Способ изготовления набивной сваи и устройство для его осуществления

Изобретение относится к строительству, в частности, к возведению одиночных грунтово-конструктивных набивных трубчато-заполненных свай для строительства свайных фундаментов промышленных и гражданских зданий и сооружений. Способ изготовления набивной трубчатой сваи включает образование в грунте скважины, размещение в ней арматурного каркаса, установку в нем открытого по торцам полого элемента, диаметр которого меньше диаметра скважины на толщину стенки сваи, подачу сухой бетонной смеси в пространство между стенкой скважины и полым элементом и одновременной укладкой дренирующего материала, уплотнение сухой бетонной смеси, дренирующего материала и грунта, извлечение полого элемента из скважины, водонасыщение дренирующего материала и сухой бетонной смеси. С целью повышения производительности изготовления сваи и достижения максимальной несущей способности грунта основания, окружающего конус и ствол сваи, в пространство, между стенкой скважины и трубой формующей колонны, укладывают сухую бетонную смесь и одновременно в полость трубы и конического раструба рабочего органа дренирующий материал на всю высоту ствола сваи до устья скважины. Извлекают из скважины формующую колонну на расчетную высоту, при этом коническим раструбом рабочего органа осуществляется уплотнение сухой бетонной смеси, с ее помощью производится дополнительное грунтовытеснение скважины и грунтоуплотнение основания с образованием в нем пяти зон состояний предельных равновесий предварительно максимального напряжения грунта и сохранения его уплотняемым дренирующим материалом. Отсоединяют элементарную секцию от трубы колонны и от гидроцилиндра, засыпают дополнительную порцию дренирующего материала в свободные полости двух элементарных секций, соединяют гидроцилиндр с трубой колонны, осуществляют ее подъем на расчетную высоту, далее процесс изготовления сваи до устья скважины производят повторением вышепримененных операций. После твердения бетона трубчатой оболочки сваи осуществляют оформление опалубки ее оголовка с укладкой в нее бетонной смеси литой консистенции. Технический результат состоит в обеспечении новых взаимодействий набивной составной грунтово-конструктивной трубчато-заполненной сваи с несущим предварительно предельно грунтонапряженным основанием, повышении качества, надежности, несущей способности основания, технико-экономической эффективности и конкурентной способности. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

 

Группа изобретений относится к строительству, в частности, к возведению одиночных грунтово-конструктивных набивных трубчато-заполненных свай для строительства свайных фундаментов промышленных и гражданских зданий и сооружений.

Известны способ изготовления набивной трубчатой сваи и устройство для его осуществления, включающих образование в грунте скважины, размещение в ней уплотняющего открытого по торцам полого элемента, диаметр которого меньше диаметра скважины на толщину стенки трубчатой сваи, подачу бетонной смеси в пространство между стенками скважины и полым элементом с ее уплотнением и с одновременной укладкой дренирующего материала в полость элемента и извлечением его из скважины (см. патент Японии №37-16119, кл. 86АЗ, 1962). Недостатком способа и устройства для его реализации является обеспечение уплотнением бетонной смеси незначительного напряжения обжатия ствола сваи окружающим его грунтом по экспериментальным и расчетным данным, примерно, до σ1-2=60 кПа при физически максимально возможном предельном напряжении грунта основания сваи σ1-5 равным, примерно, 300 кПа, где σ1-5 - максимальные напряжения пяти зон состояний предельных равновесий грунта (см. Борозенец, Л.М. Геотехника фундаментостроения и грунтоустойчивости: монография / Л.М. Борозенец. - Тольятти,: ТГУ, 2015. - 588 с.).

Наиболее близким техническим решением является способ возведения набивной трубчатой сваи, включающий: образование в грунте скважины; установку в нее открытого по торцам полого элемента диаметром меньше диаметра скважины на толщину засыпного слоя сухой бетонной смеси стенки ствола трубчатой сваи с коническим расширителем для уплотнения и формующим цилиндром в его нижней части, диаметр которого меньше диаметра скважины на толщину стенки трубчатой сваи; осуществляют засыпку в забой скважины слоя сухой бетонной смеси для закрытия нижнего торца трубчатой сваи и подачу ее в пространство между стенками скважины и полым элементом с одновременным заполнением дренирующим материалом полости элемента и извлечение его из скважины; при этом укладку сухой бетонной смеси и дренирующего материала производят по глубине скважины порциями; после укладки каждой порции внутри полого элемента в пространстве камеры над дренирующим материалом размещают заряд взрывчатого вещества и герметизируют верхний торец полого элемента; уплотнение сухой бетонной смеси коническим расширителем и формирование трубчатого ствола сваи цилиндрическим нижним концом полого элемента, а также извлечение его производят посредством взрыва заряда; после укладки сухой бетонной смеси до устья скважины осуществляют ее увлажнение путем подачи воды в дренирующий материал, (см. Авторское свидетельство на изобретение SU №1045652 А МПК E02D 27/10, E02D 5/38, 1981 «Способ возведения набивной трубчатой сваи»; автора Борозенец Л.М.; заявка: 3301603/29-33, 10.04.1981), принят за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, принятого за прототип, относят то, что уложенный в забое скважины слой бетона жестко закрывает нижний торец трубчатой сваи и исключает дренирующий материал из работы на сжатие совместно с трубчатым стволом сваи; способ требует значительных временных и трудовых затрат, связанных с пооперационной последовательной засыпкой дозированных порций сухой бетонной смеси и дренирующего материала; создание уплотнением сухой бетонной смеси, дренирующего материала и окружающего ствол сваи грунта напряжения, примерно, σ1-3=120 кПа при физически максимально возможном предельном напряжении грунта основания сваи σ1-5 равным около 360 кПа.

Известно устройство для осуществления способа, включающее: полый элемент с открытыми торцами диаметром меньше диаметра скважины на толщину засыпного слоя сухой бетонной смеси с коническим раструбом для уплотнения и формующим цилиндром в его нижней части, рабочий диаметр которого меньше диаметра скважины на толщину стенки ствола трубчатой сваи; камеру взрывания заряда взрывчатого вещества и затвор-зарядоноситель для герметизации верхнего открытого торца полого элемента (см. Авторское свидетельство на изобретение SU №1045652 А МПК E02D 27/10, E02D 5/38, 1981 «Способ возведения набивной трубчатой сваи»; автора Борозенец Л.М.; заявка: 3301603/29-33, 10.04.1981), принято за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относят то, что геометрические параметры полого элемента и формующего ствол трубчатой сваи цилиндра в его нижнем торце не предусмотрены для достижения физически максимально возможного предварительного предельного напряжения окружающего ствол трубчатой сваи грунта, например, до σ1-5=360 кПа путем дополнительного увеличения диаметра скважины до расчетного значения при помощи механического ее грунтовытеснения и уплотнения окружающего грунта посредством сжимаемой сухой бетонной смеси.

Сущность изобретения заключается в следующем. Заявляемая группа изобретений направлена на решение задачи - внедрение в строительное производство набивных составных грунтово-конструктивных трубчато-заполненных свай, реализующих физически максимально возможную несущую способность грунтов их оснований, состоящих из несущего грунтового строительного элемента сваи - грунтоуплотненного ядра в виде кругового конуса, формируемого грунтовытесняющим статическим воздействием давления формующей колонны дренирующего материала и торца трубы ствола сваи; из несущего конструктивного строительного элемента сваи плотно сопряженного ее нижним торцом с основанием кругового конуса уплотненного ядра грунта, включающего железобетонную трубчатую оболочку ствола сваи, дренирующий материал, размещенный в полости оболочки и оголовок сваи.

Технический результат - осуществление новых условий взаимодействия сухой бетонной смеси с грунтом, окружающим исходную скважину, дренирующего материла с сухой бетонной смесью, уложенных на всю глубину скважины от ее устья; рабочего органа конусно-цилиндрического формы, элементарных секций трубы и секции гидроцилиндра, жестко связываемых между собой с помощью быстроразъемного соединения в формующую колонну; грузоподъемного крана и гидроцилиндра одновременно извлекающих формующую колонну с одинаковой заданной скоростью; скорость движения штока гидроцилиндра в процесс уплотнения дренирующей смеси в два раза превышает скорость подъема корпуса гидроцилиндра, при этом шток гидроцилиндра опускается вниз на длину двух элементарных секций трубы, а корпус одновременно поднимается вверх на длину одной элементарной секции; созданного грунтовытеснением несущего грунтового строительного элемента сваи с его качественно-улучшенным уплотнением грунтовым основанием; дренирующего материала с внутренней поверхностью трубчатой железобетонной оболочки ствола сваи и с ее оголовком под действием сжатия контактным давлением отпора грунта через открытый нижний торец оболочки; боковой поверхности кругового конуса и ствола сваи с предварительно предельно-напряженными зонами пяти состояний предельных равновесий окружающего и обжимающего грунта; реализация вышеуказанных взаимодействий значительно повысит устойчивость, несущую способность, качество, надежность, технико-экономическую эффективность и конкурентную способность набивной составной грунтово-конструктивной трубчато-заполненной сваи.

Указанный единый технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту-способу достигается тем, что составную сваю возводят из несущих грунтового и конструктивного строительных элементов, грунтовый строительный элемент, или уплотненное ядро грунта, формируется в виде перевернутого кругового конуса статическим грунтовытесняющим давлением собственного веса формующей колонны, столба дренирующего материала, заполняющего полость трубы формующей колонны, трубчатой оболочки ствола сваи и дополнительным принудительным давлением ее уплотнения от действия штока гидроцилиндра, при этом вокруг конуса образуется пять зон 1…5 состояний предельных равновесий, имеющих предварительные максимальные напряжения от значений σ11 до σ55, которые суммарно действуют на боковую поверхность конуса в значениях Σσi1-5, и Στi1-5 причем значения σ1-51-5, таким образом круговой конус определяет несущую способность нижнего конца сваи Fdб.п.τ1-5, и проявляет контактный отпор грунтового основания конуса σq=Fdн.к., который сжимает столб дренирующего материала и железобетона трубчатого ствола по длине сваи до ее оголовка раздельно; конструктивный элемент включает железобетонную трубчатую оболочку и дренирующий материал-заполнитель, трубчатую оболочку выполняют после опускания в подготовленную исходную скважину диаметром DC1 с концентричным расположением арматурного каркаса и формующей колонны, предварительно смонтированной из цилиндро-конического раструба рабочего органа и элементарных секций трубы колонны, засыпкой сухой бетонной смеси между стенкой скважины и наружной поверхностью трубы формующей колонны сразу на всю глубину скважины и дренирующего материала в полость колонны также на всю ее длину, наращивают трубу колонны секцией трубы, содержащей внутри гидроцилиндр, с помощью быстроразъемного жесткого соединения стыка, грузоподъемным краном и гидроцилиндром извлекают формующую колонну на высоту h, при этом цилиндро-коническим раструбом рабочего органа производится уплотнение сухой бетонной смеси и грунтовытеснение исходной скважины от диаметра DC1, до расчетного диаметра DC, с одновременной переукладкой дренирующего материала в полости трубчатой оболочки диаметром Dd и уплотнением его давлением от собственного веса и штока гидроцилиндра, равного силе подъема его корпуса, в верхней части колонны штоком гидроцилиндра дренирующий материал продавливается из двух элементарных секций на глубину 2h, отсоединяют одну элементарную секцию, извлеченную из скважины, от трубы колонны и от гидроцилиндра, засыпают дозу дренирующего материала в объем двух пустых элементарных секций до обреза трубы, соединяют в стыке секцию трубы гидроцилиндра с трубой колонны включают извлечение формующей колонны на следующую высоту h, далее операции продолжаются до выхода рабочего органа из скважины, водонасыщают дренирующий материал для пропитки сухой бетонной смеси и последующего ее твердения, после набора прочности бетона оформляют оголовок сваи из литой бетонной смеси для жесткого закрытия верхнего торца трубчатого ствола сваи. По боковой поверхности ствола сваи на длине действуют также, как и на корпус, предварительные максимальные напряжения σ1-51-5 обжатия пяти зон 1…5 состояний предельных равновесий, а на глубину напряжения изменяются от σd до σ1-51-5, таким образом, произведения значений указанных напряжений на соответствующие площади боковой поверхности ствола сваи и кругового конуса определяют физически максимально возможную несущую способность ее грунтоуплотненного основания.

Указанный единый технический результат при осуществлении группы изобретений по объекту-устройству достигается тем, что формующая колонна состоит из рабочего органа, набора элементарных секций и гидроцилиндра, рабочий орган включает отрезок трубы колонны диаметром D1, снабженный быстроразъемным соединением в виде одного витка прямоугольной резьбы сечением 10(h) × 20(b) мм, раструб уплотнения в виде усеченного конуса и отрезок формующего цилиндра диаметром Dd, элементарная секция принята длиной h равной высоте извлечения рабочего органа за одну операцию и снабжена по торцам элементарными быстроразъемного соединения, диаметр D1 секции принят меньше диаметра Dd формующего цилиндра на значение расчетной разности DC и DC1, секция трубы для размещения гидроцилиндра содержит петлю для подвески на кран и в нижнем торце элемент быстроразъемного соединения, корпус гидроцилиндра жестко соединен с трубой в ее верхнем закрытом торце, длина рабочего хода штока гидроцилиндра принята равной 3h из расчета подъема корпуса гидроцилиндра с трубой на отрезок h относительно уровня дневной поверхности грунта и выхода штока из гидроцилиндра на 2h для уплотнения дренирующего материала, при этом скорость извлечения формующей колонны краном и корпусом гидроцилиндра принимаются равными по величине, а скорость перемещения штока гидроцилиндра в два раза превышает скорость его корпуса.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков, перечисленных выше, и вышеуказанным техническим результатом. Образование под нижним торцом сваи давлением собственного веса столба дренирующего материала, формующей колонны и сухой бетонной смеси и давлением штока гидроцилиндра грунтоуплотненного ядра в виде кругового конуса, с углом при вершине равным значению двум углам внутреннего трения грунта ϕ, и формование круговым конусом наибольших напряжений σ1-51-5 пяти зон состояний предельных равновесий 1…5 окружающих его боковую поверхность, обусловливают его физически максимально возможную несущую способность, поэтому названным присоединенным к нижнему торцу сваи, ее несущим строительным грунтовым элементом. Укладка сухой бетонной смеси между стенками исходной скважины и колонны, дренирующего материала в полостях рабочего органа и трубы колонны одновременно на всю глубину скважины и длину колонны способствует сокращению временных и трудовых затрат. Уплотнение сухой бетонной смеси с дополнительным грунтовытеснением исходной скважины до размера расчетной скважины и одновременной переукладкой и уплотнением дренирующего материала, заполняющего объем полости трубы колонны и рабочего органа давлением собственного веса его столба и штока гидроцилиндра с фиксацией и сохранением предварительно сформированных максимальных по значению напряжений в пяти зонах состояний предельных равновесий грунта окружающего ствол сваи, обеспечивает достижение физически максимально возможной несущей способности грунтоуплотненного таким образом основания по боковой поверхности ствола сваи. Уменьшение длины трубы колонны, извлекаемой из скважины, удалением элементарных секций, укладка дополнительной дозы дренирующего материала в объем двух освобождаемых от него штоком гидроцилиндра элементарных секций и жесткое закрытие верхнего торца трубы колонны ее секцией с гидроцилиндром повышают производительность изготовления сваи. Повышение предельным уплотнением сухой бетонной смеси монолитности и плотности бетона трубчатого ствола сваи исключением присутствия пузырьков воздуха в нем, как концентраторов напряжений, его качества и прочности, следовательно, уменьшения расхода бетона. Применение открытого торца трубчатого ствола сваи позволяет включить его в раздельную работу на сжатие наряду со столбом дренирующего материала, что уменьшает расход бетона на трубчатый ствол сваи. Устройство в виде грузоподъемного крана и составной формующей колонны, включающей рабочий орган, элементарные секции трубы и секцию трубы для гидроцилиндра, объединяемых друг с другом при помощи быстроразъемных резьбовых элементов соединения, позволяющих оперативно уменьшать длину колонны при извлечении ее из скважины, что обеспечивает простоту его работы и повышает производительность. Разность размеров радиусов основания конуса Rd и его усечения R1 рабочего органа равняется значению дополнительного грунтовытеснения исходной скважины от DC1 до DC, что осуществляет при извлечении формующей колонны уплотнение сухой бетонной смеси, дополнительное грунтовытеснение скважины, грунтоуплотнение основания сваи и формирование максимальных напряжений пяти зон состояний предельных равновесий. Гидроцилиндр, размещенный в секции трубы колонны, жестко соединенной с ней, совместно с грунтоподъемным краном участвует в извлечении формующей колонны с одновременным продавливанием и уплотнением дренирующего материала в полости трубчатого ствола сваи, чем уменьшаются технико-экономические затраты используемого в работе крана. Скорость подъема корпуса гидроцилиндра принята равной скорости извлечения формующей колонны грузоподъемным краном на высоту, равную длине элементарной секции трубы, а скорость выдвижения штока гидроцилиндра при продавливании и уплотнении дренирующего материала в двух элементарных секциях трубы в два раза большей скорости его корпуса, что обеспечивает постоянное расчетное давление гидроцилиндра на дренирующий материал и исключение деформации ствола сваи при выходе рабочего органа из слоя слабого грунта в слой более прочного и, следовательно, повышение качества изготовления свай.

Заявленная группа изобретений соответствует требованию их единства, поскольку эта группа образует единый замысел, причем заявленный объект группы - способ изготовления набивной трубчатой сваи при его осуществлении предназначен в совокупности для формирования несущего грунтового строительного элемента и изготовления несущего конструктивного строительного элемента; заявленный объект группы - устройства для осуществления способа при его применении предназначен в совокупности для получения грунтоуплотненного кругового конуса, т.е. несущего грунтового строительного элемента и трубчато-заполненного ствола сваи, т.е. несущего конструктивного строительного элемента.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления каждого объекта заявленной группы изобретений с получением вышеуказанного технического результата. По объекту-способу отмечается, что изготовление составной сваи производят из ее несущего грунтового строительного элемента, формируемого вытеснением и уплотнением грунта давлением формующей колонны, сухой бетонной смеси и столба дренирующего материала, рассматриваемого как уплотненное ядро, в виде кругового конуса из максимально уплотненного грунта в его объеме; из несущего конструктивного строительного элемента сваи, изготавливаемого из железобетона и дренирующего материала-заполнителя; по объекту-устройству для осуществления способа изготовления сваи отмечается, что монтаж составной формующей колонны выполняется из рабочего органа, элементарных секций трубы, деталей гидроцилиндра, выполняемых из стальных труб и поковок; набивная составная грунтово-конструктивная трубчато-заполненная свая производится из присоединенного кругового конца уплотненного грунта, железобетонного трубчатого ствола и столба уплотненного дренирующего материала-заполнителя.

По объекту-устройству для реализации способа изготовления сваи или составной формующей колонны с грузоподъемным краном, в целом на фиг. 1 изображен его вертикальный разрез, на фиг. 2 - поперечное сечение А-А по фиг. 1; на фиг. 3 - вертикальный разрез сваи, на фиг. 4 - поперечное сечение Б-Б по фиг. 3.

В грунте образуют исходную скважину 1 диаметром DC1, в ней размещают соосно арматурный каркас 2, с последующим размещением в нем концентрично составной формующей колонны 3, укладывают сухую бетонную смесь 4 засыпной плотности, между стенками исходной скважины 1 и формующей колонны 3 на всю глубину скважины до ее устья с использованием воронки 5, одновременно укладывают дренирующий материал-заполнитель 6 в полости рабочего органа 7 и составной трубы 8 из элементарных секций 9 с помощью воронки 10, на всю высоту трубы до ее обреза, верхний торец трубы 8 жестко закрывается секцией трубы 11 с размещенным в ней гидроцилиндром 12, все элементы 7, 8 и 11 составной формующей колонны 3 жестко монтируются друг с другом быстроразъемным резьбовым соединением 13 с помощью рычажных накидных ключей, при извлечении колонны 3 из скважины 1 на высоту, равную длине элементарной секции 8 грузоподъемным краном 14 совместно с гидроцилиндром 12 усеченный конус 15 рабочего органа 7 уплотняет сухую бетонную смесь 4 и одновременно дополнительно расширяет исходную скважину 1 от диаметра DC1 и грунтовытесняет рабочую скважину 16 до расчетного диаметра DC, цилиндр 17 рабочего органа 7 диаметром Dd формует полость 18 трубчатого ствола сваи, из уплотненной сухой бетонной смеси 19, при этом вокруг ствола сваи 20 формируются зоны 1…5 состояний предельных равновесий грунтоуплотняемого основания А с предварительными максимальными напряжениями σ1…σ5 равными τ1…τ5. В процессе изготовления несущего конструктивно строительного элемента Б составной сваи под его нижним концом 21 формируется несущий грунтовый строительный элемент В с уплотнением грунта основания А давлением собственного веса формующей колонны 3, трубчатой оболочки сухой бетонной смеси 4, столба дренирующего материала 6 и принудительным давлением гидроцилиндра 12 с формированием грунтоуплотненного ядра в виде кругового конуса 22 и зон 1…5 состояний предельных равновесий грунта с предварительными максимальными напряжениями σ1…σ5, равными τ1…τ5. Верхний торец трубчатой оболочки 23 жестко закрывается железобетонным оголовком 24. Таким образом, обжатие боковых поверхностей ствола сваи и ее кругового конуса осуществляется предварительными максимальными напряжениями грунтоуплотненного несущего основания А.

Заявленная группа изобретений предназначена для применения при изготовлении набивных составных грунтово-конструктивных трубчато-заполненных свай в строительстве свайных фундаментов промышленных и гражданских зданий и других сооружений. В настоящее время известны все средства и методы для осуществления заявленной группы изобретений.

Использование группы изобретений ведет к расширению области применения в условиях плотной городской застройки указанных решений, к достижению физически максимально возможной несущей способности предварительно грунтонапряженных оснований, к снижению затрат на строительство и к сокращению сроков строительства свайных фундаментов зданий и прочих сооружений путем изготовления набивных составных свай из несущего грунтового строительного элемента, формируемого в грунте в процессе изготовления несущего конструктивного элемента, включающего железобетонную трубчатую оболочку ствола сваи, заполненную несущим дренирующим материалом и несущий оголовок, жестко соединенных между свай.

На основании новизны технических решений группы изобретений для изготовления набивных составных трубчато-заполненных свай осуществляются новые условия взаимодействия между: несущими грунтовым и конструктивным строительными элементами сваи и их несущим грунтонапряженным основанием; рабочим органом, элементарными секциями и гидроцилиндром составной формующей колонны; рабочим органом, сухой бетонной смесью, вытесняемым уплотняемым и напрягаемым грунтом и дренирующим материалом; дренирующим материалом-заполнителем, железобетонной трубчатой оболочкой сваи и с ее оголовком.

1. Способ изготовления набивной трубчатой сваи, включающий образование в грунте скважины; размещение в ней арматурного каркаса; установку в нем открытого по торцам полого элемента, диаметр которого меньше диаметра скважины на толщину стенки сваи; подачу сухой бетонной смеси в пространство между стенкой скважины и полым элементом и одновременной укладкой дренирующего материала; уплотнение сухой бетонной смеси, дренирующего материала и грунта; извлечение полого элемента из скважины; водонасыщение дренирующего материала и сухой бетонной смеси, отличающийся тем, что с целью повышения производительности изготовления сваи и достижения максимальной несущей способности грунта основания, окружающего конус и ствол сваи, в пространство, между стенкой скважины и трубой формующей колонны, укладывают сухую бетонную смесь и одновременно в полость трубы и конического раструба рабочего органа дренирующий материал на всю высоту ствола сваи до устья скважины; извлекают из скважины формующую колонну на расчетную высоту, при этом коническим раструбом рабочего органа осуществляется уплотнение сухой бетонной смеси, с ее помощью производится дополнительное грунтовытеснение скважины и грунтоуплотнение основания с образованием в нем пяти зон состояний предельных равновесий предварительно максимального напряжения грунта и сохранения его уплотняемым дренирующим материалом; отсоединяют элементарную секцию от трубы колонны и от гидроцилиндра; засыпают дополнительную порцию дренирующего материала в свободные полости двух элементарных секций; соединяют гидроцилиндр с трубой колонны; осуществляют ее подъем на расчетную высоту; далее процесс изготовления сваи до устья скважины производят повторением вышепримененных операций; после твердения бетона трубчатой оболочки сваи осуществляют оформление опалубки ее оголовка с укладкой в нее бетонной смеси литой консистенции.

2. Устройство для осуществления способа в виде формующей колонны, включающее трубу с открытыми торцами, жестко соединенную в нижнем торце с уплотняющим коническим раструбом рабочего органа, снабженным на нижнем конце отрезком цилиндра, уплотняющим сухую бетонную смесь и формующим внутреннюю поверхность полости трубчатой оболочки сваи и закрывающий верхний торец трубы элемент, жестко с ней соединенный, отличающееся тем, что формующая колонна состоит из трубы с открытыми торцами, собираемая из элементарных секций, сопрягаемых жестко друг с другом с помощью быстроразъемных соединений, содержащих один виток резьбы прямоугольного сечения с размером 10(h) × 20(b) мм; формующего рабочего органа, предусмотренного в соответствии с расчетными геометрическими параметрами, определяемыми необходимостью дополнительного грунтовытеснения скважины и грунтоуплотнения основания для предварительного формирования зон пяти состояний предельных равновесий максимально напряженного грунта, включающего отрезок трубы колонны, снабженного в верхнем торце резьбовым элементом быстроразъемного соединения, раструб в виде усеченного конуса и отрезок формующего цилиндра, жестко связанного с его основанием; гидроцилиндра, соосно размещенного в полости отдельной секции трубы колонны и верхним торцом корпуса гидроцилиндра, жестко соединенного с закрывающим верхний открытый торец секции трубы фланцем, содержащим петлю для подвески на грузоподъемный кран, и с открытым для выхода штока гидроцилиндра нижним торцом, оборудованным резьбовым элементом быстроразъемного соединения, при этом длина хода штока гидроцилиндра равна длине трех элементарных секций трубы, а длина выхода штока при извлечении формующей колонны равна длине двух элементарных секций трубы колонны, скорость подъема корпуса гидроцилиндра равняется скорости подъема ее краном, а скорость выхода штока гидроцилиндра в два раза превышает скорость подъема его корпуса, формующая колонна извлекается на высоту, равную длине одной элементарной секции трубы, а шток гидроцилиндра продавливает и уплотняет дренирующий материал в трубе на глубину, равную двум длинам ее элементарных секций.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к строительству, в частности к технологии изготовления буронабивных свай, и может быть использовано для создания свайных оснований для подземных и наземных многоуровневых зданий и сооружений различного назначения, в том числе, возводимых полузакрытым способом в стесненных условиях.

Изобретение относится к строительству, в частности к технологии изготовления буровых железобетонных колонн, и может быть использовано для создания свайных оснований для подземных и наземных многоуровневых зданий и сооружений различного назначения, в том числе возводимых полузакрытым способом в стесненных условиях.
Изобретение относится к строительству, в частности к способам устройства кольцевых свай под переходы, через водные преграды для автомобильных и ж/д переходов. Способ устройства набивной сваи оболочки включает погружение трубчатого сердечника и трубчатого штампа с образованием кольцевой полости, заполняемой бетоном, с последующим извлечением под вибровоздействием сердечника с одновременным при этом уплотнением грунтовой пробки.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении фундаментов, обладающих высокими прочностными и жесткостными характеристиками, преимущественно основания и фундаментов гидротехнических сооружений.

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.

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 для образования скважин при возведении буронабивных свай. .

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 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.

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

Изобретение относится к строительству, в частности, к возведению одиночных грунтово-конструктивных набивных трубчато-заполненных свай для строительства свайных фундаментов промышленных и гражданских зданий и сооружений. Способ изготовления набивной трубчатой сваи включает образование в грунте скважины, размещение в ней арматурного каркаса, установку в нем открытого по торцам полого элемента, диаметр которого меньше диаметра скважины на толщину стенки сваи, подачу сухой бетонной смеси в пространство между стенкой скважины и полым элементом и одновременной укладкой дренирующего материала, уплотнение сухой бетонной смеси, дренирующего материала и грунта, извлечение полого элемента из скважины, водонасыщение дренирующего материала и сухой бетонной смеси. С целью повышения производительности изготовления сваи и достижения максимальной несущей способности грунта основания, окружающего конус и ствол сваи, в пространство, между стенкой скважины и трубой формующей колонны, укладывают сухую бетонную смесь и одновременно в полость трубы и конического раструба рабочего органа дренирующий материал на всю высоту ствола сваи до устья скважины. Извлекают из скважины формующую колонну на расчетную высоту, при этом коническим раструбом рабочего органа осуществляется уплотнение сухой бетонной смеси, с ее помощью производится дополнительное грунтовытеснение скважины и грунтоуплотнение основания с образованием в нем пяти зон состояний предельных равновесий предварительно максимального напряжения грунта и сохранения его уплотняемым дренирующим материалом. Отсоединяют элементарную секцию от трубы колонны и от гидроцилиндра, засыпают дополнительную порцию дренирующего материала в свободные полости двух элементарных секций, соединяют гидроцилиндр с трубой колонны, осуществляют ее подъем на расчетную высоту, далее процесс изготовления сваи до устья скважины производят повторением вышепримененных операций. После твердения бетона трубчатой оболочки сваи осуществляют оформление опалубки ее оголовка с укладкой в нее бетонной смеси литой консистенции. Технический результат состоит в обеспечении новых взаимодействий набивной составной грунтово-конструктивной трубчато-заполненной сваи с несущим предварительно предельно грунтонапряженным основанием, повышении качества, надежности, несущей способности основания, технико-экономической эффективности и конкурентной способности. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх