RU2403341C1 - Method for manufacturing of foundation from boring piles - Google Patents
Method for manufacturing of foundation from boring piles Download PDFInfo
- Publication number
- RU2403341C1 RU2403341C1 RU2009116393/03A RU2009116393A RU2403341C1 RU 2403341 C1 RU2403341 C1 RU 2403341C1 RU 2009116393/03 A RU2009116393/03 A RU 2009116393/03A RU 2009116393 A RU2009116393 A RU 2009116393A RU 2403341 C1 RU2403341 C1 RU 2403341C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pile
- piles
- soils
- well
- soil
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Piles And Underground Anchors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области геотехнического строительства, а именно к изготовлению буронабивных и буроинъекционных свай в сложных грунтах, содержащих спорадически представленные аномально слабые или рыхлые, легко уплотняющиеся зоны, например, при наличии в основании рыхлых песков с непредсказуемо меняющейся формой подошвы их залегания. Изобретение может также применяться при установлении и ликвидации зон аномально разуплотненных грунтов при глубинном их уплотнении.The invention relates to the field of geotechnical construction, namely, to the manufacture of bored and bored injection piles in complex soils containing sporadically represented abnormally weak or friable, easily compacting zones, for example, in the presence of friable sands at the base with an unpredictably changing shape of their sole. The invention can also be applied in the establishment and elimination of zones of abnormally decompressed soils during their deep compaction.
Строительные нормы и правила (СНиП) и Свод правил (СП) допускают опирать нижние концы забивных свай на рыхлые пески, но при этом несущую способность требуют определять по результатам статических испытаний этих свай [СНиП 2.02.03-85 (п.4.3) и СП 50-102-2003 (п.7.2.3)]. В этом случае эффективность применения забивных свай сводится к нулю, так как стоимость проведения статического испытания одной сваи в разы превышает стоимость самой сваи вместе с ее погружением. Кроме того, названные нормы [СНиП 2.02.03-85 (п.4.11) и СП 50-102-2003 (п.7.2.13)] требуют учитывать силы отрицательного (негативного) трения грунта на боковой поверхности свай, возникающие при осадке околосвайного грунта, у которого не завершился процесс консолидации. В строительных нормах и правилах не оговорены допущения и условия возможности опирания нижних концов буровых свай на рыхлые пески, из чего следует, что буровые сваи должны прорезать всю толщу рыхлых песков. В сложных грунтовых условиях при проектировании всегда предусматривают заглубление буровых свай в толщу грунтов, залегающих ниже подошвы рыхлых песков. Глубину кровли грунтов, подстилающих рыхлые пески, устанавливают по данным инженерно-геологических изысканий. Нормы [СП 50-102-2003, приложение В] требуют выполнять геологоразведочные скважины при исследовании грунтов для зданий и сооружений 1 (повышенного) уровня ответственности по сетке 20×20 м, а точки зондирования по сетке 10×10 м. Для менее ответственных зданий сетка геологоразведочных точек исследования грунтов основания еще больше. При таком редком расположении разведочных скважин напластования грунтов между разведочными скважинами могут существенно отличаться. При проектировании свайного основания принимают глубину залегания рыхлых песков или других легко сжимаемых грунтов в основании по максимальной глубине, установленной в геологоразведочных точках исследования вокруг рассматриваемого участка свайного поля. Расстояние в свету между стволами буровых свай, установленное нормами, не должно быть менее 1 метра [СНиП 2.02.03-85 (п.7.9) и СП 50-102-2003 (п.8.13)]. Таким образом, между ближайшими геологоразведочными скважинами могут размещаться десятки свай, заглубление которых принято в запас надежности с явным превышением, из-за незнания реальной нижней границы залегания рыхлых песков или других легко сжимаемых грунтов.Building norms and rules (SNiP) and the Code of rules (SP) allow the lower ends of driven piles to rest on loose sands, but at the same time they need to determine the bearing capacity according to the results of static tests of these piles [SNiP 2.02.03-85 (clause 4.3) and SP 50-102-2003 (Clause 7.2.3)]. In this case, the efficiency of using driven piles is reduced to zero, since the cost of conducting a static test of one pile is several times higher than the cost of the pile itself with its immersion. In addition, the aforementioned standards [SNiP 2.02.03-85 (clause 4.11) and SP 50-102-2003 (clause 7.2.13)] require taking into account the forces of negative (negative) friction of the soil on the side surface of the piles arising from the settlement of near-pile soil, which did not complete the consolidation process. The building norms and rules do not stipulate assumptions and conditions for the possibility of supporting the lower ends of the drill piles on loose sands, which implies that the drill piles must cut through the entire thickness of loose sand. In difficult soil conditions, when designing, they always envisage deepening of drilling piles in the thickness of soils lying below the sole of loose sand. The depth of the roof of the soil underlying the loose sands is determined according to engineering and geological surveys. Standards [SP 50-102-2003, Appendix B] require exploration wells to be surveyed for soils for buildings and structures of 1 (high) responsibility level on a 20 × 20 m grid, and sounding points on a 10 × 10 m grid. For less critical buildings the grid of exploration points for the study of base soils is even larger. With such a rare location of exploration wells, bedding between exploration wells can vary significantly. When designing a pile foundation, take the depth of loose sand or other easily compressible soils at the base according to the maximum depth established at the exploration points of the study around the considered section of the pile field. The distance in the light between the trunks of drill piles, established by the standards, should not be less than 1 meter [SNiP 2.02.03-85 (clause 7.9) and SP 50-102-2003 (clause 8.13)]. Thus, dozens of piles can be placed between the nearest exploration wells, the depth of which is taken as a margin of safety with a clear excess, due to ignorance of the real lower boundary of the occurrence of loose sand or other easily compressible soils.
Известен способ изготовления буронабивной сваи в грунте, включающий образование скважины, установку арматурного каркаса и заполнение скважины бетонной смесью. При этом проходку скважины и установку арматурного каркаса осуществляют одновременно, с помощью электрогидравлического устройства, разрядную головку которого располагают на нижнем торце арматурного каркаса. Укладку бетонной смеси осуществляют одновременно с заглублением электрогидравлического устройства и арматурного каркаса (SU №906194, Е02D 5/34, Е02D 11/00, опубликовано 07.12.92, бюллетень №45).A known method of manufacturing a bored pile in the ground, including the formation of a well, the installation of a reinforcing cage and filling the well with concrete mixture. In this case, the well sinking and installation of the reinforcing cage is carried out simultaneously, using an electro-hydraulic device, the discharge head of which is located on the lower end of the reinforcing cage. The concrete mixture is laid simultaneously with the deepening of the electro-hydraulic device and the reinforcing cage (SU No. 906194, E02D 5/34, E02D 11/00, published 07.12.92, bulletin No. 45).
Однако скорость проходки скважины электрогидравлическим устройством небольшая, поэтому трудоемкость способа весьма велика. Очень сложно гарантировать должное качество, в частности обеспечить требуемую величину защитного слоя бетона. При образовании скважины с одновременным погружением арматурного каркаса и заполнением формируемой скважины бетонной смесью всегда остаются разные по длине части недопогруженных арматурных каркасов, так как в случае спорадического залегания рыхлых песков или других легко сжимаемых грунтов формирование скважины (и соответственно сваи) будет заканчиваться на разных по глубине уровнях.However, the rate of penetration of the well by an electro-hydraulic device is small, so the complexity of the method is very high. It is very difficult to guarantee proper quality, in particular to provide the required value of the protective layer of concrete. When a well is formed with simultaneous immersion of the reinforcing cage and filling of the formed well with concrete mixture, parts of under-loaded reinforcing cages always differ in length, since in the case of sporadic occurrence of loose sand or other easily compressible soils, the formation of the well (and therefore piles) will end at different depths levels.
Задачей настоящего изобретения является снижение трудоемкости, расхода материалов и энергии на создание свайного основания без снижения несущей способности последнего за счет максимально возможного использования прочностных свойств сложного грунтового основания, включающего спорадически представленные зоны рыхлых песков или других легко сжимаемых грунтов, особенно если нижняя граница их залегания в пределах строительной площадки резко меняется от одной геологоразведочной точки исследования грунтов к другой.The objective of the present invention is to reduce the complexity, consumption of materials and energy to create a pile foundation without reducing the bearing capacity of the latter due to the maximum possible use of the strength properties of a complex soil base, including sporadically represented zones of loose sand or other easily compressible soils, especially if the lower boundary of their occurrence in the limits of the construction site changes dramatically from one exploration point of soil research to another.
Для решения этой задачи известный способ изготовления свайного основания из буровых свай, включающий образование в грунте скважины, подачу в нее текучего твердеющего материала, формирование ствола сваи дискретными силовыми импульсными воздействиями и армирование сваи (при необходимости), дополнен следующими операциями.To solve this problem, the known method of manufacturing a pile foundation from drilling piles, including the formation of a well in the soil, the supply of a flowing hardening material into it, the formation of a pile shaft with discrete pulsed force and reinforcing a pile (if necessary), is supplemented by the following operations.
До начала массового изготовления свай в каждом свайном кусте в первую очередь изготавливают по крайней мере одну разведочную сваю. Местоположение разведочных свай в кусте определяют в точках, преимущественно наиболее удаленных от центра каждого куста свай в направлении ближайших к каждому кусту точек инженерно-геологических изысканий грунтов основания, в которых были обнаружены зоны рыхлых песков или других легко сжимаемых грунтов (далее - зоны легкоуплотняемых грунтов), поддающиеся уплотнению при воздействии на них силовыми импульсами. Длину этих разведочных свай, т.е. глубину скважин для этих свай, принимают по данным инженерно-геологических изысканий в ближайших точках. При этом длина каждой разведочной сваи должна, безусловно, обеспечивать ее гарантированное заглубление в плотные грунты, подстилающие наиболее глубоко залегающие легкоуплотняемые грунты, обнаруженные в ближайших к рассматриваемому кусту свай точках инженерно-геологических исследований грунтов основания. Разведочную скважину заполняют текучим (пластичным) твердеющим материалом, преимущественно цементным раствором или бетонной смесью подвижностью П-4…П-5, при этом предварительно, или одновременно, или после заполнения скважины текучим твердеющим материалом погружают в скважину оборудование, с помощью которого создают дискретные динамические возмущения в локальных точках, фиксируемых по глубине скважины. В качестве источника таких импульсных возмущений могут быть использованы известные взрывогенератор или электродная система, где между электродами в подвижной бетонной смеси, представляющей псевдожидкость, происходит высоковольтный электрический разряд (электрический пробой в подвижной бетонной смеси). Могут использоваться и другие источники, создающие дискретные импульсы давления. Одновременно с погружением в скважину источника динамических импульсных воздействий, начиная с глубины близкой к подошве наиболее высоко залегающего нижнего слоя зоны легкоуплотняемых грунтов, уровень которых установлен в ближайших к разведочной свае точках инженерно-геологических исследований грунта основания, осуществляют дискретные силовые импульсные воздействия. После каждого импульса источник динамических воздействий погружают в скважину на определенный шаг (расстояние между отдельными точками воздействий по глубине скважины), который устанавливают исходя из требуемой точности определения нижней границы залегания слабых грунтов, т.е. залегания их подошвы (кровли плотных грунтов). Оптимальное расстояние по длине разведочной сваи между точками создания импульсных возмущений не должно превышать двух диаметров рабочей сваи. Высокое давление, создаваемое в момент импульса, воздействует на текучий твердеющий материал, которым заполнена скважина и который передает энергию импульсного воздействия в окружающий грунт, с определенными потерями энергии на рассеивание и уменьшение удельной энергии за счет ее распределения в возрастающем объеме по мере удаления от источника возмущения. В локальной зоне вокруг источника возмущения за счет динамического воздействия грунт уплотняется, а текучий твердеющий материал мгновенно заполняет освободившийся за счет уплотнения грунта объем. В устье скважины отчетливо наблюдается резкое снижение уровня твердеющего материала, в частности пластичной бетонной смеси. Если импульсное воздействие в скважине происходит в месте, где скважиной был вскрыт пласт зоны легкоуплотняемых грунтов, то в устье скважины будет наблюдаться провальное падение бетонной смеси. Провальным следует считать снижение уровня текучего твердеющего материала, в 5 и более раз превышающее снижение уровня твердеющего материала при осуществлении импульсных воздействий вне зоны легкоуплотняемых грунтов. На протяжении всей зоны легкоуплотняемых грунтов будут наблюдаться провальные осадки текучего твердеющего материала в устье скважины в качестве реакции на уплотнение грунта при осуществлении динамических импульсных воздействий в этой зоне. Погружая до забоя скважины источник импульсных возмущений, с одновременным созданием динамических импульсов, устанавливают нижнюю границу наиболее глубоко залегающей зоны легкоуплотняемых грунтов. Настоящее изобретение направлено на установление нижней границы наиболее глубоко залегающей зоны легкоуплотняемых грунтов путем фиксации расхода текучего твердеющего материала после каждого импульса. Если разведочная свая в дальнейшем используется как рабочая свая, то после определения подошвы наиболее глубоко залегающей зоны легкоуплотняемых грунтов разведочную сваю доделывают до состояния проектной рабочей сваи. Для этого уплотняют грунт под нижним концом сваи согласно требованиям СНиП 3.02.01-87 п.11.20 или п.12.3.8 Инструкции по проектированию и устройству свайных фундаментов зданий и сооружений в Москве, 2001 г., затем обрабатывают ствол сваи, армируют сваю и формируют оголовок в соответствии с требованиями ТР 50-180-06. После установления нижней границы (подошвы) наиболее глубоко залегающей зоны легкоуплотняемых грунтов сопоставляют полученную информацию о положении нижней границы зоны легкоуплотняемых грунтов с данными инженерно-геологических изысканий (или проекта). Разведочные сваи могут быть как рабочими сваями в составе свайного куста, так и исключительно разведочными, при этом в последнем случае диаметр скважины может быть уменьшен до размера, позволяющего погружать в скважину источник импульсных воздействий, а в качестве текучего твердеющего материала может использоваться менее дорогой материал. Глубину проходки скважин остальных свай в этом кусте корректируют в соответствии с изогипсами максимальной глубины залегания подошвы зоны легкоуплотняемых грунтов, полученными по результатам пробного уплотнения грунта в разведочных сваях с учетом данных инженерно-геологических изысканий.Before mass production of piles begins, in each pile bush, at least one exploratory pile is first made. The location of prospecting piles in the bush is determined at points that are mostly farthest from the center of each pile of piles in the direction of the points of engineering and geological surveys of foundation soils closest to each bush, in which zones of loose sand or other easily compressible soils were discovered (hereinafter - zones of easily compacted soils) , amenable to compaction when exposed to them by force pulses. The length of these prospecting piles, i.e. the depth of the wells for these piles is taken according to engineering and geological surveys at the nearest points. At the same time, the length of each prospecting pile should, of course, ensure its guaranteed deepening in dense soils, underlying the most deep-seated, easily compacted soils found at the points of engineering and geological studies of the base soils closest to the pile under consideration. An exploratory well is filled with a flowing (plastic) hardening material, mainly cement mortar or concrete mix with mobility P-4 ... P-5, while previously, either simultaneously or after filling the well with flowing hardening material, the equipment is immersed into the well with which discrete dynamic disturbances at local points recorded along the depth of the well. As a source of such impulse perturbations, a well-known explosion generator or electrode system can be used, where a high-voltage electric discharge (electric breakdown in a moving concrete mixture) occurs between the electrodes in a moving concrete mixture representing pseudo-liquid. Other sources that create discrete pressure pulses can also be used. Simultaneously with immersion in the well of a source of dynamic impulse impacts, starting from a depth close to the sole of the highest lying lower layer of the zone of easily compacted soils, the level of which is established at the points of engineering and geological studies of the soil of the base closest to the exploratory pile, they carry out discrete impulse impact effects. After each pulse, the source of dynamic effects is immersed in the well for a certain step (the distance between the individual points of impact along the depth of the well), which is set based on the required accuracy of determining the lower boundary of the occurrence of soft soils, i.e. occurrence of their sole (roofing of dense soils). The optimum distance along the length of the prospecting pile between the points of creation of the impulse disturbances should not exceed two diameters of the working pile. The high pressure created at the moment of the pulse acts on the flowing hardening material with which the well is filled and which transfers the energy of the pulse action to the surrounding soil, with certain energy losses due to dispersion and a decrease in specific energy due to its distribution in an increasing volume as the distance from the disturbance source . In the local zone around the source of perturbation, due to the dynamic action, the soil is compacted, and fluid hardening material instantly fills the volume freed up by compaction of the soil. At the wellhead, a sharp decrease in the level of hardening material, in particular plastic concrete mix, is clearly observed. If the pulse action in the well occurs at the place where the layer of the easily compacted soil zone was discovered, then at the wellhead there will be a failure of the concrete mix. Failure should be considered a decrease in the level of flowing hardening material, 5 times or more exceeding a decrease in the level of hardening material during pulsed actions outside the zone of easily compacted soils. Throughout the area of easily compacted soils, failure precipitation of fluid hardening material at the wellhead will be observed as a reaction to soil compaction during dynamic impulse actions in this zone. Submerging a source of impulse disturbances, while creating dynamic impulses, up to the bottom of the well, the lower boundary of the most deeply lying zone of easily compacted soils is established. The present invention is aimed at establishing the lower boundary of the deepest zone of easily compacted soils by fixing the flow rate of hardening fluid after each pulse. If the prospecting pile is subsequently used as a working pile, then after determining the sole of the deepest lying zone of easily compacted soils, the prospecting pile is completed to the state of the design working pile. To do this, compact the soil under the lower end of the pile in accordance with the requirements of SNiP 3.02.01-87, clause 11.20 or clause 12.3.8 of the Instructions for the design and installation of pile foundations of buildings and structures in Moscow, 2001, then process the pile shaft, reinforce the pile and form the tip in accordance with the requirements of TP 50-180-06. After establishing the lower boundary (sole) of the deepest lying zone of easily compacted soils, the information obtained on the position of the lower boundary of the zone of easily compacted soils is compared with the data of engineering and geological surveys (or the project). Exploratory piles can be either working piles as part of a pile bush, or exclusively exploratory, in the latter case, the diameter of the well can be reduced to a size that allows the source of impulse effects to be immersed in the well, and less expensive material can be used as a hardening fluid. The depth of penetration of the wells of the remaining piles in this cluster is adjusted in accordance with the isohypses of the maximum depth of the soles of the area of easily compacted soils, obtained from the test compaction of the soil in prospecting piles, taking into account the data of engineering and geological surveys.
Глубину проходки скважин для следующего куста свай корректируют в соответствии с изогипсами максимальной глубины залегания подошвы зоны легкоуплотняемых грунтов, полученными по результатам уплотнения грунта в разведочных сваях соседних кустов свай и с учетом данных инженерно-геологических изысканий. При необходимости и в следующем кусте выполняют разведочные сваи, длину которых принимают уже с учетом глубины залегания зоны легкоуплотняемых грунтов, установленных в соседних кустах свай.The depth of penetration of wells for the next pile of piles is adjusted in accordance with isohypses of the maximum depth of the bottom of the zone of easily compacted soils, obtained by compaction of the soil in prospecting piles of neighboring pile piles and taking into account the data of engineering and geological surveys. If necessary, exploratory piles are also carried out in the next bush, the length of which is taken already taking into account the depth of the zone of easily compacted soils installed in neighboring pile bushes.
Можно погрузить источник импульсных воздействий сразу на забой разведочной скважины и импульсные воздействия по обнаружению нижней границы залегания зоны легкоуплотняемых грунтов начинать снизу вверх.You can immerse the source of impulse effects immediately on the bottom of the exploration well and impulse effects to detect the lower boundary of the area of easily compacted soils start from the bottom up.
При изготовлении свайного основания из буровых свай в составе сплошного свайного поля в грунтах, содержащих спорадически представленные зоны легкоуплотняемых грунтов, выше описанный заявляемый способ дополнен следующими операциями.In the manufacture of a pile foundation from drilling piles as part of a continuous pile field in soils containing sporadically represented zones of easily compacted soils, the above-described claimed method is supplemented by the following operations.
Вначале, до массового изготовления свай свайного поля, на основании анализа данных инженерно-геологических изысканий определяют точки, в которых изготавливают разведочные сваи. Глубина скважин для этих свай принимается в проекте свайного поля по данным инженерно-геологических изысканий. При этом принятая длина каждой разведочной сваи должна, безусловно, обеспечивать ее заглубление в плотные грунты, подстилающие наиболее глубоко залегающие зоны легкоуплотняемых грунтов, обнаруженные в ближайших точках инженерно-геологических исследований грунтов.Initially, before the mass production of piles of the pile field, based on the analysis of engineering and geological surveys, determine the points at which prospecting piles are made. The depth of the wells for these piles is taken in the design of the pile field according to engineering and geological surveys. At the same time, the accepted length of each prospecting pile should, of course, ensure its penetration into dense soils, underlying the most deeply lying zones of easily compacted soils, found at the nearest points of engineering and geological studies of soils.
Полученную информацию о нижней границе наиболее глубоко залегающей зоны легкоуплотняемых грунтов зоны сопоставляют с данными инженерных изысканий (или проекта). Длина свай, расположенных рядом, корректируется по результатам пробного уплотнения грунта в разведочной свае и данным инженерно-геологических изысканий. Расстояние между разведочными сваями и точками инженерно-геологических исследований грунтов выбирают в зависимости от наклона слоев и выдержанности границ между слоями. При невыдержанных границах между слоями (уклон более 0,1) и выклинивании слоев сетку разведочных свай следует сгущать.The information obtained on the lower boundary of the deepest zone of easily compacted soil of the zone is compared with the data of engineering surveys (or the project). The length of piles located nearby is adjusted according to the results of test soil compaction in an exploratory pile and data from engineering and geological surveys. The distance between exploratory piles and points of engineering and geological studies of soils is chosen depending on the slope of the layers and the consistency of the boundaries between the layers. With unstable boundaries between the layers (slope of more than 0.1) and wedging out of the layers, the grid of prospecting piles should be thickened.
При изготовлении свайного основания из буровых свай в составе сплошного свайного поля в основании, содержащем спорадически представленные зоны рыхлых песков (или других, легко уплотняющихся грунтов), до массового изготовления свай свайного поля на основании анализа данных инженерно-геологических изысканий определяют точки, в которых были обнаружены зоны легкоуплотняемых грунтов, залегающие наиболее глубоко. Начинают изготавливать разведочные сваи на том участке свайного поля, который ближе всего находится к точкам исследования, в которых были обнаружены зоны легкоуплотняемых грунтов, залегающие наиболее глубоко. Глубина скважин для этих свай принимается в проекте свайного поля по данным инженерно-геологических изысканий. При этом принятая длина каждой разведочной сваи должна, безусловно, обеспечивать ее заглубление в плотные грунты, подстилающие наиболее глубоко залегающие зоны легкоуплотняемых грунтов, обнаруженные в ближайших точках инженерно-геологических исследований грунтов. После фиксации нижней границы наиболее глубоко залегающей зоны легкоуплотняемых грунтов завершают изготовление рабочей сваи. Изготовление следующих рабочих разведочных свай осуществляют в направлении ближайших точек инженерно-геологических исследований основания, в которых подошва зоны легкоуплотняемых грунтов залегает выше. Длину рабочих разведочных свай уменьшают с учетом установленного факта залегания зоны легкоуплотняемых грунтов в ранее изготовленных разведочных сваях. Полученную информацию о нижней границе наиболее глубоко залегающей зоны легкоуплотняемых грунтов сопоставляют с данными инженерных изысканий (или проекта) и корректируют длину свай, расположенных рядом. В этом случае предпочтительнее всего разведочные сваи использовать в дальнейшем в качестве рабочих свай, так как количество разведочных свай становится достаточно значительным. Рабочая разведочная свая отличается от рабочей сваи только тем, что при изготовлении первой уделяют больше внимания фиксации нижней границы зоны легкоуплотняемых грунтов.In the manufacture of a pile foundation from drilling piles as part of a continuous pile field in a foundation containing sporadically represented zones of loose sand (or other easily compacted soils), before mass production of the pile field on the basis of an analysis of engineering and geological surveys, the points at which zones of easily compacted soils are found, which occur most deeply. They begin to make exploratory piles in that section of the pile field that is closest to the points of study at which zones of easily compacted soils were found, which lie most deeply. The depth of the wells for these piles is taken in the design of the pile field according to engineering and geological surveys. At the same time, the accepted length of each prospecting pile should, of course, ensure its penetration into dense soils, underlying the most deeply lying zones of easily compacted soils, found at the nearest points of engineering and geological studies of soils. After fixing the lower boundary of the most deeply lying zone of easily compacted soils, the manufacture of a working pile is completed. The production of the following working exploratory piles is carried out in the direction of the nearest points of engineering and geological studies of the base, in which the sole of the area of easily compacted soils lies higher. The length of working exploratory piles is reduced, taking into account the established fact of the occurrence of a zone of easily compacted soils in previously manufactured exploratory piles. The information obtained on the lower boundary of the deepest zone of easily compacted soils is compared with the data of engineering surveys (or the project) and the length of piles located nearby is adjusted. In this case, it is most preferable to use prospecting piles in the future as working piles, since the number of prospecting piles becomes quite significant. A working exploratory pile differs from a working pile only in that in the manufacture of the first one pays more attention to fixing the lower boundary of the area of easily compacted soils.
Импульсную обработку грунта под нижним концом рабочих разведочных свай осуществляют до достижения отказа уплотнения грунта. После достижения отказа в уплотнении грунта проверяют его плотность под нижним концом сваи, после чего формируют ствол сваи.Pulse tillage under the lower end of the working piles is carried out until the failure of soil compaction. After failure in compaction of the soil is achieved, its density is checked under the lower end of the pile, after which the pile shaft is formed.
Заявляемый способ поясняется следующим примером его реализации (см. чертеж).The inventive method is illustrated by the following example of its implementation (see drawing).
Для изготовления свайного поля в соответствии с заявляемым изобретением по материалам инженерно-геологических изысканий грунтов определяют максимальные глубины залегания подошвы участка рыхлых песков или других мало прочных грунтов (зоны легкоуплотняемых грунтов). Определяют места размещения длинных разведочных свай, например посредине между ближайшими точками инженерно-геологических исследований основания. Выполняют в грунте скважину диаметром, соответствующим диаметру рабочей сваи, в выбранной точке свайного поля, глубина проходки которой превышает глубину залегания подошвы зоны легкоуплотняемых грунтов с учетом коэффициента надежности. Заполняют скважину бетонной смесью подвижностью П-4…П-5, с извлечением инструмента, формирующего скважину. Погружают в скважину, заполненную бетонной смесью, оборудование, с помощью которого будут создаваться динамические импульсные воздействия, обеспечивающие уплотнение грунта в локальной зоне, окружающей источник возмущения. В качестве источника возмущений может быть применен известный взрывогенератор, использующий в работе бинарные взрывчатые смеси, компоненты которой до смешения не являются взрывчатыми веществами, например перекись водорода и горючее, четырехокись азота и горючее. Может применяться электродная система, где между электродами в подвижной бетонной смеси периодически происходит высоковольтный электрический разряд-пробой, в момент пробоя электрическая энергия преобразуется в другие ее виды, включая ударную волну и механическое смещение бетонной смеси, или другие источники, создающие импульсы давления. В результате импульсного воздействия высокого давления на бетонную смесь, в локальной зоне, вокруг источника возмущения грунт уплотняется, и подвижная бетонная смесь мгновенно заполняет освободившийся за счет уплотнения грунта объем. В устье скважины отчетливо наблюдается резкое снижение уровня бетонной смеси, как правило, на несколько миллиметров. Если импульсное воздействие в скважине происходит в месте, где скважиной был вскрыт пласт легкоуплотняемых грунтов, в устье скважины будет наблюдаться провальное падение уровня бетонной смеси, измеряемое десятками миллиметров, что позволяет судить об обнаружении зоны легкоуплотняемых грунтов. Погружая до забоя скважины источник возмущения с одновременным созданием силовых импульсов, устанавливают нижнюю границу наиболее глубоко залегающей зоны легкоуплотняемых грунтов. Эта нижняя граница могла бы быть принята за максимальную глубину рядом расположенных свай, однако длина свай должна быть увеличена на требуемый нормами коэффициент надежности.For the manufacture of a pile field in accordance with the claimed invention, according to the materials of geotechnical surveys of soils, the maximum depths of the soles of the area of loose sand or other weakly soils (zones of easily compacted soils) are determined. Locations of long prospecting piles are determined, for example, in the middle between the nearest points of engineering and geological studies of the base. A well is drilled in the soil with a diameter corresponding to the diameter of the working pile at a selected point in the pile field, the penetration depth of which exceeds the depth of the base of the zone of easily compacted soils, taking into account the reliability coefficient. The well is filled with concrete mixture with the mobility P-4 ... P-5, with the extraction of the tool forming the well. Immersed in a well filled with concrete mixture, equipment with which dynamic impulse effects will be created, providing soil compaction in the local zone surrounding the source of disturbance. As a source of disturbance, a well-known explosive generator can be used that uses binary explosive mixtures in the work, the components of which are not explosives before mixing, for example, hydrogen peroxide and fuel, nitrogen tetroxide and fuel. An electrode system can be used, where a high-voltage electric discharge breakdown periodically occurs between the electrodes in a moving concrete mixture, at the time of breakdown, the electrical energy is converted to other forms, including a shock wave and mechanical displacement of the concrete mixture, or other sources that generate pressure pulses. As a result of the pulsed action of high pressure on the concrete mixture, in the local zone, around the source of disturbance, the soil is compacted, and the mobile concrete mixture instantly fills the volume freed up by soil compaction. At the wellhead, a sharp decrease in the level of concrete mix is clearly observed, usually by a few millimeters. If the pulse action in the well occurs at the place where the layer of easily compacted soils was discovered by the well, at the wellhead there will be a dip in the level of the concrete mix, measured in tens of millimeters, which makes it possible to judge the detection of the zone of easily compacted soils. Submerging a source of disturbance before the bottom of the well with the simultaneous generation of power pulses, the lower boundary of the most deep-seated zone of easily compacted soils is established. This lower boundary could be taken as the maximum depth of adjacent piles, however, the length of the piles should be increased by the required safety factor.
Как показали теоретические исследования наряду с экспериментальным опробованием, длина свай, принятая только по данным инженерно-геологических изысканий, оказывалась значительно больше. За счет уточнения глубины залегания нижней границы зоны легкоуплотняемых грунтов, в пределах свайного поля достигался эффект сокращения общей длины свай на 10…20%, что выражается в существенном снижении расхода материалов и времени изготовления свай без снижения их несущей способности.As shown by theoretical studies along with experimental testing, the length of piles, adopted only according to engineering and geological surveys, turned out to be much longer. By clarifying the depth of the lower boundary of the zone of easily compacted soils, within the pile field, the effect of reducing the total length of piles by 10 ... 20% was achieved, which is expressed in a significant reduction in the consumption of materials and the time of manufacture of piles without reducing their bearing capacity.
Таким образом, впервые предоставляется возможность изготавливать свайное основание из буровых свай, повторяющее природное залегание прочных грунтов.Thus, for the first time, it is possible to produce a pile foundation from drilling piles, repeating the natural occurrence of strong soils.
В известный способ изготовления свайного поля из буровых свай введены дополнительные операции:In the known method of manufacturing a pile field from drilling piles, additional operations are introduced:
- выделение в пределах свайного поля некоторого числа свай, которые изготавливают в первую очередь, так называемых разведочных свай, длину которых определяют по материалам инженерно-геологических изысканий в ближайших точках исследования грунта и результатам расчета несущей способности свай по грунту, с учетом максимальной глубины залегания зоны легкоуплотняемых грунтов;- the selection within the pile field of a number of piles that are made primarily of so-called exploratory piles, the length of which is determined by the materials of engineering and geological surveys at the nearest soil survey points and the results of calculating the bearing capacity of piles on the soil, taking into account the maximum depth of the zone easily compacted soils;
- после заполнения скважины бетонной смесью, до формирования тела сваи, осуществляют пробные воздействия в дискретно расположенных точках по глубине скважины одиночными импульсами давления, начиная с кровли наиболее глубоко залегающей зоны легкоуплотняемых грунтов;- after filling the well with concrete mixture, until the pile body is formed, carry out test actions at discretely located points along the depth of the well with single pressure pulses, starting from the roof of the most deeply lying zone of easily compacted soils;
- источник импульсов перемещают по глубине скважины после каждого воздействия постепенно до забоя скважины;- the pulse source is moved along the depth of the well after each impact gradually until the bottom of the well;
- по расходу твердеющего материала после каждого импульса фиксируют верхнюю и нижнюю границы наиболее глубоко залегающей зоны легкоуплотняемых грунтов;- according to the consumption of hardening material, after each pulse, the upper and lower boundaries of the most deeply lying zone of easily compacted soils are fixed;
- формируют разведочную сваю по программе рабочей сваи;- form an exploratory pile according to the working pile program;
- на основании информации, полученной о максимальной глубине залегания зоны легкоуплотняемых грунтов, данных инженерно-геологических изысканий в ближайших точках исследования грунта и результатам расчета несущей способности свай по грунту, корректируют длину свай между ближайшими разведочными сваями.- based on the information obtained on the maximum depth of the area of easily compacted soils, the data of engineering and geological surveys at the nearest points of soil research and the results of calculating the bearing capacity of piles on the ground, the length of the piles between the nearest prospecting piles is adjusted.
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009116393/03A RU2403341C1 (en) | 2009-04-30 | 2009-04-30 | Method for manufacturing of foundation from boring piles |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009116393/03A RU2403341C1 (en) | 2009-04-30 | 2009-04-30 | Method for manufacturing of foundation from boring piles |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2403341C1 true RU2403341C1 (en) | 2010-11-10 |
Family
ID=44026038
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009116393/03A RU2403341C1 (en) | 2009-04-30 | 2009-04-30 | Method for manufacturing of foundation from boring piles |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2403341C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114859016A (en) * | 2022-06-21 | 2022-08-05 | 西安理工大学 | Loess collapsibility test method |
-
2009
- 2009-04-30 RU RU2009116393/03A patent/RU2403341C1/en active IP Right Revival
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114859016A (en) * | 2022-06-21 | 2022-08-05 | 西安理工大学 | Loess collapsibility test method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Sokolov | Ground ancher produced by electric discharge technology, as monolithic reinforced concrete structure | |
CN105040692B (en) | A kind of construction method of precast concrete pile body carrier pile | |
CN109778831A (en) | Ram-compaction gravel piles reinforce Artifical Fill Ground construction | |
Katzenbach et al. | Realistic modelling of soil-structure interaction for high-rise buildings | |
Issakulov et al. | Investigation of the interaction of the bored micro pile by DDS (FDP) technology with the soil ground | |
Tarawneh et al. | Ground improvement using rapid impact compaction: case study in Dubai | |
CN104988913B (en) | A kind of construction method of the carrier pile of long large-diameter pile | |
CN105064332A (en) | Construction method for bearing base piles of square pile bodies | |
Hong et al. | Soil mechanics and geotechnical engineering | |
RU2114957C1 (en) | Method and device for stabilization of earth structure | |
RU2403341C1 (en) | Method for manufacturing of foundation from boring piles | |
JP2010522289A (en) | Rock blasting method for constructing foundation of transmission tower | |
Cherian | Static behavior of strain gauge instrumented continuous flight auger (CFA) piles | |
Rhyner | Densification of granular soils by pile driving and implications for evaluation of liquefaction | |
Geduhn et al. | Offshore pile load tests in Chalk to support the design of jacket foundations | |
Yu | On design and construction of pile group foundation of Taipei 101 | |
EA030503B1 (en) | Method of constructing a pile with enlargement | |
Wang et al. | Super-long bored pile foundation for super high-rise buildings in China | |
KR20070079197A (en) | Pulse discharged pile method using precast pile | |
Rauf | Estimation of Pile Capacity by Optimizing Dynamic Pile Driving Formulae | |
RU2819680C1 (en) | Method of increasing bearing capacity and durability of piles | |
Vogrinčič et al. | Results of static and dynamic loading tests on driven steel-pipe piles | |
Gwizdała et al. | Polish experience in the assessment of pile bearing capacity and settlement of the pile foundation | |
CN108532585A (en) | A kind of method for processing foundation of ancient collapse in karst region | |
Lutenegger | Uplift tests on shallow cast-in-place enlarged base pedestal foundations in clay |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110501 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20120720 |