комбинированный способ изготовления набивной сваи

Формула изобретения

Способ изготовления набивной сваи, включающий образование скважины, установку инвентарной обсадной с закрытым нижним концом трубы с расположенным в ней инвентарным электрическим разрядником, подачу в скважину бетонной смеси и возбуждение в ней высоковольтных электрических разрядов при извлечении обсадной трубы и образовании ствола, отличающийся тем, что скважину образуют путем вдавливания в грунт инвентарной обсадной трубы, которую герметично закрывают сверху и оборудуют в верхней части обратными клапанами для подачи бетонной смеси, для подачи сжатого воздуха и для подачи воды, а также каналами для пропуска бетонной смеси с самораскрывающимися клапанами, причем электрический разрядник жестко скрепляют с обсадной трубой так, что он выступает относительно ее нижней части и образует совместно с самораскрывающимися клапанами закрытый при вдавливании обсадной трубы нижний ее конец, причем погружение инвентарной обсадной трубы в грунт и заглубление ее нижнего конца в опорный слой осуществляют совместным действием усилия вдавливания и энергией высоковольтных электрических разрядов, а извлечение обсадной трубы из грунта и образование ствола сваи осуществляют одновременно с применением статической выдергивающей нагрузки, подачей сжатого воздуха и возбуждением в бетонной смеси электрических разрядов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при изготовлении свайных фундаментов в процессе строительства и реконструкции зданий и сооружений.

Известен способ устройства набивных свай (С.М.Перлей и др. Свайные фундаменты и заглубленные сооружения при реконструкции действующих предприятий, Ленинград, Стройиздат. 1989. - С. 19-24). Согласно этому способу в неустойчивых грунтах скважину выполняют под защитой инвентарной обсадной трубы, погружаемой с теряемым башмаком. В условиях стесненной городской застройки погружение обсадной трубы предпочтительнее осуществлять вдавливанием.

При вдавливании обсадной трубы исключаются динамические воздействия на окружающую застройку. Вместе с тем вдавливание инвентарной обсадной трубы может быть затруднено при проходке относительно прочных слоев грунта и ее погружение на требуемую глубину в опорный слой. Усилие вдавливания ограничивается техническими возможностями существующих сваевдавливающих установок.

Наиболее близким по своей сущности и достигаемому техническому результату к заявленному изобретению является способ изготовления набивной сваи, включающий образование скважины, установку инвентарной обсадной с закрытым нижним концом трубы с расположенным в ней инвентарным электрическим разрядником, подачу в скважину бетонной смеси и возбуждение в ней высоковольтных электрических разрядов при извлечении обсадной трубы и образовании ствола (см., например, RU 2100525 С1, 27.12.1997, Е02 D 5/34,5/44).

К недостаткам данного способа можно отнести разупрочнение грунта при бурении скважины и снижение эффективности обработки бетонной смеси высоковольтными разрядами в маловлажных грунтах из-за быстрого ее обезвоживания.

Задача изобретения - обеспечить изготовление набивной сваи с повышенной несущей способностью за счет комбинированного уплотнения грунта вдавливанием инвентарной обсадной трубы с совместным действием энергии высоковольтных электрических разрядов и обработки бетонной смеси высоковольтными электрическими разрядами, в том числе и в маловлажных грунтах.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе изготовления набивной сваи, включающем образование скважины, установку инвентарной обсадной с закрытым нижним концом трубы с расположенным в ней инвентарным электрическим разрядником, подачу в скважину бетонной смеси и возбуждение в ней высоковольтных электрических разрядов при извлечении обсадной трубы и образовании ствола, согласно изобретению, скважину образуют путем вдавливания в грунт инвентарной обсадной трубы, которую герметично закрывают сверху и оборудуют в верхней части обратными клапанами для подачи бетонной смеси, для подачи сжатого воздуха и для подачи воды, а также каналами для пропуска бетонной смеси с самораскрывающимися клапанами, причем электрический разрядник жестко скрепляют с обсадной трубой так, что он выступает относительно ее нижней части и образует совместно с самораскрывающимися клапанами закрытый при вдавливании обсадной трубы нижний ее конец, причем погружение инвентарной обсадной трубы в грунт и заглубление ее нижнего конца в опорный слой осуществляют совместным действием усилия вдавливания и энергией высоковольтных электрических разрядов, а извлечение обсадной трубы из грунта и образование ствола сваи осуществляют одновременно с применением статической выдергивающей нагрузки, подачей сжатого воздуха и возбуждением в бетонной смеси электрических разрядов.

Технический результат изобретения состоит в повышении несущей способности набивной сваи за счет дополнительного уплотнения грунта при погружении инвентарной обсадной трубы совместным усилием вдавливания и энергией высоковольтных электрических разрядов, а также расширения области применения разрядно-импульсной технологии уплотнения бетонной смеси в сваях, устраиваемых в маловлажных грунтах, так как бетонная смесь из обсадной трубы подается непосредственно к разряднику и уплотняется энергией высоковольтных электрических разрядов сразу, не успевая обезвоживаться.

Способ иллюстрируется следующей схемой с изображением инвентарной обсадной трубы и последовательностью изготовления набивной сваи предлагаемым способом:

на фиг.1 - инвентарная обсадная труба;

на фиг.2 - инвентарная обсадная труба с закрытым нижним концом, погружаемая в грунт вдавливанием статической нагрузкой;

на фиг.3 - проходка прочного слоя грунта и заглубление ивнетарной обсадной трубы в несущий слой совместным действием усилия вдавливания и энергии высоковольтных электрических разрядов;

на фиг.4 - подача бетонной смеси в обсадную трубу;

на фиг.5 - извлечение полностью заполненной бетонной смесью обсадной трубы из грунта;

на фиг.6 - готовая набивная свая.

Способ изготовления набивной сваи реализуется следующим образом:

Образуют скважину путем вдавливания в грунт инвентарной обсадной трубы 1, которую герметично закрывают сверху и оборудуют в верхней части обратными клапанами для подачи бетонной смеси 2, сжатого воздуха 3 и клапанами для подачи воды 4. В нижней части обсадной трубы 1 по ее оси расположен выступающий жестко закрепленный с обсадной трубой электрический разрядник 5. Высоковольтный токопровод 6 размещен внутри обсадной трубы 1 и выводится в верхней ее части. Наружный диаметр конструкции электрического разрядника 5 не превышает 1/3 внутреннего диаметра обсадной трубы 1. В кольцевом зазоре устроены каналы 7 для пропуска бетонной смеси. Для предотвращения попадания грунта внутрь обсадной трубы при ее вдавливании, каналы для пропуска бетонной смеси оборудованы самораскрывающимися клапанами 8. Конструкция выступающего электрического разрядника 5 и самораскрывающиеся клапаны 8 в закрытом положении образуют закрытый нижний конец инвентарной обсадной трубы 1.

Инвентарную обсадную трубу 1 с закрытым нижним концом погружают в грунт вдавливанием статической нагрузкой (фиг.2) с проходкой прочного слоя грунта и заглублением в несущий слой совместным действием усилия вдавливания и энергии высоковольтных электрических разрядов. В маловлажных грунтах для возбуждения высоковольтных электрических разрядов предусмотрена подача воды 4 в обсадную трубу 1 через патрубок и ее поступление к электрическому разряднику 5 через зазоры в самораскрывающихся клапанах 8. Затем в инвентарную обсадную трубу 1, погруженную на заданную глубину, подают бетонную смесь до полного ее заполнения и в объеме, необходимом для формирования сваи (фиг.4). Полностью заполненную бетонной смесью обсадную трубу 1 (фиг.5) извлекают из грунта статической выдергивающей нагрузкой с одновременной подачей через патрубок 3 сжатого воздуха. Под действием сжатого воздуха и собственного веса бетонная смесь раскрывает клапаны 8 и поступает в образовавшуюся скважину с одновременным возбуждением в ней высоковольтных электрических разрядов. Регулируя скорость перемещения обсадной трубы 1 вверх, частоту и мощность электрических разрядов, добиваются необходимого уширения ствола сваи в уровне ее нижнего конца или на любой другой заданной отметке по длине сваи.

На фиг.6 показана готовая набивная свая 9. Арматурный каркас 10 устанавливают в свежеуложенную бетонную смесь.