способ выполнения сваи в грунте

Формула изобретения

1. Способ выполнения сваи в грунте, включающий образование скважины, обсадку ее устья патрубком, установку по крайней мере одного арматурного стержня, укладку твердеющего материала и уплотнение ее вибровоздействием, отличающийся тем, что устье скважины обсаживают патрубком с опорными элементами в верхней части, к опорным элементам крепят дополнительный патрубок, используют арматурный стержень с пластиной по крайней мере на нижнем конце, причем арматурный стержень устанавливают в скважину до и после заполнения скважины и патрубков твердеющим материалом, а вибровоздействие осуществляют дважды, при этом первичное вибровоздействие осуществляют перед твердением твердеющего материала с передачей колебаний на арматурный стержень и грунт забоя скважины, а повторное вибровоздействие осуществляют не ранее трех суток после начала твердения с передачей колебаний через дополнительный патрубок на твердеющий материал и окружающий его грунт.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на период первичного вибровоздействия источник его крепят к верхней части арматурного стержня, а при повторном виброобразовании его источник устанавливают на дополнительном патрубке.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что дополнительный патрубок выполняют с имеющим центральное сквозное отверстие оголовком, а укладку твердеющего материала в скважину и патрубки осуществляют через отверстие в оголовке дополнительного патрубка.

4. Способ по пп. 1 3, отличающийся тем, что опорные элементы патрубка выполняют в виде фланца или его секторов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при выполнении свай в грунте.

Известен способ возведения свай в грунте, при котором в грунте образуют скважину, которую заполняют твердеющим материалом [1] Однако такие сваи обладают сравнительно низкой несущей способностью, что объясняется тем, что при возведении таких свай уплотнения грунтов под нижними концами свай и по боковой поверхности не происходит, причем в лучшем случае в процессе изготовления буронабивных свай сохраняется естественная структура грунта, а при нарушении технологических требований естественная прочность грунтов может даже ухудшаться.

Наиболее близким к изобретению по своей сущности и достигаемому результату является способ выполнения сваи в грунте, включающий образование скважины, обсадку ее устья патрубком, установку по крайней мере одного арматурного стержня, укладку твердеющего материала и уплотнение его вибровоздействия [2]

Согласно этому техническому решению качество материала сваи повышается, однако этот способ также не обеспечивает оптимальное уплотнение как материала ствола сваи, так и окружающего грунта, что не позволяет повысить несущую способность свай.

Задачей изобретения является повышение несущей способности при одновременном сокращении материалоемкости.

Задача решается за счет того, что в способе выполнения свай в грунте, включающем образование скважины, обсадку ее устья патрубком, установку по крайней мере одного арматурного стержня, укладку твердеющего материала и уплотнение его вибровоздействием, устье скважины обсаживают патрубком с опорными элементами в верхней части, к опорным элементам крепят дополнительный патрубок, используют арматурный стержень с пластиной по крайней мере на нижнем конце, причем арматурный стержень устанавливают в скважину до или после заполнения скважины и патрубков твердеющим материалом, а вибровоздействие осуществляют дважды, при этом первичное вибровоздействие осуществляют перед твердением твердеющего материала с передачей колебаний на арматурный стержень и грунт забоя скважины, а повторное вибровоздействие осуществляют не ранее трех суток после начала твердения с передачей колебаний через дополнительный патрубок на твердеющий материал и окружающий его грунт.

При этом на период первичного вибровоздействия источник его могут крепить к верхней части арматурного стержня, а при повторном вибровоздействии его источник устанавливают на дополнительном патрубке; дополнительный патрубок могут выполнять с имеющим центральное сквозное отверстие оголовком, а укладку твердеющего материала в скважину и патрубки могут осуществлять через отверстие в оголовке дополнительного парубка; опорные элементы патрубка могут выполнять в виде фланца или его секторов.

Совокупность перечисленных операций и их последовательность обеспечивают получение нового технического результата, состоящего в возможности оптимального уплотнения как твердеющего материала ствола, так и окружающего грунта, причем уплотнение материала ствола и окружающего грунта производят при том состоянии пластичности материала ствола, при котором, как показали эксперименты, обеспечивается наибольшая степень уплотнения и наилучшая передача колебаний при вибровоздействии на те участки окружающего грунта, которые при конкретном состоянии пластичности материала ствола требуют наиболее качественного и своевременного уплотнения для обеспечения совместной работы системы "свая-грунт".

На фиг. 1 изображена образованная в грунте скважина, устье которой обсажено патрубком; на фиг. 2 то же, с прикрепленным дополнительным патрубком; на фиг. 3 то же, с установленным арматурным стержнем и прикрепленным к нему источником вибровоздействия; на фиг. 4 то же, после первичного вибровоздействия, пунктиром изображена зона уплотненного грунта; на фиг. 4 то же, после первичного вибровоздействия, пунктиром изображена зона уплотненного грунта; на фиг. 5 свая, изготовленная способом по изобретению, пунктиром изображена зона уплотненного грунта.

Согласно изобретению способ осуществляют следующим образом.

В грунте 1 образуют скважину 2 бурением и осуществляют обсадку ее устья патрубком 3 с опорными элементами 4 в верхней части, которые могут быть выполнены, например, в виде фланца или отдельных его секторов, распложенных на расстоянии друг от друга. После установки в устье скважины патрубка 3 к его опорным элементам крепят дополнительный патрубок 5. Крепление может быть осуществлено любым известным способом, например дополнительный патрубок могут выполнять с такими же опорными элементами, как и основной патрубок и крепить между собой опорные элементы патрубков 3 и 5. После установки патрубков в скважину могут устанавливать по крайней мере, один арматурный стержень 6 с пластиной 7 по крайней мере на нижнем конце. При этом арматурный стержень 6 могут устанавливать как до, так и после заполнения скважины и патрубка твердеющим материалом 8. После заполнения скважины и патрубков твердеющим материалом и установки арматурного стержня производят первичное вибровоздействие, для осуществления которого вибратор 9 устанавливают с возможностью передачи колебаний на арматурный стержень и грунт 10 забоя скважины. Например, вибратор 9 могут крепить непосредственно на арматурном стержне 6, причем первичное вибровоздействие осуществляют перед твердением твердеющего материала, из которого формируют ствол 11 будущей сваи. Вибровоздействие на этой стадии обеспечивает однородность материала ствола, хорошее его уплотнение и передачу колебаний через пластину 7 арматурного стержня 6 на грунт 10 забоя и, следовательно, уплотнение именно этой зоны грунта. После первичного вибровоздействия осуществляют перестановку вибратора 9 для возможности передачи колебаний на дополнительный патрубок 5, например, дополнительный патрубок могут выполнять с оголовком 12, имеющим сквозное центральное отверстие 13. Отверстие 13 в оголовке могут использовать для укладки через него твердеющего материала 8, а на оголовок 12 могут устанавливать с креплением вибратор 9. Повторное вибровоздействие осуществляют на ранее трех суток после начала твердения для возможности набора твердеющим материалом части требуемой прочности и передачи при вибровоздействии колебаний на материал 8 и окружающий грунт 14. После окончания повторного вибровоздействия и набора твердеющим материалом ствола требуемой прочности ствол 11 сваи готов к восприятию нагрузки и передачи ее окружающему грунту, степень уплотнения которого обеспечивает исключение при нагружении и дальнейшей эксплуатации каких-либо значительных осадок и деформаций и надежную долговечную работу всего фундамента, возводимого с использованием набивных свай, и сооружения в целом.

Способ согласно изобретению позволяет экономить материалы за счет обеспечения возможности сокращения количества потребных свай при строительстве и их размеров, не требует какого-либо сложного оборудования при производстве работу, причем ввиду появляющейся возможности выполнения свай меньшего диаметра и меньшей длины не требуется мощное оборудование для бурения скважины больших диаметров.