Способ погружения свай вдавливанием



Способ погружения свай вдавливанием

 


Владельцы патента RU 2500857:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет" (RU)

Изобретение относится к области строительства и может быть использован при погружении свай вдавливанием в слои плотных грунтов при сопротивлении грунта, превышающем максимальное усилие вдавливающей установки. Способ погружения сваи вдавливанием включает загрузку в рабочий орган вдавливающей установки сваи, которую устанавливают вертикально и зажимают в механизме зажима. Сваю погружают на величину хода поршня гидродомкратов механизма вдавливания (до 1,0 м), осуществляют разжим сваи в рабочем органе установки, поднимают штоки гидродомратов механизма вдавливания в верхнее положение (холостой ход), вновь зажимают сваю и цикл повторяется сначала до погружения сваи на проектную глубину. Вдавливание сваи при наличии в геологическом разрезе слоев плотных грунтов увеличивают усилие вдавливания до значения, равного сумме лобового сопротивления сваи в этих слоях грунтов и бокового сопротивления в пределах всей глубины погружения сваи по разрезу, а также уменьшают скорость вдавливания сваи до минимального значения, определяемого из указанного соотношения. Технический результат состоит в повышении эффективности способа вдавливания свай в слои плотных грунтов. 1 ил.

 

Способ относится к области строительства, изобретение может быть использовано при погружении свай вдавливанием в слои плотных грунтов при сопротивлении грунта, превышающем максимальное усилие вдавливающей установки.

Известен способ погружения свай вдавливанием, включающий приложение к свае статического вдавливающего усилия различными методами (Буров В.П. Исследование процессов погружения свай методом вдавливания с целью обоснования параметров выбора оптимальных параметров сваевдавливающих установок: автореферат дис. канд. техн. наук. - Омск, 1969.-20 с.).

Недостатками способа являются технологические ограничения при погружении сваи в слоях плотных грунтов (модуль деформации Е>14 МПа, показатель текучести IL<0,3), что обусловлено отсутствием методики определения параметров вдавливания (усилия и скорости) в зависимости от прочностных характеристик слоев грунта, составляющих геологический разрез, включая несущий слой.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ погружения сваи вдавливанием который включает загрузку в рабочий орган вдавливающей установки сваи, которую устанавливают вертикально и зажимают в механизме зажима, сваю погружают на величину хода поршня гидродомкратов механизма вдавливания (до 1,0 м), осуществляют разжим сваи в рабочем органе установки, поднимают штоки гидродомратов механизма вдавливания в верхнее положение (холостой ход), вновь зажимают сваю и цикл повторяется сначала до погружения сваи на проектную глубину. При погружении свай в слои плотных грунтов при сопротивлении погружению, превышающем максимальное усилие 2 вдавливания, обеспечиваемого установкой, при котором погружение останавливают, извлекают сваю и применяют специальные описанные ниже способы снижения сопротивления грунта погружению (Руководящий технический материал. РТМ 36.44.12.2-90. Проектирование и устройство фундаментов из свай, погружаемых способом вдавливания. - СПб.: ВНИИГС, 1992. - 46 с.).

Однако рассмотренный способ имеет следующие недостатки: извлечение сваи из грунта и последующее применение специальных способов снижения сопротивления грунта погружению в виде бурения лидерных скважин, рыхления грунта шнеком, применения антифрикционных обмазок поверхности сваи приводят к снижению производительности труда более чем в 2 раза, увеличению стоимости работ на 40% и снижению несущей способности свай по грунту до 20%. Кроме того, технически сложно извлечь погруженные сваи с глубины более 10 м, что требует изменения проектного решения и погружения дополнительных свай.

Задачей на решение, которой направлено настоящее изобретение, является повышение эффективности способа вдавливания свай в слои плотных грунтов.

Способ погружения сваи вдавливанием включает загрузку в рабочий орган вдавливающей установки сваи, которую устанавливают вертикально и зажимают в механизме зажима, сваю погружают на величину хода поршня гидродомкратов механизма вдавливания (до 1,0 м), осуществляют разжим сваи в рабочем органе установки, поднимают штоки гидродомратов механизма вдавливания в верхнее положение (холостой ход), вновь зажимают сваю и цикл повторяется сначала до погружения сваи на проектную глубину. При этом при наличии в геологическом разрезе слоев плотных грунтов увеличивают усилие вдавливания до значения, равного сумме лобового сопротивления сваи в этих слоях грунтов и бокового сопротивления в пределах всей глубины погружения сваи по разрезу, а также уменьшают скорость вдавливания сваи до минимального значения, определяемого из выражения:

V=(Fвд-Fd)/Fdn

где V- скорость вдавливания сваи, м/мин;

Fвд - усилие вдавливания, кН;

Fd - несущая способность сваи в интервале погружения, кН.

n=0,4-0,9 опытный коэффициент, среднее значение которого составляет 0,6.

Таким действием обеспечивают снижение вязкого сопротивления грунта, которое линейно возрастает при увеличении скорости погружения сваи. В результате достигают сокращения дополнительного сопротивления грунта, что позволяет погружать сваи в слои плотного грунта без увеличения усилия вдавливания и веса установки.

В процессе погружения сваи до проектной отметки прикладываемое усилие и скорость вдавливания задают в зависимости от конкретных инженерно-геологических условий, в том числе от залегания грунтов разной плотности определяющих сопротивление сваи в интервале погружения.

Известна математическая зависимость, по которой определяют усилие вдавливания свай статической нагрузкой Fвд [Бахолдин Б. В. Исследование процесса погружения свай вдавливанием / Бахолдин Б.В., Перлей Е.М., Светинский Е.В. // - М. Основания фундаменты и механика грунтов, 1997. -№3. с.25-27]:

F в д = ( R + V n R ) A + ( f + V n f ) Ω , к Н ( 1 )

где R, f - удельное статическое сопротивление грунта под нижним торцем и по боковой поверхности сваи, соответственно, кН/м2;

V - скорость вдавливания сваи, м/мин;

n=0,4-0,9 опытный коэффициент (среднее значение равно 0,6), определяющий зависимость вязкого сопротивления от удельного статического сопротивления грунта под нижним торцем и по боковой поверхности сваи;

А - площадь поперечного сечения сваи, м2;

Ω - площадь боковой поверхности сваи, м2.

Выражение 1 записывают в виде:

F в д = F d + F d n V , к Н ( 2 )

где Fd - несущая способность сваи в интервале погружения, т.к.

Fd=RA+fΩ.

Из выражения 2 скорость вдавливания определяют по формуле:

V = ( F в д F d ) / F d n ( 3 )

Уравнение 3 позволяет регулировать и настраивать усилие вдавливания и скорость погружения сваи в зависимости от наличия в геологическом разрезе слоев грунтов разной плотности.

При вдавливании сваи в слоях плотных грунтов увеличивают усилие вдавливания до значения равного несущей способности сваи в интервале погружения, а также уменьшают скорость вдавливания до минимального значения. В слабых грунтах уменьшают усилие и увеличивают скорость вдавливания до максимального значения.

Эффективность предлагаемого способа подтверждена авторами на основании статистической обработки экспериментальных данных, полученных в производственных условиях на значительном количестве реальных объектов строительства. В ходе экспериментов в различных инженерно-геологических условиях исследованы зависимости изменения глубины и времени погружения сваи от изменения усилия и скорости вдавливания. Так, установлено что при вдавливании в несущий слой плотных грунтов для гарантированного погружения сваи на требуемую глубину устанавливают усилие вдавливания до значения Fвд=1,0-1,2 уменьшают скорость вдавливания сваи до нулевого значения, и таким образом выдерживают сваю под нагрузкой до начала процесса «продавливания» слоя.

Способ погружения сваи вдавливанием поясняется чертежом, где на фиг.1 представлен фрагмент технологической карты с графическими зависимостями, определяющими изменение технологических параметров по глубине вдавливания сваи;

на фиг.1a - представлен общий вид установки вдавливания свай и расположение сваи в геологическом разрезе, включающем, в том числе и напластования плотных грунтов;

на фиг.1б - представлен график изменения усилия вдавливания (Fвд) по глубине погружения сваи (Д);

на фиг.1в - представлен график изменения скорости вдавливания (V) по глубине погружения сваи (Н).

Способ реализуется следующим образом.

С поверхности грунта установкой для вдавливания свай 1 производят вдавливание сваи 2. При вдавливании сваи в слоях плотных грунтов 3 увеличивают усилие вдавливания до значения, равного сумме лобового сопротивления сваи в этих слоях грунтов и бокового сопротивления в пределах всей глубины погружения сваи по разрезу, а также уменьшают скорость вдавливания сваи до минимального значения.

Вдавливание в таком режиме выполняют, настолько необходимо для погружения сваи через встречающиеся слои плотных грунтов или до проектной отметки.

Для определения технологических параметров вдавливания первоначально выполняют расчет изменения значений несущей способности сваи Fd в интервале погружения по каждому элементы составляющему геологический разрез, включая слои плотных грунтов. Затем определяют требуемые значения усилий вдавливания (Fвд=1,0-1,2Fd) и строят соответствующий график изменения параметра по глубине погружения Н (фиг.1б).

Далее по зависимости 3 рассчитывают значения скорости вдавливания V по глубине погружения и строят соответствующий график изменения параметра по глубине погружения H (фиг.1в).

При погружении сваи машинист установки вдавливания на основании представленных в составе технологической карты графиков с учетом напластования слабых и плотных грунтов в составе геологического разреза настраивает рабочие параметры погружения сваи пропорционально изменяя усилие и скорость вдавливания по описанной выше методике.

В результате достигается повышение эффективности способа вдавливания свай в слоях плотных грунтов.

Способ погружения сваи вдавливанием включает загрузку в рабочий орган вдавливающей установки сваи, которую устанавливают вертикально и зажимают в механизме зажима, сваю погружают на величину хода поршня гидродомкратов механизма вдавливания (до 1,0 м), осуществляют разжим сваи в рабочем органе установки, поднимают штоки гидродомратов механизма вдавливания в верхнее положение (холостой ход), вновь зажимают сваю и цикл повторяется сначала до погружения сваи на проектную глубину, отличающийся тем, что вдавливанием сваи при наличии в геологическом разрезе слоев плотных грунтов увеличивают усилие вдавливания до значения, равного сумме лобового сопротивления сваи в этих слоях грунтов и бокового сопротивления в пределах всей глубины погружения сваи по разрезу, а также уменьшают скорость вдавливания сваи до минимального значения, определяемого из выражения:
V-(Fвд-Fd)/Fdn,
где V - скорость вдавливания сваи, м/мин;
Fвд - усилие вдавливания, кН;
Fd - несущая способность сваи в интервале погружения, кН;
n=0,4-0,9 опытный коэффициент, среднее значение которого составляет 0,6.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при вдавливании свай в прослойки плотных грунтов при сопротивлении грунта, превышающем максимальное усилие вдавливающей установки.

Изобретение относится к строительству, а именно к возведению фундаментов на набивных сваях при строительстве зданий, мостов и проведении берегоукрепительных работ.

Изобретение относится к области строительства сооружений со свайным фундаментом, в частности к строительству морских гидротехнических сооружений. .

Изобретение относится к строительному производству, в частности к монтажу заземлителей в электроустановках. .

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для формирования котлованов под возведение фундаментов на слабых и осадочных грунтах, может быть использовано для формирования котлованов в условиях тесной городской застройки.

Изобретение относится к строительству, в частности к устройству свайных фундаментов. .

Изобретение относится к строительству преимущественно свайных фундаментов, также к устройствам для образования отверстий в грунте под насыпями для пропуска трубопроводов.

Изобретение относится к строительству, а именно к строительной технике, и предназначено для погружения свай вдавливанием. .

Изобретение относится к строительству, в частности к устройству свайных фундаментов. .

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при укреплении фундаментов внутри здания. Способ вдавливания свай и/или других строительных конструкций включает установку системы анкеровки с опорой и механизмом вдавливания, установку вдавливаемого элемента под механизм вдавливания и вдавливание последнего. В качестве опоры системы анкеровки используют несущую колонну сооружения. Под механизм вдавливания устанавливают два вдавливаемых элемента симметрично относительно опоры. Вдавливание осуществляют одновременно обоих элементов, причем в процессе вдавливания осуществляют постоянный контроль величины их погружения и, в случае необходимости, выравнивание величины их погружения. Технический результат состоит в снижении трудоемкости и упрощении работ по изготовлению оборудования и проведению работ в стесненных условиях при повышении несущей способности существующего свайного фундамента на существующем строении. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к вдавливающему устройству, предназначенному для вдавливания свай, стальных профилей и других удлиненных предметов в грунт. Технический результат - упрощение конструкции с возможностью отсоединения и замены устройства с зажимами или только зажимов. Вдавливающее устройство содержит корпус (1), который может закрепляться на рабочей машине, вибрационное устройство (6), закрепленное на корпусе (1) с помощью демпфирующих прокладок (9), и подвижные зажимы (10), регулируемые на упомянутом вибрационном устройстве (6) для захвата предмета, подлежащего вдавливанию, по меньшей мере, с помощью бокового захвата. Корпус (1) содержит верхнюю часть (2), включающую в себя крепежное приспособление (4), (5) для закрепления его на рабочей машине, и боковые части, направленные от верхней части (2) вниз, причем между боковыми частями вибрационное устройство (6) и зажимы (10); (17, 18) могут быть закреплены через кассету (7), содержащую демпфирующие резиновые прокладки (9). В этом случае крепления содержат крепления (11, 23, 14); (20, 8) или (21, 8) штырь/отверстие, которые могут разъединяться за счет отсоединения упомянутых штырей (11, 20, 21). 7 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх