Способ образования скважин в грунте для сооружения набивных свай и устройство для его осуществления

Изобретение относится к строительству, в частности к технологии возведения свайного фундамента в вытрамбованных скважинах в неустойчивых, водонасыщенных или насыпных грунтах, и может быть использовано при подготовке оснований и устройстве фундаментов в промышленном, гражданском и жилищном строительстве. Способ образования скважин в грунте для сооружения набивных свай включает одновременное погружение ударами молота штампа и обсадной трубы до проектной отметки, извлечение штампа и обсадной трубы, предварительно осуществляют погружение в грунт комплекта рабочего органа, включающего обсадную трубу с оголовком, расположенного коаксиально обсадной трубе штамп с корпусом, бойком и наконечником, при этом штамп с корпусом, бойком и наконечником используют в качестве трамбователя, выступающего из обсадной трубы. Технический результат состоит в повышении степени уплотнения грунта и несущей способности фундаментов на набивных сваях в неустойчивых, насыпных и водонасыщенных грунтах. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к строительной отрасли, в частности к технологии возведения свайного фундамента в вытрамбованных скважинах в неустойчивых, водонасыщенных или насыпных грунтах, и может быть использовано при подготовке оснований и устройстве фундаментов в промышленном, гражданском и жилищном строительстве.

Известен способ образования скважин в грунте под свайные фундаменты на уплотненном основании, заключающийся в забивке молотом обсадной трубы с раскрывающимся наконечником, засыпке во внутреннюю полость жесткого строительного материала, трамбовании трамбовкой внутри обсадной трубы строительного материала с вытеснением его при раскрытии наконечника и постепенном извлечении обсадной трубы лебедкой базовой машины, дополнительным трамбованием плоской трамбовкой поверхности сваи (см., например, Абраменков Э.А., Грузин В.В. Средства механизации для подготовки оснований и устройства фундаментов. - Новосибирск: НГАСУ, 1999, стр.41).

Недостатком указанного способа является то, что образование скважин с забивкой молотом обсадной трубы и применением дополнительной трамбовки не позволяет получить основание под фундаменты с достаточной несущей способностью, что приводит к образованию кустов из таких скважин и, как следствие, к существенному расходу строительных материалов.

Известен способ образования скважин в грунте на уплотненном основании, который заключается в одновременном погружении штампа и обсадной трубы, извлечении штампа лебедкой базовой машины из обсадной трубы, установке арматурного каркаса и бетонировании скважины с одновременным извлечением обсадной трубы извлекающим устройством (см., например, Абраменков Э.А., Грузин В.В. Средства механизации для подготовки оснований и устройства фундаментов. - Новосибирск: НГАСУ, 1999, стр.44 - прототип). Способ как имеющий наибольшее количество совпадающих существенных признаков с предлагаемым изобретением принят в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является то, что способ образования скважин с забивкой обсадной трубы и рабочего органа погружающим оборудованием не позволяет получить фундаменты с достаточной несущей способностью, поскольку не образует расширенного опорного основания, что приводит к образованию кустов из таких скважин и, как следствие, к существенному расходу строительных материалов.

Известно устройство, навешиваемое на экскаватор или копер, включающее базовую машину с подпорной стрелой, мачтой и оголовком, извлекающее устройство, систему управления навесным оборудованием, обсадную трубу с оголовком, расположенного коаксиально обсадной трубе штампа с корпусом, бойком и наконечником (см., например, Абраменков Э.А., Грузин В.В. Средства механизации для подготовки оснований и устройства фундаментов. - Новосибирск: НГАСУ, 1999, стр.73-74 - прототип).

Недостатком устройства является то, что оно не позволяет использовать штамп рабочего органа в качестве уплотняющего ударного устройства, что снижает несущую способность опорного основания под сваю.

Недостатки прототипа можно исключить, если осуществить способ образования скважин и использование устройства в следующей последовательности:

1) одновременно погрузить ударами молота штамп и обсадную трубу до проектной отметки;

2) извлечь штамп и обсадную трубу, предварительно погрузив в грунт комплект рабочего органа;

3) под действием сил гравитации штампом нанести удары по обсадной трубе с одновременным втрамбовыванием жесткого строительного материала в стенки образовавшейся скважины с погружением ее до проектной отметки;

4) поднять штамп, засыпать жесткий материал (щебень, глину и т.д.) в дно котлована и втрамбовывать его в основание котлована;

5) установить арматурный каркас, бетонировать и одновременно (по мере бетонирования) постепенно извлекать обсадную трубу извлекающим устройством.

В способе образования скважин в грунте для сооружения набивных свай, включающем одновременное погружение ударами молота штампа и обсадной трубы до проектной отметки, извлечение штампа и обсадной трубы, предварительно осуществляют погружение в грунт комплекта рабочего органа, затем под действием сил гравитации штампом наносят удары по обсадной трубе с одновременным втрамбовыванием жесткого строительного материала в стенки образовавшейся скважины с погружением ее до проектной отметки.

Устройство включает базовую машину с подпорной стрелой, мачтой и оголовком, извлекающее устройство, систему управления навесным оборудованием, обсадную трубу с оголовком, расположенного коаксиально обсадной трубе штампа с корпусом, бойком и наконечником, причем штамп с корпусом, бойком и наконечником используют в качестве трамбователя, выступающего из обсадной трубы на величину, равную:

,

где Нв - высота наконечника штампа, м;

Rоб.тр - внутренний радиус обсадной трубы при погружении ее в грунтовой массив, м;

φ - угол внутреннего трения грунта;

ρ0, ρmax - соответственно плотность грунта до уплотнения и максимальное значение плотности грунтовой среды, Н/м3,

и имеющего боковую поверхность, образующая которой с продольной осью формирует угол, принимаемый из условия:

,

где α - угол заострения наконечника штампа, град.

Исполнение предлагаемых способа и устройства поясняется чертежами, где представлены: на фиг.1 - способ возведения свайного фундамента на уплотненном основании, на фиг.2 - навесное оборудование для вытрамбовывания котлованов (общий вид), на фиг.3 - комплект рабочего органа, на фиг.4 - штамп, на фиг.5 - обсадная труба.

Способ образования скважин в грунте для возведения набивных свай на уплотненном основании состоит (см. фиг.1): в предварительном погружении комплекта рабочего органа, включающего обсадную трубу (см. поз.7) и штамп (см. поз.6), последующем погружении штампа обсадной трубы и одновременном выпрессовании из ее основания грунта наконечником до проектной отметки (см. поз.а-б), затем производят подъем штампа (см. поз.в). Далее осуществляется засыпка жесткого строительного материала в обсадную трубу, его втрамбовывание в основание котлована (см. поз.г) штампом, который затем извлекают из обсадной трубы и устанавливают в транспортное положение (см. поз.д). Котлован с уплотненным основанием готов для устройства свайного фундамента (см. поз.е). Далее производят опускание арматурного каркаса (см. поз.е), заливку бетона в обсадную трубу с одновременным извлечением при помощи силового гидроцилиндра обсадной трубы и уплотнением бетонной массы в распор грунта (см. поз.ж). После завершения всех перечисленных операций получаем готовый свайный фундамент (см. поз.з).

Устройство включает в себя (см. фиг.2) базовую машину 1 с подпорной стрелой 2, мачтой 3 и оголовком 4, захватно-сбрасывающий механизм 5, штамп 6, обсадную трубу 7, механизм извлечения обсадной трубы 8, механизм наведения 9, механизм подъема-опускания мачты 10. В комплект рабочего органа (см. фиг.3) входят штамп 6 и обсадная труба 7, соединенные между собой при помощи крепления 11. Штамп 6 (см. фиг.4) состоит из корпуса 12, наконечника 13 и бойка 14, в котором выполнены отверстия 15 для крепления с обсадной трубой 7. Обсадная труба 7 (см. фиг.5) состоит из корпуса 16 и наковальни 17, в которой выполнены отверстия 18 для крепления к штампу 6.

Устройство для образования скважин работает следующим образом. Опускают на грунт и устанавливают вертикально мачту 3 при помощи базовой машины 1, подпорной стрелы 2 и механизма наведения 9. Штамп 6 и обсадную трубу 7, соединенные между собой креплением 11, захватно-сбрасывающим механизмом 5 по направляющим мачты при помощи лебедки главного подъема (не показана) перемещают на исходную высоту сбрасывания. После расцепления с захватно-сбрасывающим механизмом 5 комплект рабочего органа под действием сил гравитации падает и внедряется в грунтовую среду. Отсоединяют крепление 11 между штампом 6 и обсадной трубой 7 и осуществляют сбрасывание штампа 6. Штамп 6 под действием сил гравитации наносит удар бойком 14 по наковальне 17 обсадной трубы 7, осуществляя ее погружение, и одновременно по грунту, вытесняя его радиально в стороны от обсадной трубы. Погружение обсадной трубы 7 осуществляют до проектной отметки, после извлечения штампа 6 в дно скважины засыпают жесткий строительный материал и производят его дополнительное втрамбовывание штампом 6 в основание скважины для увеличения несущей способности опорного основания под сваю. Штамп снова извлекают из обсадной трубы, опускают арматурный каркас и заливают бетонной смесью с последующим ее уплотнением и одновременным постепенным извлечением обсадной трубы 7 из образованной скважины. Оборудование переводится в транспортное положение, базовая машина перемещается на новое место вытрамбовывания скважины, далее рабочий цикл продолжается в той же последовательности.

Выполнение указанной последовательности в способе возведения свайного фундамента на уплотненном основании в уплотненных скважинах предлагаемым устройством позволяет исключить разрушение стенок неустойчивых, насыпных и водонасыщенных грунтов и изготовить более качественно скважину, увеличив несущую способность по грунту свайного фундамента.

1. Способ образования скважин в грунте для сооружения набивных свай, включающий одновременное погружение ударами молота штампа и обсадной трубы до проектной отметки, извлечение штампа и обсадной трубы, отличающийся тем, что предварительно осуществляют погружение в грунт комплекта рабочего органа, включающего обсадную трубу с оголовком, с расположенным коаксиально обсадной трубе штампом с корпусом, бойком и наконечником, при этом штамп с корпусом, бойком и наконечником используют в качестве трамбователя, выступающего из обсадной трубы.

2. Устройство, включающее базовую машину с подпорной стрелой, мачтой и оголовком, извлекающее устройство, систему управления навесным оборудованием, обсадную трубу с оголовком, с расположенным коаксиально обсадной трубе штампом с корпусом, бойком и наконечником, отличающееся тем, что штамп с корпусом, бойком и наконечником используют в качестве трамбователя, выступающего из обсадной трубы на величину, равную:

где Нв - высота наконечника штампа, м;
Rоб.тр - внутренний радиус обсадной трубы при погружении ее в грунтовой массив, м;
φ - угол внутреннего трения грунта;
ρ0, ρmax - соответственно плотность грунта до уплотнения и максимальное значение плотности грунтовой среды, Н/м3,
и имеющего боковую поверхность, образующая которой с продольной осью формирует угол, принимаемый из условия:

где α - угол заострения наконечника штампа, град.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к фундаментостроению и может быть использовано при изготовлении набивных свай. .

Изобретение относится к строительству, а именно к основаниям зданий и сооружений. .

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройствам, используемым для укрепления фундамента зданий и сооружений и предотвращения их разрушения в сейсмически неблагоприятных районах.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для возведения свайных фундаментов в слабых и пучинистых грунтах. .

Изобретение относится к строительству, в частности строительству мостов, мостовых переходов, портовых гидротехнических, оградительных и берегоукрепительных сооружений свайного типа, а также свайных конструкций для ледостойких сооружений морских нефтепромыслов.

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройству свай. .

Изобретение относится к области строительства, в частности к техническим средствам для возведения свайного фундамента, сооружаемого из буронабивных свай. .

Изобретение относится к строительству, а именно к области сооружения оснований и фундаментов в многолетнемерзлых грунтах. .

Изобретение относится к области строительства, а именно к возведению фундаментов с использованием буроинъекционных свай, а также может относиться к подпорным стенкам, сооружаемым с использованием буроинъекционных свай.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при изготовлении железобетонных буронабивных свай в скважинах с обсадной трубой при возведении фундаментов зданий и сооружений.

Изобретение относится к области строительства, в частности к фундаментостроению, и может быть использовано при возведении малоэтажных зданий и сооружений на водонасыщенных глинистых основаниях

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для образования скважин при возведении буронабивных свай

Изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям свай, и может быть использовано при возведении свайных фундаментов при строительстве зданий и сооружений, и прежде всего - мостовых опор, сооружаемых на слабых грунтах, в первую очередь, на грунтах речных или морских акваторий

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при сооружении буронабивных свай в грунтах с неустойчивой прослойкой. Способ возведения буронабивной сваи в грунте, преимущественно вблизи существующих фундаментов, включает погружение полой обсадной трубы с наконечником в грунт за счет одновременного ее вращения и вдавливания в грунт под внешним осевым усилием, размещение металлического каркаса и заполнение скважины бетоном. Перед погружением обсадной трубы методом вращательного бурения бурят скважину на глубину, не превышающую уровень верхней кромки слабого грунта. Затем извлекают шнек, на нижнем конце шнека устанавливают отрезок обсадной трубы, опускают его в скважину и погружают в грунт на глубину, перекрывающую прослойку слабого грунта, отсоединяют отрезок обсадной трубы от шнека и извлекают шнек из скважины. Технический результат состоит в обеспечении надежности работы сваи в условиях боковых нагрузок, снижении материалоемкости производства сваи. 1 ил.
Наверх