Способ устройства армопреобразующих бетонолитных набивных свай в слабых водонасыщенных грунтах



Способ устройства армопреобразующих бетонолитных набивных свай в слабых водонасыщенных грунтах
Способ устройства армопреобразующих бетонолитных набивных свай в слабых водонасыщенных грунтах

 


Владельцы патента RU 2506372:

Саурин Анатолий Никифорович (RU)

Изобретение относится к фундаментостроению и может быть использовано для повышения несущей способности слабых водонасыщенных грунтов природного или искусственного сложения путем формирования из армопреобразующих бетонолитных набивных свай в основании фундаментов армопреобразованных массивов с заданными значениями несущей способности. Способ устройства армопреобразующих бетонолитных набивных свай в слабых водонассыщенных грунтах включает выполнение цилиндрической скважины путем вращательно-поступательного погружения раскатчика на заданную глубину с вытеснением грунта в околоскважинное пространство с помощью раскатчика и формирование при этом уплотненной зоны околоскважинного пространства скважины, заполнение цилиндрической скважины бетонной смесью. Тело армопреобразующей бетонолитной набивной сваи выполняют путем погружения цельнометаллического раскатчика, выполненного из конических и цилиндрических сегментов и снабженного продольным бетонолитным каналом и наконечником с бетонолитными отверстиями, на проектную глубину путем его вращения по часовой стрелке и прилагаемого вертикального усилия подачи вниз. Затем формируют тело армопреобразующей бетонолитной набивной сваи диаметром, равным диаметру цилиндрического сегмента цельнометаллического раскатчика, в направлении снизу-вверх (от забоя условной скважины к устью) путем вращения цельнометаллического раскатчика против часовой стрелки, его медленного подъема вверх с заданной расчетной скоростью и одновременной подачей бетонной смеси под давлением 4-7 атм через открывшиеся отверстие в наконечнике - в грунт. Длину тела цилиндрической армопреобразующей бетонолитной набивной сваи, образованной медленным замещением тела цельнометаллического раскатчика бетонной смесью, определяют по приведенной зависимости. Бетонную смесь используют классом В7,5 на крупном заполнителе фракции 2-5 мм или 5-10 мм, причем при применении фракции крупного заполнителя 5-10 мм содержание в ней частиц размером 10 мм не должно превышать 30%. Технический результат состоит в повышении несущей способности. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к фундаментостроению, и может быть использовано для повышения несущей способности слабых водонасыщенных грунтов природного или искусственного сложения путем формирования из армопреобразующих, бетонолитных набивных свай в основании фундаментов армопреобразованных массивов с заданными значениями несущей способности и устройства фундаментов.

Известен способ устройства бетонных набивных свай в раскатанных скважинах, выбранный в качестве прототипа (1), включающий образование скважины без выемки грунта, раскатку скважины путем вытеснения грунта в околоскважинное пространство с помощью веретенообразного раскатчика, формируя при этом уплотненную зону околоскважинного пространства скважины, заполнение цилиндрической скважины бетонной смесью после удаления раскатчика из скважины.

К недостаткам известного способа можно отнести невозможность его использования для возведения бетонных набивных свай в слабых водонасыщенных грунтах из-за оплывания грунта при попытке раскатки скважины.

Задачей изобретения является создание технологии устройства армопреобразующих бетонолитных набивных свай в водонасыщенных грунтах для создания армопреобразованных массивов с заданными значениями несущей способности и устройства фундаментов. Поставленная задача решается за счет того, что в способе устройства армопреобразующих бетонолитных набивных свай в слабых водонассыщенных грунтах, включающем выполнение цилиндрической скважины путем вращательно-поступательного погружения раскатчика на заданную глубину с вытеснением грунта в околоскважинное пространство с помощью раскатчика и формирование при этом уплотненной зоны околоскважинного пространства скважины, заполнение цилиндрической скважины бетонной смесью, согласно изобретению, тело сваи выполняют путем погружения цельнометаллического раскатчика, выполненного из конических и цилиндрических сегментов и снабженного продольным бетонолитным каналом и наконечником с бетонолитными отверстиями, на проектную глубину путем его вращения по часовой стрелке и прилагаемого вертикального усилия подачи вниз, затем формируют тело сваи диаметром (d), равным диаметру цилиндрического сегмента цельнометаллического раскатчика, в направлении снизу-вверх (от забоя условной скважины к устью) путем вращения цельнометаллического раскатчика против часовой стрелки, его медленного подъема вверх с заданной расчетной скоростью и одновременной подачей бетонной смеси под давлением 4-7 атм через открывшиеся отверстие в наконечнике - в грунт, при этом длину тела цилиндрической армопреобразующей бетонолитной набивной сваи, образованной медленным замещением тела цельнометаллического раскатчика бетонной смесью, определяют по формуле: lv=lr+0,5dv, где dv - диаметр поперечного сечения тела цилиндрической армопреобразующей бетонолитной набивной сваи, а бетонную смесь используют классом В7,5 на крупном заполнителе фракции 2-5 мм или 5-10 мм. Причем при применении фракции крупного заполнителя 5-10 мм содержание в ней частиц размером 10 мм не должно превышать 30%. В случае необходимости обеспечения работы армопреобразующей бетонолитной набивной сваи на горизонтальные нагрузки, после формирования цилиндрической скважины из бетонной смеси класса не ниже В12,5 в свежеуложенную смесь вдавливают арматурный каркас и производят уплотнение бетонной смеси глубинным вибратором.

При погружении цельнометаллического раскатчика в водонасыщенный грунт, получить устойчивую форму скважины очень тяжело. Грунт хоть и вытесняется в окружающий массив, формируя уплотненную зону, но из-за слабых структурных связей уплотненного грунта скважина не может сохранять цилиндрическую форму. Форма скважины сохраняется только на участке расположения цельнометаллического раскатчика, поэтому образование тела сваи производится медленным замещением тела цельнометаллического раскатчика бетонной смесью подаваемой в грунт через наконечник под давлением 4-7 атм по мере подъема цельнометаллического раскатчика вверх с заданной расчетной скоростью. Цилиндрическая форма тела сваи образуется за счет вращения образующей поверхности цельнометаллического раскатчика и выходящей из его наконечника бетонной смеси. Скорость подъема цельнометаллического раскатчика вверх и величина давления подачи бетонной смеси в наконечник раскатчика являются обязательными контролируемыми параметрами, которые оказывают прямое влияние на несущую способность сваи.

Предложенное техническое решение поясняется чертежами, где на фиг.1 показана конструктивная схема несущей армопреобразующей бетонолитной набивной сваи: а) несущая бетонная набивная свая, б) несущая армированная бетонная набивная свая, на фиг.2 - технологическая последовательность операций при устройстве армопреобразующей бетонолитной набивной сваи в слабых водонасыщенных грунтах.

Способ осуществляют следующим образом. Вначале цельнометаллический раскатчик 1, выполненный из конических и цилиндрических сегментов и снабженный продольным бетонолитным каналом и наконечником с бетонолитными отверстиями, погружают на проектную глубину lr. При этом длину тела армопреобразующей бетонолитной набивной сваи определяют по формуле: lv=lr+0,5dv, где dv - диаметр поперечного сечения тела армопреобразующей бетонолитной набивной сваи. Погружение цельнометаллического раскатчика 1 производят путем его вращения 2 по часовой стрелке и прилагаемого вертикального усилия подачи 4 вниз. При этом происходит частичное вытеснения грунта и формирование зоны (s) с измененной по плотности структурой грунта. Затем приступают к формированию тела сваи диаметром равным диаметру цилиндрического сегмента цельнометаллического раскатчика цилиндрической части свай dv=d=0,25÷0,3 м, где d - диаметр цилиндрического сегмента цельнометаллического раскатчика. В связи с тем, что форма скважины сохраняется только на участке расположения цельнометаллического раскатчика 1, образование тела сваи производят обратным вращением 3 цельнометаллического раскатчика 1, медленным его подъемом 5 вверх с заданной расчетной скоростью и одновременной подачей бетонной смеси 6 под заданным давлением 4-7 атм. Бетонирование тела сваи производят в направлении от забоя условной скважины к устью. Бетонную смесь под расчетным давлением через бетонолитные каналы подают к наконечнику. Наконечник поворачиваясь вокруг продольной оси, открывает бетонолитные отверстия и бетонная смесь заполняет пространство в грунте, образующееся по мере подъема цельнометаллического раскатчика 1 замещая его бетонной смесью. В качестве бетонной смеси используют смесь классом В7,5 на крупном заполнителе фракции 2-5 мм или 5-10 мм. Причем при применении фракции крупного заполнителя 5-10 мм содержание в ней частиц размером 10 мм не должно превышать 30%. Из-за наличия избыточной воды в грунте набор проектной прочности бетонной смеси происходит медленнее, чем в нормальных воздушно-влажностных условиях. Для ускорения времени набора прочности бетонной смеси используют специальные добавки.

Цельнометаллический раскатчик 1 поднимают с заданной расчетной скоростью. Оптимальная скорость подъема раскатчика составляет 0,8-1,5 метров в минуту. Таким образом, получают заполненный бетонной смесью ствол цилиндрической скважины, а именно армопреобразующую бетонолитную набивную сваю 7. После формирования цилиндрической сваи из бетонной смеси класса не ниже В7,5 в свежеуложенную бетонную смесь вдавливают арматурный каркас 8 и производят уплотнение бетонной смеси глубинным вибратором. Вместо арматурных каркасов используют также стальные профили и отдельные стержни. Затем приступают к оформлению оголовка сваи 9 и таким образом получают готовую армопреобразующую бетонолитную набивную сваю с армированием 10.

Нагружение армопреобразующих бетонолитных набивных свай допускается после набора прочности бетоном в верхней части сваи не менее 50% от проектной прочности, а в случаи армированных каркасами или стальными профилями бетонолитных свай прочность бетона должна составлять не менее 70% от проектной.

В плане подошвы фундаментов армопреобразующие бетонолитные набивные сваи располагают в виде свайных полей, образующих армопреобразованные массивы требуемых размеров в плане и по глубине.

Источники информации

1. Патент России №2338033, кл. E02D 5/34, БИ №31, 2008 г.

1. Способ устройства армопреобразующих бетонолитных набивных свай в слабых водонассыщенных грунтах, включающий выполнение цилиндрической скважины путем вращательно-поступательного погружения раскатчика на заданную глубину с вытеснением грунта в околоскважинное пространство с помощью раскатчика и формирование при этом уплотненной зоны околоскважинного пространства скважины, заполнение цилиндрической скважины бетонной смесью, отличающийся тем, что тело армопреобразующей бетонолитной набивной сваи выполняют путем погружения цельнометаллического раскатчика, выполненного из конических и цилиндрических сегментов и снабженного продольным бетонолитным каналом и наконечником с бетонолитными отверстиями, на проектную глубину путем его вращения по часовой стрелке и прилагаемого вертикального усилия подачи вниз, затем формируют тело армопреобразующей бетонолитной набивной сваи диаметром, равным диаметру цилиндрического сегмента цельнометаллического раскатчика в направлении снизу-вверх (от забоя условной скважины к устью) путем вращения цельнометаллического раскатчика против часовой стрелки, его медленного подъема вверх с заданной расчетной скоростью и одновременной подачей бетонной смеси под давлением 4-7 атм через открывшееся отверстие в наконечнике - в грунт, при этом длину тела цилиндрической армопреобразующей бетонолитной набивной сваи, образованной медленным замещением тела цельнометаллического раскатчика бетонной смесью, определяют по формуле: lv=lr+0,5dv, где dv - диаметр поперечного сечения тела цилиндрической армопреобразующей бетонолитной набивной сваи, а бетонную смесь используют классом В7,5 на крупном заполнителе фракции 2-5 мм или 5-10 мм, причем при применении фракции крупного заполнителя 5-10 мм содержание в ней частиц размером 10 мм не должно превышать 30%.

2. Способ устройства армопреобразующих бетонолитных набивных свай в слабых водонассыщенных грунтах по п.1, отличающийся тем, что после формирования цилиндрической армопреобразующей бетонолитной набивной сваи в свежеуложенную смесь вдавливают арматурный каркас и производят уплотнение бетонной смеси глубинным вибратором.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к фундаментостроению и может быть использовано для повышения несущей способности слабых водонасыщенных грунтов природного или искусственного сложения путем формирования массива из армопреобразующих бетонолитных набивных свай с уширениями в основании фундаментов армопреобразованных массивов с заданными значениями несущей способности и устройства фундамента.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении фундаментов, конструкций укрепления откосов и дамб, берегоукреплений и гидротехнических сооружений, обладающих высокими прочностными и жесткостными характеристиками.

Изобретение относится к строительству, а именно укреплению почвы, усилению фундаментов, закреплению соединительных тяг к регулируемым анкерам. .
Изобретение относится к строительству малоэтажных зданий и сооружений, а именно к способам устройства набивных свай, преимущественно в слабых песчаных, макропористых природных и насыпных пылевато-глиняных грунтах с естественной влажностью.

Изобретение относится к области геотехнического строительства, а именно к изготовлению буронабивных и буроинъекционных свай в сложных грунтах, содержащих слабые или рыхлые, легко уплотняющиеся зоны.

Изобретение относится к области геотехнического строительства, а именно к изготовлению узла сопряжения сваи усиления с фундаментом. .

Изобретение относится к фундаментостроению, в частности к возведению свайных фундаментов на грунтовых основаниях: насыпных и естественного сложения, обладающих специфическими (просадочными, набухающими, пучинистыми, биогенными и другими) свойствами, с применением шлаков черной металлургии.

Изобретение относится к фундаментостроению, в частности к возведению свайных фундаментов на грунтовых основаниях: насыпных и естественного сложения, обладающих специфическими (просадочными, набухающими, пучинистыми, плывунными, биогенными и другими) свойствами, - с применением шлаков черной металлургии.

Изобретение относится к фундаментостроению, в частности к возведению свайных фундаментов на грунтовых основаниях: насыпных и естественного сложения, обладающих специфическими (просадочными, набухающими, пучинистыми, плывунными, биогенными и другими) свойствами с применением шлаков черной металлургии.

Изобретение относится к фундаментостроению, в частности к способам повышения несущей способности рыхлых и слабых грунтов, в том числе обладающих специфическими, просадочными, засоленными и другими свойствами.
Изобретение относится к области строительства, а именно - к технологии изготовления буровых железобетонных свай при сооружении оснований и фундаментов. Задача изобретения - исключение возможности контакта арматурного каркаса с грунтом основания путем обеспечения оперативного контроля сплошности ствола буровой сваи, контроля отсутствия в скважине пережимов, а следовательно, обеспечение надежности и долговечности сваи. Достигается это тем, что в способе сооружения формируемой в грунте буровой железобетонной сваи, включающем образование скважины, заполнение ее твердеющей, предпочтительно бетонной, смесью и погружение арматурного каркаса, контролируют, чтобы объем закачанной в скважину твердеющей смеси превышал объем извлеченного из скважины грунта, устанавливают, предпочтительно путем вывешивания над заполненной бетонной смесью скважиной, арматурный каркас или отдельную его секцию, с установленными фиксаторами защитного слоя бетона, совмещают продольную ось арматурного каркаса с продольной осью скважины, погружают каркас или секцию под собственным весом при поворотном или при возвратно-поворотном движении каркаса либо секции вокруг его продольной оси. При этом для контроля сплошности ствола всей сваи погружают до нижнего конца сваи арматурный каркас или его секцию, выполненный с габаритными размерами скважины в нижней части каркаса или его секции. А при посекционном погружении арматурного каркаса каждую очередную секцию временно вывешивают над скважиной, совмещают продольные стержни верхней и нижней секций, совмещают продольную ось очередной секции с продольной осью скважины, осуществляют стыковку верхней и нижней секций арматурного каркаса, погружают каркас на длину или на большую часть длины очередной секции. При необходимости нижние секции арматурных каркасов перед погружением охлаждают. А при несанкционированном стопорении погружения каркаса или его секции, его извлекают в скважину погружают заливочную колонну и прокачивают скважину новой бетонной смесью, после чего повторяют погружение арматурного каркаса. Или при несанкционированном стопорении погружения каркаса или его секции за счет образовавшегося пережима, каркас или его секцию извлекают, в скважину в зону стопорения погружают электродную систему и обрабатывают серией электрических разрядов, добавляя бетонную смесь, затем погружают заливочную колонну и прокачивают скважину новой бетонной смесью, после чего повторяют погружение арматурного каркаса или его секции. В качестве твердеющей смеси используют цементный раствор или пластичную мелкозернистую бетонную смесь подвижностью П4…П5, которая может содержать крупный заполнитель фракции до 10 мм. При этом в случаях, когда арматурный каркас, в процессе повторного погружения, например, после дополнительной проработки скважины, не погружается свободно, то погруженные части арматурного каркаса извлекают, и скважину перебуривают сразу или после набора бетоном минимальной прочности, обеспечивающей устойчивость стенок скважины, а после перебуривания скважины повторяют операции погружения арматурного каркаса под собственным весом. Кроме того, перед погружением арматурного каркаса в устье скважины устанавливают кондуктор. 8 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при дистанционном мониторинге состояния строительных конструкций. Заявлена система мониторинга формообразования монолитного объекта, содержащая цепочку датчиков, размещаемую в формообразующей конструкции перед процессом твердения, и линию связи, расположенную вдоль оси цепочки между ее первым и вторым концами. Цепочка содержит также множество датчиков, соединенных с линией связи между этими концами, а каждый датчик установлен в заданной позиции на линии. Каждый датчик имеет основную часть и оболочку. Основная часть датчика содержит электрический коннектор для электрического соединения электрической схемы датчика с линией связи в заданной позиции. Электрическая схема содержит температурный сенсор для мониторинга температуры рядом с заданной позицией и электронный идентификационный код, соответствующий заданной позиции датчика на оси. Система содержит также передающее устройство для избирательной передачи величин температуры и идентификационного кода. Технический результат - повышение точности и достоверности данных мониторинга. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 10 ил.

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 усилении фундаментов старых, поврежденных или требующих реконструкции зданий, так и при возведении новых зданий и сооружений. Способ устройства инъекционной сваи, согласно которому устройство скважины производят без извлечения грунта путем вдавливания в грунт перфорированной инъекторной трубы с закрепленным снизу конусным наконечником, состоящим из диска, диаметр которого превышает диаметр инъекторной трубы, и режущих пластин. В инъекторную трубу нагнетают под давлением твердеющий раствор, заполняя устроенную скважину, устье скважины тампонируют, а по достижению конусного наконечника проектной отметки и окончанию инъектирования инъекторную трубу с конусным наконечником оставляют в скважине. В грунт вдавливают инъекторную трубу с перфорированной нижней частью, нагнетание твердеющего раствора производят одновременно с вдавливанием инъекторной трубы, причем поэтапно сверху вниз по мере погружения нижней перфорированной части инъекторной трубы в процессе вдавливания. Устье скважины тампонируют перед нагнетанием твердеющего раствора сразу после вдавливания в грунт конусного наконечника инъекторной трубы. На первом этапе дополнительно обеспечивают защиту от выхода наружу нагнетаемого твердеющего раствора, например, с помощью кожуха, надетого на перфорированную часть инъекторной трубы и установленного над тампонирующим устройством, а после погружения на первом этапе перфорированной части инъекторной трубы в грунт и заполнения скважины твердеющим раствором на высоту зоны перфорации дополнительно проводят расширение полученного ствола сваи путем дополнительного нагнетания под давлением твердеющего раствора. Затем инъекторную трубу вновь вдавливают на высоту зоны перфорации с одновременным нагнетанием твердеющего раствора и последующим дополнительным расширением полученного ствола сваи. Затем операции по формированию ствола сваи на каждом последующем этапе погружения инъекторной трубы на высоту зоны перфорации повторяют вновь в той же последовательности до достижения конусного наконечника проектной отметки. Технический результат состоит в обеспечении формирования сплошного сечения ствола сваи, повышении несущей способности и технологичности изготовления в слабых грунтах. 5 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к строительству, а именно к областям промышленного, транспортного, гражданского, военного, гидротехнического, сельскохозяйственного, коммерческого строительства. Техническим результатом заявляемого способа является повышение плотности рабочего материала сваи за счет высокочастотных колебаний. Данные колебания получают с помощью вибратора, установленного на колонну шнекового снаряда. Сущность изобретения состоит в том, что способ возведения буронабивной сваи, включающий формирование скважины вращением шнекового снаряда при нагрузке его давлением, уплотнение стенок скважины при обратном вращении шнекового снаряда, подачу рабочего материала через устье скважины по внешней поверхности шнекового снаряда при обратном вращении с последующим уплотнением рабочего материала, извлечение шнекового снаряда при нагрузке его давлением путем выталкивания шнекового снаряда из скважины уплотненным рабочим материалом, перед подачей рабочий материал увлажняют либо высушивают до влажности 27-32%, доводя его консистенцию до мягкопластичной. При обратном вращении шнекового снаряда включают режим вибрации. 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для изготовления буронабивных свай. Способ изготовления буронабивных свай включает бурение скважины, накатывание на стенки скважины винтовых канавок, подачу в скважину взрывчатого вещества и твердеющего состава и уплотнение стен скважины путем вдавливания твердеющего состава в грунт взрывом. Накатывание на стенках скважины винтовых канавок производят путем возвратно-поступательного перемещения в скважине тора и штока, установленного в торе. Заполнение скважины твердеющим составом и образование винтовых канавок производят одновременно. Подачу взрывчатого вещества и подачу твердеющего состава производят во время подъема штока и тора из скважины. Твердеющий состав вдавливают в грунт штоком и тором. Технический результат состоит в повышении несущей способности сваи на действие вертикальных и горизонтальных нагрузок, снижении себестоимости изготовления сваи. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к строительству зданий и сооружений, а именно к производству подземных конструкций различного назначения в дисперсных грунтах с использованием специальных устройств, повышающих технологичность процессов их изготовления. Способ изготовления буронабивных свай заключается в предварительном бурении скважины до заданной глубины, креплении грунта стенок скважины, заполнении скважины бетонной смесью с уплотнением. Над устьем скважины устанавливают устройство технологического кондуктора, монтируют на него устройство грунтоуплотнительного блока, содержащее гибкий герметичный грунтоуплотнительный пенал, который помещают в скважину на всю ее глубину, включая забой скважины, заполняют гибкий герметичный грунтоуплотнительный пенал сжатым воздухом высокого давления, одновременно осуществляя крепление грунта стенок скважины и забоя с последующим их уплотнением в течение не менее 6 часов. Перед началом бетонирования выпускают сжатый воздух из гибкого герметичного грунтоуплотнительного пенала, затем извлекают грунтоуплотнительный блок из технологического кондуктора, монтируют на технологический кондуктор устройство бетонирующего блока со стойкой бетоноуплотнителя, содержащей гибкий герметичный бетоноуплотняющий пенал, который размещают в центре скважины, затем заполняют скважину бетонной смесью на всю ее глубину, уплотняют бетонную смесь одновременно по всему ее объему с помощью гибкого герметичного бетоноуплотняющего пенала, который наполняют сжатым воздухом высокого давления и поддерживают максимальное проектное давление на весь период полного набора прочности бетона. Верхний слой бетонной смеси в устье скважины доуплотняют глубинным вибратором, а при наборе прочности бетона не менее 30% демонтируют технологический кондуктор с бетонирующим блоком, при этом оставляя стойку бетоноуплотнителя в теле буронабивной сваи. Технический результат состоит в повышении технологичности изготовления буронабивных свай, снижении трудоемкости, материалоемкости и энергоемкости комплекса строительных процессов, сокращении продолжительности и стоимости работ. 4 н.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх