способ возведения набивной сваи-оболочки

Формула изобретения

1. СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ НАБИВНОЙ СВАИ-ОБОЛОЧКИ, включающий погружение в грунт трубчатого сердечника, искусственное уплотнение грунтовой пробки в его полости, образование кольцевой скважины, укладку в нее бетонной смеси с последующим ее вдавливанием в окружающий грунт, извлечение сердечника и формование ствола путем укладки бетонной смеси с вибровоздействием, отличающийся тем, что, с целью повышения качества и несущей способности сваи-оболочки, возводимой в сыпучих грунтах, а также снижения энергозатрат на уплотнение грунтовой пробки, в грунт погружают перфорированный трубчатый сердечник, а вдавливание бетонной смеси в стенки кольцевой скважины осуществляют впрессовыванием путем погружения с кольцевым зазором относительно сердечника перфорированного трубчатого виброштампа с внутренней фильтрующей оболочкой с одновременным отжатием влаги из бетонной смеси в кольцевой зазор, после чего осуществляют изменение влажности грунтовой пробки с доведением ее до оптимального значения, причем при извлечении сердечника сначала осуществляют его срыв, после чего сердечник извлекают одновременно с извлечением виброштампа и уплотнением грунтовой пробки.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после погружения виброштампа одновременно с прессованием бетонной смеси осуществляют ее вакуумирование путем изолирования кольцевого зазора от атмосферы и создания в нем вакуумметрического давления, а изменение влажности грунтовой пробки осуществляют последовательно снизу вверх путем подачи жидкости под давлением через кольцевой зазор одновременно с уплотнением грунтовой пробки и извлечением сердечника, которое осуществляют под вибровоздействием.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что в кольцевой зазор подают жидкий закрепляющий реагент.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что изменение влажности грунтовой пробки осуществляют посредством поверхностного вакуумирования, причем одновременно вакуумируют бетонную смесь в кольцевой скважине с удалением отжимаемой воды за пределы возводимой сваи.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что впрессовывание бетонной смеси в зоне устья кольцевой скважины осуществляют давлением, превышающим давление на остальной части кольцевой скважины, причем используют виброштамп с уширенной верхней частью.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству, а именно к способам возведения набивных свай-оболочек, устраиваемых в сыпучих грунтах с влажностью, отличной от оптимальной.

Известен способ возведения набивной сваи-оболочки, включающей погружение в грунт основания трубчатого сердечника, возведение пробивкой кольцевой скважины, заполнение ее бетоном с последующим извлечением сердечника [1] .

К недостаткам способа возможно отнести недостаточную несущую способность возводимой сваи как по материалу, так и по грунту, невозможность посредством только вибрирования получения бетона ствола сваи высокой плотности и качества и целом.

Известен также способ возведения набивной сваи-оболочки, включающей погружение в грунт трубчатого сердечника сопровождаемого искусственным уплотнением грунта пробки, возведение кольцевой скважины, извлечение сердечника и заполнение скважины при вибродействии.

К недостаткам данного способа также следует отнести недоиспользование несущей способности возводимых свай-оболочек как по грунту, так и по материалу в связи с проблематичностью достижения материалом ствола и ее грунтовой пробкой высокой плотности, высокую энергоемкость обжатия грунта пробки, а также невозможность достижения высокого, учитывая малую толщину ствола сваи и необходимость применения литых бетонных смесей, что ведет к неизбежным усадкам ствола, качества возведения и высокой несущей способности.

Цель изобретения - повышение качества несущей способности сваи-оболочки, возводимой в сыпучих грунтах и снижение энергозатрат на уплотнение грунтовой пробки.

Поставленная цель достигается тем, что в способе возведения сваи, включающем погружение в грунт трубчатого сердечника, выполняемое с искусственным уплотнением грунтовой пробки, возведение кольцевой скважины, извлечение сердечника и заполнение скважины бетонной смесью под вибродействием, погружение сердечника осуществляют без искусственного уплотнения грунтовой пробки, а бетонную смесь после укладки и до извлечения сердечников впрессовывают в стенки скважины посредством перемещения вдоль сердечника виброштампа трубчатой формы образующего при рабочем ходе с сердечником кольцевую воздушную полость, по завершении чего осуществляют регулирование влажности грунтовой пробки с доведением ее до значения, близкого к оптимальной величине, причем искусственное уплотнение грунта пробки осуществляют под вибровоздействием, создаваемым при виброизвлечении сердечника, выполняемом совместно с незначительным при этом опережении с виброштампом.

Кроме того, одновременно с прессованием бетонной смеси сразу же по завершении погружения виброштампа осуществляют посредством изоляции кольцевой полости и создания в ней вакуумметрического давления вакуумирование ее, после чего приступают к виброуплотнению грунта пробки и его увлажнению одновременно, причем увлажнение выполняют последовательно снизу вверх путем подачи через зазор между виброштампами с сердечником в нижней части воздушной полости, в грунтовую пробку необходимого количества жидкости под давлением (при возведении сваи в маловлажных грунтах).

Помимо этого в случае возведения сваи в водонасыщенном грунте понижение влажности грунта пробки осуществляют посредством его поверхностного вакуумирования, выполняемого одновременно с вакуумированием бетонной смеси, а изымаемую при этом воду удаляют за пределы возводимой сваи. Прессование бетонной смеси в районе устья скважины может быть выполнено более высоким давлением, а в качестве жидкости, нагнетаемой в грунт для увлажнения, может браться закрепляющий реагент.

На фиг. 1 и 2 изображено устройство на различных этапах осуществления способа, продольный разрез; на фиг. 3 и 4 - свая, возведенная согласно способа, продольный разрез.

Способ осуществляется следующим образом.

На грунт основания 1 устанавливают трубчатый сердечник 2 с перфорированными (не показано) стенками и одним из известных способов внедряют в грунт с образованием пробки 3. Затем концентрично сердечника 2 пробивают кольцевую скважину и наполняют ее бетонной смесью 4, после чего посредством перемещения виброштампа 5 трубчатой формы, снабженного перфорацией и фильтрующей, расположенной с внутренней стороны его, облицовкой, а также утолщением 6 выполняют радиальное прессование под вибровоздействием уложенной смеси 4, сопровождаемое интенсивным отжатием из нее влаги в полость 7 и впрессовыванием смеси в стенки скважины и дополнительным уплотнением околосвайного грунта. После чего в зависимости от влажности грунта пробки осуществляют либо его обезвоживание, либо увлажнение до значения влажности, близкой к оптимальной. Так, снижение влажности грунта пробки достигается путем ее поверхностного вакуумирования, осуществляемого одновременно с вакуумированием бетонной смеси. Для этого полость 7 сверху герметизируют съемной плитой 8, после чего в ней через штуцер 9, подсоединенный к вакуум-насосу, создают вакуум, под действием которого в полость 7 всасывается из грунта и бетона влага, которая затем удаляется за пределы возводимой сваи (фиг. 1).

При необходимости же увлажнения пробки первоначально через штуцер 9 и полость 7 может быть выполнено вакуумирование бетонной смеси 4, после которого приступают к увлажнению посредством подачи через кольцевой зазор 10, образующийся с началом совместного с небольшим смещением извлечения сердечника 2 и виброштампа 5, в грунт пробки жидкости под избыточным давлением, которое может быть создано только в части полости 7, ограниченной, например, пневмобаллоном 11 торовой формы, причем увлажнение осуществляют последовательно снизу вверх, сопровождаемое при этом также последовательным снизу вверх виброуплотнением грунта пробки (фиг. 2). Свая, возведенная по описанной выше технологии, имеет вид, показанный на фиг. 3. На фиг. 4 показана свая, возведенная с приложением в ее верхней части более высокого, посредством использования виброштампа с уширенной верхней частью, давления.

Предлагаемый способ позволяет ускорить процесс набора прочности бетоном сваи, исключает присущий известным способам водообмен между грунтом и бетоном, вызывающий усадки ствола и снижение его несущей способности, повышает плотность (прочность) и несущую способность сваи по материалу, а также и долговечность в целом материала ствола сваи при ее возведении в агрессивных к бетону грунтах.

Предлагаемый способ позволяет исключить самую существенную силу, препятствующую внедрению сердечника с грунтовой пробкой (силу лобового сопротивления) и снизить тем самым энергетические затраты на величину, необходимую для искусственного ее уплотнения, а также обеспечивает получение требуемого (рассеченного) коэффициента плотности, что с полным основанием позволяет рассматривать возводимую сваю в расчетной схеме, как сваю с закрытым нижним концом. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 1481324, кл. E 02 D 5/34, 1986.

2. Авторское свидетельство СССР N 1634759, кл. E 02 D 5/38, 1988.