RU2103443C1 - Способ устройства буронабивных свай - Google Patents
Способ устройства буронабивных свай Download PDFInfo
- Publication number
- RU2103443C1 RU2103443C1 RU95118893A RU95118893A RU2103443C1 RU 2103443 C1 RU2103443 C1 RU 2103443C1 RU 95118893 A RU95118893 A RU 95118893A RU 95118893 A RU95118893 A RU 95118893A RU 2103443 C1 RU2103443 C1 RU 2103443C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- soil
- solution
- well
- wall
- pressure
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Abstract
Изобретение относится к строительству, в частности к способам устройства буронабивных свай, и может быть использовано при усилении и реконструкции зданий и сооружений буронабивными сваями, закрепления слабых грунтов. Способ устройства буронабивных свай включает проходку скважины, установку арматуры, ослабление пристенного слоя грунта путем обработки стенок скважины раствором, нагнетание закрепляющего раствора и опрессовку грунта, причем ослабление пристенного слоя грунта осуществляют путем обработки стенок скважины водой или водно-глинистым раствором, а необходимое ослабление определяют из приведенного соотношения. 4 ил.
Description
Изобретение относится к строительству, а именно к способам устройства буронабивных свай, и может быть использовано при усилении и реконструкции зданий и сооружений буронабивными сваями, закреплении слабых грунтов.
Известны способы устройства буронабивных свай известны, включающие проходку скважины, установку арматуры, нагнетание закрепляющего раствора и опрессовку грунта [1].
Однако режим опрессовки должен отвечать определенным требованиям. При повышении некоторого критического давления в грунте может образоваться радиальная трещина, через которую произойдет неконтролируемая утечка закрепляющего раствора без сколько-нибудь существенного уплотнения грунта.
По этой причине давление при опрессовке в известных способах [2] ограничивается величиной критического давления, при котором не образуется пластическая зона вокруг скважины. В обычных условиях в грунтах, в которых производится устройство свай или закрепление грунтов, критическое давление невелико и в большинстве случае не превышает 0,1 - 0,2 МПа. В этом случае возникает ситуация, когда передача достаточно большего давления при инъецировании и опрессовке окажется невозможной из-за трещинообразования, а весь процесс упрочнения грунта будет связан только с армированием грунта раствором в местах случайных радиальных трещин.
Это существенно ограничивает область применения инъекционных способов устройства свай.
Наиболее близким к изобретению является способ устройства буронабивных свай, включающий проходку скважины, установку арматуры, ослабление пристенного слоя грунта, нагнетание закрепляющего раствора и опрессовку грунта [3].
В соответствии с данным способом производят установку в скважине электроразрядника с раствороподающей трубой, через которую заполняют скважины твердеющим раствором снизу вверх. С помощью электроимпульсной установки к разряднику подают электрические импульсы и между его электродами происходят разряды. При высокочастотном воздействии на грунт происходит его мгновенное ослабление в некоторой пристенной зоне, в результате чего грунт под внутренним давлением переходит в пластическое состояние, минуя стадию трещинообразования, предотвращая тем самым неконтролируемое распространение раствора.
Недостатком описанного способа является сложность его осуществления.
Задача изобретения - создание простого способа устройства буронабивных свай, позволяющего увеличить несущую способность сваи и повысить диапазон передаваемого на грунт давления при опрессовке.
Задача решается за счет того, что в способе устройства буронабивных свай, включающем проходку скважины, установку арматуры, ослабление пристенного слоя грунта нагнетание закрепляющего раствора и опрессовку грунта, ослабление пристенного слоя грунта осуществляют путем обработки стенок скважины водой или водно-глинистым раствором, причем необходимое ослабление определяют из соотношения
где C, φ - соответственно удельное сцепление и угол внутреннего трения ослабленного грунта;
σo - горизонтальное природное давление грунта.
где C, φ - соответственно удельное сцепление и угол внутреннего трения ослабленного грунта;
σo - горизонтальное природное давление грунта.
На фиг. 1 показана буроинъекционная свая в стадии обработки стенок скважины раствором; на фиг. 2 - фрагмент буроинъекционной сваи после осуществления инъекции цементного раствора и последующей опрессовки стенок скважины давлением; на фиг. 3 и 4 - графики изменения напряжений при нагружении.
Грунт вокруг фундамента 1, подлежащего усилению, углубляют до заданной отметки. Со дна шурфа осуществляют проходку скважины 2 требуемого диаметра и глубины (в данном примере диаметр - 127 мм; глубина - 4 м), в которую опускают инъектор 3 с перфорированным участком длиной 2 000 мм на конце и фланцем 4 в верхней части. Пространство 5 между стенками скважины 2 и инъектором 3 выше фланца 4 тампонируют цементным раствором, после частичного твердения которого производят обработку стенок скважины раствором. Состав раствора подбирают на основе предварительных исследований из условия необходимости ослабления пристенного слоя грунта до заданных пределов прочности. В данном примере грунты оснований представлены элювиальными образованьями основных пород (хлоритов), чувствительными к воздействию кислой среды.
Объем раствора рассчитывается из условия обработки грунта в пределах условного цилиндра 6 с радиусом ri с учетом фактической пористости грунта.
После подачи раствора в грунт осуществляют выдержку в течение 1 сут, поскольку согласно приведенному ниже расчету необходимо ослабить пристенный слой не менее, чем в 1,5 раза против характеристик естественного состояния. Далее через инъектор производят подачу цементного раствора в скважину 2 и осуществляют опрессовку стенок.
В связи с тем, что в ослабленном слое грунта не возникает растягивающих напряжений (растягивающие напряжения нигде не превосходят величины горизонтального природного давления σo, которые могли бы привести к появлению трещин и через них неконтролируемой утечке цементного раствора, грунт на всех стадиях опрессовки подвергается только сжимающим напряжениям. Это исключает появление трещин, утечку раствора и, следовательно, позволяет передать на стенки скважины 2 достаточно большое давление (1 - 2 МПа и более), при котором происходит расширение стенок скважины 2 с образованием ствола 7 заданных размеров (для буронабивных свай - уширенной пяты), размер которого контролируют по объему поданного в скважину цементного раствора.
После набора цементным раствором необходимой прочности инъектор 3 соединяют с существующим фундаментом 1 посредством железобетонных консолей 8. В необходимых случаях под консолями 8 укладывают противопучинистую прокладку 9.
В период опрессовки и набора раствором прочности в массив ослабленного грунта происходит фильтрация жидкой компоненты раствора, в результате чего этот слой упрочняется.
Таким образом, осуществляется усиление фундамента 1. Кроме размеров ствола сваи, при расчете определяют необходимую глубину скважины 2, расстояние между инъекторами 3, армирование железобетонных консолей 8.
Степень ослабления грунта рассчитывают из следующих соображений. На фиг. 3 и 4 показано распределение радиальных и тангенциальных σθ напряжений при нагружении стенок скважины 2 давлением P при существующем в грунте горизонтальном природном давлении σo; на фиг. 3 - до образования пластичных деформаций, определяемых критическим давлением в полости скважины 2 (Pкр); на фиг. 4 - при наличии пластических деформаций при давлении P > Pкр.
На фиг. 3 и 4 позиция 10 характеризует напряженное состояние естественного грунта, а позиция 11 - предварительно ослабленного грунта.
Критическое давление определяют по формуле
Pкр = ccosφ + σo(1+sinφ), (1)
где C - удельное сцепление;
φ - угол внутреннего трения.
Pкр = ccosφ + σo(1+sinφ), (1)
где C - удельное сцепление;
φ - угол внутреннего трения.
При этом тангенциальное напряжение у стенки скважины 2 находят по формуле
σθ = -Pкр + 2σo (2)
Поскольку они не могут быть отрицательными (иначе образуется трещина), предельные значения характеристик С и φ находят из условия σθ = 0
В рассматриваемом примере прочностные свойства естественного грунта характеризуются сдельным сцеплением С = 45 кПа и углом внутреннего трения φ = 18o. При удельном весе грунта γ = 18 кН/м3, средней глубине скважины Z = 3 м и коэффициенте бокового давления грунта ξ = 0,7, горизонтальное природное давление равно
σo = γZξ = 18•3•0,7 = 37,8 кПа (4)
Критическое давление, вычисленное по формуле (1), равно Pкр = 92,3 кПа, одна при этом возникнут растягивающие тангенциальные напряжения σθ = - 16,7 кПа (фиг. 3 и 4), определяемые формулой (2), т.е. в процессе повышения давления у стенки скважины 2 образуется трещина.
σθ = -Pкр + 2σo (2)
Поскольку они не могут быть отрицательными (иначе образуется трещина), предельные значения характеристик С и φ находят из условия σθ = 0
В рассматриваемом примере прочностные свойства естественного грунта характеризуются сдельным сцеплением С = 45 кПа и углом внутреннего трения φ = 18o. При удельном весе грунта γ = 18 кН/м3, средней глубине скважины Z = 3 м и коэффициенте бокового давления грунта ξ = 0,7, горизонтальное природное давление равно
σo = γZξ = 18•3•0,7 = 37,8 кПа (4)
Критическое давление, вычисленное по формуле (1), равно Pкр = 92,3 кПа, одна при этом возникнут растягивающие тангенциальные напряжения σθ = - 16,7 кПа (фиг. 3 и 4), определяемые формулой (2), т.е. в процессе повышения давления у стенки скважины 2 образуется трещина.
После ослабления грунта раствором прочностные характеристики снизились до значений удельного сцепления C = 28 кПа и угла внутреннего трения φ′ = 16o, при которых неравенство (3) выполняется (37,2 <37,8), т.е. при нагружении не возникает растягивающих напряжений. Критическое давление согласно формуле (1) уменьшится до = 75,7 кПа.
При дальнейшем нагружении (фиг. 4) все составляющие напряжений будут сжимающими, при этом трещинообразование и утечки раствора невозможны.
Наружный радиус зоны ослабления должен соответствовать радиусу пластической зоны rL, определяемому выражением
где штрихом отмечены характеристики, соответствующие ослабленному грунту.
где штрихом отмечены характеристики, соответствующие ослабленному грунту.
В данном примере rL = 1,95 r0, где r0 - начальный радиус скважины 2, равный 127 мм. Следовательно, наружный радиус зоны увлажнения равен около 250 мм, а диаметр соответственно 500 мм. При длине перфорированной части инвектора 2 000 мм и пористости грунта h=38%, объем раствора для увлажнения грунта в пределах ослабленной зоны равен 0,145 м3. При последующей опрессовке давлением 0,8 МПа в полость скважины 2 постудило 0,35 м3 цементного раствора, в результате чего диаметр ствола 7 составил 0,47 м при требуемой по расчету величине диаметра 0,45 м.
В контрольной скважине, в которой предварительного ослабления пристенного слоя грунта не производилось, при опрессовке не удалось создать давление более 0,1 МПа. При этом происходило непрерывное поступление в грунт цементного раствора; испытание прекращено при расходе раствора 0,65 м3.
Когда грунты оснований представлены лессами и лессовидными грунтами, ослабление пристенного слоя может быть достигнуто додачей в скважину воды или водно-глинистого раствора. При этом, как свидетельствуют опыты, происходит существенное ослабление грунта.
Дополнительный эффект может быть получен за счет повышения температуры воды иди водно-глинистого раствора, поскольку эффект ослабления грунта при этом возрастает еще на 30 - 40%.
Claims (1)
- Способ устройства буронабивных свай, включающий проходку скважины, установку арматуры, ослабление пристенного слоя грунта, нагнетание закрепляющего раствора и опрессовку грунта, отличающийся тем, что ослабление пристенного слоя грунта осуществляют путем обработки стенок скважины водой или водно-глинистым раствором, причем необходимое ослабление определяют из соотношения
где c, φ - соответственно удельное сцепление и угол внутреннего трения ослабленного грунта;
σ0 - горизонтальное природное давление грунта.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95118893A RU2103443C1 (ru) | 1995-11-08 | 1995-11-08 | Способ устройства буронабивных свай |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU95118893A RU2103443C1 (ru) | 1995-11-08 | 1995-11-08 | Способ устройства буронабивных свай |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU95118893A RU95118893A (ru) | 1997-11-20 |
RU2103443C1 true RU2103443C1 (ru) | 1998-01-27 |
Family
ID=20173539
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95118893A RU2103443C1 (ru) | 1995-11-08 | 1995-11-08 | Способ устройства буронабивных свай |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2103443C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103790148A (zh) * | 2014-01-07 | 2014-05-14 | 西安科技大学 | 一种湿陷性黄土地基的联合处理施工方法 |
-
1995
- 1995-11-08 RU RU95118893A patent/RU2103443C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
2. СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений. Госстрой СССР. - М.: Стройиздат, 1985, с учетом изменений редакции по Постановлению Госстроя СССР от 09.12.85, N 211, п.16.13. 3. Технология изготовления свай усиления в условиях реконструкции: Информационный листок, Ленинградский региональный центр "Мегаполис". - Л., 1990, с.3. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103790148A (zh) * | 2014-01-07 | 2014-05-14 | 西安科技大学 | 一种湿陷性黄土地基的联合处理施工方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108547336B (zh) | 一种适用于工业厂房独立桩基础的沉降加固顶升调平方法 | |
CN113445516A (zh) | 一种钻孔灌注式水泥土桩及其施工方法 | |
RU2103443C1 (ru) | Способ устройства буронабивных свай | |
CN109403321A (zh) | 一种填方边坡预应力锚索的施工方法 | |
CN105201525B (zh) | 一种可修复的防治底鼓方法 | |
RU2328577C2 (ru) | Способ защиты существующих зданий и сооружений | |
RU2238366C1 (ru) | Способ устройства инъекционной сваи | |
RU2275470C1 (ru) | Способ повышения несущей способности висячих свай | |
RU2015247C1 (ru) | Способ уплотнения лессовых грунтов в основании зданий и сооружений | |
RU2150550C1 (ru) | Способ изготовления буроинъекционной сваи в сезоннопромерзающем грунте | |
RU2263745C1 (ru) | Способ возведения инъекционной сваи (варианты) | |
KR101072215B1 (ko) | 선단부를 보강하는 말뚝 시공 방법 및 이 방법에 의해 시공된 말뚝 | |
RU2277147C1 (ru) | Способ сооружения обделки тоннеля | |
CN1042158C (zh) | 钢筋混凝土预制桩端部注浆法 | |
CN206495202U (zh) | 一种上部扩大型水泥土复合桩 | |
Al-Recaby | Assessing the increase in bearing capacity of bored piles in sandy soil using expansive additives | |
RU2148124C1 (ru) | Способ устройства буроинъекционных свай по технологии гидроспецстроя | |
JPH09209361A (ja) | ピット構造物内での杭打ち方法 | |
SU1285160A1 (ru) | Способ упрочнени грунта | |
RU2824786C1 (ru) | Способ инъекционного закрепления и усиления оснований фундаментов деформированных и реконструируемых зданий и сооружений, осуществляемый с помощью пропитки водонасыщенных грунтов с использованием низковязкого высокопроникающего загеливающегося отверждающего раствора на основе кремнезоля и кремнийорганических составов | |
RU2757901C1 (ru) | Способ гидроизоляции эксплуатируемого подземного сооружения в обводненных грунтах | |
RU2199628C1 (ru) | Способ восстановления фундаментов | |
RU2260093C2 (ru) | Способ возведения буронабивной сваи-инъектора | |
RU2256028C1 (ru) | Способ закрепления слабых грунтов | |
RU2367740C1 (ru) | Способ закрепления грунта под зданиями и сооружениями |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081109 |