Способ сооружения свайных фундаментов мостовых опор
Владельцы патента RU 2303674:
Открытое акционерное общество "Мостотрест" (ОАО "Мостотрест") (RU)
Изобретение относится к области мостостроения, а именно к технологии производства работ по сооружению свайных фундаментов мостовых опор как наиболее эффективных для восприятия воздействия вертикальных, горизонтальных и моментных нагрузок. Способ сооружения свайных фундаментов мостовых опор включает образование, по крайней мере, одной вертикальной и наклонных с уклоном их осей относительно вертикальной оси, равным 1:(10-12), скважин, которые выполняют наклонным бурением на всю глубину в погружаемой в грунт обсадной трубе с последующей установкой в размещенную в скважине обсадную трубу арматурного каркаса и подачей бетонной смеси при извлечении обсадной трубы. Первоначально сооружают вертикально расположенную по центру контура ростверка сваю или сваю, смещенную от центра контура ростверка в плане по центральной оси к одной стороне ростверка. Затем сооружают крайние наклонные сваи, каждая из которых смещена от нее в плане по диагонали к противоположной стороне ростверка, который сооружают в шпунтовом ограждении. После сооружения ростверка пазухи между шпунтовым ограждением и телом ростверка засыпают грунтом, а шпунтовое ограждение демонтируют после монтажа на данных мостовых опорах пролетного строения. Технический результат состоит в создании свайных фундаментов мостовых опор высокой несущей способности и надежности посредством технологии, обеспечивающей снижение расхода бетона и металла на 20-30% при той же несущей способности и практическое завершение работ по их сооружению после монтажа на них опор пролетного строения или пролетного строения на указанных опорах. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к области мостостроения, а именно к технологии производства работ по сооружению свайных фундаментов мостовых опор как наиболее эффективных для восприятия воздействия вертикальных, горизонтальных и моментных нагрузок.
Из известных наиболее близким является свайный фундамент мостовой опоры, воспринимающий вертикальную, горизонтальную и моментную нагрузки и выполненный в виде монолитного ростверка, сооруженного на кусте свай, одна из которых расположена по вертикальной оси, а другие расположены с уклоном относительно вертикальной оси ростверка (В.С.Кириллов. Основания и фундаменты, М., "Транспорт", с.5, рис.1.3).
Известные конструкции не обеспечивают необходимой несущей способности, ограниченной суммой несущих способностей забивных свай, как правило, имеющих сечение не более 0,5×0,5 м, объединенных ростверком (увеличение сечения приводит к технологическим сложностям их забивки). Кроме того, после возведения данного свайного фундамента воздействующие на него в процессе сооружения пролетного строения знакопеременные нагрузки приводят к возможной дестабилизации положения (расшатыванию) на окружающих участках грунта, которое практически не регистрируется в процессе возведения мостовых опор и пролетных строений, однако с течением времени такие воздействия могут проявиться в снижении несущей способности опоры, отклонении ее от проектного положения, что приведет к необходимости проведения внеплановых ремонтных работ.
Задачей настоящего изобретения является создание свайных фундаментов мостовых опор высокой несущей способности и надежности посредством технологии, обеспечивающей снижение расхода бетона и металла на 20-30% при той же несущей способности и практическое завершение работ по их сооружению после монтажа на них опор пролетного строения или пролетного строения на указанных опорах.
Достигается это тем, что в способе сооружения свайных фундаментов мостовых опор, включающем образование, по крайней мере, одной вертикальной и наклонных с уклоном их осей относительно вертикальной оси, равным 1:(10-12), скважин, которые выполняют наклонным бурением на всю глубину в погружаемой в грунт обсадной трубе с последующей установкой в размещенную в скважине обсадную трубу арматурного каркаса и подачей бетонной смеси при извлечении обсадной трубы, причем первоначально сооружают вертикально расположенную по центру контура ростверка сваю или сваю, смещенную от центра контура ростверка в плане по центральной оси к одной стороне ростверка, затем сооружают крайние наклонные сваи, каждая из которых смещена от нее в плане по диагонали к противоположной стороне ростверка, который сооружают в шпунтовом ограждении, после сооружения ростверка пазухи между шпунтовым ограждением и телом ростверка засыпают грунтом, а шпунтовое ограждение демонтируют после монтажа на данных мостовых опорах пролетного строения. При этом наклонные сваи располагают взаимно параллельными рядами, в плане параллельно продольной оси пролета, проходящей через ось вертикальной сваи, центрально расположенной в ростверке, или наклонные сваи располагают параллельными рядами, в плане симметрично вертикальной плоскости, проходящей через ось вертикальной сваи, смещенной к одной из сторон ростверка. Кроме того, оси расположенных в ряду наклонных свай взаимно параллельны, а оси наклонных свай в, по крайней мере, одном из их рядов имеют равный по величине, но противоположный относительно вертикальной оси по знаку уклон. Наклонные сваи в способе сооружения свайных фундаментов мостовых опор выполняют диаметром 0,75-1,5 м с взаимно параллельным расположением их осей.
Изобретение поясняется чертежами, где:
на фиг.1 представлена схема расположения свай, симметричный вариант, вид спереди;
на фиг.2 представлена схема расположения свай, асимметричный вариант, вид спереди;
на фиг.3 представлена схема варианта перекрестного расположения свай, вид спереди;
на фиг.4 - вид в плане на ростверк свайного фундамента.
При воздействии на фундаменты опор значительных горизонтальных нагрузок, что, как правило, имеет место в арочных и рамных статических схемах сооружений, а также в балочных при опирании на опору пролетов разной величины, необходимо увеличивать размеры фундаментов, что приводит к значительному увеличению расхода материала и стоимости столбчатых фундаментов. Материалоемкость сооружения с вертикальными сваями, в том числе и бурообсадными, увеличивается за счет необходимости учета условий их работы на изгибающие нагрузки.
При реализации предлагаемого способа сооружения свайных фундаментов мостовых опор образуют, по крайней мере одну вертикальную 1 и наклонные 2 с уклоном их осей относительно вертикальной оси, равным 1:(10-12), скважины. Скважины выполняют наклонным бурением на всю глубину в погружаемой в грунт обсадной трубе таким образом, чтобы продольная ось бурового инструмента при бурении каждой скважины пересекала поверхность, с которой начинается бурение, в одной горизонтальной плоскости. В пробуренную таким образом скважину (после ее традиционной технологической обработки, регламентируемой техническими условиями) с размещенной в ней обсадной трубой устанавливают посекционно с соединением секций между собой по высоте арматурный каркас. В полость скважины подают бетонную смесь при извлечении обсадной трубы. При проведении работ первоначально сооружают вертикально расположенную по центру контура ростверка 3 сваю 1 или сваю, смещенную от центра контура ростверка в плане по центральной оси к одной стороне ростверка 3 (см. фиг.4). Затем сооружают крайние наклонные сваи 2, каждая из которых смещена от вертикальной оси сваи 1 в плане по диагонали к противоположной стороне ростверка 3. Для обеспечения надежности дальнейшей работы свайного фундамента ростверк сооружают в шпунтовом ограждении 4, а после сооружения ростверка 3 пазухи 5 между шпунтовым ограждением 4 и телом ростверка 3 засыпают грунтом. При этом шпунтовое ограждение 4 на время проведения монтажных работ представляет собой демпфер, воспринимающий динамические нагрузки и не позволяющий за счет подсыпки грунта (в основном песчаного) передавать их на окружающее ростверк грунтовое основание. Шпунтовое ограждение демонтируют после монтажа на данных мостовых опорах пролетного строения. При этом наклонные сваи 2 располагают взаимно параллельными рядами (фиг.1), в плане параллельно продольной оси пролета, проходящей через ось вертикальной сваи 1, центрально расположенной в ростверке 4. Как вариант, принимаемый в зависимости от расчетной схемы действующих нагрузок наклонные сваи 2 располагают параллельными рядами, в плане симметрично вертикальной плоскости, проходящей через ось вертикальной сваи 1, смещенной (фиг.2) к одной из сторон ростверка. Кроме того, для восприятия знакопеременных нагрузок оси расположенных в ряду наклонных свай 2 взаимно параллельны, а оси наклонных свай в, по крайней мере, одном из их рядов (шеренг) (фиг.3) имеют равный по величине, но противоположный относительно вертикальной оси по знаку уклон. Наклонные сваи в способе сооружения свайных фундаментов мостовых опор выполняют диаметром 0,75-1,5 м (уменьшение диаметра приводит к уменьшению несущей способности сваи, а увеличение диаметра приводит к увеличению размеров ростверка при правильном определении расстояния между смежными сваями) с взаимно параллельным расположением их осей, что обеспечивает оптимальное их количество и минимизацию размеров ростверка 4, а следовательно, снижение расхода материала на его возведение при обеспечении требуемой несущей способности, что положительно сказывается на повышении темпов производства работ.
1. Способ сооружения свайных фундаментов мостовых опор, включающий образование, по крайней мере, одной вертикальной и наклонных с уклоном их осей относительно вертикальной оси, равным 1:(10-12), скважин, которые выполняют наклонным бурением на всю глубину в погружаемой в грунт обсадной трубе с последующей установкой в размещенную в скважине обсадную трубу арматурного каркаса и подачей бетонной смеси при извлечении обсадной трубы, причем первоначально сооружают вертикально расположенную по центру контура ростверка сваю или сваю, смещенную от центра контура ростверка в плане по центральной оси к одной стороне ростверка, затем сооружают крайние наклонные сваи, каждая из которых смещена от нее в плане по диагонали к противоположной стороне ростверка, который сооружают в шпунтовом ограждении, после сооружения ростверка пазухи между шпунтовым ограждением и телом ростверка засыпают грунтом, а шпунтовое ограждение демонтируют после монтажа на данных мостовых опорах пролетного строения.
2. Способ сооружения свайных фундаментов мостовых опор по п.1, в котором наклонные сваи располагают взаимно параллельными рядами, в плане параллельно продольной оси пролета, проходящей через ось вертикальной сваи, центрально расположенной в ростверке.
3. Способ сооружения свайных фундаментов мостовых опор по п.1, в котором наклонные сваи располагают параллельными рядами, в плане симметрично вертикальной плоскости, проходящей через ось вертикальной сваи, смещенной к одной из сторон ростверка.
4. Способ сооружения свайных фундаментов мостовых опор по любому из пп.2 и 3, в котором оси расположенных в ряду наклонных свай взаимно параллельны, а оси наклонных свай в, по крайней мере, одном из их рядов, имеют равный по величине, но противоположный относительно вертикальной оси по знаку уклон.
5. Способ сооружения свайных фундаментов мостовых опор по любому из пп.1-3, в котором наклонные сваи выполняют диаметром 0,75-1,5 м с взаимно параллельным расположением их осей.
