RU2575190C1

RU2575190C1 - Method of auger piles installation

Info

Publication number: RU2575190C1
Application number: RU2015103877/03A
Authority: RU
Inventors: Александр Васильевич Лубягин; Альберт Павлович Бобряков; Аннамат Маллаевич Аннаматов
Original assignee: Александр Васильевич Лубягин; Нагибнев Константин Михайлович
Filing date: 2015-02-05
Publication date: 2016-02-20

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: method to erect an auger pile in soil, preferably near existing foundations, includes the submersion of a hollow casing pipe with a tip in soil due to its simultaneous rotation and impression into soil under an external axial force, placement of a metal frame and filling of the well with concrete. Prior to the casing pipe submersion by the method of rotary drilling they drill a well for the depth not exceeding the level of the upper edge of weak soil. Then the auger is withdrawn, at the lower end of the auger they install a section of the casing pipe, lower it in the well and submerge it in soil for the depth that covers the weak soil layer, the section of the casing pipe is separated from the auger, and the auger is withdrawn from the well.

EFFECT: reliability of the pile operation under conditions of side loads, reduced material intensity of pile production.

1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к строительству и может быть использовано при устройстве буронабивных свай в грунтах с прослойкой неустойчивого слабого грунта.The present invention relates to construction and can be used for the installation of bored piles in soils with a layer of unstable weak soil.

Широко известны способы устройства набивных свай, в которых бурение скважины до заданной отметки осуществляют шнеком без крепления стенок скважины (сухой способ). Этот способ применен в маловлажных структурно устойчивых грунтах, так как вследствие структурной прочности грунта стенки скважины определенное время могут находиться в устойчивом состоянии. Это позволяет после бурения скважины установить в нее арматурный каркас и с помощью опущенной, а затем вертикальной перемещающейся трубы забетонировать скважину. Устройство набивных свай по этой технологии отличается дешевизной, а также возможностью осуществления армирования ствола на большой диаметр шнековой колонны, что увеличивает сопротивляемость сваи к нагрузкам, создающим изгибные моменты. Большим достоинством является то, что бурение вращательным способом создает весьма малые величины ускорений, передающихся массиву грунта и расположенным рядом зданиям. Вследствие этого сопредельные строения не получают каких-либо дополнительных осадок, сохранность их обеспечена.Widely known are methods of arranging rammed piles in which a well is drilled to a predetermined level by a screw without fastening the well walls (dry method). This method is applied in structurally stable soils with low moisture content, since due to the structural strength of the soil, the walls of the well may be in a stable state for a certain time. This makes it possible to install a reinforcing cage into it after drilling a well and, using a lowered and then vertical moving pipe, concreting the well. The device of stuffed piles according to this technology is notable for its low cost, as well as the possibility of reinforcing the trunk with a large diameter screw column, which increases the resistance of the pile to loads that create bending moments. A great advantage is that rotary drilling creates very small accelerations transmitted to the soil mass and adjacent buildings. As a result of this, adjacent structures do not receive any additional sediments; their safety is ensured.

Главным недостатком данного способа является невозможность его применения при устройстве буронабивных свай в неустойчивых обводненных грунтах, а также в грунтах, где чередуется прочный грунт с прослойками слабого обводненного грунта, из-за обрушения стенок скважины.The main disadvantage of this method is the impossibility of its application when installing bored piles in unstable flooded soils, as well as in soils where strong soil alternates with layers of weak flooded soil, due to collapse of the borehole walls.

Также широко распространены буронабивные сваи, устраиваемые по технологии проходных полых шнеков, конструкция которых оснащена породоразрушающим инструментом с теряемым башмаком. При погружении шнек уплотняет скважину, поскольку выход внутреннего грунта не превышает 30-40% от объема скважины. Армирование и заполнение сваи литым бетоном осуществляют через трубу в шнековой колонне.Bored piles arranged according to the technology of continuous hollow screws, the design of which is equipped with rock cutting tools with a lost shoe, are also widespread. When immersed, the auger compacts the well, since the yield of internal soil does not exceed 30-40% of the volume of the well. Reinforcement and filling of piles with cast concrete is carried out through a pipe in a screw column.

Технология с теряемым башмаком позволяет устраивать сваи в любых геологических и гидрогеологических условиях. Достоинством этой технологии является дешевизна и отсутствие «мокрого» процесса - глинистый раствор для закрепления стенок скважины не нужен. Технология обеспечивает сооружение сваи без ударов и вибраций, что особенно важно при изготовлении свай вблизи существующих зданий и сооружений.Technology with a lost shoe allows you to arrange piles in any geological and hydrogeological conditions. The advantage of this technology is its low cost and the absence of a “wet” process - a clay solution for fixing the walls of the well is not needed. The technology provides the construction of piles without shock and vibration, which is especially important in the manufacture of piles near existing buildings and structures.

Главным недостатком является то, что из-за ограниченного диаметра полости (трубы) в шнековой колонне арматура каркаса сосредоточена вблизи центра сваи, что уменьшает ее сопротивляемость к изгибным моментам и, следовательно, ее надежность и область применения.The main disadvantage is that, due to the limited diameter of the cavity (pipe) in the screw column, the frame reinforcement is concentrated near the center of the pile, which reduces its resistance to bending moments and, therefore, its reliability and scope.

Наиболее близким к предлагаемому является способ возведения буронабивной сваи в грунте (патент РФ на изобретение №2208088, опубл. 10.07.2003, МПК Ε02D 5/56), заключающийся в том, что обсадную полую трубу с наконечником в нижней части и винтовой навивкой на внешней поверхности погружают в грунт до проектной отметки. Сечение винтовой навивки по длине трубы выполнено постоянным и равным 0,02-0,1 диаметра трубы по внешней ее поверхности. Погружение трубы осуществляют за счет одновременного вращения ее и вдавливания в грунт под внешним осевым усилием или за счет вращения с погружением под собственным весом. Затем в полости трубы размещают металлический каркас и заполняют ее бетоном, а затем до момента затвердения бетона трубу вывинчивают из грунта или оставляют в грунте.Closest to the proposed method is the construction of bored piles in the ground (RF patent for invention No. 2208088, publ. 07/10/2003, IPC D02D 5/56), which consists in the fact that the casing is hollow with a tip in the lower part and screw-wound on the outer surfaces are immersed in soil to the design elevation. The cross-section of screw winding along the length of the pipe is constant and equal to 0.02-0.1 of the diameter of the pipe along its outer surface. The pipe is immersed due to its simultaneous rotation and its indentation into the ground under external axial force or due to rotation with immersion under its own weight. Then, a metal frame is placed in the pipe cavity and filled with concrete, and then until the concrete has hardened, the pipe is unscrewed from the ground or left in the ground.

Вывинчивание трубы из грунта могут осуществлять за счет обратного ее вращения с осевым усилием, направленным в сторону, противоположную пяте сваи.Unscrewing the pipe from the soil can be carried out due to its reverse rotation with an axial force directed in the direction opposite to the fifth of the pile.

Недостатком способа по патенту №2208088 является дороговизна данной технологии, обусловленная необходимостью использования дополнительного оборудования.The disadvantage of the method according to patent No. 2208088 is the high cost of this technology, due to the need to use additional equipment.

Кроме того, способ по патенту №2208088 применим только в слабых грунтах, поскольку применение обсадной трубы по всей длине, когда встречается прослойка прочного грунта, затруднительно.In addition, the method according to patent No. 2208088 is applicable only in soft soils, since the use of a casing along the entire length when a layer of strong soil is encountered is difficult.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в расширении области применения при удешевлении производства сваи и обеспечении надежности ее работы в условиях боковых нагрузок.The technical problem solved by the invention is to expand the scope of application for cheaper production of piles and ensuring the reliability of its operation under lateral loads.

Поставленная задача решается тем, что в способе возведения буронабивной сваи в грунте, преимущественно вблизи существующих фундаментов, включающем погружение полой обсадной трубы в грунт за счет одновременного ее вращения и вдавливания в грунт под внешним осевым усилием, размещение в полости трубы металлического каркаса и заполнение скважины бетоном, согласно изобретению перед погружением обсадной трубы методом вращательного бурения бурят скважину на глубину, не превышающую уровень верхней кромки слабого грунта, затем извлекают шнек, на нижнем конце шнека устанавливают отрезок обсадной трубы, опускают его в скважину и погружают в грунт на глубину, перекрывающую прослойку слабого грунта, отсоединяют отрезок обсадной трубы от шнека и извлекают шнек из скважины.The problem is solved in that in the method of erecting a bored pile in the soil, mainly near existing foundations, including immersing a hollow casing pipe into the soil due to its simultaneous rotation and pressing into the soil under external axial force, placing a metal frame in the pipe cavity and filling the well with concrete , according to the invention, before immersion of the casing by rotary drilling, a well is drilled to a depth not exceeding the level of the upper edge of soft soil, then the screw is removed At the lower end of the screw length of casing is set, it is lowered into the well and immersed into the soil to a depth of overlying soft soil layer, is detached from the length of casing and the screw auger is removed from the well.

Предлагаемая совокупность признаков позволит укрепить прослойку слабого грунта отрезком обсадной трубы, а стенки в области устойчивого грунта не укреплять до заполнения скважины бетоном. Это позволит обеспечить возможность использования предлагаемой технологии в грунтах с прослойками слабого обводненного грунта при удешевлении возводимой сваи в целом. По себестоимости изготовления она приближается к стоимости изготовления буронабивных свай в прочных грунтах. Размещение в предлагаемой технологии арматуры по периметру сваи большего диаметра повышает сопротивляемость сваи к боковым нагрузкам. Кроме того, погружение в грунт отрезка обсадной трубы уплотняет грунт в месте пяты сваи, что увеличивает ее сопротивляемость к осевым нагрузкам, а следовательно, надежность работы в целом.The proposed set of features will allow to strengthen the layer of weak soil with a piece of casing, and the walls in the area of stable soil will not be strengthened until the well is filled with concrete. This will make it possible to use the proposed technology in soils with interlayers of weak watered soil while cheapening the pile being built as a whole. At the cost of manufacturing, it approaches the cost of manufacturing bored piles in strong soils. Placing reinforcement in the proposed technology around the perimeter of piles of larger diameter increases the resistance of the piles to lateral loads. In addition, immersion in the soil of a section of casing compacts the soil at the heel of the pile, which increases its resistance to axial loads, and therefore, the reliability of the whole.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, на котором схематически представлен заявляемый способ устройства буронабивных свай в прочном грунте, но имеющем в области проектной глубины прослойку слабых обрушаемых включений.The invention is illustrated in the drawing, which schematically shows the inventive method of bored piles in solid soil, but with a layer of weak collapsible inclusions in the area of the design depth.

Оборудование для реализации заявляемого способа включает в себя буровой шнек 1, отрезок обсадной трубы 2, заглушенной с торца разрыхлителем 3 в виде выступающих над поверхностью зубцов, и фланец - замок 4 для пристыковки и отсоединения отрезка обсадной трубы 2 к буровому шнеку 1.Equipment for implementing the proposed method includes a drill screw 1, a segment of a casing pipe 2, muffled from the end of a baking powder 3 in the form of teeth protruding above the surface, and a flange - a lock 4 for connecting and disconnecting a segment of a casing pipe 2 to a drill screw 1.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Методом вращательного бурения с помощью бурового шнека 1 бурят скважину 5 в прочном грунте на глубину Н, не превышающую уровень верхней кромки слабого грунта. Затем извлекают шнек и к его нижнему концу с помощью фланца - замка 4 присоединяют отрезок обсадной трубы 2, снабженной в торце разрыхлителем 3. После этого шнек с отрезком обсадной трубы опускают в скважину и за счет одновременного ее вращения и вдавливания в грунт под внешним осевым усилием погружают в грунт на глубину перекрывающего прослойку слабого грунта. После установки отрезка обсадной трубы за счет реверсного вращения отсоединяют отрезок обсадной трубы от шнека и вместе с замком шнек извлекают из скважины. После установки арматурного каркаса скважину бетонируют.The proposed method is as follows. By the method of rotary drilling with the help of auger 1, a well 5 is drilled in strong soil to a depth H not exceeding the level of the upper edge of soft soil. Then the auger is removed and a piece of casing 2, equipped with a baking powder at the end face 3, is attached to its lower end with a flange - lock 4. After that, the auger with a piece of casing is lowered into the well and due to its simultaneous rotation and pressing into the ground under external axial force immersed in soil to the depth of the overlapping layer of weak soil. After installing a section of casing due to reverse rotation, disconnect a section of casing from the screw and together with the lock, the screw is removed from the well. After installing the reinforcing cage, the well is concreted.

Claims

The method of erecting a bored pile in the ground, mainly near existing foundations, including immersing a hollow casing with a tip in the ground due to its simultaneous rotation and pressing into the ground under an external axial force, placing a metal frame and filling the well with concrete, characterized in that before dipping the casing pipes by rotary drilling method drill a well to a depth not exceeding the level of the upper edge of soft soil, then a screw is removed, at the lower end of the screw Heater of the casing pipe, lower it into the well and immerse it in the soil to a depth that overlaps the layer of soft soil, disconnect the length of the casing from the screw and remove the screw from the well.