Способ изготовления грунтовой сваи

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГРУНТОВОЙ СВАИ, включающий образование скважины с уширением, подачу в скважину горючих смесей и формирование ствола путем сжигания их и нагнетания горячих газов в грунт, отличающийся тем, что, с целью повышения несущей способности сваи, возводимой в условиях просадочных грунтов, за счет исключения сцепления боковой поверхности ствола с окружающим грунтом, образование скважины осуществляют в два этапа, в чале бурением шпура диаметром и длиной , меньшими соответствующих размеров ствола сваи, с последующим расположением в шпуре удлиненного заряда взрывчатого вещества и его взрыванием , a сжигание горючих смесей осуществляют при постоянно увеличивающейся температуре, скорость подъема которой определяют из соотношения , Vr г тг 2jr(D2-D)e где a - скорость спекания грунта, мЗ/ч; диаметр изготавливаемой D (О сваи, м; DO диаметр скважины в стволе, м; В длина факела, м; температура в центре факеt ла , град; tp - расчетная температура обжита грунта на внешнем контуре изготавливаемой сваи, Од град. о: Горгачае смеем

00IO3 СОВЕТСНИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3c5D E 02 0 11

) I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ а Д 77

2л(в -в,)e где а

fopruvsre c

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3310609/29-33

g2) 02. 07.81 (46) 23.03.83.. Бюл. Р 11 (72) А.П. Юрданов (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени инженерно-строительный институт им. В.В. Куйбышева (53) 624.138. 34;624.154 {088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

И 726262, кл. E 02 0 7/00, 1978. .,2. Авторское свидетельство СССР по заявке 2972699/29-33, . E 02 D 3/11, 1980 (прототип). (54) {57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГРУНТОВОЙ СВАИ, включающий образование скважины с уширением, подачу в скважину горючих смесей и формирование ствола путем сжигания их и нагнетания горячих газов в грунт, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения несущей способности сваи, возводимой в условиях просадочных грунтов, за счет исключения сцепления боковой поверхности ствола с окружающим грунтом, образование скважины осуществляют в два этапа, в на„SU„„1006607 A чале бурением шпура диаметром и длиной, меньшими соответствующих разме-. ров ствола сваи, с последующим расположением в шпуре удлиненного заряда взрывчатого вещества и его взрыванием, а сжигание горючих смесей осуществляют при постоянно увеличи-. вающейся температуре, скорость подъема которой определяют из соотношения скорость спекания грунта, м /ч; диаметр изготавливаемой .сваи, м; диаметр скважины в стволе, М длина факела, м; температура в центре факела, град; расчетная температура обжи"

ra грунта на внешнем контуре изготавливаемой сваи, град.

1 10066

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при изготовлении свай из грунтов, преимущественно в просадочных лессовых второго типа по просадочнасти грунтах, Известен способ изготовления грун товой сваи, включающий образование скважины, монтаж. топливопровода и . бункера с грунтом, подачу в скважину io горючих смесей и грунта, сжигание горючих смесей и заполнение скважины расплавленным грунтом (1 1.

Недостатками этого способа являются большие потери тепла в атмосферу 1 из-за негерметизированности скважины, достигающие 25-30 . и нерациональное использование тепла при плавлении грунта в стволе скважины для обжига окружающего ее грунта, что снижает эффективность способа.

Наиболее близким к изобретению по своей сущности и достигаемому результату является способ изготовления грунтовой сваи, включающий обра- 25 зование скважины с уширением, подачу в скважину горючих смесей и фор-. мирование ствола путем сжигания их и. нагнетания горячих газов в грунт 2 ).

Недостатками этого способа являют" ся невысокая несущая способность грунтовой сваи, а также невозможность применения в лессовых грунтах второго типа по просадочности, так как развивающиеся при замачивании таких грунтов силы сдвига по внешней поверхности свай уменьшают их несущую способность.

Целью изобретения является повышение несущей способности сваи. возводимой в условиях просадочных грунтов, за счет .исключения сцепления боковой поверхности ствола с окружающим грунтом.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу изготовления грунтовой сваи, включающему образование скважины с уширением, подачу в скважину горючих смесей и формирование ствола путем сжигания их и

50 нагнетания горючих газов в грунт, образование скважины осуществляют в два этапа, в начале бурением шпура диаметром и длиной, меньшими со ответствующих размеров ствола сваи, И с последующим расположением в шпуре удлиненного заряда взрывчатого вещества и его взрыванием, а сжигание горючих смесей осуществляют при постоянно увеличивающейся температуре, скорость подъема которой определяют из соотношения! где а - скорость спекания грунта, м /ч;

0 - диаметр изготавливаемой сваи, м;

0О - диаметр скважины в стволе, м - длина факела, м;

- температура в центре факела, град;

t< - расчетная температура обжи- га на внешнем контуре изго" тавливаемой сваи, град.

На чертеже изображена технологи- ческая схема изготовления грунтовой сваи согласно предлагаемому способу. способ изготовления грунтовсф свай включает изготовление шпура 1 диаметром 4-6 см на глубину горизонта 2 просадочного грунта. Затем шпур

1 расширяют взрывом удлиненного заряда взрывчатого вещества до поперечного сечения скважины 3 и добуривают ее до отметки 4 заглубления в непросадочный грунт, образуя уширение 5.

После этого в скважину 3 подают горючие смеси и разжигают факел 6. Затем со скоростью подъема температур, определяемой из соотношения (1), поднимают факел 6 по стволу скважины 3 и от горизонта 2 оплавляют стенки грунтом 7.

После этого подают из бункера 8 порциями смесь грунта с топливом и легкоплавкими материалами и заплавляют скважину 3 от горизонта 4 расплавленным грунтом 9 до проектного уровня 1О;

Уплотнение грунта взрывом увеличивает его теплопроводность и при скорости подъема температуры, определяемой соотношением (1), образуется скачок температуры, который приводит к необратимому разрушению структурных связей грунта на границе контакта сваи с исходной материнс кой породой. Это, как показывают опыты, уменьшает силы сцепления 3-4 раза и тем самым резко снижает действие сил "нагружающего трения", возникающих при замачивании просадочно.

3 10066 ro грунта. Заглубленная и расширен. ная часть сваи в непросадочном горизонте обеспечивает несущую способ ность сваи и ее размеры определяются расчетом. S

Предварительное оплавление стенок скважины и нагревание их при этом уменьшает в 20-30 раз.фильтрацию в массив грунта газов из.скважины и создает благоприятные условия для lo теплообмена внутри ствола скважины при заплавлении ее грунтовыми смесями. Добавление в них легкоплавких материалов обеспечивает при этом более равномерный расплав грунта и со- 1S кращает расходы тепловой энергии.

Пример. На участке работ производят изготовление двух грунтовых свай в лессовидном просадочном покровном суглинке мощностью 12 м, 20 подстилаемым тяжелым непросадочным суглинком достаточной мощности .

Шпуры 1 проходят установкой

ЛБУ- 50 диаметром 0,05 м на глубину

12 м, затем в них закладывают удли- 2s ненные заряды взрывчатого вещества

Показатели

Способ

Предлагаемый

Свая 1 Свая 2

Свая 1 Свая 2

Продолжительность изготовления свай (без подготовительных работ и замачивания грунта), ч

27

23

Расход тепловой энергии на 1 м сваи, включая уплотненный и расплавленный в стеньках грунт, мДж/м

4400 4610

4200

3900

Несущая способ-. ность свай, тс 82

95 . 22 26

:кратить продолжительность изготовления их в 1,43-1,5 раз с уменьшением расхода тепловой энергии на 9 223.

ВНИИПИ Заказ 2067/47 Тираж 671 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом, применение предлагаемого способа позволит повысить несущую способность свай из грунта в 3,37- 3,65 раз и одновременно со07 4 и производят камуфлетный взрыв без выброса породы, в результате которого образуются скважины диаметром

0,2 м. После этого скважины 3 добуривают установкой ЛБУ на 1 м и рас- ширяют приставкой к ЛБУ в забое 5 до 0,6 м. После зажигания факела 6 со скоростью подъема температуры около 600 С/ч стенки грунта 7 оплавляются на толщину 4-5 см от горизонта 2 до проектной отметки 10.

Затем факел 6 вновь регулируют на глубину отметки 4, в скважину 3 подают грунт с твердым топливом и молотым полевым шпатом в составе 4:1:1 и расплавом грунта 9 скважины 3 заплавляют до отметки 10. После изготовления свай грунт вокруг них замачивают по стандартной методике и определяют несущую способность свай на центральную сжимающую нагрузку.

Одновременно изготавливают две спаи в аналогичных условиях и по из,вестному способу. Результы и их анализ приведены.в таблице.