Способ изготовления набивной сваи
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении свай. Целью изобретения является снижение трудозатрат и ускорение«производства работ. Способ изготовления набивной сван включает проходку цилиндрической скважины 1. На раствороподающей трубе 2 закрепляют рабочий разрядник 3, соединенный с высоковольтным импульсным источником 4. В формируемую скважину 5 подают электропроводный твердеющий материал 6, обеспечивакщнй закрепление грунта 7 вокруг скважины 5 в зоне Я. 4 ил., 2 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5l)5 Е 02 0 5, 44
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
H Гщтянтм
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРМТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (46) 23.03.93. Бюл. Н 11 (21) 4707757/ЗЗ (77) 06.06, 89 (75) А.Л.Егоров и Г.H.Ãëâðèëîâ
450) Ганичев И.A. Устройство искусственных .оснований и фундаментов. И:.
Стройиздат, 1981 с. 84-96.
Авторское свидетельство СССР
В,1441847, кл. Е 07. D 5/44, 1987 (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НАБИВНОЙ
СВАИ (57) Изобретение относится к области строительства и может быть использовяИзобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении свай.
Целью изобретения является снижение трудозатрат и ускорение производства работ.
Па фиг. I показано изготовление набивной сваи; на Лиг. 2 — изготовление набивной сваи после завершения проходки начальной скважины; па фиг.3 " коническая свая; на Лиг. 4 — ступенчатая свая.
Способ изготовления набивной сваи включает проходку цилиндрической скважины 1, например, вращательным бурением. На растворопадающей трубе 2 закрепляют рабочий разрядник 3, соеди ненный с высоковольтным импульсным источником 4. В Аормуемую скважину 5 подают электропроводный твердеющий материал 6, например глинистый раствор, щщ, что более предпочтительно, „„SU„„1688790
2 но при возведении свай. Целью изобретения является снижение трудозатрат и ускорение производства работ. Способ изготовления набивной сваи включает проходку цилиндрической скважины 1.
На раствороподающей трубе 2 закрепляют рабочий разрядник 3, соединенный с высоковольтным импульсным источником 4.
В формируемую скважину 5 подают электропроводный твердеющий материал 6, обеспечивающий закрепление грунта 7 вокруг скважины 5 в зоне В. 4 ил., 2 табл. закрепляющий раствор, обеспечивающий С закрепление грунта 7 вокруг сквами п>
5 в зоне 8.
Для этой цели могут быть нспольяо- ® ваны, например, растворы на основе це- ф мента или синтетических вяжущих. При QQ подаче на электроды разрядника 3 от источника 4 напряжения 5-10 кВ между электродами возбуждают высоковольтные электрические разряды, приводящие к возникновению электрогидравлическогс эффекта, т.е. к скачкообразному повышению давления, к ударным воздействиям на стенки скважины и этими воздействиями на грунт 7 формируют проАиль продольного сечения склад вы 5, подобный предварительно заданному проАилю (А) продольного сечения сваи.
Экспериментально установлено, что выбор наиболее оптимальной энергии разрядных импульсов находится в интервале 5-200 кДж, давление гндропотокя
0 (3) 1т)8879
9 рлз. Таким обрл зон, )>ттрлттрт нлние
etta«etttttt f позволяет л r)it»HI, тштроких пределлх регулиро лть Гк<)рость tt)npNHронлния про т))тля сквлж)тттт), <)Г>еспечивля
5 соответствие ме)кду этой скоростью, которля долж)та ттзметтятт.сл пропорционально заданному дттлметру 0! скважины на определенной гнуГ)тттте. !l и постоянной скоростью оттусклния зоны разряда. 10
Аналогичный результлт может быть достигнут и регулировкой энергии отдельных разрядных импульсов; возможно также одновременное или ттосл»донлтельттое варьирование клк частоты сттедонлттия, так и энергии разрядных импульсов.
После завершения проходки сквчжины 1 разрядник 3 ттзвттеклт)т иэ скважины 1 и.возводят в ней свлю, по просЬилю продольного сечения которой hop- 20 миРовали прот))иль скнлжиттт). В дя)тном случае внутрь скважины вводят готоную коническую сваю, т.е. погружлют готовую сплю не н грунт, ч н злрлнее подготовленную скважину, профиль кото- 25 рой оптимально согласован с прот))илем сваи, что обеспечивает полное заполнение скняжины телом сваи. Это по сравнению с забиванием илн вдавливанием сваи резко повышает производи- 30 тельность изготонления сваи с ттзлтеттяющейся по высоте площчдью поперечного сечения, т.е. достигается цель изобретения. Однако необходимость использования готовых свай ограничивает воз- 3 можности оптимизации hop>I)I и размеров сваи применительно к конкретным усло виям эксплултлтнттт и требовлттиям к профилю продольттого сечения сваи. Поэтому в Ряде случаев Рассмотренный влри- 40 ант может предусматривать использо вание не забттянт.тх, л набивных свай.
Тогда возведение сваи осущестнляют иепосредстненно н скважине. Достоинством такого влрилнтл является возиож- 45 ность максимально точного соответствия тЬориируемого протт)>тля скважины предварительно злилпной оптимлльной коттфигурации расчетной cвли, особенно при автоматическом perv ttt)t)tt1)IHIt члс- 50 тоти следования импульГntt н злнчсимости от показаний длтчикч (нл чертеже не показан).
Необходимость регуттттровчттич в процессе его реллизлции частоты следовлттия (или энергии) рлзрядных пинульсон требует некоторого ycstr>a)le)It<)t конст.рукции источникл 4. П )этт)ттч т) Г>т>,:тт,т)тинстве случаев пр дпочтптельtt»tbt являетс я нт<)pой Б;т pI t,t Ifт r)с чец. i . т н iтr I) I!я Г и()Г О бл, ттр. дусмлтрттт)люгттт)т )>т ртт)тра)тт;тн:to элдлттттого ItpnAIcëtt rKR)tmtttt после злНЕР)ЛЕНИЯ ПРОХОДКИ It@)I;ur»ttr)ti СКНamttttf цттлттттдри тегт<отт тт><>рлтлт однт>ир .ментто с возведением сваи н устлнонк< и арматуры (если это необходимо) . В эт)>м:)лрианте рлзряднцк 3 с зле ктродлмц (фиг. 2) сначллл опус клют в ttlmtfti>tt) часть скважины 1 тгтлттттдртт)теской tf>ophtll, т.е. пл глубину }т, ттоГ)т» чего намакс чинлют подавать в скнлмт)ту Г)етоттттую смесь, выполняю)ту)о функцию электропроводного раствора, и возбуждчют серию высоковольтных рлзрядных импульсов с энергией 5-200 к, !ж. Иозниклютште при этом ударные волны обеспечинлк>т Аормировлние профиля cxttftwtltttt tlat только путем расширения скнлжпнлт с уплотнением ее стеfIi)K но и переиепвтнание бетонной смеси с осынлншиися со стенок скважины грунтом, т.е. с образованием вокруг центрального ядра 9 сваи внешней оГ>олочки 1О из грунтоцементобетона. Одновременно происходнт ПРОНИКаНИЕ РаСтВОРЛ В XPetrtltltht грунта с обрлзопчнием ar)HII В укрепленного грунта с радиусом до 1,5-2 и.
Кроме того, дейстние разрядон ускоряет (на 202) твердение бетонной смеси и существенно (пл 304) ттовит))лет ее прочность..Подачу разрядных ltstltysttÄ прекра" шают по дот тижеттитт задлпцого ttp Д!т. Значение Ь h рекомендуется выбирать такии образом, чтобы обеспечить формирование заданного профиля ct)1tt с требуемой точностью, т.е. в пределах заданного допустимого отклонения Ь от заданного диаметра при st>i>t)nbt значении глубины 1I. Прп ичлых углях конусности (О 1!(15 ) знчченне Л! t, можа но прибли)кенно определить из Гnr)T)tr)шения Ь Ь )>„sin jarccus ()-b)g, 168»3 7о0 1 где 1) — . ядn lt ttt lt« лнлмс тр с вли и;» цр .1» nt,UI lrtttpt1 щл ге, «)дним из достоинств нредллгяе»»ого спо<«ог>л лвллетсл вп»можность изготовления свай с большим углом конусности (например,30 ) .0 этом случае значения, ДЬ рекомендуетсл выбирятт, из соотношенийй р, . Г Д1)=- —, 1-b) sin(2arct»t .L(1-b) ° P ц 2 при 1)1, р 1 Ф» )1 д1,Р (1-b)»;p ." arc»:», p(1-b) » 2 15 при 1) Р > » че 1) — задчиш!Й диаметр с»гн» иа последующем шаге. При таком расчете 6h количество и импульсов нл каждом шяге можно выбирать тяк, чтобы расчетный дилмегр го на каждом шаге был меньше заданного I значения на величину Ьр)» (фиг. 3). При этом на каждом шаге изготавливается у »ясток сваи в Ьорие сфер»»ческо» го сегмента с площадью поверхности, превышающей соответствующую площадь поверхности конической сваи расчетного ирофиля. Тлк»»м образом, предлагаемый способ позволяет не только повы30 сить производительность процесса воз. ведения оваи, но и несколько уменьшить объем возводимой сваи без ухудшения ее несущей способности и за счет этого получить дополнительную экономию материала. 1осле перемещения разрядника на шаг Д1» вновь возбуждают серию разрядных импульсов, количество которых из- 40 меняют (в рассматриваемом примере уменьшают) в соответствии с требуемым уменьшением диаметра свяк ил длиной глубине, Для упрощения управления процессом Расширения сквлж»»»»»» количе- 45 ство и разрядных импульсов на каждом шаге цредляглетсл вь бирять в соответствии с линейной зявислнос гью 02 1)О (5) 50 где D,m — эл»п»»р»»ческне коэфф н»»енты, зависящие от сно»»ств грунта. 1)»явисит также от энергии К импульса. Тяк, для песчаных грунтов при 22,2 кДж F.6 Й 120 кДж значения лежат в пределлх О,?-0,6. Значения »и характеризуют интенсивность накопления деформлций »» грунте. Для t»et..чяшлх грунтов ш=1,77t» <10 З. Соотношением (5) можно н »ль:«оилтьct» при n . .). «лтен рлзрлдник вновь перемещлют нл шлг Ь1», возбуждают серию рязрлднь«х и«»т»уцьсов и т.ц. Подачу бетонной смеси мпво»о осуществлять клк дискретными порциями, тлк и непрерывно., 1лл регулирования суммлрной энергии рлзрлдных импульсов, клк и в первом варилнте, можнo использовать изменение энергии одного импульсл. %»жнюю грлницу f рекомендуется выбрать в данном варианте близкой к 0,05 Гц, тлк клк при меньших частотах длительность изготовления сваи становится соизмеримой с длительностью схват»»вян»»я цемента. 13 этом случае воздействие рлзрлдов неблагоприятно влияет ня формирующуюся структуру растворл, снижая несущую способность изготавливаемой сваи. Предельное значение f определлется возможностями источника питяш»я. Далее приводятся данные о конкретных примерах реализации второго варианта способа для возведенил ко»»»»ческой сваи и зябивногo 6J»oKA в различи»,»х грунтах . Пример 1. Изготовление t 0,3 и в песчаном грунте и суглинке (см. табл. 1). Пример 2. Изготовление зябивного блока с углом конусности = 30, Ь длиной 1 = 1 м и минимальныл» диаметром 0,9 м в песчлнон грунте при Г» = =120 кДж (см. табл. 2). Еще один вид сваи, которлл может быть эдхЬективно изготовлена с использованием данного варианта способа, приведен на <Ьиг. 4. Ее целесообразно использовать, когда один или несколько слоев грунта имеет резко пониженную прочность (например, при про)»ождении скважины через слой мягкопластичного суглинка или торфа). Из приведенных данных видно, что »»редлаглемьп» способ может быть yc»»eta, но применен и при возведении свай ступенчатого профиля, комбинированных (цилиндро-конических, свай и вообще свай любой hnpw» которая является оптимальной для конкретных условий их возведения. Формирование свай любого профиля применительно к конкретным условиям возведения позволяет управлять несущей способностью набивных свлй Il npo<>! (88 7<)0 Т и б ц и и л dr>, и! 1омер шага Песок С у гst t t t t o >< « =3<) > «>к (1 40 к «ж «> Е=З() к>«ж Е=Ь0 ><,(ж И=1 Я, 10 --3 п>=2, 2 1 .) 1) —,,28 0,4 7 <) < «) < ),, 0,4 о Количество импульс )в 28 54 0 2 4 5 б 0,3 0,33 0,3() 0,40 0,4! 0,49 (), 54 56 73 90,39 113 О, 13 1, 1 < 0,(Г 0,17 0,19 (l, 21 23 51 3- цессе их нз> <>т<)влепил в «>t 5 прочности бетона и уичотцени» груцтл вокруг свли. В ре.>ультлте свлл, изготовленная цо предлагаемому способу, имеет несу>чую снос )6>>ocr>, «1012 рлз большую, чем обычная нлби«нлл свая. Бллгодлря этому достпглется многократноее с окрл>пение рлгхолл зл кре иляющего раствора и злтрлт энергии ttn разбурнвацие скваж>>ны. Экспериментально установлено, что )5 применение способа позноллет расширять началь>>trit диаметр сквлжин>1 в 4-б раз, доводя его до 500 — 800 MM. Это ведет не только к дополнительному сокращению затрат на начальное рлзбури«л- 7() ние, но и к устранению необходимости применения сложного специлльtt<)ro о6орудовация для рлсширецня c><»nett>. Формирование телл свли из бетонного раствора под действием больп>их длв-25 лений позволяет также отклэлтьсл от обсадных труб и глинистого рлствора, применяемых длл 1>pe7(o t>pnt(e>ttt>t обрушения стенок et<1>nxtrtrtt. Это тлкже ведет к .сокрл>>(они>о числл необходн><их 3р Операций, т.е. к повьппе>цно производительности и снижению затрат. Ц > <> <> P c 1 e tr и я Сп«6 >< >г< t or)»<»rt>t набивной сваи включаю>(tt(i trp<)xor(><у цнчнндрнческо(1 с к вл ><>> >t> I ) ti<)rt t >t)< в >tee .>.. >Ð êòpotrpo>>or( ного твер>(е><>1<(его мл герпллл с одцонре" ме и цим 1> о зб у»<ле пнем ц ц е» вис оковольтных электрических рл зр>>лов рабочим рлзрлдником с lre«)catv»te>ttteM его по высоте ск»лжив>,1, о т Л Н Ч Л Ю Щ И Й с Я тем, что, с целью c>rrt»(e>r>r>r трудозатрат и vcr rrepe>re>>>toro у«ел>>чивлю>пегосл книзу и ПЕРЕМЕН>:ОГО УНЕЛИЧН«ЛППП< Г )< .Л К«ЕРХУ (Ph=I7(> «in лгсс<>,(! — Ь ) Г)1) ., и( (! >.=--- (1-Ь > ° s i n (2 (t r c t. (1-Ь ) Ф > (- J л )!(> ., (< Q ll= —,— (1-1)) С; (2лгc (;1; ((1.-!>) (:р,„.— где g — уго>1 цлкл<>нл обрл зу>пщеit ство Л l К «ÅPÒÈÊË>11!; Г) ) ))«) <<(п<з11 тр>1 < .ц 1>1 с<)отце 1 ственцо ЦРЕДИЛУЩЕ> l t t и <. ЛЕ>(У><Х>(ЕМ уровнях рл сиоп<>ж н>>л рлбочего разрядника; ! > — заданное лоп устп><е<- n Tru><)tteние дилметрл сttntt. 1688 790 Песок при Е (ty(. кЪ(и Номе р )) ШЙ Гс1 60 ЭО 1?0 t),2 Количество импульсов 164 1() 7 73 112 79 1!3 73 0 ! 3 5 7 9 1Ч ! 0,90 0,80 0,74 (),66 0,60 0,54 . 0,48 0,44 0,40 0,36 0,33 0,30 0,14 0,14 0е 1! 0,09 (l 1)8 0,08 0,07 () 06 09 06 ), n5 Г1 Г)5! ) 0,61 0,4 Ттбпица I ,; ;7i. /, (!c",. Ж1!."((с 7 Cg 5с 1 и Рог, 2 в т! 688790 Составитель В,Гоник техред Л.Кравчук КорректорЛ.Пилипенко Редактор Т.Рыбалова Закан 1962 Тирам Подписное ЬнНИФ1 Государственного "комитета но изобретениям и открытиям нри ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 .. 11роияводственно-издательский комбинат "Патент", r.Óàiîðîä, ул. Гагарина 101
