RU2672699C1

RU2672699C1 - Method for strengthening shallow foundations

Info

Publication number: RU2672699C1
Application number: RU2017140161A
Authority: RU
Inventors: Иван Владимирович Семёнов
Priority date: 2017-11-17
Filing date: 2017-11-17
Publication date: 2018-11-19

Abstract

FIELD: construction.SUBSTANCE: invention relates to the field of construction and can be used to strengthen shallow foundations of buildings and structures under construction as well as existing buildings and structures during their reconstruction and repair. Such method for strengthening the shallow foundation includes the creation of a well through the body of the foundation to the design depth by a clockwise rotating hollow borehole screw with a drill bit with a movable element installed at its lower end, its subsequent extraction with a change in the direction of rotation of the screw and simultaneous feeding of fine-grained concrete through its cavity. As a drill bit with a movable element, a drill head with drop-down blades is used, through which, when lifting the auger, the working solution is fed under a pressure of 0.6–0.8 MPa, herewith, as the drilling auger rises, the pressure of the working solution gradually increases to 1.2–1.6 MPa with a range of 0.2–0.3 MPa/m, forming a tapered pile with its larger tapered part being right under the bottom of the reinforced foundation.EFFECT: technical result consists in reducing the number of technological operations, reducing the labor intensity of the works on strengthening foundations, increasing the bearing capacity due to the manufacture of a bored tapered pile.1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для усиления фундаментов мелкого заложения как строящихся зданий и сооружений, так и существующих при их реконструкции и ремонте.The invention relates to the field of construction and can be used to strengthen the foundations of shallow laying both of buildings and structures under construction, and existing during their reconstruction and repair.

Известен способ усиления фундаментов, включающий бурение через фундамент скважины до проектной отметки, получение уширений и нагнетание мелкозернистого бетона с последующим устройством буроинъекционной сваи (см. патент RU 2360071, МПК Е02D 27/08 - аналог).There is a method of reinforcing foundations, including drilling through the foundation of a well to the design level, obtaining broadening and injecting fine-grained concrete followed by a device for injection piles (see patent RU 2360071, IPC E02D 27/08 - analogue).

Известен способ образования буроинъекционной сваи, включающий выполнение скважины до проектной глубины вращающимся по часовой стрелке полым буровым шнеком с установленным на его нижнем конце буровым долотом с подвижным элементом, последующее его извлечение с изменением направления вращения шнека (против часовой стрелки) и одновременной подачей через его полость мелкозернистого бетона (см. патент RU 2327007, МПК Е02D 5/34 - прототип).A known method for the formation of injection piles, including the completion of the well to the design depth, a clockwise rotating hollow auger with a drill bit with a movable element mounted at its lower end, its subsequent extraction with a change in the direction of rotation of the auger (counterclockwise) and simultaneous supply through its cavity fine-grained concrete (see patent RU 2327007, IPC E02D 5/34 - prototype).

Общим недостатком известных технических решений является значительное количество технологических операций и более низкая несущая способность устраиваемых свай.A common disadvantage of the known technical solutions is a significant number of technological operations and lower bearing capacity of piles.

Техническим результатом является уменьшение числа технологических операций, снижение трудоемкости производства работ по усилению фундаментов, а также увеличение несущей способности при изготовлении буроинъекционной конической сваи.The technical result is to reduce the number of technological operations, reduce the complexity of the work to strengthen the foundations, as well as increase the bearing capacity in the manufacture of injection conical piles.

Технический результат достигается тем, что в способе усиления фундамента мелкого заложения, включающем выполнение скважины через тело фундамента до проектной глубины вращающимся по часовой стрелке полым буровым шнеком с установленным на его нижнем конце буровым долотом с подвижным элементом, последующее его извлечение с изменением направления вращения шнека и одновременной подачей через его полость мелкозернистого бетона, согласно изобретению в качестве бурового долота с подвижным элементом используют буровую головку с раскрывающимися лопастями, через которую при подъеме шнека подают рабочий раствор под давлением 0,6-0,8 МПа, при этом по мере подъема бурового шнека давление рабочего раствора постепенно с диапазоном 0,2-0,3 МПа/м увеличивают до 1,2-1,6 МПа/м, образуя сваю конической формы с уширением под подошвой усиливаемого фундамента.The technical result is achieved by the fact that in the method of reinforcing a shallow foundation, including the implementation of a well through the foundation body to the design depth, a clockwise rotating hollow auger with a drill bit with a movable element mounted at its lower end, its subsequent extraction with a change in the direction of rotation of the auger and at the same time supplying fine-grained concrete through its cavity, according to the invention, a drill head with an opening is used as a drill bit with a movable element with blades, through which when raising the auger, the working solution is supplied under a pressure of 0.6-0.8 MPa, while as the drilling auger is raised, the pressure of the working solution is gradually increased to a range of 0.2-0.3 MPa / m to 1.2 -1.6 MPa / m, forming a pile of conical shape with broadening under the sole of the reinforced foundation.

Новизна способа заключается в том, что изменена форма сваи для усиления фундаментов мелкого заложения за счет применения разработанной конструкции буровой головки, устанавливаемой на острие буроинъекционной сваи. Использование данного способа усиления фундаментов мелкого заложения позволяет снизить количество технологических операций и получить буроинъекционную сваю конической формы, обладающую большей несущей способностью в сравнении с цилиндрической.The novelty of the method lies in the fact that the form of the pile has been changed to strengthen the foundations of shallow laying due to the use of the developed design of the drill head mounted on the tip of the injection pile. Using this method of strengthening the foundations of shallow laying allows you to reduce the number of technological operations and get a drill-injection pile of a conical shape, which has a greater bearing capacity compared to a cylindrical one.

По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружено подобного решения, что свидетельствует об изобретательском уровне предложения.According to the patent and scientific and technical literature, no such solution was found, which indicates the inventive step of the proposal.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано бурение скважины через существующий фундамент здания и достижение проектной отметки буроинъекционной сваи; на фиг. 2 - формирование буроинъекционной конической сваи при смене первоначального направления поступательно-вращательного движения буровой головки; на фиг. 3 - изъятие буровой головки из скважины.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows the drilling of a well through the existing building foundation and the achievement of the design mark of the injection pile; in FIG. 2 - formation of a boron-injection conical pile when changing the initial direction of the translational-rotational movement of the drill head; in FIG. 3 - removal of the drill head from the well.

Способ усиления фундамента мелкого заложения осуществляется следующим образом. Предварительно выполняют скважину через тело фундамента до проектной глубины вращающимся по часовой стрелке полым буровым шнеком с установленным на его нижнем конце буровым долотом с подвижным элементом, последующее его извлечение с изменением направления вращения шнека и одновременной подачей через его полость мелкозернистого бетона. В качестве бурового долота с подвижным элементом используют буровую головку с раскрывающимися лопастями, через которую при подъеме шнека подают рабочий раствор под давлением 0,6-0,8 МПа. По мере подъема бурового шнека давление рабочего раствора постепенно с диапазоном 0,2-0,3 МПа/м увеличивают до 1,2-1,6 МПа, образуя сваю конической формы с уширением под подошвой усиливаемого фундамента.The way to strengthen the shallow foundation is as follows. A well is preliminarily performed through the foundation body to the design depth by a clockwise rotating hollow drill auger with a drill bit with a movable element mounted on its lower end, its subsequent extraction with a change in the direction of rotation of the auger and the simultaneous supply of fine-grained concrete through its cavity. As a drill bit with a movable element, a drill head with expanding blades is used, through which, when raising the auger, a working solution is supplied under a pressure of 0.6-0.8 MPa. As the drilling auger rises, the working fluid pressure gradually increases with a range of 0.2-0.3 MPa / m to 1.2-1.6 MPa, forming a pile of conical shape with broadening under the sole of the reinforced foundation.

Для усиления фундамента буроинъекционная коническая свая устраивается в пробуренной через существующий фундамент мелкого заложения 1 скважине 2. Свая содержит тягу из нескольких штанг 3, соединенных между собой соединительными муфтами 4. На нижней штанге 5 расположена съемная буровая головка 6, состоящая из трех шарнирно закрепленных буровых лопастей 7, через который подают рабочий раствор 8.To strengthen the foundation, a conical injection pile is arranged in a well 2 drilled through the existing foundation 2. The pile contains a rod of several rods 3 interconnected by couplings 4. On the lower rod 5 there is a removable drill head 6, consisting of three articulated drilling blades 7, through which serves the working solution 8.

Усиление существующего фундамента здания или сооружения буроинъекционной конической сваей выполняется в следующей последовательности:Reinforcement of the existing foundation of a building or structure with a conical injection pile is carried out in the following sequence:

На штангу 5 накручивают буровую головку 6 и посредством бурильной техники погружают через существующий фундамент 1 в грунт, устраивая скважину 2. В процессе погружения сваю наращивают при помощи штанг 3, соединяя их соединительными муфтами 4. При достижении проектной отметки происходит смена направления вращения и подъем конструкции сваи с одновременной подачей под давлением 0,6-0,8 МПа рабочего раствора 8 через буровую головку 6. Подача раствора под давлением способствует уплотнению грунта в околосвайном пространстве, а также расширению диаметра сваи. По мере подъема конструкции сваи давление рабочего раствора постепенно с диапазоном 0,2-0,3 МПа/м увеличивается до 1,2-1,6 МПа. При этом буровые лопасти 7 раскрываются под действием трения о грунт и выходящего под давлением рабочего раствора 8 из буровой головки 6, формируя буро-инъекционную коническую сваю. Вышеуказанные значения давления подачи раствора принимаются в зависимости от грунтовых условий строительной площадки. При большем давлении подачи раствора возможно разрушение существующего фундамента. При достижении буровой головкой 6 подошвы фундамента мелкого заложения 1 происходит смена направления вращения лопастей 7 буровой головки 6, вследствие чего они складываются. После этого буровая головка 6 изымается из скважины 2.Drill head 6 is screwed onto the rod 5 and immersed through the existing foundation 1 into the soil using a drilling technique, arranging the well 2. During the immersion process, the pile is expanded using the rods 3, connecting them with couplings 4. When the design mark is reached, the direction of rotation is changed and the structure is raised piles with simultaneous supply of working solution 8 under pressure of 0.6-0.8 MPa through the drill head 6. The supply of solution under pressure helps to compact the soil in the near-pile space, as well as expand Etra piles. As the pile structure rises, the pressure of the working solution gradually increases with a range of 0.2-0.3 MPa / m to 1.2-1.6 MPa. In this case, the drilling blades 7 are opened under the action of friction against the soil and the working solution 8 exiting under pressure from the drill head 6, forming a drill-injection conical pile. The above values of the mortar supply pressure are taken depending on the soil conditions of the construction site. With a higher solution supply pressure, destruction of the existing foundation is possible. When the drill head 6 reaches the bottom of the foundation, shallow foundation 1 there is a change in the direction of rotation of the blades 7 of the drill head 6, as a result of which they add up. After that, the drill head 6 is removed from the well 2.

Claims

A method for reinforcing a shallow foundation, including performing a well through the foundation body to the design depth, a clockwise rotating hollow drill auger with a drill bit with a movable element mounted at its lower end, its subsequent extraction with a change in the direction of rotation of the auger and the simultaneous supply of fine-grained concrete through its cavity , characterized in that as a drill bit with a movable element, use a drill head with expanding blades, through which when lifting the auger and the working solution is supplied at a pressure of 0.6-0.8 MPa, while as the drill auger rises, the working fluid pressure gradually increases with a range of 0.2-0.3 MPa / m to 1.2-1.6 MPa, forming pile conical shape with broadening under the sole of the reinforced foundation.