Способ возведения сваи для усиления фундамента

Авторы патента:

Сахарова Инна Дмитриевна (RU)

Казарян Вильгельм Юрьевич (RU)

E02D5/56 - винтовые сваи

Владельцы патента RU 2603314:

Общество с ограниченной ответственностью "НПП СК МОСТ" (RU)

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении свай как для новых строений, так и для реконструкции уже существующих. Способ возведения сваи для усиления фундамента включает бурение скважины с одновременной установкой сваи, бетонирование грунта и ствола сваи по всей высоте скважины. В качестве свай используют буровую сталь с продольным внутренним отверстием, которая одновременно выполняет роль инъекционной трубки, при этом сваю дополнительно снабжают спиральной навивкой (пружиной) снаружи по всей длине сваи, причем навивку выполняют из проволоки и точечно фиксируют на наружной поверхности сваи, а диаметр спиральной навивки всегда меньше диаметра наконечника. Разбуривание грунта производят специальным наконечником, закрепленным на нижнем конце сваи, причем наконечник выполняют с обеспечением возможности прохождения через него раствора бетонирования через внутренние наклонные отверстия наконечника, а диаметр наконечника всегда больше диаметра сердечника сваи. Для возведения высоких свай используют несколько отрезков буровой стали, которые объединяют между собой, например, посредством специальных хомутов. Технический результат состоит в повышении несущей способности свай с обеспечением возможности минимизации расходов, снижении трудоемкости. 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении свай как для новых строений, так и для реконструкции уже существующих.

Известен патент на изобретение РФ №2315837, МПК E02D 27/12 «Свайный фундамент и способ его возведения». Изобретение относится к области строительства, а именно к конструкциям свайных фундаментов и способам их возведения на основе составных сборных свай. Технический результат - повышение несущей способности свайного фундамента, повышение стойкости секций составных свай в местах их соединения к действию динамической нагрузки при погружении в грунт, снижение трудоемкости и материалоемкости возведения свайных фундаментов. Свайный фундамент включает погруженные в грунт составные сваи и охватывающий их ростверк. Составные сваи состоят из секций, имеющих стыковочные элементы на торцах. Секции выполнены в виде свайных модулей одного типоразмера, при этом количество свайных модулей и/или их частей в каждой составной свае зависит от глубины ее погружения, при которой несущая способность составной сваи по грунту не превышает эффективной нагрузки на составную сваю, исходя из прочности материала составной сваи на осевое сжатие. Способ возведения свайного фундамента включает погружение составных свай в грунт путем наращивания погруженной секции составной сваи следующей секцией, которую погружают на глубину в соответствии с несущей способностью грунта, с последующей срезкой выступающей части верхней секции, перемещение срезанной части на место погружения очередной составной сваи и использование ее в качестве первой погружаемой секции очередной составной сваи, после чего выполняют свайный ростверк.

Недостатком данного способа является недостаточная прочность грунта вокруг свай, в связи с этим недостаточная устойчивость самих свай.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является патент на изобретение РФ №2332540, МПК E02D 5/46 «Способ возведения буронабивной сваи-инъектора». 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.

Недостатком данного способа является необходимость использования дополнительного тяжелого оборудования, а также произведение бурения скважины и бетонирования не одновременно, что осложняет и удорожает способ установки свай.

Задачей предлагаемого изобретения является максимальное повышение несущей способности свай с обеспечением возможности минимизации расходов.

Поставленная задача решается за счет того, что способ возведения сваи для усиления фундамента включает: бурение скважины с одновременной установкой сваи, бетонирование грунта и ствола сваи по всей высоте скважины. В качестве свай используют буровую сталь с продольным внутренним отверстием, которая одновременно выполняет роль инъекционной трубки. Сваю дополнительно снабжают спиральной навивкой (пружиной), выполненной из проволоки. Спиральную навивку точечно фиксируют снаружи по всей длине сваи, при этом диаметр спиральной навивки всегда меньше диаметра наконечника. Разбуривание грунта производят специальным наконечником, закрепленным на нижнем конце сваи. Наконечник выполняют с внутренними наклонными отверстиями для обеспечения возможности прохождения через отверстия раствора бетонирования. Наконечники используют диаметром, большим диаметра сердечника сваи. Для возведения высоких свай используют несколько отрезков буровой стали, которые объединяют между собой, например, посредством специальных хомутов.

Суть заявляемого изобретения поясняется чертежами где:

На фиг. 1 - Общий вид установки для возведения сваи.

На фиг. 2 - Фрагмент грунта с установленной сваей.

На фиг. 3 - Вид наконечника в сечении.

Способ возведения сваи 1 для усиления фундамента включает: бурение скважины 2 с одновременной установкой сваи 1, бетонирование грунта 3 и ствола сваи 1 по всей высоте скважины 2. В качестве свай 1 используют буровую сталь 4 с продольным внутренним отверстием 5, которая одновременно выполняет роль инъекционной трубки 6. Сваю 1 дополнительно снабжают спиральной навивкой 7 (пружиной), выполненной из проволоки. Спиральную навивку 7 точечно фиксируют снаружи по всей длине сваи 1. Разбуривание грунта 3 производят специальным наконечником 8, закрепленным на нижнем конце сваи 1. Наконечник 8 выполняют с внутренними наклонными отверстиями 9 для обеспечения возможности прохождения через отверстия 9 раствора бетонирования 10. Наконечники 8 используют диаметром, большим диаметра сердечника 11 сваи 1. Для возведения высоких свай 1 используют несколько отрезков буровой стали 4, которые объединяют между собой, например, посредством специальных хомутов 12 (см. фиг. 1, 2).

Работы выполняют в следующей последовательности:

1. Сначала определяют место для установки сваи 1

2. Потом устанавливают буровую машину 13

3. Затем готовят раствор бетона 10 в штукатурной машине (инъекционной установке) (на фиг. не показано)

4. После чего сваю 1 (буровую сталь 4) с наконечником 8 и закрепленной на свае спиральной навивкой 7 через патрон закрепляют в буровой машине 13

5. Далее подсоединяют шланги для подачи инъекционного раствора (раствора бетона 10)

6. После этого начинают бурение с одновременной подачей инъекционного раствора (раствора бетона 10)

Для высоких свай 1:

7. после установки первого отрезка буровой стали 4 в буровую машину 13 закрепляют следующий отрезок буровой стали 4 с закрепленной на нем спиральной навивкой 7.

8. Потом объединяют два отрезка буровой стали 4 между собой, например, посредством хомута 12, либо винтовым соединением.

9. После этого продолжают бурение и одновременную цементацию ствола сваи 1 и скважины 2 вокруг нее.

В предлагаемом способе могут использовать специальный состав раствора бетонирования, где на 100% раствора:

Этот состав для бетонирования имеет все необходимые характеристики для предлагаемого способа: высокую прочность, безусадочность, водонепроницаемость, легкое уплотнение, морозостойкость и устойчивость к воздействию солей.

В предлагаемом способе возведения свай для усиления фундамента используют отрезки пустотелой буровой стали от 0,5 м до 5,0 м диаметром 22, 25 и 32 мм.

Буровую сталь используют как круглую, так и шестигранную в сечении. Использование шестигранной буровой стали предпочтительно, ее фигурная поверхность позволяет быстрее и прочнее фиксировать спиральную навивку.

Преимущество заявляемого способа по сравнению с прототипом:

1. Использование минимального набора оборудования, легкого в установке и эксплуатации, а также занимающего небольшое пространство (не требуется использование громоздкого оборудования типа крана).

2. Высокая скорость возведения свай, так как предлагаемый способ позволяет производить бурение и бетонирование сваи и скважины одновременно. Кроме того, использование буровой стали и специального наконечника позволяет устанавливать 2-3 отрезка в час (в отличие от прототипа).

3. Усиление бетонирования за счет спиральной навивки, которая дополнительно армирует скважину.

4. Безусадочность, водонепроницаемость и устойчивость к внешнему воздействию за счет использования специального раствора бетонирования.

Все вышеизложенное свидетельствует о решении поставленной задачи, а именно: максимальное повышение несущей способности свай с обеспечением возможности минимизации расходов, и о промышленной применимости.

Перечень позиций

1. Свая

2. Скважина

3. Грунт

4. Буровая сталь

5. Отверстие

6. Инъекционная трубка

7. Спиральная навивка

8. Наконечник

9. Наклонное отверстие

10. Раствор бетонирования

11. Сердечник сваи

12. Хомут

13. Буровая машина

Способ возведения сваи для усиления фундамента, включающий: бурение скважины с одновременной установкой сваи, бетонирование грунта и ствола сваи по всей высоте скважины,
отличающийся тем, что
в качестве свай используют буровую сталь с продольным внутренним отверстием, которая одновременно выполняет роль инъекционной трубки, при этом сваю дополнительно снабжают спиральной навивкой (пружиной) снаружи по всей длине сваи, причем навивку выполняют из проволоки и точечно фиксируют на наружной поверхности сваи, а диаметр спиральной навивки всегда меньше диаметра наконечника, при этом разбуривание грунта производят специальным наконечником, закрепленным на нижнем конце сваи, причем наконечник выполняют с обеспечением возможности прохождения через него раствора бетонирования через внутренние наклонные отверстия наконечника, а диаметр наконечника всегда больше диаметра сердечника сваи, при этом для возведения высоких свай используют несколько отрезков буровой стали, которые объединяют между собой, например, посредством специальных хомутов.

Изобретение относится к строительству, а именно к сборным винтовым сваям для фундаментов зданий и сооружений. Сборная винтовая свая включает ствол и по меньшей мере одну лопасть, причем ствол состоит из группы последовательно установленных друг на друга элементов, содержащих концевые элементы и промежуточные элементы, снабженные группой стыковочных отверстий.

Забивная свая // 2595127

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению. Забивная свая включает винтовой ствол, который выполнен по периметру в виде пустотелой конической винтовой поверхности, изготовленной из полос криволинейной формы различного порядка и степени кривизны с центрами, расположенными снаружи поперечного сечения пустотелой конической винтовой поверхности с образованием по ее периметру многозаходных винтовых поверхностей вогнутой формы с винтовыми линиями и винтовыми канавками снаружи винтовой поверхности с разными размерами по ширине полос с увеличением их по длине конической винтовой поверхности.

Винтовая свая // 2587399

Изобретение относится к строительству, в частности к сооружению свайных фундаментов. Винтовая свая включает ствол с наконечником на одном конце и функциональным оголовком, жестко закрепленным на другом ее конце, содержащий спиральные участки.

Винтовая свая // 2583793

Винтовая свая в грунте // 2571873

Изобретение относится к строительству, в частности к конструкциям винтовых свай, и может быть использовано в различных грунтовых условиях. Винтовая свая в грунте содержит полый ствол и грунт с ее внешней стороны, причем ствол оснащен винтовыми лопастями и в нижней части ствола сваи выполнены отверстия, а прилегающий к свае грунт выполнен разрыхленным.

Винтовая свая в грунте со съемным наконечником // 2571869

Изобретение относится к строительству, в частности к конструкциям винтовых свай для различных грунтовых условий. Винтовая свая в грунте со съемным наконечником содержит полый ствол и грунт с ее внешней стороны, причем ствол оснащен полым съемным наконечником, имеющим верхнюю цилиндрическую и нижнюю коническую части и оснащенным в конической части по крайней мере одной винтовой лопастью.

Винтовая свая // 2570584

Изобретение относится к строительству, а именно к средствам, применяемым для возведения фундаментов для малоэтажного строительства (домов из бруса, бревна, кирпича, газобетона и др.), а также при строительстве мостов, зданий, линий электропередач и прочих сооружений, а также для реконструкции аварийных фундаментов.

Способ возведения винтовой сваи в грунте со съемным наконечником // 2570583

Изобретение относится к строительству, в частности к способам возведения винтовых свай. Технический результат - повышение надежности винтовой сваи в грунте в процессе ее эксплуатации.

Свая винтовая шприцевидная // 2569654

Изобретение относится к строительству, в частности к конструкциям винтовых свай, и может быть использовано в различных грунтовых условиях для строительства средних и легких по весу объектов, например дорожных знаков, информационных щитов, беседок, опор электрических линий и т.д.

Винтовая свая // 2565621

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению. Для облегчения погружения ствола в грунт, упрощения изготовления и расширения технологических возможностей, повышения жесткости и виброустойчивости в винтовой свае, включающей винтовой ствол, винтовой ствол выполнен по периметру в виде пустотелой цилиндрической винтовой поверхности с наружными напусками в виде винтовых лопастей по всей длине винтовой поверхности, изготовленной из трех или более прямоугольных полос, одинаковых по ширине и по длине, вогнутой или выпуклой формы относительно оси винтовой поверхности, свернутых в вертикальной плоскости в продольном направлении и изогнутых по винтовым линиям в поперечном направлении на цилиндрической оправке и соединенных между собой с образованием по периметру винтовой поверхности напусков в виде винтовых лопастей по всей длине винтовой поверхности, винтовых линий и винтовых криволинейных поверхностей в виде винтовых канавок вогнутой или выпуклой формы относительно оси винтовой поверхности с центрами кривизны, расположенными снаружи или внутри поперечного сечения винтовой поверхности.

Стационарное техническое средство противопожарной охраны // 2604886

Изобретение относится к производству стационарных технических средств противопожарной охраны, устанавливаемых преимущественно в пожароопасных регионах на равнинной и горной местности. Стационарное техническое средство противопожарной охраны выполнено в виде вертикально установленного стержня, несущего информацию о местоположении, верхняя часть которого снабжена автономным устройством, содержащим корпус, солнечную батарею, электрически связанную с аккумулятором электрической энергии, плату с микросхемой для беспроводного подключения к местной/глобальной системе связи, датчик дыма. Технический результат состоит в обеспечении оперативного реагирования на очаг возгорания, расширении арсенала технических средств противопожарной безопасности. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Свая забивная // 2622966

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению. Для облегчения погружения ствола в грунт, упрощения изготовления и расширения технологических возможностей забивная свая включает винтовой ствол, выполненный пустотелым и по периметру смонтированный из направляющих элементов, изготовленных в виде трех прямоугольных полос с напусками, согнутых попеременно в противоположные стороны под углом 140° по надрезам, выполненным под углом 60° друг к другу и к продольным кромкам полос с образованием по длине полосы равносторонних треугольников, расположенных попеременно в противоположные стороны. Полосы соединены одна с другой по продольным кромкам под углом 70° с образованием по внутреннему периметру трех ломаных винтовых канавок основного направления и одной ломаной винтовой канавки противоположного направления; по наружному периметру - трех ломаных винтовых линий основного направления и одной ломаной винтовой линии противоположного направления, в точках излома которых расположены места схождения сторон шести равносторонних треугольников. По периметру винтового ствола образованы напуски прямоугольной формы расположенные последовательно друг за другом по ломанным винтовым линиям основного направления.

Способ погружения винтовых свай в вечномерзлый грунт // 2630338

Изобретение относится к строительству оснований и фундаментов в районах распространения вечномерзлых грунтов. Способ погружения винтовых свай в вечномерзлый грунт включает пробуривание в грунте на проектную глубину лидерной скважины, завинчивание в нее винтовой сваи с одной или несколькими лопастями. Диаметр лидерной скважины пробуривают на несколько мм больше фактического максимального размера ствола сваи. Все лопасти жестко соединяют со стволом сваи по одной винтовой линии. Нижнюю лопасть изготавливают из двух жестко соединенных одновитковых частей: первой (заходной) части толщиной Т, с диаметром лопасти, увеличивающимся снизу вверх по линейной зависимости до величины D, и верхней части толщиной t, меньшей Т на несколько мм, изготавливаемой с постоянным диаметром лопасти d, меньшей D на несколько мм, остальные лопасти изготавливают толщиной t и диаметром лопастей d. После погружения винтовой сваи до проектной отметки узкое пространство между стволом сваи и стенками скважины заполняют заполнителем с последующим замораживанием до температуры окружающего природного вечномерзлого грунта. В процессе завинчивания осевую нагрузку на сваю изменяют таким образом, чтобы величина трения грунта о лопасти была минимальной. Технический результат состоит в обеспечении возможности погружения винтовых свай за счет уменьшения сопротивления вечномерзлых грунтов их завинчиванию, повышении несущей способности винтовой сваи. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Бетонная винтовая свая и способ ее монтажа // 2646282

Изобретение относится к области строительства, а именно к элементам фундамента зданий, опор линий электропередач, опор контактной сети, вышек сотовой связи, ограждений, анкерных закреплений, в опорах временных мостов, трубопроводов, причалов и пр. Бетонная винтовая свая содержит полый ствол из бетона, внутри которого коаксиально расположена полая профильная металлическая труба, обвитая конструкционной арматурой и выполненная с возможностью установки в ее полость внутреннего ключа для закрутки, при этом оконечная часть сваи содержит буровой виток, выполненный металлическим. Технический результат состоит в повышение надежности конструкции бетонной винтовой сваи за счет обеспечения равномерности прилагаемых усилий при завинчивании сваи в грунт, снижении трудоемкости установки сваи в грунт. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.