способ бетонирования набивных свай и установка для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ бетонирования набивных свай, включающий образование скважины, подачу в скважину через бетонолитную трубу бетонной смеси, формирование сваи по всей площади и по высоте при перемещении бетонолитной трубы и уплотнение бетонной смеси за счет вибрационных колебаний, отличающийся тем, что скважину заполняют бетонной смесью предпочтительно на величину тактового перемещения бетонолитной трубы, затем бетонолитную трубу совместно с вибровозбудителем и виброуплотнителем поднимают снизу вверх с вибрационными колебаниями в режиме "виброштампование", производят при подъеме уплотнение бетонной смеси, а при выходе виброуплотнителя на верхний уровень бетонной смеси прекращают перемещение бетонолитной трубы и производят окончательное виброуплотнение объема уложенной части бетонной смеси, после чего вновь осуществляют заполнение скважины бетонной смесью и цикл повторяют.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что скважину заполняют бетонной смесью на всю глубину сваи.

3. Установка для бетонирования набивных свай, содержащая транспортное средство с грузоподъемным механизмом, бункер подачи бетонной смеси, обсадную и составную по длине бетонолитную трубу, кондуктор, вибровозбудитель и привод, отличающаяся тем, что вибровозбудитель укреплен на нижнем конце бетонолитной трубы, выпускная часть которой снабжена полым пористым виброуплотнителем, а кондуктор установлен на верхнем конце бетонолитной трубы, расположен враспор между последней и обсадной трубой и снабжен приспособлением для упругого возвратно-поступательного перемещения бетонолитной трубы в вертикальной плоскости, причем обсадная труба также выполнена составной по длине, а над верхней частью составной обсадной трубы установлен механизм задавливания и извлечения из грунта труб.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при бетонировании набивных свай, при сооружении буростолбов как меньшего, так и большего диаметров для мостостроения и гражданского строительства, при строительстве фундаментов методом "стена в грунте", а также при возведении причальных стенок и подводных железобетонных массивов гидротехнических сооружений.

Известна установка для бетонирования набивных свай, содержащая транспортное средство с грузоподъемным механизмом, бункер подачи бетонной смеси, обсадную и бетонолитную трубу, вибровозбудитель и привод [1]

Не умоляя достоинства известного технического решения, недостатком его является повышенная материалоемкость и недостаточная эффективность в работе при монтаже оборудования и подаче бетонной смеси в скважину.

Наиболее близким техническим решением является установка для бетонирования набивных свай, содержащая транспортное средство с грузоподъемным механизмом, бункер подачи бетонной смеси, обсадную и составную по длине бетонолитную трубу, кондуктор, вибровозбудитеь и привод [2]

Однако данное техническое решение также недостаточно эффективно в работе, так как не обеспечивает интенсификации процесса подачи бетонной смеси в скважину.

Известен способ бетонирования набивных свай, включающий образование скважины, подачу в скважину через бетонолитную трубу бетонной смеси и формирование сваи по всей площади и по высоте при перемещении бетонолитной трубы и уплотнение бетонной смеси за счет вибрационных колебаний [1, 3]

Однако известный способ не обеспечивает гарантированной монолитности уложенного бетона с ликвидацией пустот и каверн.

Предлагаемая установка для бетонирования набивных свай лишена вышеперечисленных недостатков и наиболее промышленно применима в эксплуатации за счет того, что она обеспечивает повышение несущей способности конструкции, а также ее водонепроницаемости, морозостойкости и гарантированной монолитности уложенного бетона с ликвидацией пустот и каверн, а также обеспечивает подачу и укладку бетонной смеси на глубину до 50 м с осадкой конуса 6-8 см.

Промышленная применимость предлагаемой установки для бетонирования набивных свай обеспечивается тем, что она включает в себя транспортное средство с грузоподъемным механизмом, бункер подачи бетонной смеси, обсадную и составную по длине бетонолитную трубу, кондуктор, вибровозбудитель и привод, при этом вибровозбудитель укреплен на нижнем конце бетонолитной трубы, выпускная часть которой снабжена полым пористым виброуплотнителем, а кондуктор установлен на верхнем конце бетонолитной трубы, расположен враспор между последней и обсадной трубой и снабжен приспособлением для упругого возвратно-поступательного перемещения бетонолитной трубы в вертикальной плоскости, причем обсадная труба также выполнена составной по длине, а над ее наружной частью установлен механизм задавливания и извлечения из грунта труб.

Предлагаемый способ для бетонирования набивных свай также лишен вышеуказанных недостатков и наиболее промышленно применим в эксплуатации за счет того, что он обеспечивает повышение несущей способности конструкции, а также ее водонепроницаемости, морозостойкости и гарантированной монолитности уложенного бетона с ликвидацией пустот и каверн, и обеспечивает подачу и укладку бетонной смеси на глубину до 50 м с осадкой конуса 6-10 см.

Промышленная применимость предложенного способа бетонирования набивных свай обеспечивается тем, что он включает образование скважины, подачу в скважину через бетонолитную трубу бетонной смеси, формирование сваи по всей площади и по высоте при перемещении бетонолитной трубы и уплотнение бетонной смеси за счет вибрационных колебаний, при этом скважину заполняют бетонной смесью предпочтительно на величину тактового перемещения бетонолитной трубы, затем бетонолитную трубу совместно с вибровозбудителем и виброуплотнителем поднимают снизу вверх с вибрационными колебаниями в режиме "виброштампование", производят при подъеме уплотнение бетонной смеси, а при выходе виброуплотнителя на верхний уровень бетонной смеси, прекращают перемещение бетонолитной трубы и производят окончательное виброуплотнение объема уложенной части бетонной смеси, после чего вновь осуществляют заполнение скважины бетонной смесью и цикл повторяют. Кроме того предложенный способ реализуем также и в том случае, когда скважину заполняют бетонной смесью на всю глубину сваи.

На чертеже изображена установка для бетонирования набивных свай, общий вид.

Установка для бетонирования набивных свай содержит буровое транспортное средство 1, буровой рабочий орган 2, механизм задавливания и извлечения труб 3, секционную обсадную трубу 4, секционную бетонолитную трубу 5, накопительный бункер 6, трубу бетононасосов 7, грузоподъемный механизм 8, мачту бурового транспортного средства 9, гидравлический кондуктор-наголовник 10, глубинный гидравлический вибровозбудитель 11, полый перистый виброуплотнитель 12, штамповальные стальные плоски перья 13, разжижающие стальные плоские перья 14, насосный агрегат 15, гидравлические шланги 16, габаритные отбойные скобы 17, шланги моторов вибровозбудителя 18, металлический каркас сооружаемой сваи 19.

Работа установки для бетонирования набивных свай осуществляется следующим образом.

После того, как буровым транспортным средством 1 с помощью бурового рабочего органа 2 и секционной обсадной трубы 4 в грунте образуют скважину 20, в нее помещают арматурный каркас 19 и бетонолитную трубу 5. На обсадной трубе 4 закрепляют кондуктор-наголовник 10, на котором упруго крепят бетонолитную трубу 5, ствол которой жестко охвачен вибровозбудителем 11. Нижняя часть бетолитной трубы 5 оснащена перистым полым виброуплотнителем 12. Насосный агрегат 15 расположен на дневной поверхности, и с его пульта оператор управляет работой дополнительного виброоборудования при надлежащем взаимодействии с машинистами бурового транспортного средства и обслуживающего объект грузоподъемного механизма. Очередную порцию бетона 21 подают грузоподъемным механизмом 8, или автобетононасосом в бетонолитную трубу через загрузочный бункер 6. Вибровозбудитель включают в режим "подача бетона" и вызывают колебания бетонолитной трубы. Под воздействием вибрации бетонная смесь начинает интенсивно истекать из бетонолитной трубы в скважину 20 и заполнять внутренней пространство обсадной трубы, поднимаясь вверх на заданную тактовую высоту (2 8 м.). После этого подачу бетона прекращают, и машинист бурового транспортного средства извлекает обсадную трубу также на тактовую высоту, а бетонная смесь остается на данном участке скважины уже в контакте с грунтом. Вибровозбудитель стропят грузоподъемным механизмом, включают в режим "виброштампование" и постепенно поднимают вместе с бетонолитной трубой и виброуплотнителем вверх до момента, пока устье виброуплотнителя не достигнет верхнего уровня уложенного бетона, оставаясь погруженным в него на некоторую глубину. Таким образом производится извлечение технологического снаряда из скважины с постепенной обработкой виброуплотнителем уложенной бетонной смеси на данном отрезке сооружаемого фундамента. Затем вновь осуществляют заполнение и виброуплотнение бетонной смеси на последующую тактовую высоту, при этом в процессе виброуплотнения обеспечивается эффект уплотнения околосвайного грунта, как снизу, так и сбоку скважины на всю ее высоту. По мере заполнения скважины и подъема технологического оборудования, производят расстыковку и удаление освобождающихся секций обсадной и бетонолитной труб.

Последовательность операций способа бетонирования набивных свай осуществляется следующим образом. Предварительно бурят скважину, затем в скважину через бетонолитную трубу подают бетонную смесь и производят формирование сваи по всей площади и по высоте при перемещении бетонолитной трубы и уплотнение бетонной смеси за счет вибрационных колебаний, при этом скважину заполняют бетонной смесью предпочтительно на величину тактового перемещения бетнолитной трубы, затем бетонолитную трубу совместно с вибровозбудителем и виброуплотнителем поднимают снизу вверх с вибрационными колебаниями в режиме "виброштампование", производят при подъеме уплотнение бетонной смеси, а при выходе виброуплотнителя на верхний уровень бетонной смеси, прекращают перемещение бетонолитной трубы и производят окончательное виброуплотнение объема уложенной части бетонной смеси, после чего вновь осуществляют заполнение скважины бетонной смесью и цикл повторяют, при этом в процессе виброуплотнения обеспечивается уплотнение околосвайного грунта, как снизу, так и сбоку скважины на всю ее высоту. По мере заполнения скважины и подъема технологического оборудования, производят расстыковку и удаление освободившихся секций обсадной и бетонолитной труб.

Изобретение дает возможность при относительно небольших дополнительных затратах получить положительные результаты, в том числе повысить марку бетона и несущую способность конструкции, обеспечить водонепроницаемость и морозостойкость железобетона строительного сооружения, гарантировать монолитность уложенного бетона с ликвидацией пустот и каверн, производить подачу и укладку на глубину до 50 м с осадкой конуса 6-10 см, достичь экономии цемента в количестве 150-200 кг на 1 м³ бетона и обеспечить "оживление" бетонной смеси в течение 6-8 ч в случае вынужденных перерывов процесса укладки бетона и ликвидации тем самым брака и необходимости дополнительных фундаментных работ.