EA030503B1

EA030503B1 - Способ сооружения сваи с уширением

Info

Publication number: EA030503B1
Application number: EA201600052A
Authority: EA
Inventors: Николай Васильевич Черношей; Константин Николаевич Черношей; Андрей Николаевич Стрельченко; Ярослав Николаевич Черношей
Original assignee: Открытое акционерное общество "Буровая компания "Дельта"
Priority date: 2015-12-07
Filing date: 2015-12-07
Publication date: 2018-08-31
Also published as: EA201600052A1

Abstract

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению, и может быть использовано в любых грунтах, за исключением скальных или прочных глин. Сущность изобретения: способ сооружения сваи с уширением заключается в образовании скважины продавливанием обсадной трубы с теряемым наконечником, установке арматурного каркаса, заполнении ее на всю высоту бетоном, создании уширения путем вдавливания бетона в грунт при опускании обсадной трубы с последующим подъемом обсадной трубы, добавлении бетона в обсадную трубу по мере его вдавливания в грунт, извлечении обсадной трубы. Снабжают обсадную трубу и арматурный каркас по меньшей мере одной парой поршень-цилиндр, поршень располагают на внутренней поверхности обсадной трубы и выполняют в виде кольцевого выступа, а цилиндр устанавливают на арматурном каркасе и выполняют его с высотой, соизмеримой с высотой уширения сваи; устанавливают арматурный каркас в обсадную трубу с обеспечением расположения цилиндра в месте создания уширения. Уширение создают при периодическом опускании обсадной трубы путем вдавливания до отказа кольцевым выступом бетона, заполнившего пространство вокруг цилиндра арматурного каркаса при предыдущем подъеме обсадной трубы на высоту, обеспечивающую образование зазора между парой поршень-цилиндр для поступления бетона; добавляют мерное количество бетона в скважину до создания уширения с заданным объемом. Технический результат заключается в создании высокотехнологичного способа сооружения сваи с уширением, обеспечивающего значительную устойчивость сваи в грунте.

Description

030503

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению, и может быть использовано в любых грунтах, за исключением скальных или прочных глин.

Известен способ устройства набивной сваи с уширенной пятой с использованием инвентарной трубы, закрытой снизу теряемым башмаком, погружаемой в грунт вибрированием [1], при котором уширение пяты выполняют при помощи вибротрамбования теряемого башмака и пробки из бетонной смеси, помещаемой в инвентарную трубу после ее погружения на проектную глубину, причем эту операцию производят тем же вибратором, которым труба погружается в грунт.

Недостатком данного способа является то, что при формировании уширения возможно получение увеличение размера длины сваи, в виде вертикального столба, а не грушевидной пяты, придающей свае большую прочность, так как сила при уплотнении направлена исключительно вертикально вниз. Кроме этого, переключения вибропогружателя на трамбовку увеличивают время сооружения сваи. Помимо этого, при данном способе производится уплотнение бетона в нижней части обсадной трубы, что будет являться препятствием при установке арматурного каркаса на отметку. При данном способе возможно создание только одного небольшого уширения в основании сваи. Способ трудоемкий и массового применения не получил.

Известен также способ изготовления сваи в предварительно продавленной скважине [2], включающий образование скважины продавливанием обсадной трубы с теряемым башмаком, заполнение ее на всю высоту бетоном, устройство уширения, извлечение обсадной трубы и установку арматурного каркаса.

Однако данный способ может оказаться неприемлемым в условиях стесненной городской застройки и, особенно, при строительстве на слабых грунтах, вблизи существующих зданий из-за возможного разупрочнения грунтов основания в результате вибропогружения и виброизвлечения обсадной трубы, вибротрамбования бетона уширенной пяты и ствола сваи.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ изготовления сваи в предварительно продавленной скважине [3], включающий образование скважины продавливанием обсадной трубы с теряемым башмаком, заполнение ее на всю высоту бетоном, устройство уширения, извлечение обсадной трубы и установку арматурного каркаса, при этом в грунт продавливают обсадную трубу с герметичным оголовком и клапаном в верхней части и заполняют обсадную трубу бетоном через клапан, поднимают обсадную трубу на высоту 1,5-2,0 диаметра трубы с одновременной подачей бетона до полного ее заполнения, уширение устраивают путем вдавливания обсадной трубой бетона в грунт, а извлечение обсадной трубы осуществляют статической нагрузкой.

Недостатком данного способа является также то, что происходит уплотнение бетона с увеличением длины сваи преимущественно в вертикальном направлении, что не обеспечивает высокую устойчивость свай из-за недостаточного уширения в радиальном направлении.

Задачей, решаемой данным изобретением, является создание способа сооружения набивных свай с уширением, обеспечивающего возможность массового устройства свай в сложных геологических условиях, обладающих значительной устойчивостью за счет создания уширения как в вертикальном направлении, так и в горизонтальном, при этом будет достигнут значительный экономический эффект за счет сокращения сроков сооружения свай и экономии свайного материала.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе сооружения сваи с уширением, включающем образование скважины продавливанием обсадной трубы с теряемым наконечником, установку арматурного каркаса, заполнение ее на всю высоту бетоном, создание уширения путем вдавливания бетона в грунт при опускании обсадной трубы с последующим подъемом обсадной трубы, добавление бетона в обсадную трубу по мере его вдавливания в грунт, извлечение обсадной трубы, согласно изобретению, снабжают обсадную трубу и арматурный каркас по меньшей мере одной парой поршень-цилиндр, при этом поршень располагают на внутренней поверхности обсадной трубы и выполняют в виде кольцевого выступа, а цилиндр устанавливают на арматурном каркасе и выполняют его с высотой, соизмеримой с высотой уширения сваи; устанавливают арматурный каркас в обсадную трубу до заполнения ее бетоном с обеспечением расположения цилиндра в месте создания уширения; уширение создают при периодическом опускании обсадной трубы путем вдавливания до отказа ее кольцевым выступом бетона, заполнившего пространство вокруг цилиндра арматурного каркаса при предыдущем подъеме обсадной трубы на высоту, обеспечивающую образование зазора между парой поршень-цилиндр для поступления бетона; добавляют мерное количество бетона в скважину до создания уширения с заданным объемом.

Кроме этого, опускание и подъем обсадной трубы могут осуществлять с помощью вибропогружателя.

Помимо этого, мерное количество бетона в скважину добавляют через мерную емкость, устроенную в верхней части обсадной трубы.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг. 1 изображена погруженная в грунт методом вдавливания обсадная труба с теряемым наконечником, с установленным в полости трубы каркасом с цилиндром в нижней части и заполненная бетоном;

на фиг. 2 - заполнение участка скважины у цилиндра каркаса бетоном при подъеме обсадной трубы

- 1 030503

на высоту, соизмеримую с высотой h цилиндра каркаса;

на фиг. 3 - создание промежуточного уширения сваи с высотой H1; на фиг. 4 - создание промежуточного уширения сваи с высотой Н2; на фиг. 5 - создание окончательного уширения сваи с высотой Н; на фиг. 6 - фото, демонстрирующее сваю с уширением.

Способ изготовления сваи с теряемым наконечником и уширением реализуется следующим образом.

Методом вдавливания, например, с помощью вибропогружателя, погружают в грунт на проектную глубину обсадную трубу 1 с теряемым наконечником 2 на нижнем ее торце и мерной емкостью 3 на верхнем ее торце, тем самым создавая скважину 4. После погружения обсадной трубы 1 мерная емкость 3 должна располагаться выше уровня 5 земной поверхности. После продавливания обсадной трубы 1 с теряемым наконечником 2 на проектную отметку (место создания уширения сваи) устанавливают в трубу 1 арматурный каркас 6 до установки его на теряемый наконечник 2 (фиг. 1). До начала осуществления процесса погружения обсадной трубы 1 снабжают её и арматурный каркас 6 парой поршень-цилиндр, при этом поршень располагают на внутренней поверхности обсадной трубы 1 и выполняют в виде кольцевого выступа 7, а цилиндр 8 устанавливают на арматурном каркасе 6 и выполняют его с высотой h, соизмеримой с проектной высотой Н свайного уширения, который может составлять, в зависимости от высоты Н, 0,75-1,5 м.

При необходимости создания уширений на нескольких горизонтах снабжают обсадную трубу 1 и арматурный каркас 6 соответствующим количеством пар поршень-цилиндр.

Через мерную емкость 3 заполняют обсадную трубу 1 бетоном 9 на весь объем, включая мерную ёмкость. Затем поднимают обсадную трубу 1 на высоту h, например, вибрационным способом, так, чтобы кольцевой выступ 7 стал выше верхнего торца цилиндра 8 арматурного каркаса 6 на 0,05-0,10 м для создания зазора Δ 10 (фиг. 2), через который под действием гравитационных сил и вибрационного возмущения бетон заполняет пространство 11 вокруг цилиндра 8, свободное от грунта и бетона. Процесс заполнения разуплотненного пространства 11 контролируют по замеру объема бетона в мерной емкости 3. Затем вибрационным способом с приложением статической нагрузки погружают обсадную трубу 1 вниз до упора. Бетон 9 вытесняют кольцевым выступом 7 в зону 12, таким образом начинается процесс формирования уширения 13 сваи как в радиальном направлении, так и в вертикальном на величину H1 (фиг. 3), затем повторяют этап поднятия и опускания обсадной колонны 1 для постепенного формирования уширения. Каждый этап будет завершен, когда при статической нагрузке с одновременным вибрационным воздействием на обсадную трубу 1 произойдет отказ. "Отказ" - это процесс, при котором произойдет максимально возможное уплотнение бетона на отметках Н1 (фиг. 3) < H2 (фиг. 4) < ... < Н (фиг. 5), где Н - максимальная проектная высота уширения 13.

Процесс формирования сваи с уширением постоянно контролируют путем замера подаваемого объема бетона в обсадную трубу 1 через мерную емкость 3 по мере формирования уширения 13.

Раскопка сваи с последующим замером уширения указывает на прямую зависимость расхода бетона на объем созданного уширения сваи (фиг. 6).

Таким образом, в заявляемом изобретении предложен высокотехнологичный способ сооружения свай с уширением как в горизонтальном направлении, так и в вертикальном, обеспечивающего значительную устойчивость свай в грунте, за счет использования определенных конструктивных приспособлений, а также контролируемого по времени и расходу свайного материала процесса ее сооружения.

Источники информации.

1. SU 117650, МПК E21B 7/28, E02D 5/38, опубл. 01.01.1958.

2. Перлей Е.М. и др. Свайные фундаменты и заглубленные сооружения при реконструкции действующих предприятий. Ленинград, Стройиздат. 1989, с. 22-24.

3. RU 2231596, МПК E02D 5/34, E02D 5/38, опубл. 27.06.2004.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ сооружения сваи с уширением, включающий образование скважины продавливанием обсадной трубы с теряемым наконечником, установку арматурного каркаса, заполнение ее на всю высоту бетоном, создание уширения путем вдавливания бетона в грунт при опускании обсадной трубы с последующим подъемом обсадной трубы, добавление бетона в обсадную трубу по мере его вдавливания в грунт, извлечение обсадной трубы, отличающийся тем, что снабжают обсадную трубу и арматурный каркас по меньшей мере одной парой поршень-цилиндр, при этом поршень располагают на внутренней поверхности обсадной трубы и выполняют в виде кольцевого выступа, а цилиндр устанавливают на арматурном каркасе и выполняют его с высотой, соизмеримой с высотой уширения сваи; устанавливают арматурный каркас в обсадную трубу до заполнения ее бетоном с обеспечением расположения цилиндра в месте создания уширения; уширение создают при периодическом опускании обсадной трубы путем вдавливания до отказа кольцевым выступом бетона, заполнившего пространство вокруг цилиндра арматурного каркаса при предыдущем подъеме обсадной трубы на высоту, обеспечивающую образование

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют опускание и подъем обсадной трубы с помощью вибропогружателя.

- 2 030503

зазора между парой поршень-цилиндр для поступления бетона; добавляют мерное количество бетона в скважину до создания уширения с заданным объемом.

- 3 030503

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что мерное количество бетона в скважину добавляют через мерную емкость, устроенную в верхней части обсадной трубы.

- 4 030503