способ изготовления набивной сваи

Формула изобретения

Способ изготовления набивной сваи, включающий бурение скважины, подачу в скважину твердеющего материала и возбуждение в подаваемом твердеющем материале высоковольтных электрических разрядов рабочим разрядником с изменением энергии импульсов, перемещение разрядника в скважине и образование уширений, отличающийся тем, что перед подачей твердеющего материала в скважину вводят водонепроницаемую, разрушаемую под действием высоковольтных электрических разрядов, оболочку, а проходя зону промерзания, энергию импульса не изменяют.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства и используется для изготовления набивных свай.

Известен способ изготовления сваи с уширенной пятой, включающий погружение в грунт обсадной трубы, размещение в нижней части скважины заряда взрывчатого вещества, укладку бетонной смеси с частичным извлечением обсадной трубы, подрывание заряда взрывчатого вещества для образования уширенной пяты и формирование ствола с извлечением обсадной трубы, причем в грунт погружают обсадную трубу с самораскрывающимся наконечником при закрытом положении наконечника, а частичный подъем обсадной трубы осуществляют с раскрытием наконечника, после чего дополнительно укладывают бетонную смесь до верха обсадной трубы, а взрыв заряда взрывчатого вещества осуществляют в процессе извлечения обсадной трубы, которое производят с одновременным вибровоздействием [1].

Недостатком указанного способа является то, что для уширения пяты приходится применять взрывчатое вещество. Извлечение обсадной трубы необходимо проводить одновременно с вибровоздействием. Грунт вокруг набивной сваи выше пяты практически не уплотняется.

Известен также способ изготовления набивной сваи, включающий бурение скважины, установку электрического разрядника, подачу в скважину твердеющего материала, возбуждение в нем высоковольтных электрических разрядов с помощью разрядника с перемещением зоны возбуждения снизу вверх и последующим извлечением разрядника, причем возбуждение разрядов осуществляют при перекрытии твердеющим материалом разрядника [2] - прототип.

Недостатком известного способа является то, что в верхней части тело сваи обработке высоковольтными разрядами не подвергается, поскольку там не обеспечивается условие перекрытия твердеющим материалом разрядника. Поэтому в этой части бетон будет менее прочным, более пористым, следовательно, полученная свая получается неоднородной и поэтому несущая способность сваи будет ниже, чем для сваи, полностью обработанной высоковольтными разрядами. Кроме того, изготовление набивных свай по известному способу в маловлажных песках затрудняется быстрым обезвоживанием инъектируемой бетонной смеси в скважине, что препятствует ее последующей обработке.

Целью изобретения является повышение несущей способности набивной сваи и расширение области применения (особенно в песчаных грунтах с пониженной влажностью).

Эта задача достигается тем, что после бурения в скважину вводят водонепроницаемую оболочку и уже в нее подают твердеющий материал, вводят рабочий разрядник и только затем производят электрические разряды. При этом уширение скважины и уплотнение твердеющего материала у основания скважины производят высоковольтными электрическими разрядами с большей энергией, затем перемещают рабочий разрядник и применяют импульсы с меньшей энергией, затем снова перемещают и применяют импульсы с большей энергией и так далее до границы промерзания грунта. При этом в зоне промерзания энергию импульса не изменяют. Кроме того, под действием электрогидравлических ударов во время обработки водонепроницаемая оболочка разрушается.

Вышеприведенный способ позволяет изготавливать набивные сваи в любых грунтах. При этом свойства грунта практически не оказывают на процесс электрического разряда никакого влияния. Более того, позволяет обрабатывать электрическими разрядами все тело сваи, поскольку имеется оболочка и твердеющий материал может располагаться выше уровня грунта в оболочке, и поэтому условие перекрытия твердеющим материалом разрядника можно выполнить в любых условиях.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображен один из вариантов изготовления набивных свай предлагаемым способом, вертикальный разрез (фиг.1-5).

На фиг. 1 изображена пробуренная лидерная скважина; на фиг.2 в скважину введена водонепроницаемая оболочка и рабочий разрядник; на фиг.3 в водонепроницаемую оболочку введен твердеющий материал; на фиг.4 начало изготовления сваи, на рабочий разрядник подаются импульсы высокого напряжения; на фиг.5 представлена изготовленная набивная свая.

Способ изготовления набивной сваи реализуется следующим образом.

Любым известным методом производят проходку цилиндрической скважины 1 требуемого диаметра и требуемой глубины (фиг.1). После извлечения из скважины бурового снаряда в нее вводят водонепроницаемую оболочку 2 и рабочий разрядник 3 с высоковольтным токопроводом 4 (фиг.2). Если армируют, то рабочий разрядник центрируется внутри арматурного каркаса. Затем в скважину с помощью раствороподающей трубы 5, подсоединенной к растворонасосу (на чертеже не показано), подается твердеющий материал 6 (фиг.3). После заполнения скважины 1 твердеющим материалом 6 на рабочий разрядник 3 подаются импульсы высокого напряжения от генератора импульсных токов (на чертеже не показано) (фиг. 4), создающие мощные электрогидравлические удары. По мере уширения скважины уровень твердеющего материала в скважине уменьшается и его пополнение производят в перерывах между сериями импульсов. При этом при подаче на рабочий разрядник импульсов с большей энергией образуются уширения большего диаметра 7 (фиг.4, 5), а при подаче на рабочий разрядник импульсов с меньшей энергией образуются уширения меньшего диаметра 8 (фиг.4, 5). После того как процесс изготовления сваи достигает зоны промерзания 10 (фиг.5), энергию импульсов не изменяют. Таким образом, в зоне промерзания свая формируется либо меньшего, либо большего диаметра.

Водонепроницаемая оболочка под воздействием мощных электрогидравлических ударов быстро разрушается, но это уже на процесс электрического разряда не влияет, поскольку процесс обезвоживания твердеющего материала идет гораздо медленнее, чем процесс импульсной обработки. Фрагменты водонепроницаемой оболочки 9 (фиг.4, 5) после изготовления сваи сколько-нибудь существенного отрицательного влияния на свойства сваи не оказывают, поскольку они сильно деформированы и измельчены.

Таким образом, применение водонепроницаемой оболочки в предлагаемом способе позволяет получить сваю, обработанную высоковольтными разрядами по всей глубине. Более того, за счет применения оболочки возможно формировать горловину сваи и выше уровня грунта, а поскольку свая изготавливается с применением высоковольтных электрических разрядов, то бетонный раствор в процессе образования сваи непрерывно подвергается вибрирующему воздействию электрогидравлических ударов, при этом он сильно уплотняется, поэтому свая получается однородной по всему объему и весьма прочной. Кроме того, значительно расширяется область применения, особенно в песчаных грунтах с пониженной влажностью, поскольку свойства грунта (обезвоживание инъектируемой бетонной смеси в скважине) не оказывают никакого влияния на электроразрядные процессы. Более того, формирование горловины сваи в зоне промерзания с одним диаметром уширений не сильно увеличивает внутренние напряжения сваи во время промерзания и оттаивания грунта.

Источники информации

1. Патент РФ 2037602 "Способ изготовления набивной сваи с уширенной пятой", 6 Е 02 D 5/34, 5/38 от 03.01.92. Автор Исаев В.И. - Самарский архитектурно-строительный институт.

2. Патент РФ 2039156 "Способ изготовления набивной сваи", 6 Е 02 D 5/34, 5/44 от 22.12.93. Авторы: Гаврилов Г.Н., Борисенков В.И., Евдокимов B.C., Гаврилов Д.Г., Индивидуальное частное предприятие "Рита-1".