Устройство для образования буронабивных свай



Устройство для образования буронабивных свай
Устройство для образования буронабивных свай
Устройство для образования буронабивных свай

 


Владельцы патента RU 2426835:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (СГТУ) (RU)

Изобретение относится к строительству, а именно к возведению фундаментов глубокого заложения при строительстве высотных зданий, мостов и берегоукрепительных работ. Устройство для образования буронабивных свай содержит рабочий орган для образования скважины под сваю в виде ступицы с конусным наконечником, оснащенных винтовой лопастью, в конце которой на ступице под углом подъема винтовой лопасти вершиной к ней закреплен сегмент конуса и жестко соединенных трубчатым валом с выхлопными отверстиями с анкером, винтовая лопасть которого имеет ту же навивку и шаг, что и винтовая лопасть ступицы, привод рабочего органа в виде полой вращающейся штанги, на которой подвижно установлен стакан с закрепленным на нем вибратором, при этом нижний конец штанги соединен с трубчатым валом рабочего органа, а верхний конец штанги при завинчивании рабочего органа соединен с источником газодинамического импульса, а после завинчивания с насосом для подачи грунтоукрепляющей смеси или бетона. Технический результат - повышение несущей способности буронабивных свай. 3 ил.

 

Изобретение относится к строительству, а именно к возведению фундаментов глубокого заложения при строительстве высотных зданий, мостов и берегоукрепительных работ.

В настоящее время в устройстве фундаментов глубокого заложения широко используются буронабивные сваи. Недостатком устройств для образования буронабивных свай является извлечение грунта из скважины под сваю, что значительно снижает несущую способность и увеличивает глубину заложения сваи, а следовательно, и стоимость производства работ.

Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности является винтовая свая, содержащая ствол с закрепленным на переднем по направлению ввинчивания конце рабочим органом в виде ступицы с конусным наконечником оснащенных винтовой лопастью и жестко соединенных трубчатым валом с выхлопными отверстиями с винтовым анкером, винтовая лопасть которого имеет ту же навивку и шаг, что и винтовая лопасть ступицы, источник газодинамического импульса, соединенный трубчатым валом, и привод рабочего органа [1].

Недостатком этого устройства является высокие требования к точности изготовления наружной поверхности сваи и значительный момент завинчивания сваи от трения грунта о ее поверхность, в результате чего ограничена глубина заложения и, как следствие, этого недостаточная несущая способность.

Цель изобретения - повышение несущей способности буронабивных свай.

Для достижения поставленной цели в конце винтовой лопасти на ступице под углом, равным углу подъема винтовой лопасти, вершиной к ней закреплен сегмент конуса, а привод рабочего органа выполнен в виде полой вращающейся штанги, на которой подвижно установлен стакан с закрепленным на нем вибратором, при этом нижний конец штанги соединен с трубчатым валом рабочего органа, а верхний конец штанги при завинчивании рабочего органа соединен с источником газодинамического импульса, а после завинчивания с насосом для подачи грунтоукрепляющей смеси или бетона.

На фиг.1 представлен общий вид устройства, в момент образования скважины под сваю, на фиг.2 - в момент подачи грунтоукрепляющей смеси под лопасти ступицы с наконечником, на фиг.3 - в момент заполнения скважины бетоном.

Устройство для образования буронабивных свай (фиг.1) содержит рабочий орган для образования скважины под сваю в виде ступицы с конусным наконечником 1, оснащенных винтовой лопастью 2, соединенных трубчатым валом 3, с выхлопными отверстиями 4, с винтовым анкером 5, винтовая лопасть которого имеет ту же навивку и шаг, что и винтовая лопасть ступицы. В конце винтовой лопасти на ступице под углом, равным углу подъема винтовой лопасти, вершиной к ней закреплен сегмент конуса 6, а ступица с трубчатым валом соединительным устройством 7 крепится к нижнему концу полой штанги 8, на которой подвижно установлен стакан в виде отрезка трубы 9, нижний открытый конец которой опирается на ступицу, а верхний имеет жестко закрепленную на трубе крышку 10, через отверстия в которой свободно проходит штанга и прижимает стакан к ступице упором 11. На крышке стакана установлен вибратор 12. Защитный кожух 13 предохраняет вибратор от попадания грунта. При завинчивании рабочего органа верхний конец штанги соединен с источником газодинамического импульса 14.

После образования скважины под сваю верхний конец штанги трубопроводом 15 соединяется с насосом 16 для подачи грунтоукрепляющей смеси под винтовую лопасть ступицы (фиг.2) или бетона для заполнения скважины (фиг.3).

Для образования скважины под буронабивную сваю (фиг.1) конец винтового анкера 5 устанавливают в нужную точку и вращают штангу 8. Анкер 5, вращаясь вместе с штангой, ввинчивается в грунт, образуя лидерную скважину и увлекая за собой трубчатый вал 3, а вместе с ним конусный наконечник со ступицей. При ввинчивании лопасти 2 в грунт происходит изоляция лидерной скважины от поверхности грунта, а момент завинчивания рабочего органа возрастает. В этот момент срабатывает источник газодинамического импульса 14, в результате чего газовоздушная смесь через полую штангу 8 и выхлопные отверстия 4 в трубчатом валу 3 заполняет лидерную скважину и взрывается. Ударная волна микровзрыва отжимает грунт от вала 3, который является эпицентром взрыва, расширяя скважину до нужного размера. В осевом направлении газодинамическое воздействие на грунт не распространяется, так как торцы расширенной скважины изолированы с одной стороны лопастью анкера 5, а с другой стороны ступицей 1 с конусным наконечником и закрепленной на них винтовой лопастью 2, в результате чего осевое давление газа при расширении лидерной скважины воспринимается этими элементами, дополнительно нагружая на растяжение трубчатый вал 3. В результате расширения скважины газодинамическим воздействием значительно снижается лобовое усилие на перемещение рабочего органа. Оно сводится только к формированию формы скважины после взрыва. При этом при вращении ступицы 1 сегмент конуса 6, закрепленный в конце винтовой лопасти 2, образует на стенке скважины полукруглую резьбу 17 с шагом, равным шагу винтовой лопасти, и глубиной, равной высоте сегмента в основании. В том случае, если величина момента на штанге превышает допустимое значение, происходит повторный газодинамический импульс. Длина ступицы 1 относительно мала, что позволяет значительно снизить силу трения его о стенки образуемой скважины. Наличие самоввинчивающегося винтового анкера 6 обеспечивает самодвижение устройства, в результате чего отпадает необходимость в напорном устройстве при ввинчивании рабочего органа на любом этапе производства работ. Низкий момент завинчивания и отсутствия пригруза позволяет для привода рабочего органа применять полые буровые штанги, что не ограничивает глубину заложения и значительно упрощает конструкцию.

После завинчивания рабочего органа на расчетную глубину с верхнего конца штанги 8 демонтируют источник газодинамического импульса 14, а конец штанги гибким трубопроводом 15 соединяют с насосом 16, который по штанге 8 подает грунтоукрепляющую смесь в трубчатый вал 3, которая под давлением выходит через отверстия 4 насыщая грунт под винтовой лопастью 2 ступицы 1 (фиг.2). Для подачи бетона в скважину штангу 8 поворачивают в сторону, противоположную завинчиванию рабочего органа при проходке скважины, соединительное устройство 7 отсоединяет штангу от ступицы 1 и трубчатого вала 3, штангу 8 поднимают на высоту стакана, в результате чего труба 9 с вибраторами 12 и защитным кожухом 13 повисает крышкой 10 на соединительном устройстве 7, находящимся на конце штанги, включаются вибраторы 12 и бетононасос 16, который через шланг 15 нагнетает бетон через нижний свободный конец штанги 8 в трубу 9, которая по мере заполнения бетоном поднимается вверх (фиг.3). Одновременно с всплытием стакана вверх поднимается и штанга 8. Работа вибратора 12 обеспечивает необходимое уплотнение бетона в скважине. После заполнения скважины бетоном штангу 8 с трубой 9 и вибратором 12 убирают из скважины, а в скважину погружают известным способом арматуру.

Применение предлагаемого устройства наиболее эффективно в уплотняющихся с низкой несущей способностью грунтах. Повышение несущей способности буронабивной сваи в предлагаемом устройстве обеспечивается: за счет большой площади опоры винтовой лопасти ступицы и анкера, расположенных на разных глубинах заложения; упрочнения грунта под лопастью ступицы грунтоукрепляющим раствором; уплотнения стенок скважины при завинчивании рабочего органа; резьбовой поверхности стенок скважины. В результате этого ствол сваи удерживает не только сила трения между гладкими стенками сваи и грунтом, но и резьба в стенках скважины, которая заполняется бетоном при формировании сваи, в результате чего осадка сваи возможна только за счет деформации сдвига или смятия грунта по резьбе, что, в свою очередь, увеличивает боковое давление грунта на поверхность сваи в межвинтовом пространстве, а следовательно, и силу трения поверхности ствола сваи о грунт.

Технология создания буронабивных свай практически не отличается от существующих с выемкой грунта. Для ввинчивания башмака можно применять существующие машины.

Источники информации

1. Патент РФ №2341620 С1, 20.12.2008, Бюл. №35.

Устройство для образования буронабивных свай, содержащее рабочий орган для образования скважины под сваю в виде ступицы с конусным наконечником, оснащенных винтовой лопастью и жестко соединенных трубчатым валом с выхлопными отверстиями с винтовым анкером, винтовая лопасть которого имеет ту же навивку и шаг, что и винтовая лопасть ступицы, источник газодинамического импульса, соединенный с трубчатым валом, и привод рабочего органа, отличающееся тем, что в конце винтовой лопасти на ступице под углом, равным углу подъема винтовой лопасти, вершиной к ней закреплен сегмент конуса, а привод рабочего органа выполнен в виде полой вращающейся штанги, на которой подвижно установлен стакан с закрепленным на нем вибратором, при этом нижний конец штанги соединен с трубчатым валом рабочего органа, а верхний конец штанги при завинчивании рабочего органа соединен с источником газодинамического импульса, а после завинчивания - с насосом для подачи грунтоукрепляющей смеси или бетона.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к строительству, а именно к возведению фундаментов при строительстве зданий, мостов, линий электропередач и берегоукрепительных работ. .

Изобретение относится к строительству, а именно к возведению фундаментов при строительстве мостов, зданий, линий электропередач и берегоукрепительных работ. .

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению. .

Изобретение относится к строительству, а именно к укреплению слабых грунтов, и может быть использовано при строительстве промышленных и гражданских объектов как при возведении новых фундаментов, так и при усилении старых, поврежденных или требующих реконструкции фундаментов.

Изобретение относится к области строительства и предназначено для изготовления скважины прокатновинтовой сваи (в дальнейшем - ПВС) высокой несущей способности в грунтах осадочного происхождения под фундаменты и анкерные опоры зданий и сооружений.

Изобретение относится к области строительства, а именно к фундаментостроению. .

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению. .

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению. .

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению. .

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению

Изобретение относится к области горной промышленности и строительства и может быть использовано при строительстве фундаментов зданий, опор ЛЭП, радиомачт, мостов, эстакад, путепроводов и других специальных сооружений

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для сооружения фундаментов, а также для установки и крепления различных сооружений, линий электропередач, заборов, ограждений и других конструкций

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении фундаментов в малоэтажном строительстве на всех типах грунтов, а также для уплотнения прилегающего грунта

Изобретение относится к области строительства, а именно к конструкциям винтовых рабочих органов, используемых для крепления в грунте, глубинном уплотнении, а также в качестве тяговых элементов в устройствах для разработки непрочных грунтов. Винтовой рабочий орган включает в себя цилиндрическую штангу с наконечником и винтовую лопасть с диаметром, увеличивающимся снизу вверх, размещенную на штанге и наконечнике, а винтовая лопасть и наконечник выполнены с тороидальным профилем. Радиус тороидальной поверхности наконечника и диаметр штанги выбраны из соотношения R/D=5, а соотношение длины тороидального наконечника и диаметра штанги составляет h/D=1,85. Технический результат состоит в повышении несущей способности, снижении энергоемкости процесса внедрения винтового рабочего органа, повышении прочности грунта благодаря равномерному распределению и уплотнению грунта в стенки скважины и вдоль винтового рабочего органа. 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к области строительства, а именно к конструкциям винтовых свай для различных типов грунтов. Перекрестнолопастная свая содержит ствол в виде стальной трубы и две лопасти, каждая из которых представляет из себя полукруг диаметром, большим диаметра ствола сваи. Нижний торец ствола срезан на одну половину его диаметра под углом α от линии, перпендикулярной оси ствола, и на другую половину его диаметра под углом 180°-α от линии, перпендикулярной оси ствола, а к образованным в результате среза наклонными поверхностям в торце ствола приварены лопасти. Каждая лопасть приварена к соответствующему торцу ствола с расположением крайней точки лопасти на линии диаметра полукруга с одной его стороны на продолжении образующей наружной поверхности ствола, при этом указанные крайние точки полукругов расположены по разные стороны ствола и на общей линии, проходящей через ствол перпендикулярно оси ствола. Технический результат состоит в повышении эксплуатационных качеств сваи, снижении нагрузок на лопасти при их врезании в грунт, повышении надежности и долговечности лопастей. 5 ил.

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению. Техническим результатом является повышение несущей способности и уменьшение усилий для погружения сваи в грунт. Предложена свая забивная, включающая винтовой ствол, изготовленный с образованием по внутреннему периметру направленных навстречу друг другу трех и более ломаных правых и левых винтовых линий, а также внутренних трех и более винтовых канавок с одинаковым шагом из секций, смонтированных из двух подсекций. При этом подсекции выполнены из трех и более поочередно соединенных между собой боковыми сторонами равнобедренных трапеций и равнобедренных треугольников, основания которых в подсекции расположены в разные стороны. Причем секции соединены между собой большими основаниями трапеций, а подсекции соединены в секцию так, что основания равнобедренных треугольников одной подсекции присоединены к верхнему основанию равнобедренных трапеций второй подсекции, а основания равнобедренных треугольников второй подсекции присоединены к верхнему основанию равнобедренных трапеций первой подсекции. 4 ил.

Изобретение относится к фундаментостроению. Техническим результатом является облегчение погружения ствола в грунт, упрощение изготовления и расширение технологических возможностей, повышение жесткости и виброустойчивости винтовой сваи. Предложенная винтовая свая содержит ствол, выполненный по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми канавками внутри винтового ствола в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны, расположенными внутри поперечного сечения винтового ствола. При этом ствол изготовлен из трех и более одинаковых полос прямоугольной формы, скрученных в продольном направлении относительно продольной оси и изогнутых по винтовой линии в поперечном направлении на цилиндрической оправке, с образованием напусков внутри ствола в виде винтовых лопастей по всей длине. 7 ил.

Группа изобретений относится к строительству свайного винтолопастного фундамента. Свайный фундамент состоит из поля завинчивающихся винтолопастных свай, каждая из которых состоит из стального трубчатого наконечника с винтолопастной навивкой лопастей, поднимающихся под конус снизу вверх с максимальным диаметром Dmax на верхнем конце. Свайный наконечник стыкуется по высоте секциями полых труб, на верхнем конце колонны которых монтируется ростверк после заливки полости колонны труб цементным раствором или бетоном. Винтовая лопасть выполнена с полусферической опорной поверхностью, угол полуконтакта которой с грунтом составляет по величине угол внутреннего трения грунта в нарушенном состоянии φк=φн. Диаметр Dmax сваи подбирают исходя из несущей способности грунта, величина начальной (первой) критической нагрузки для которого принимается из расчета по приведенной математической зависимости, а сваю завинчивают в грунт на глубину h≤сстр/γстр, где γстр - удельный вес грунта. Технический результат заключается в повышении несущей способности сваи и устойчивости свайного фундамента. 2 н.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.
Наверх