RU2456408C1

RU2456408C1 - Method to erect pile foundation

Info

Publication number: RU2456408C1
Application number: RU2011106080/03A
Authority: RU
Inventors: Олег Михайлович Преснов (RU); Олег Михайлович Преснов; Сергей Павлович Ереско (RU); Сергей Павлович Ереско; Семен Владимирович Логинов (RU); Семен Владимирович Логинов
Priority date: 2011-02-17
Filing date: 2011-02-17
Publication date: 2012-07-20
Also published as: EA020732B1; EA201101511A1

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: method to erect a pile foundation includes installation of piles and reinforcement of a near-pile soil by means of its reinforcement with a solution of a hardening material. Prior to installation of a pile a well is drilled with a diameter of not more than 1/3 of the pile diameter. The well is filled with a strengthening solution. The pile is submerged into the well filled with the strengthening solution to form a strengthened and a compacted zones under a foot and around the pile shaft, and such zones are shaped as a hemisphere below with a truncated cone above, besides, the strengthened zone reinforced with the strengthening solution and arranged in the volume of the compacted zone is adjacent to the pile.

EFFECT: increased efficiency of soil strengthening around a pile, higher bearing capacity of piles, reduced labour intensiveness and material intensity.

3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам возведения свайных фундаментов зданий и сооружений преимущественно на просадочных грунтах.The invention relates to the field of construction, and in particular to methods of construction of pile foundations of buildings and structures mainly on subsiding soils.

Известен способ возведения свайного фундамента на просадочных грунтах, включающий образование скважин на всю глубину просадочного грунта с заглублением в подстилающий непросадочный грунт, заполнение скважин дренирующим материалом, обваловывание территории по периметру сооружения, замачивание путем заливки воды на обвалованную территорию с выдерживанием в течение 15-30 дней и погружение свай в скважины (Авторское свид. СССР №885446, дата приоритета 19.03.1980, дата публикации 30.11.1981, авторы Руденко Л.К. и др.).There is a method of constructing a pile foundation on subsidence soils, including the formation of wells to the entire depth of subsidence soil with deepening in the underlying non-subsidence soil, filling wells with drainage material, bunding the area around the perimeter of the structure, soaking by pouring water on the bunded area with holding for 15-30 days and immersion of piles into wells (Author's certificate. USSR No. 8855446, priority date 03/19/1980, publication date 11/30/1981, authors Rudenko L.K. et al.).

Недостатком известного способа является ограниченная область применения в связи с возможностью его эффективной реализации только при положительных температурах.The disadvantage of this method is the limited scope in connection with the possibility of its effective implementation only at positive temperatures.

Известен способ возведения свайного фундамента, принятый в качестве прототипа, в котором осуществляют установку свай с последующим их укреплением путем подачи в грунт в два этапа твердеющего раствора под давлением, причем сначала подачу твердеющего раствора осуществляют по периферии укрепляемых свай, а после затвердения раствора по периферийному контуру осуществляют подачу твердеющего раствора в зону, ограниченную периферийным контуром, в том числе и межсвайное пространство, при этом на обоих этапах введение в грунт укрепляющего раствора осуществляют либо с помощью инъекторов, которые забивают в грунт на глубину уплотнения, либо предварительно по периферии группы укрепляемых свай и внутри межсвайного пространства бурят скважины, в которые подают твердеющий раствор под давлением (Патент РФ №2379419, дата приоритета 27.11.2007, дата публикации 10.06.2009, авторы Лубягин А.В. и др., прототип).A known method of construction of a pile foundation, adopted as a prototype, in which the installation of piles is carried out, followed by their strengthening by feeding into the soil in two stages of a hardening mortar under pressure, and first, the supply of a hardening mortar is carried out on the periphery of the reinforced piles, and after hardening the solution along the peripheral contour hardening mortar is supplied into the zone limited by the peripheral contour, including the inter-pile space, at the same time, at both stages, the introduction of a strengthening solution into the soil thieves are carried out either with the help of injectors that are driven into the ground to a depth of compaction, or wells are first drilled around the periphery of the group of reinforced piles and inside the inter-pile space, into which hardening solution is supplied under pressure (RF Patent No. 2379419, priority date 11.27.2007, publication date 06/10/2009, authors A. Lubyagin et al., Prototype).

Недостатком прототипа является неоднородное укрепление грунта вокруг сваи, обусловленное тем, что при гидроразрыве под действием подаваемого в грунт под давлением твердеющего раствора за счет изменения напряженного состояния траектория трещины при подходе к зоне уплотнения вокруг сваи будет искривляться и огибать это препятствие, находя более слабые участки в межсвайном пространстве, к тому же, способ может оказаться экономически невыгодным из-за большого расхода неэффективно используемого твердеющего раствора и трудозатрат по осуществлению его введения в грунт.The disadvantage of the prototype is the heterogeneous strengthening of the soil around the pile, due to the fact that during hydraulic fracturing under the action of a hardening solution supplied to the soil under pressure due to a change in the stress state, the crack path will bend and bend around this obstacle, finding weaker sections in inter-pile space, in addition, the method may be economically disadvantageous due to the high consumption of inefficiently hardening mortar and labor costs along the axis estvleniyu its introduction into the soil.

Задачей изобретения является повышение эффективности укрепления грунта вокруг сваи при снижении трудозатрат и сокращении расхода твердеющего материала.The objective of the invention is to increase the effectiveness of strengthening the soil around the pile while reducing labor costs and reducing the consumption of hardening material.

Для решения поставленной задачи в способе возведения свайного фундамента, включающем установку свай и укрепление околосвайного грунта путем армирования его раствором твердеющего материала, согласно изобретению перед установкой сваи бурят скважину диаметром не более 1/3 диаметра сваи, заполняют скважину закрепляющим раствором, погружают сваю в заполненную закрепляющим раствором скважину с образованием под пятой и вокруг ствола сваи закрепленной и уплотненной зон в форме полусферы снизу и усеченного конуса над ней, причем к свае примыкает закрепленная зона, армированная закрепляющим раствором и расположенная в объеме уплотненной зоны.To solve the problem in a method of constructing a pile foundation, including installing piles and strengthening the near-pile soil by reinforcing it with a solution of hardening material, according to the invention, before installing the piles, they drill a well with a diameter of not more than 1/3 of the diameter of the pile, fill the well with a fixing solution, immerse the pile in a filled fixing well solution with the formation under the fifth and around the trunk piles of fixed and compacted zones in the form of a hemisphere below and a truncated cone above it, and adjacent to the pile There is a fixed zone reinforced with a fixing solution and located in the volume of the compacted zone.

Согласно изобретению при погружении сваи может быть использована устанавливаемая по месту забивки сваи направляющая шайба.According to the invention, when immersing the piles, a guide washer installed at the place of driving the piles can be used.

Согласно изобретению в качестве закрепляющего раствора используют жидкое стекло.According to the invention, liquid glass is used as the fixing solution.

Способ поясняется чертежами, на которых показана схема уплотнения грунта вокруг сваи: на фиг.1 - продольный разрез сваи; на фиг.2 - поперечный разрез А-А на фиг.1.The method is illustrated by drawings, which shows a diagram of the compaction of soil around the pile: figure 1 is a longitudinal section of the pile; figure 2 is a cross section aa in figure 1.

Способ возведения свайного фундамента осуществляют следующим образом. По месту установки каждой сваи 1 в грунте бурят скважину диаметром не более 1/3 диаметра сваи (условно не показано). В пробуренную скважину нагнетают закрепляющий раствор, обладающий сцепляемостью с грунтом, в качестве которого используют, например, жидкое стекло (силикат натрия). В заполненную жидким стеклом скважину погружают вдавливанием или забивкой сваю 1. При этом в результате воздействия на сваю соответственно статической или динамической нагрузки под пятой и вокруг ствола сваи образуются две зоны в форме полусферы под сваей снизу и усеченного конуса над полусферой сверху, а именно примыкающая к стволу сваи закрепленная зона 2, армированная жидким стеклом, и уплотненная зона 3. Объемы закрепленной 2 и уплотненной 3 зон определяются расчетным путем и зависят в основном от пористости грунта, его реологических свойств и других технологических параметров процесса. Примыкающая к стволу сваи закрепленная зона 2, образованная в результате заполнения пор под давлением жидким стеклом и схватывания его с грунтом, характеризуется тем, что радиус ее полусферы не будет превышать радиуса уплотненной зоны 3, охватывающей укрепленную зону 2, и будет зависеть от величины заполнения пор закрепляющим раствором, которая в основном зависит от пористости грунта и других факторов. Одним из них является, например, использование направляющей шайбы 4 при погружении свай для центрирования нагрузки и предотвращения вытекания закрепляющего раствора из скважины. Особенно актуально использование направляющей шайбы 4 при погружении свай забивкой, т.е. при динамическом погружении. При этом над скважиной после ее заполнения жидким стеклом по месту забивки сваи устанавливают в качестве направляющей шайбы съемную металлическую обойму с отверстием для сваи. Далее предварительно изготовленную и замоченную 1%-м раствором соляной кислоты железобетонную сваю погружают забивкой, вдавливанием или вибропогружением на заданную глубину, образуя под ее пятой уплотненную полусферическую зону радиусом, составляющим не менее 2,75 диаметра сваи, и уплотненную зону вокруг ствола сваи в виде усеченного конуса с диаметрами оснований, равными соответственно в нижней части двум радиусам полусферы, а в верхней части диаметру сваи. При этом уплотненная зона армируется непосредственно под пятой и вокруг ствола сваи жидким стеклом и тем самым закрепляется, образуя внутри примыкающую к свае закрепленную зону 2.The method of construction of the pile foundation is as follows. At the location of each pile 1 in the soil, a well is drilled with a diameter of not more than 1/3 of the diameter of the pile (not shown conditionally). Fixing solution having adhesion to the soil is injected into the drilled well, for example, using liquid glass (sodium silicate). Pile 1 is immersed in the well filled with liquid glass by indentation or driving. As a result of exposure to the pile, respectively, of a static or dynamic load under the fifth and around the trunk of the pile, two zones are formed in the form of a hemisphere under the pile below and a truncated cone above the hemisphere above, namely, adjacent to the pile shaft, fixed zone 2, reinforced with liquid glass, and compacted zone 3. The volumes of fixed 2 and compacted 3 zones are determined by calculation and depend mainly on the porosity of the soil, its rheological properties and other technological process parameters. The fixed zone 2 adjacent to the pile shaft, formed as a result of filling pores under pressure with liquid glass and setting it with soil, is characterized by the fact that the radius of its hemisphere will not exceed the radius of the compacted zone 3, covering the fortified zone 2, and will depend on the amount of pore filling fixing solution, which mainly depends on the porosity of the soil and other factors. One of them is, for example, the use of a guide washer 4 when immersing piles to center the load and prevent the outflow of fixing solution from the well. The use of the guide washer 4 is especially important when diving piles by driving, i.e. with dynamic immersion. At the same time, above the well after filling it with liquid glass at the place of pile driving, a removable metal clip with a hole for the pile is installed as a guide washer. Next, a reinforced concrete pile prefabricated and soaked with a 1% hydrochloric acid solution is immersed by driving, indenting or vibration dipping to a predetermined depth, forming under its fifth a compacted hemispherical zone with a radius of at least 2.75 of the diameter of the pile, and a compacted area around the pile shaft in the form a truncated cone with base diameters equal respectively in the lower part to two hemisphere radii, and in the upper part to the diameter of the pile. In this case, the sealed zone is reinforced directly under the fifth and around the pile shaft with liquid glass and is thereby fixed, forming inside the adjacent zone 2 adjacent to the pile.

Преимуществом предлагаемого способа возведения свайного фундамента является высокая его эффективность, обусловленная высокой несущей способностью свай, снижением трудозатрат и сокращением расхода твердеющего материала за счет более технологичного армирования твердеющим материалом, обеспечивающего однородность закрепляемого грунта вокруг сваи в объеме уплотненного грунта, а также снижение трудозатрат и сокращение расхода твердеющего материала в связи с исключением операций укрепления грунта по периферии группы укрепляемых свай и внутри межсвайного пространства.The advantage of the proposed method of construction of the pile foundation is its high efficiency, due to the high bearing capacity of the piles, reducing labor costs and reducing the consumption of hardening material due to more technological reinforcement with hardening material, ensuring uniformity of the fixed soil around the pile in the volume of compacted soil, as well as reducing labor costs and reducing consumption hardening material due to the exclusion of soil strengthening operations on the periphery of the group of reinforced piles and inside the interspace.

Claims

1. A method of constructing a pile foundation, including installing piles and strengthening the near-pile soil by reinforcing it with a solution of hardening material, characterized in that before installing the piles, they drill a well with a diameter of not more than 1/3 of the diameter of the pile, fill the well with a fixing solution, immerse the pile in a filled with fixing solution a well with the formation under the fifth and around the trunk of a pile of fixed and compacted zones in the form of a hemisphere below and a truncated cone above it, and a fixed zone reinforced with adjacent to the pile secured with a fixing solution and located in the volume of the densified zone.

2. The method of construction of the pile foundation according to claim 1, characterized in that the pile is immersed using a guide washer.

3. The method of construction of the pile foundation according to claim 1, characterized in that liquid glass is used as the fixing solution.