Способ возведения сваи и устройство для его осуществления

 

Изобретение применяется в строительстве при возведении набивных свай, в том числе в грунтах, обладающих агрессивными свойствами, и позволяет существенно повысить эффективность производства работ за счет совместного и одновременного формирования защитной оболочки и ствола сваи. После погружения в грунт до заданной отметки сердечника с трамбующим элементом в его нижней части, выполненным в виде решетки, образованной сужающимися кверху ребрами, расположенными как внутри, так и снаружи сердечника, в устье скважины под трамбующий элемент подают коррозионно - стойкий изолирующий материал, а после втрамбовывания последнего в устье скважины одновременно с продолжающейся подачей коррозионно - стойкого изоляционного материала только под наружную часть трамбующей решетки под внутреннюю часть трамбующей решетки подают бетонную смесь и формируют одновременно как защитную оболочку сваи, так и тело ее пяты и ствола. 2 с. и 3 з. п. ф - лы, 5 ил.

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению, и может быть использовано при устройстве набивных свай, в том числе в зонах залегания грунтов, обладающих агрессивными свойствами.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является способ возведения сваи, включающий погружение в грунт на проектную отметку полого сердечника, объединенного в нижней части с трамбующим элементом, имеющим сквозные вертикальные отверстия, заполнение пространства над трамбующим элементом материалом заполнения, последующее виброизвлечение сердечника с трамбующим элементом, уплотнение и втрамбовывание в окружающий грунт перетекающего под трамбующий элемент материала заполнения.

Устройство для возведения сваи по этому способу содержит полый сердечник с кольцевым трамбующим элементом в его нижней части, выполненным в виде решетки, которая образована сужающимися кверху ребрами, высота которых больше ширины их плоского основания.

Задачей настоящего изобретения является повышение технологичности производства работ.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства, продольный разрез, вариант; на фиг. 2 то же, вариант; на фиг. 3 то же, вариант; на фиг. 4 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 5 устройство для изготовления сваи в процессе работы.

Устройство для возведения набивной сваи включает полый сердечник 1, который над своим нижним торцом конструктивно объединен с трамбующим элементом, выполненным в виде решетки 2, образованной расположенными с требуемыми зазорами и сужающимися кверху ребрами 3 и 4, высота которых превышает ширину их плоского основания 5, расположенного под углом к оси сердечника. При этом, например радиальные относительно продольной оси сердечника ребра 3 трамбующей решетки конструктивно расположены по периметру как внутренней, так и наружной боковой поверхности сердечника.

Сердечник дополнительно снабжен трубопроводами 6 для нагнетания жидкообразной составляющей, например коррозионностойкого изолирующего материала, в зону трамбующего элемента через соответствующие инъекторы (на чертежах не показаны).

Для облегчения виброизвлечения устройства из заполненной строительными материалами скважины боковые поверхности 7 стенки сердечника 1 наклонены к ее вертикальной оси с увеличением поперечного сечения стенки вверх от плоского основания.

Способ возведения сваи с применением заявленного устройства осуществляют следующим образом.

С помощью сердечника 1, конструктивно объединенного в нижней части с трамбующей решеткой 2, и погружателя (на чертежах не показан) теряемый наконечник 8 одним из известных способов внедряют в грунт. Одновременно из бункера 9, ось симметрии которого совпадает с осью возводимой сваи, происходит заполнение соответствующим коррозионно-стойким изоляционным материалом 10 пространства, образующегося по мере погружения наконечника 8 снаружи сердечника 1.

После достижения теряемым наконечником заданной отметки через загрузочные бункеры (на чертежах не показаны), расположенные в верхней части сердечника 1, во внутрь последнего подают коррозионно-стойкий изоляционный материал в количестве, достаточном для формирования защитной оболочки пяты сваи. Затем сердечник и конструктивно объединенную с ним трамбующую решетку начинают виброизвлекать из скважины, заполненной коррозионно-стойким изоляционным материалом попеременными движениями вверх и вниз. При этом теряемый наконечник 8 остается в забое скважины, открывая тем самым в трамбующей решетке 2 снизу сквозные отверстия, например вертикальные, и освобождая коррозионно-стойкому изолирующему материалу путь сверху вниз в образующееся под трамбующей решеткой пространство.

При осаживании трамбующей решетки слой строительного материала, расположенного непосредственно под ней, подвергается уплотнению. После втрамбовывания коррозионно-стойкого изолирующего материала в устье скважины и достижения его требуемой плотности одновременно с продолжающейся подачей только по кольцеообразному пространству (между сердечником и стенками скважины) под наружную часть трамбующей решетки 2 коррозионно-стойкого изолирующего материала для формирования защитной оболочки сваи по самому сердечнику 1 под внутреннюю часть трамбующей решетки 2 подают, например, бетонную смесь 11 для совместного и одновременного формирования ствола сваи.

При этом нижняя часть сердечника 1, выступающая под трамбующей решеткой, препятствует смешиванию обоих строительных материалов во время их укладки под трамбующей решеткой, а операции извлечения устройства, подачи под трамбующую решетку данных строительных материалов и их уплотнение, включая вдавливание в боковые стенки скважины и устройство уширения в требуемом месте, осуществляются непрерывно и одновременно.

При необходимости использования коррозионно-стойкого изоляционного материала, состоящего из сыпучей и жидкообразной составляющих, которые подают раздельно, в пространство над трамбующей решеткой 2 подают сыпучую составляющую материала (например, крупный, мелкий заполнитель и минеральный наполнитель), а в момент прохождения ее под основание решетки в сыпучую составляющую нагнетают под давлением жидкообразный компонент данной смеси (например, органические вяжущие или эмульсии на их основе), подаваемый по трубопроводам 6, соединенным с центральной магистралью (на чертежах не показана) и заканчивающимся в зоне трамбующей решетки, соответствующими инъекторами (на чертежах не показаны), позволяющими подавать жидкообразную составляющую как внутри, так и снаружи сердечника.

В качестве коррозионно-стойкого изолирующего материала могут быть использованы полимербетоны, нефтебитумосодер- жащие породы, асфальтовые бетоны и растворы, сульфатостойкие бетоны, грунтосиликатные смеси.

В случае необходимости предлагаемые способ и устройство позволяют возводить в грунте не только сваю сплошного поперечного сечения, но и сваю-оболочку с использование подходящих материалов для формирования ее ствола и ядра. При этом устройство можно не только задавливать в грунт, но и погружать в предварительно образованную скважину, а для повышения качества уплотнения используемых строительных материалов можно по мере извлечения устройства из скважины поворачивать его вокруг своей продольной оси. Бункер 9 в случае необходимости может снабжаться металлическим кондуктором (не показано) для предохранения устья скважины от повреждения, а сердечник 1 снабжается центрирующими скобами (не показаны).

Предлагаемые способ и устройство позволяют при возведении набивной сваи, в том числе и в грунтах, обладающих агрессивными свойствами, существенно снизить трудоемкость и повысить эффективность производства работ.

Формула изобретения

1. Способ возведения сваи, включающий погружение в грунт на проектную отметку полого сердечника, объединенного в нижней части с трамбующим элементом, имеющим сквозные вертикальные отверстия, заполнение пространства над трамбующим элементом материалом заполнения, последующее виброизвлечение сердечника с трамбующим элементом, уплотнение и втрамбовывание в окружающий грунт перетекающего под трамбующий элемент материала заполнения, отличающийся тем, что используют трамбующий элемент, разделенный полым сердечником на внутреннюю и наружную части, а в качестве материала заполнения используют коррозионностойкий изоляционный материал для формирования защитной оболочки и твердеющий материал для формирования тела сваи, причем после погружения в грунт на проектную отметку полого сердечника в устье скважины через обе части трамбующего элемента сначала подают коррозионностойкий изоляционный материал и формируют из него защитную оболочку пяты сваи, затем коррозионностойкий изоляционный материал подают только под наружную часть трамбующего элемента, а под внутреннюю часть трамбующего элемента одновременно подают твердеющий материал и формируют совместно и одновременно как защитную оболочку сваи, так и тело ее пяты и ствола.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в пространство над соответствующими частями поперечного сечения трамбующего элемента подают сыпучую составляющую коррозионностойкого изоляционного материала, а в последнюю при перетекании еее под основание трамбующего элемента нагнетают под давлением жидкообразную составляющую коррозионностойкого изоляционного материала.

3. Устройство для возведения сваи, содержащее полый сердечник с кольцевым трамбующим элементом в его нижней части, выполненным в виде решетки, которая образована сужающимися кверху ребрами, высота которых больше ширины их плоского основания, отличающееся тем, что трамбующая решетка снабжена дополнительным центральным решетчатым участком с сужающимися кверху ребрами и расположена по периметру как внутренней, так и наружной боковой поверхности сердечника.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что сердечник дополнительно снабжен трубопроводами для нагнетания через соответствующие инъекторы жидкообразной составляющей коррозионностойкого изоляционного материала под основание трамбующего элемента.

5. Устройство по пп. 3 и 4, отличающееся тем, что боковые поверхности стенки сердечника наклонены к ее вертикальной оси с увеличением поперечного сечения стенки вверх от плоского основания.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5