способ устройства буронабивных свай
Классы МПК: | E02D5/36 изготовляемые без использования обсадных труб или иных оболочек |
Автор(ы): | Лушников В.В., Богомолов В.А. |
Патентообладатель(и): | Уральский научно-исследовательский центр по архитектуре и строительству |
Приоритеты: |
подача заявки:
1995-11-08 публикация патента:
27.01.1998 |
Изобретение относится к строительству, в частности к способам устройства буронабивных свай, и может быть использовано при усилении и реконструкции зданий и сооружений буронабивными сваями, закрепления слабых грунтов. Способ устройства буронабивных свай включает проходку скважины, установку арматуры, ослабление пристенного слоя грунта путем обработки стенок скважины раствором, нагнетание закрепляющего раствора и опрессовку грунта, причем ослабление пристенного слоя грунта осуществляют путем обработки стенок скважины водой или водно-глинистым раствором, а необходимое ослабление определяют из приведенного соотношения. 4 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4
Формула изобретения
Способ устройства буронабивных свай, включающий проходку скважины, установку арматуры, ослабление пристенного слоя грунта, нагнетание закрепляющего раствора и опрессовку грунта, отличающийся тем, что ослабление пристенного слоя грунта осуществляют путем обработки стенок скважины водой или водно-глинистым раствором, причем необходимое ослабление определяют из соотношения![способ устройства буронабивных свай, патент № 2103443](/images/patents/368/2103443/2103443-6t.gif)
где c,
![способ устройства буронабивных свай, патент № 2103443](/images/patents/368/2103008/981.gif)
![способ устройства буронабивных свай, патент № 2103443](/images/patents/368/2103070/963.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к строительству, а именно к способам устройства буронабивных свай, и может быть использовано при усилении и реконструкции зданий и сооружений буронабивными сваями, закреплении слабых грунтов. Известны способы устройства буронабивных свай известны, включающие проходку скважины, установку арматуры, нагнетание закрепляющего раствора и опрессовку грунта [1]. Однако режим опрессовки должен отвечать определенным требованиям. При повышении некоторого критического давления в грунте может образоваться радиальная трещина, через которую произойдет неконтролируемая утечка закрепляющего раствора без сколько-нибудь существенного уплотнения грунта. По этой причине давление при опрессовке в известных способах [2] ограничивается величиной критического давления, при котором не образуется пластическая зона вокруг скважины. В обычных условиях в грунтах, в которых производится устройство свай или закрепление грунтов, критическое давление невелико и в большинстве случае не превышает 0,1 - 0,2 МПа. В этом случае возникает ситуация, когда передача достаточно большего давления при инъецировании и опрессовке окажется невозможной из-за трещинообразования, а весь процесс упрочнения грунта будет связан только с армированием грунта раствором в местах случайных радиальных трещин. Это существенно ограничивает область применения инъекционных способов устройства свай. Наиболее близким к изобретению является способ устройства буронабивных свай, включающий проходку скважины, установку арматуры, ослабление пристенного слоя грунта, нагнетание закрепляющего раствора и опрессовку грунта [3]. В соответствии с данным способом производят установку в скважине электроразрядника с раствороподающей трубой, через которую заполняют скважины твердеющим раствором снизу вверх. С помощью электроимпульсной установки к разряднику подают электрические импульсы и между его электродами происходят разряды. При высокочастотном воздействии на грунт происходит его мгновенное ослабление в некоторой пристенной зоне, в результате чего грунт под внутренним давлением переходит в пластическое состояние, минуя стадию трещинообразования, предотвращая тем самым неконтролируемое распространение раствора. Недостатком описанного способа является сложность его осуществления. Задача изобретения - создание простого способа устройства буронабивных свай, позволяющего увеличить несущую способность сваи и повысить диапазон передаваемого на грунт давления при опрессовке. Задача решается за счет того, что в способе устройства буронабивных свай, включающем проходку скважины, установку арматуры, ослабление пристенного слоя грунта нагнетание закрепляющего раствора и опрессовку грунта, ослабление пристенного слоя грунта осуществляют путем обработки стенок скважины водой или водно-глинистым раствором, причем необходимое ослабление определяют из соотношения![способ устройства буронабивных свай, патент № 2103443](/images/patents/368/2103443/2103443-2t.gif)
где C,
![способ устройства буронабивных свай, патент № 2103443](/images/patents/368/2103008/981.gif)
![способ устройства буронабивных свай, патент № 2103443](/images/patents/368/2103070/963.gif)
![способ устройства буронабивных свай, патент № 2103443](/images/patents/368/2103070/963.gif)
![способ устройства буронабивных свай, патент № 2103443](/images/patents/368/2103070/963.gif)
![способ устройства буронабивных свай, патент № 2103443](/images/patents/368/2103061/920.gif)
![способ устройства буронабивных свай, патент № 2103443](/images/patents/368/2103070/963.gif)
Pкр = ccos
![способ устройства буронабивных свай, патент № 2103443](/images/patents/368/2103008/981.gif)
![способ устройства буронабивных свай, патент № 2103443](/images/patents/368/2103070/963.gif)
![способ устройства буронабивных свай, патент № 2103443](/images/patents/368/2103008/981.gif)
где C - удельное сцепление;
![способ устройства буронабивных свай, патент № 2103443](/images/patents/368/2103008/981.gif)
![способ устройства буронабивных свай, патент № 2103443](/images/patents/368/2103070/963.gif)
![способ устройства буронабивных свай, патент № 2103443](/images/patents/368/2103061/920.gif)
![способ устройства буронабивных свай, патент № 2103443](/images/patents/368/2103070/963.gif)
Поскольку они не могут быть отрицательными (иначе образуется трещина), предельные значения характеристик С и
![способ устройства буронабивных свай, патент № 2103443](/images/patents/368/2103008/981.gif)
![способ устройства буронабивных свай, патент № 2103443](/images/patents/368/2103070/963.gif)
![способ устройства буронабивных свай, патент № 2103443](/images/patents/368/2103061/920.gif)
![способ устройства буронабивных свай, патент № 2103443](/images/patents/368/2103443/2103443-3t.gif)
В рассматриваемом примере прочностные свойства естественного грунта характеризуются сдельным сцеплением С = 45 кПа и углом внутреннего трения
![способ устройства буронабивных свай, патент № 2103443](/images/patents/368/2103008/981.gif)
![способ устройства буронабивных свай, патент № 2103443](/images/patents/368/2103005/947.gif)
![способ устройства буронабивных свай, патент № 2103443](/images/patents/368/2103443/950.gif)
![способ устройства буронабивных свай, патент № 2103443](/images/patents/368/2103070/963.gif)
![способ устройства буронабивных свай, патент № 2103443](/images/patents/368/2103005/947.gif)
![способ устройства буронабивных свай, патент № 2103443](/images/patents/368/2103443/950.gif)
![способ устройства буронабивных свай, патент № 2103443](/images/patents/368/2103013/183.gif)
![способ устройства буронабивных свай, патент № 2103443](/images/patents/368/2103013/183.gif)
Критическое давление, вычисленное по формуле (1), равно Pкр = 92,3 кПа, одна при этом возникнут растягивающие тангенциальные напряжения
![способ устройства буронабивных свай, патент № 2103443](/images/patents/368/2103070/963.gif)
![способ устройства буронабивных свай, патент № 2103443](/images/patents/368/2103061/920.gif)
![способ устройства буронабивных свай, патент № 2103443](/images/patents/368/2103008/981.gif)
![способ устройства буронабивных свай, патент № 2103443](/images/patents/368/2103070/697.gif)
![способ устройства буронабивных свай, патент № 2103443](/images/patents/368/2103443/2103443-4t.gif)
![способ устройства буронабивных свай, патент № 2103443](/images/patents/368/2103443/2103443-5t.gif)
где штрихом отмечены характеристики, соответствующие ослабленному грунту. В данном примере rL = 1,95 r0, где r0 - начальный радиус скважины 2, равный 127 мм. Следовательно, наружный радиус зоны увлажнения равен около 250 мм, а диаметр соответственно 500 мм. При длине перфорированной части инвектора 2 000 мм и пористости грунта h=38%, объем раствора для увлажнения грунта в пределах ослабленной зоны равен 0,145 м3. При последующей опрессовке давлением 0,8 МПа в полость скважины 2 постудило 0,35 м3 цементного раствора, в результате чего диаметр ствола 7 составил 0,47 м при требуемой по расчету величине диаметра 0,45 м. В контрольной скважине, в которой предварительного ослабления пристенного слоя грунта не производилось, при опрессовке не удалось создать давление более 0,1 МПа. При этом происходило непрерывное поступление в грунт цементного раствора; испытание прекращено при расходе раствора 0,65 м3. Когда грунты оснований представлены лессами и лессовидными грунтами, ослабление пристенного слоя может быть достигнуто додачей в скважину воды или водно-глинистого раствора. При этом, как свидетельствуют опыты, происходит существенное ослабление грунта. Дополнительный эффект может быть получен за счет повышения температуры воды иди водно-глинистого раствора, поскольку эффект ослабления грунта при этом возрастает еще на 30 - 40%.
Класс E02D5/36 изготовляемые без использования обсадных труб или иных оболочек