RU2610440C1

RU2610440C1 - Method for removing of negative friction from piles on grounds with highly compressible soils

Info

Publication number: RU2610440C1
Application number: RU2015152741A
Authority: RU
Inventors: Юрий Александрович Варфоломеев; Алексей Игоревич Рогов; Валерий Николаевич Звездин
Original assignee: Юрий Александрович Варфоломеев
Priority date: 2015-12-08
Filing date: 2015-12-08
Publication date: 2017-02-10

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: method of removing of negative friction from piles on grounds with highly compressible soils is based on creation of vibration action. The vibrating action is exerted onto a pile, it is performed at an angle from 0 to 90 degrees to the pile axis, the upper vertical part of the pile shall be free from soil to the maximum possible depth, and the vibratory impact is applied from the middle to the bottom part of the pile, free from soil at the bottom of the pit.

EFFECT: increase of bearing capacity of a foundation, ensuring the reduction of soil adhesion to the side surface of the pile to reduce the negative friction.

4 dwg

Description

Изобретение относится к капитальному ремонту и техническому обслуживанию эксплуатируемых свайных фундаментов и может быть использовано для повышения их несущей способности в условиях, когда на части высоты или по всей высоте свай-стоек располагаются сильно сжимаемые грунты; в случае висячих свай - сильно сжимаемые грунты располагаются в верхней или средней части сваи, а над ними располагаются пригружающие грунты.The invention relates to overhaul and maintenance of operating pile foundations and can be used to increase their bearing capacity in conditions where highly compressible soils are located on part of the height or along the entire height of the pile piles; in the case of hanging piles - highly compressible soils are located in the upper or middle part of the pile, and above them are located the loading soils.

В результате патентного поиска были выявлены способы и устройства, которые сведены для удобства в таблицу.As a result of a patent search, methods and devices were identified that are tabulated for convenience.

Известен способ виброуплотнения сыпучего материала в скважине под буронабивную сваю [RU 27139975 С1], однако этот метод требует бурения скважины, что, по-нашему мнению, является недостатком, и не пригоден для решения поставленной задачи.A known method of vibration compaction of bulk material in a well under a bored pile [RU 27139975 C1], however, this method requires drilling a well, which, in our opinion, is a drawback and is not suitable for solving the problem.

Известен способ возведения дорожного полотна [RU 2449075 С1] с виброуплотнением для упрочнения слабого природного основания, при этом вибрационное воздействие осуществляется непосредственно на грунт. Однако этот метод не эффективен для уплотнения грунта около эксплуатируемой сваи на большой глубине при ремонте свайных фундаментов.A known method of construction of a roadway [RU 2449075 C1] with vibration compaction for hardening a weak natural base, while the vibration effect is carried out directly on the ground. However, this method is not effective for compaction of soil near an exploited pile at great depths when repairing pile foundations.

Известен способ виброуплотнения песчаной подсыпки [RU 2304662 С1], при котором вибрационное воздействие осуществляется непосредственно на грунт. Однако этот способ не эффективен для уплотнения грунта около эксплуатируемой сваи на большой глубине при ремонте свайных фундаментов.A known method of vibration compaction of a sand bed [RU 2304662 C1], in which the vibration effect is carried out directly on the ground. However, this method is not effective for compaction of soil near an exploited pile at great depths when repairing pile foundations.

Известно устройство для погружения сваи в грунт в процессе строительства [RU 2098557 С1], которое обеспечивает воздействие на сваю вибрационной нагрузки, приложенной в верхней части сваи, при этом направление усилия для вдавливания сваи в грунт совпадает с осью сваи (направлено вдоль длины). Недостатком устройства является ограниченное использование - в процессе строительства.A device for immersing piles into the soil during the construction process [RU 2098557 C1] is known, which provides for the impact on the pile of a vibration load applied in the upper part of the pile, while the direction of force for pushing the pile into the soil coincides with the axis of the pile (directed along the length). The disadvantage of this device is the limited use - during the construction process.

Технический результат, на достижение которого направлено настоящее изобретение, достигается тем, что за счет оказания вибрационного воздействия на сваю обеспечивается уменьшение сцепления грунта с ее боковой поверхностью, что уменьшает отрицательное трение, снижает усилие от пригруза на сваю, и несущая способность фундамента на основании с сильно сжимаемыми грунтами возрастает.The technical result to which the present invention is directed is achieved by the fact that by exerting a vibrational influence on the pile, the adhesion of the soil to its lateral surface is reduced, which reduces negative friction, reduces the load from the load on the pile, and the bearing capacity of the foundation on the base is strongly compressible soils increases.

При восприятии нагрузки от пригружающего слоя грунта 5 сильно сжимаемый грунт 6 начинает оседать, увлекая за собой пригружающий слой, при этом за счет сил трения при осадке пригружающего грунта о боковые поверхности эксплуатируемой сваи 1 на указанную сваю создается дополнительное усилие (дополнительная нагрузка от отрицательного трения). Для снижения величины отрицательного трения применяется предлагаемый способ.When the load is perceived from the load layer of soil 5, highly compressible soil 6 begins to settle, dragging the load layer along with it, and due to friction forces when the load is deposited on the side surfaces of the operating pile 1, an additional force is created on the specified pile (additional load from negative friction) . To reduce the value of negative friction, the proposed method is used.

Способ основан на создании вибрационного воздействия непосредственно на сваю под углом α к ее оси или перпендикулярно, при этом для повышения эффективности воздействия верхняя вертикальная часть сваи должна быть свободна от грунта на максимально возможную глубину, а усилие прилагается вблизи середины свободной от грунта части сваи либо несколько ближе к грунту на дне приямка. Параметры динамических воздействий на сваю подбираются с учетом ее геометрических параметров в зависимости от вида и физико-механических характеристик грунтов.The method is based on creating a vibrational effect directly on the pile at an angle α to its axis or perpendicularly, in order to increase the effectiveness of the impact, the upper vertical part of the pile should be free of soil to the maximum possible depth, and the force applied near the middle of the part free of soil from the pile or several closer to the ground at the bottom of the pit. The parameters of the dynamic effects on the pile are selected taking into account its geometrical parameters, depending on the type and physico-mechanical characteristics of the soil.

Эффект от динамического воздействия на сваю достигается за счет уменьшения сцепления грунта с ее боковой поверхностью.The effect of dynamic effects on the pile is achieved by reducing the adhesion of the soil to its lateral surface.

В случае, если свая находится полностью в грунте, делается приямок со стороны, удобной для обеспечения доступа к ней (фиг. 2, 4). Приямок устраивается на удобную для работы глубину (фиг. 3). В случае близкого расположения свай друг от друга приямок может выполняться общим для нескольких свай на глубину, удобную для работы, (фиг. 1).In case the pile is completely in the ground, a pit is made from the side convenient for providing access to it (Fig. 2, 4). The pit is arranged at a depth convenient for work (Fig. 3). In the case of close proximity of the piles from each other, the pit can be shared for several piles to a depth convenient for work (Fig. 1).

Спецификация к фиг. 1, 2, 3 и 4The specification of FIG. 1, 2, 3 and 4

1 - Свая;1 - pile;

2 - Ростверк;2 - Rostverk;

3 - Приямок;3 - Priyamok;

4 - Стена или другие конструкции;4 - Wall or other structures;

5 - Пригружающие грунты;5 - loading soils;

6 - Сильно сжимаемые грунты;6 - Strongly compressible soils;

7 - Минеральное дно.7 - Mineral bottom.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где на фиг. 1 схематично изображено размещение приямка при расположении свай с малым расстоянием между ними; на фиг. 2 - вариант расположения приямка с четырех сторон сваи при удаленном расположении свай относительно друг друга; на фиг. 3 - разрез А-А к фиг. 2, расположение приямка при удаленном расположении свай относительно друг друга; на фиг. 4 - разрез А-А к фиг. 2, варианты расположения приямка при удаленном расположении свай относительно друг друга.The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 schematically shows the placement of the pit with the arrangement of piles with a small distance between them; in FIG. 2 - a variant of the location of the pit on four sides of the pile with a remote arrangement of piles relative to each other; in FIG. 3 - section AA to FIG. 2, the location of the pit at a remote location of piles relative to each other; in FIG. 4 is a section AA to FIG. 2, options for the location of the pit at a remote location of piles relative to each other.

Расположение грунтов зависит от конкретных геологических условий застроенной площадки: возможны сваи-стойки или висячие сваи, входящие в грунт минерального дна на требуемую глубину, при этом минеральное дно расположено ниже сильно сжимаемых грунтов, например торфа, ила, сапропелей.The location of the soil depends on the specific geological conditions of the built-up area: rack-piles or hanging piles entering the soil of the mineral bottom to the required depth are possible, while the mineral bottom is located below highly compressible soils, such as peat, silt, sapropels.

Заявленная совокупность существенных признаков находится в прямой причинно-следственной связи к достигаемому результату.The claimed combination of essential features is in direct causal relation to the achieved result.

Сравнение заявленного технического решения с подобными техническими решениями позволило установить соответствие его критерию "новизна", т.к. оно не известно из уровня техники.Comparison of the claimed technical solution with similar technical solutions allowed us to establish compliance with its criterion of "novelty", because it is not known from the prior art.

Предложенное изобретение является промышленно применимым, т.к. может быть реализовано существующими техническими средствами.The proposed invention is industrially applicable, because can be implemented by existing technical means.

Таким образом, предложенное техническое решение соответствует установленным условиям патентоспособности изобретения.Thus, the proposed technical solution meets the established conditions of patentability of the invention.

Других известных технических решений аналогичного назначения с подобными существенными признаками заявителем не обнаружено.The other known technical solutions for a similar purpose with similar significant features by the applicant was not found.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет уменьшить отрицательное трение, снизить усилие от пригруза на сваю, и несущая способность фундамента на основании с сильно сжимаемыми грунтами возрастает.Thus, the present invention allows to reduce negative friction, to reduce the force from the load on the pile, and the bearing capacity of the foundation on the base with highly compressible soils increases.

Claims

The method of removing negative friction from piles on bases with highly compressible soils is based on creating a vibration effect, characterized in that the vibration effect is applied to the pile, the vibration effect is carried out at an angle from 0 to 90 degrees to the axis of the pile, while the upper vertical part of the pile should be free from soil to the maximum possible depth, and vibration exposure is applied from the middle to the bottom of the pile, free from soil at the bottom of the pit.