Способ возведения буронабивной сваи-инъектора

Авторы патента:

E02D5/46 - изготовляемые на стройплощадке путем нагнетания вяжущего материала в набивку из гравия или в грунт (упрочнение грунта вообще E02D 3/12)

Владельцы патента RU 2332540:

Буланкин Николай Федорович (RU)

Изобретение относится к строительству, в частности к способам возведения свай, и может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве. Технический результат - повышение несущей способности буронабивных свай-инъекторов. Способ возведения буронабивной сваи-инъектора включает бурение скважины, армирование скважины одновременной установкой армокаркаса с закрепленной в нем инъекторной трубкой, бетонирование ствола сваи по всей высоте скважины, нагнетание укрепляющего раствора пульсирующим потоком под нижний конец сваи при незатвердевшем бетоне свайного ствола. Армирование скважины осуществляют одновременной установкой армокаркаса с закрепленными в нем трубкой и дополнительной инъекторной трубкой, через одну из которых производят нагнетание укрепляющего раствора до выхода его из устья скважины при незатвердевшем бетоне свайного ствола, а через вторую трубку производят нагнетание укрепляющего раствора после твердения бетона ствола сваи. Инъекторная трубка, предназначенная для нагнетания укрепляющего раствора бетона ствола сваи до его затвердения, расположена выше забоя скважины на (0,3-1) ее диаметра, а инъекторная трубка, предназначенная для нагнетания укрепляющего раствора в грунт основания после твердения бетона ствола сваи, расположена в уровне забоя скважины или ниже его до двух диаметров скважины. Состав укрепляющего раствора, нагнетаемого до твердения бетона, подбирают для улучшения качества бетона, а состав укрепляющего раствора, нагнетаемого после твердения бетона, подбирают для улучшения свойств грунта. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к строительству, в частности к способам возведения свай, и может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве.

Известен способ устройства буронабивной сваи-инъектора с использованием обсадной трубы (Ганичев И.А. Устройство искусственных оснований и фундаментов. М., Стройиздат, 1981, с.190-200, рис.3.2). Согласно известному способу бурение скважины осуществляют с обсадной трубой, в центре готовой скважины забивают инъекторную трубу так, чтобы ее нижний конец, выполненный перфорированным или снабженный выбиваемым наконечником, был ниже подошвы скважины на 0,5 м, устанавливают армокаркас, бетонируют нижнюю часть скважины для устройства водонепроницаемой пробки, после затвердения бетона через инъекторную трубу нагнетают раствор в грунт, укрепляя нижнюю часть околосвайного пространства, и далее бетонируют оставшуюся часть ствола сваи, оставляя или удаляя обсадную трубу.

Недостатками известного способа являются дороговизна и большие трудозатраты при возведении буронабивной сваи-инъектора, обусловленные многодельностью, сложностью и длительностью выполнения операций по забивке инъекторной трубы по центру скважины, созданию водонепроницаемой пробки, а также не всегда обоснованные затраты, связанные с использованием обсадной трубы.

В качестве прототипа принят способ возведения буронабивной сваи-инъектора, включающий бурение скважины, армирование скважины с одновременной установкой армокаркаса с закрепленной в нем инъекторной трубкой, бетонирование ствола сваи по всей высоте скважины, нагнетание укрепляющего раствора пульсирующим потоком под нижний конец сваи при незатвердевшем бетоне свайного ствола (патент на изобретение RU № 2260093 С2, 29.04.2003).

Недостатком прототипа является низкая несущая способность коротких свай, возведенных по этой технологии, обусловленная малым давлением инъектируемого укрепляющего раствора, уравновешивающимся давлением бетонного столба ствола сваи.

Задачей изобретения является повышение несущей способности буронабивных свай-инъекторов.

Для решения поставленной задачи в способе возведения буронабивной сваи-инъектора, включающем бурение скважины, армирование скважины одновременной установкой арматурного каркаса с закрепленной в нем инъекторной трубкой, бетонирование ствола сваи по всей высоте скважины, нагнетание укрепляющего раствора пульсирующим потоком под нижний конец сваи при незатвердевшем растворе свайного ствола, согласно изобретению армирование скважины осуществляют одновременной установкой армокаркаса с закрепленными в нем двумя инъекторными трубками, через одну из которых производят нагнетание укрепляющего раствора при незатвердевшем бетоне свайного ствола до выхода его в устье скважины, а через вторую трубку производят нагнетание укрепляющего раствора после твердения бетона ствола сваи.

Инъекторная трубка, предназначенная для нагнетания укрепляющего раствора бетона ствола сваи до его твердения, расположена выше забоя скважины на (0,3-1) диаметра скважины, а инъекторная трубка, предназначенная для нагнетания укрепляющего раствора в грунт основания сваи после твердения бетона ствола сваи, расположена в уровне забоя скважины или ниже его до двух диаметров скважины.

Состав укрепляющего раствора, нагнетаемого до твердения бетона, подбирают для улучшения качества бетона, а состав укрепляющего раствора, нагнетаемого после твердения бетона, подбирают для улучшения свойств грунта.

На чертеже схематично изображена буронабивная свая-инъектор, возведенная предлагаемым способом, продольный разрез.

Способ осуществляют следующим образом.

Вначале проходят скважину 1 любым известным способом и погружают в нее армокаркас 2 с закрепленными на нем инъекторными трубками 3 и 4.

Затем бетонируют ствол сваи 5. После укладки бетона до его схватывания через инъекторную трубку 3 нагнетают укрепляющий раствор 6. Нагнетание производят пульсирующим потоком до выхода его из устья скважины. После твердения бетона производят нагнетание укрепляющего раствора 7 под нижний конец сваи. Укрепляющий раствор 6 - цементный раствор с добавками или без них или другие материалы. Укрепляющий раствор 7 выбирается в зависимости от вида грунтов основания, например закрепление пылевато-глинистых, а также песков пылеватых и мелких выполняют силикатизацией, а песков от средних до гравелистых и крупнообломочных грунтов - цементацией.

Давление нагнетания укрепляющего раствора 6 до 0,25 МПа. Давление при силикатизации до 0,3 МПа и до 0,5 МПа - при цементации.

В результате прокачки укрепляющего раствора происходит уплотнение и упрочнение бетонной смеси ствола сваи. Прокачка раствора 7 приводит к закреплению грунта основания сваи 8.

Пример. На предварительно организованной площадке строительства производилось бурение скважин установкой УГБ-50 м диаметром 0,32 м на глубину 3,8 м со дна котлована глубиной 1 м.

Площадка сложена песками пылеватыми средней плотности, подстилаемыми галечниковым грунтом с песчаным заполнителем до 25%.

Ствол сваи армирован каркасом, рабочая арматура 4⊘14 А-Ш, с закрепленными на нем двумя полиэтиленовыми трубками диаметром 20 мм. В ствол сваи через инъекторную трубку, расположенную выше забоя скважины на расстоянии 0,3 м, нагнетался раствор «Кальматрон» ТУ 5745-001-47517383-00 плотностью 1,78 г/см³ сразу же после бетонирования ствола сваи (бетон класса по прочности В15 с размером крупного заполнителя 40 мм). Максимальное давление нагнетания составило 0,1 МПа, расход раствора 30 л до выхода его в устье скважины. После выдержки свай в течение 48 часов через трубку, расположенную в забое скважины, произведено нагнетание цементного раствора с добавкой ЩСПК в количестве 0,3% от массы цемента плотностью 1,75 г/см³.

Максимальное давление составило 0,5 МПа, расход раствора 150 л. Нагнетание в обоих случаях осуществлялось насосом БН-4.

Свая была испытана статическими вдавливающими нагрузками по методике ГОСТ 5686-94.

При максимальной нагрузке, достигнутой при испытаниях, 1100 кН осадка составила 7,45 мм, упругая деформация - 2,84 мм. Расчетная нагрузка по результатам испытаний составила 917 кН.

Технико-экономическое преимущество предлагаемого способа возведения буронабивной сваи-инъектора по сравнению с прототипом заключается в повышении несущей способности свай.

При строительстве жилого дома по ул.Бограда в г.Красноярске применена технология устройства свай согласно патенту на изобретение № 2260093 (прототип). Инженерно-геологические условия площадки аналогичны условиям, приведенным в примере, а именно сверху супеси и пески пылеватые, подстилаемые галечниковыми грунтами с песчаным заполнителем до 15%.

Сваи длиной 4 м, диаметром 0,32 м.

Испытано шесть свай, расчетная нагрузка по результатам испытаний составила 434 кН. Из приведенного примера следует, что применение предлагаемой технологии обеспечивает увеличение расчетной нагрузки на сваю более чем в 2 раза.

Изобретение найдет применение при строительстве зданий и сооружений.

Источники информации

1. Ганичев И.А. Устройство искусственных оснований и фундаментов. М., Стройиздат, 1981, с. 190-200, рис.3.2.

2. Патент на изобретение RU № 2260093 С2, Е02D 5/46, 5/62 (прототип).

1. Способ возведения буронабивной сваи-инъектора, включающий бурение скважины, армирование скважины одновременной установкой армокаркаса с закрепленной в нем инъекторной трубкой, бетонирование ствола сваи по всей высоте скважины, нагнетание укрепляющего раствора пульсирующим потоком под нижний конец сваи при незатвердевшем бетоне свайного ствола, отличающийся тем, что армирование скважины осуществляют одновременной установкой армокаркаса с закрепленными в нем трубкой и дополнительной инъекторной трубкой, через одну из которых производят нагнетание укрепляющего раствора до выхода его из устья скважины при незатвердевшем бетоне свайного ствола, а через вторую трубку производят нагнетание укрепляющего раствора после твердения бетона ствола сваи.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что инъекторная трубка, предназначенная для нагнетания укрепляющего раствора бетона ствола сваи до его затвердения, расположена выше забоя скважины на (0,3-1) ее диаметра, а инъекторная трубка, предназначенная для нагнетания укрепляющего раствора в грунт основания после твердения бетона ствола сваи, расположена в уровне забоя скважины или ниже его до двух диаметров скважины.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что состав укрепляющего раствора, нагнетаемого до твердения бетона, подбирают для улучшения качества бетона, а состав укрепляющего раствора, нагнетаемого после твердения бетона, подбирают для улучшения свойств грунта.

Похожие патенты:

Свая // 2303103

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении фундаментов, воспринимающих значительные вертикальные и горизонтальные нагрузки.

Способ возведения инъекционной сваи (варианты) // 2263745

Изобретение относится к строительству, в частности к способам возведения свайных оснований и фундаментов преимущественно в слабых грунтах, и может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве как при возведении новых зданий и сооружений, так и при усилении фундаментов старых, поврежденных или требующих реконструкции.

Способ возведения буронабивной сваи-инъектора // 2260093

Изобретение относится к строительству, в частности к способам возведения свай, и может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве. .

Способ изготовления сопряжения проезжей части моста с насыпью // 2256747

Буроинъекционная свая // 2246585

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении фундаментов, в промышленном и гражданском строительстве, а также при возведении буроинъекционных свай в сезонно-промерзающих грунтах.

Способ изготовления набивной сваи и устройство для его осуществления // 2236506

Изобретение относится к строительной технике и предназначено для формования набивных свай, устройства свайных фундаментов. .

Способ закрепления грунта // 2209267

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам закрепления грунтов оснований зданий и сооружений, и может быть использовано при формировании свайных фундаментов сооружений различного назначения в слабых водонасыщенных грунтах.

Способ возведения буронабивной сваи // 2204651

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам возведения буронабивных свай при строительстве в непосредственной близости от стоящих зданий и сооружений, и может быть использовано при формировании свайных фундаментов сооружений различного назначения, в частности, в слабых водонасыщенных грунтах.

Акустический способ контроля качества жидкой колонны в процессе ее образования // 2172802

Изобретение относится к технологии строительства, может быть использовано при контроле формообразования свай и других фундаментов, создаваемых нагнетанием вяжущих материалов в грунт.

Способ контроля характеристик жидкой колонны в процессе ее образования // 2165495

Способ возведения буронабивной сваи // 2364683

Изобретение относится к строительству, в частности к способам возведения свай, и может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве

Свая // 2462557

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в фундаментах, воспринимающих значительные вертикальные и горизонтальные нагрузки (например, фундаментов зданий в сейсмических районах)

Способ изготовления буроинъекционной сваи с контролируемым уширением // 2522358

Изобретение относится к фундаментостроению, в частности к технологии устройства буроинъекционных свай. Способ изготовления буроинъекционной сваи с контролируемым уширением включает бурение скважины, монтаж арматурного каркаса в виде трубы, инъецирование цементно-песчаного раствора до контролируемого обжатия стенок скважины по всей длине затрубного пространства. Арматурный каркас выполняют в виде трубы-инъектора с двумя или тремя зонами инъекционных отверстий и резиновой мембраной-стаканом, закрепленной на ее конце. Инъекционные отверстия выполняют диаметром 0,08-0,12d, где d - диаметр скважины, и располагают их в шахматном порядке равномерно во всех зонах, в первой зоне - на расстоянии 4-5d от конца, где закреплена резиновая мембрана-стакан, во второй и третьей - по всей длине трубы-инъектора. Инъецирование цементно-песчаного раствора осуществляется при помощи резинового шланга, на нижнем конце которого расположен пакер, а верхний конец соединен с насосной станцией. Технический результат состоит в повышении несущей способности сваи, технологичности ее изготовления и контролируемости рабочих параметров. 6 ил.

Буроинъекционная свая с наклонными локальными уширениями // 2524077

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при устройстве анкерных креплений котлованов, а также свайных фундаментов. Буроинъекционная свая с наклонными локальными уширениями включает долото, штанги, соединительные муфты и муфты-коронки, с полостями в буровых лопастях, в которых установлены запорные элементы. Запорный элемент в каждой полости выполнен в виде клапана, состоящего из конусообразного плунжера с возвратной пружиной, закрепленной внутри полости, которая расположена под углом α1=45÷60° к оси сваи. Диаметр выходного отверстия полости в 1,5-2 раза меньше диаметра входного отверстия. Верхняя кромка буровой лопасти выполнена под углом α2=30÷45° к перпендикуляру, опущенному на ось сваи, образуя верхнюю режущую кромку буровой лопасти. Технический результат состоит в снижении материалоемкости, увеличении надежности конструкции и несущей способности буроинъекционной сваи под действием выдергивающей и вдавливающей нагрузки. 3 ил.

Способ определения прочности грунтоцементной сваи // 2556644

Изобретение направлено на упрощение контроля качества изготовления свай по струйной геотехнологии jet-1 и снижение трудозатрат за счет исключения работ по контрольному бурению, отбору и испытанию кернов. Указанный технический результат достигается тем, что в процессе выполнения грунтоцементной сваи по струйной геотехнологии, при прохождении каждого пласта грунта, производят отбор проб и определение плотности удаляемой грунтоцементной пульпы, затем, по функциональной зависимости, определяют плотность грунтоцементной смеси в свае и содержание в ней цемента, после чего определяют прочность грунтоцемента в свае по результатам лабораторных исследований грунтоцементной смеси с аналогичным содержанием цемента и вида грунта. 3 ил.

Способ изготовления буроинъекционной сваи с контролируемым уширением // 2605474

Изобретение относится к фундаментостроению, в частности к технологии устройства буроинъекционных свай. Способ включает бурение скважины, монтаж арматурного каркаса, закачку инъекционного раствора определенным контролируемым давлением при помощи растворонасоса, опрессовку скважины. Арматурный каркас выполняют в виде трубы-инъектора с заглушкой в месте расположения мембраны-стакана и двумя или тремя зонами инъекционных отверстий диаметром 0,08-0,12d, где d - диаметр скважины. Первая зона отверстий располагается на концевом участке мембраны-стакана с шагом 0,5-0,6d в шахматном порядке, вторая зона вне концевой зоны с равным шагом 3-6d, и третья располагается в зоне усиления материала фундамента реконструируемого здания. Все отверстия перфорации закрываются резиновыми манжетами шириной 0,25-0,35d. На инъекторе устанавливаются два уплотнительных кольца диаметром, соответствующим диаметру скважины, на расстоянии 3-4d от двух его концов. Закачка инъекционного раствора осуществляется при помощи резинового шланга, на нижнем конце которого расположен пакер, а верхний конец соединен с насосной станцией. Для своевременного обнаружения возможного дефекта мембраны под верхним уплотнительным кольцом в трубе-инъекторе также имеется специальное отверстие. Технический результат - повышение несущей способности сваи. 6 ил.

Способ сооружения буронабивной сваи // 2634759

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для изготовления буронабивных свай при усилении существующих фундаментов. Способ сооружения буронабивной сваи включает бурение скважины, заполнение ее бетонной смесью и опрессовку грунта стенок скважины. После заполнения бетонной смесью скважины сверху устанавливают трубу-кондуктор, выполненную с эластичной оболочкой по окружности для герметизации затрубного пространства скважины, подают в оболочку сжатый воздух или воду под давлением до 0,5 МПа посредством автономного пакера до увеличения размера оболочки, превышающего затрубное пространство на 20-30%. Производят опрессовку грунта стенок скважины путем подачи бетонной смеси под избыточным давлением 0,2-0,3 МПа в течение 5-10 мин через трубу-кондуктор, с последующим погружением в бетонную смесь арматурного каркаса. Технический результат состоит в повышении несущей способности сваи путем эффективного уплотнения стенок грунта скважины, снижении расхода бетонной смеси за счет исключения утечки в процессе опресовки, повышении производительности труда. 1 ил.

Способ устройства инъекционной сваи // 2637002

Изобретение относится к строительству, а именно к устройству свайных фундаментов, преимущественно в слабых грунтах, и может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве как при усилении фундаментов, так и при возведении новых. Способ устройства инъекционной сваи, согласно которому устройство скважины производят без извлечения грунта путем вдавливания в грунт инъекторной трубы с конусным наконечником, состоящим из диска и режущих пластин, с одновременным нарезанием на стенках скважины продольных пазов и образованием зазора между стенками образуемой скважины и инъекторной трубой. После погружения инъекторной трубы до проектной отметки в нее нагнетают под давлением твердеющий раствор, заполняя последним устроенную скважину, причем зону грунта вокруг скважины и снизу уплотняют. В грунт вдавливают неперфорированную инъекторную трубу с цилиндрическим уширением в нижней части, концы которого скошены в сторону инъекторной трубы, образуя верхний и нижний конусы. После погружения инъекторной трубы до проектной отметки ее извлекают из скважины, оставляя в скважине наконечник. Нагнетание твердеющего раствора производят одновременно с извлечением инъекторной трубы, заполняя устроенную скважину твердеющим раствором снизу вверх. Зону грунта вокруг скважины уплотняют при вдавливании и при извлечении инъекторной трубы из скважины поверхностями нижнего и верхнего конусов уширения инъекторной трубы соответственно. После извлечения инъекторной трубы в твердеющий раствор погружают арматурный каркас. Технический результат состоит в повышении несущей способности фундамента, а также технологичности изготовления его в слабых грунтах. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.