RU129522U1 - Инъекционная свая для слабых глинистых грунтов - Google Patents

Abstract

1. Инъекционная свая для слабых глинистых грунтов, содержащая бетонный ствол, устроенный путем инъектирования бетонной смеси, инъектор, выполняющий одновременно роль арматурного каркаса и состоящий из одной или нескольких секций, выполненных из профильных уголков, жестко соединенных между собой с помощью поперечных планок или арматурных стержней, конусный наконечник, закрепленный на нижнем конце инъектора и выполненный в виде диска, выступающего за контур инъектора, и режущих пластин, приваренных к диску снизу, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит уложенную на грунт стопорную пластину, выполненную с отверстием, через которое она надета на инъектор и приварена к нему, при этом площадь стопорной пластины превышает площадь сваи, помимо этого, бетонный ствол сваи сформирован путем нагнетания бетонной смеси снизу вверх с помощью опущенного внутрь инъектора бетоноподающего рукава.2. Инъекционная свая по п.1, отличающаяся тем, что секции инъектора соединены между собой посредством сварки состыкованных торцов профильных уголков.3. Инъекционная свая по п.1, отличающаяся тем, что профильные уголки смежных секций состыкованы внахлест и сварены.4. Инъекционная свая по п.1, отличающаяся тем, что профильные уголки смежных секций состыкованы торцами и соединены общими соединительными планками, установленными в местах стыка.

Description

Полезная модель относится к строительству, в частности к области возведения свайных оснований и фундаментов на слабых глинистых грунтах, и может быть использована в промышленном и гражданском строительстве, как при возведении новых зданий и сооружений, так и при усилении фундаментов старых, поврежденных или требующих реконструкции.

Известна инъекционная свая, выполненная по способу, защищенному патентом РФ на изобретение №2238366. Инъекционная свая содержит бетонный ствол, трубчатый инъектор с перфорацией на большей части длины, конусный наконечник, выполненный в виде диска, выступающего за контур инъектора, который приварен к нижнему концу инъекторной трубы, и пластин острия. Инъекторная труба в зависимости от длины сваи может состоять из нескольких секций, наращиваемых в процессе погружения и свариваемых между собой с помощью патрубка меньшего диаметра, чем диаметр инъекторной трубы. В верхней части инъектор имеет уширительное кольцо, выше которого перфорация отсутствует.Эта часть инъектора используется для устройства тампонажа. Инъектор после возведения играет роль ее арматуры. Преимущество такой сваи в том, что вдавливание наконечника, нарезание продольных пазов и погружение инъекторной трубы производят одновременно с образованием зазора между стенкой скважины и инъекторной трубой. Недостатком является то, что, ввиду небольшого диаметра отверстий в стенках инъектора для инъекцирования твердеющего раствора, возникает необходимость использовать специальные подвижные мелкозернистые растворы и бетоны. Применение полужестких и жестких крупнозернистых и тяжелых бетонов невозможно. Кроме того, для изготовления инъектора требуется наличие производственных мастерских, что приводит к увеличению сроков и стоимости изготовления инъектора, а процесс изготовления сваи становиться малоэкономичным.

Более технологичная и менее трудоемкая в сравнении с предыдущим аналогом является инъекционная свая по патенту РФ на полезную модель №87718, опубл. 20.10.2009 г. Свая содержит бетонный ствол и инъектор. Инъектор состоит из инъекционного ствола и конусного наконечника. В зависимости от длины сваи инъекционный ствол может состоять из нескольких секций, наращиваемых в процессе погружения и свариваемых между собой. Каждая секция выполнена из четырех прокатных уголков, образующих в поперечном сечении квадрат с зазорами между отдельными ветвями и соединенных между собой с помощью поперечных планок или арматурных стержней. В верхней части инъекционного ствола имеется уширительное кольцо, выше которого ствол имеет сплошное поперечное сечение. Эта часть инъектора используется для устройства тампонажа. К нижней секции приварен конусный закрытый наконечник с уширением в виде круглого диска, диаметр которого превышает размеры сторон ствола и режущих пластин, приваренных к диску снизу. Погружение инъектора осуществляется вдавливанием, что приводит к формированию скважины с диаметром, равным диаметру наконечника, а между инъекционным стволом и стенками скважины образуется воздушный зазор. После погружения инъектора на проектную глубину, скважина заполняется сверху бетонной смесью через инъектор. Инъектор остается в теле сваи и играет роль арматуры. В верхней части между стенкой скважины и инъектором устраивается тампонаж. Такая конструкция инъекционной сваи наиболее близка к заявляемой и принята за прототип.

Достоинство прототипа в том, что при вдавливании инъектора между стенкой скважины и инъекционным стволом образуется зазор. Это позволяет снизить усилие вдавливания инъектора в грунт, приводит к более качественному формированию бетонного ствола инъекционной сваи и, в целом, к снижению трудоемкости ее изготовления.

Недостатки прототипа заключаются в следующем. При устройстве скважины в слабых водонасышенных глинистых грунтах происходит оплывания стенок скважины, что приводит к существенному снижению качества бетона инъекционной сваи за счет перемешивания бетонной смеси, подаваемой сверху-вниз через инъекционную трубу, с грунтовой массой и снижению ее несущей способности.

Задачей предлагаемой полезной модели является исключение существующих недостатков прототипа, повышение качества бетона ствола сваи и ее несущее способности по материалу в слабых глинистых грунтах. Технический результат, обеспечивающий решение задачи, заключается в использовании восходящей технологии бетонирования («снизу-вверх»), что исключает существенное перемешивание бетонной смеси с грунтовой массой, а также в уплотнении грунта вокруг сваи путем повышения давления нагнетания бетонной смеси в радиальном направлении.

Задача и технический результат достигается следующим образом.

Как и в прототипе, инъекционная свая содержит бетонный ствол, устроенный путем инъектирования бетонной смеси, инъектор, выполняющий одновременно роль арматурного каркаса и состоящей из одной или нескольких секций, выполненных из профильных уголков, жестко соединенных между собой с помощью поперечных планок или арматурных стержней, конусный наконечник, закрепленный на нижнем конце инъектора и выполненный виде диска, выступающего за контур инъектора и режущих пластин, приваренных к диску снизу.

В отличие от прототипа инъекционная свая дополнительно содержит уложенную на грунт стопорную пластину, выполненную с отверстием, с помощью которого она надета на инъектор и приварена к нему, при этом площадь стопорной пластины превышает площадь сваи. Отличием является также то, что бетонный ствол сваи сформирован путем нагнетания бетонной смеси снизу-вверх с помощью опущенного внутрь инъектора бетоноподающего рукава.

Между собой секции инъектора могут быть соединены посредством сварки состыкованных торцов профильных уголков или состыкованы торцами и соединены общими соединительными поперечными планками, установленными в местах стыка. Профильные уголки смежных секций, в частном случае, могут быть состыкованы также внахлест и затем сварены между собой.

Отличие от прототипа заключается в отсутствии уширительного кольца в верхней части инъекционного ствола. В отличие от прототипа, согласно полезной модели, бетонирование скважины осуществляется через бетоноподающий рукав, опушенный к нижнему концу инъектора. Наличие воздушного зазора позволяет с помощью бетоноподающего рукава выполнять бетонирование восходящим способом, что приводит к выталкиванию бетоном грунтовой массы из скважины за счет большей плотности бетонной смеси. Это приводит к повышению качества бетона тела инъекционной сваи. Стопорная пластина препятствует выходу бетонной смеси на поверхность при дополнительном расширении скважины в радиальном направлении, что приводит к уплотнению грунта вокруг сваи.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 приведен инъектор для устройства инъекционной сваи, выполненный из прокатных уголков заводского изготовления, соединенных между собой с помощью планок. На фиг.2 показан процесс бетонирования скважины. На фиг.3 приведено поперечное сечение скважины в процессе бетонирования скважины. На фиг.4 показана стопорная пластина. На фиг.5 конечный вид сваи со стопорной пластиной по заявленной полезной модели

Инъекционная свая содержит бетонный ствол 1 (фиг.5), инъектор, который в зависимости от длины сваи может состоять из одной или нескольких секций. Каждая секция выполнена из прокатных уголков 2 (фиг.1), жестко соединенных между собой с помощью поперечных планок 3 (фиг.1) или арматурных стержней (на чертеже не показаны). К нижнему концу инъектора приварен конусный наконечник 4 (фиг.1). Нагнетание бетонной смеси производится через бетоноподающий рукав 6 (фиг.3). После полного заполнения скважины бетоном бетоноподающий рукав извлекается, и устанавливается стопорная пластина 5 (фиг.4, 5). Стопорная пластина препятствует выходу бетонной смеси на поверхность при дополнительном расширении скважины в радиальном направлении под действием давления бетонной смеси скважины. После окончания процесса расширения скважины и падения давления в бетоне сваи стопорная пластина 5 может быть демонтирована.

Осуществление полезной модели. Инъекционная свая устраивается в следующей последовательности. На строительную площадку завозится материал для устройства инъектора (прокатные уголки, листовая сталь). В зависимости от требуемых размеров нарезают уголки 2 нужной длины и соединяют их между собой при помощи планок 3 или арматурных стержней на сварке. Устраивают первую секцию инъектора с наконечником 4 из стальных пластин.

Погружение инъектора осуществляется следующим образом. На поверхность грунта устанавливают вертикально нижнюю секцию наконечником 4 вниз. Вдавливание выполняют с помощью специального вдавливающего оборудования (домкрат, гидроцилиндр и др.). По мере погружения секции инъектора вокруг него образуется скважина диаметром, равным диаметру диска наконечника 4. Как только нижняя секция будет полностью задавлена, если ее длины будет недостаточно, то на нее устанавливают, а затем вдавливают рядовую секцию. Секции соединяют между собой на сварке торцами или внахлест. Последующие рядовые и верхнюю секцию устраивают аналогично.

После погружения инъектора до проектной отметки через бетоноподающий рукав 6 осуществляют подачу подвижной бетонной смеси восходящим методом. После чего к инъектору приваривается стопорная пластина 5. Затем производится дополнительное расширение скважины в радиальном направлении под действием давления бетонной смеси (0,2…0,8 МПа), что приводит к уплотнению грунта вокруг скважины и увеличению несущей способности сваи. После окончания процесса расширения скважины и падения давления в бетоне сваи стопорная пластина 5 может быть демонтирована или оставлена на месте.

Claims (4)

1. Инъекционная свая для слабых глинистых грунтов, содержащая бетонный ствол, устроенный путем инъектирования бетонной смеси, инъектор, выполняющий одновременно роль арматурного каркаса и состоящий из одной или нескольких секций, выполненных из профильных уголков, жестко соединенных между собой с помощью поперечных планок или арматурных стержней, конусный наконечник, закрепленный на нижнем конце инъектора и выполненный в виде диска, выступающего за контур инъектора, и режущих пластин, приваренных к диску снизу, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит уложенную на грунт стопорную пластину, выполненную с отверстием, через которое она надета на инъектор и приварена к нему, при этом площадь стопорной пластины превышает площадь сваи, помимо этого, бетонный ствол сваи сформирован путем нагнетания бетонной смеси снизу вверх с помощью опущенного внутрь инъектора бетоноподающего рукава.

2. Инъекционная свая по п.1, отличающаяся тем, что секции инъектора соединены между собой посредством сварки состыкованных торцов профильных уголков.

3. Инъекционная свая по п.1, отличающаяся тем, что профильные уголки смежных секций состыкованы внахлест и сварены.

4. Инъекционная свая по п.1, отличающаяся тем, что профильные уголки смежных секций состыкованы торцами и соединены общими соединительными планками, установленными в местах стыка.

Images