буронабивная свая и способ возведения буронабивной сваи в карстовых или слабонесущих грунтах

Формула изобретения

1. Буронабивная свая, представляющая собой вытянутое по длине тело вращения с наконечником в нижней части, и на внешней поверхности которого смонтирован по длине тела винтовой шнек, навивка которого выполнена постоянного сечения с заданными шагом и углом навивки, при этом верхний конец указанного тела выполнен с элементами связи с устройством, обеспечивающим передачу крутящего момента свае и создание осевой нагрузки, отличающаяся тем, что навивка на внешней поверхности тела вращения выполнена из сплошной трубы или соединенных между собой отрезков трубы с внутренним диаметром от 0,5 до 1,5 дюймов, при этом труба или соединенные между отрезки трубы, образующие указанную навивку, в нижней части, обращенной в сторону наконечника, выполнены перфорированными для закачки под давлением закрепного раствора.

2. Способ возведения буронабивной сваи в карстовых или слабонесущих грунтах, заключающийся в погружении вращением сваи с наконечником в нижней части и с винтовым шнеком на наружной поверхности в грунт до проектной отметки с выводом выбираемого грунта на дневную поверхность и подачей цементного раствора в зону пяты сваи, отличающийся тем, что при погружении вращением сваи осуществляют подачу цементного раствора через перфорацию, выполненную в нижней части полой навивки винтового шнека, обращенной в сторону наконечника, для заполнения карстовых полостей или уплотнения стенки грунтового отверстия по всей длине сваи.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству, в частности к свайным фундаментам.

Известна свая, представляющая собой обсадную трубу с закрытым нижним концом и на ее наружной поверхности выполнены винтовые выступы, причем 3-5 нижних винтовых выступов выполняют в 1,5-2,0 раза больше, чем последующие верхние, а каждый винтовой выступ располагают относительно вертикали под углом, тангенс которого равен 0,50-0,66 (RU, патент 2073084, Е 02 D 5/38, 5/56, опубл. 10.02.1997).

Недостатком данной сваи является то, что процесс уплотнения грунта при погружении сваи производится только на участке нижних винтовых витков. Так как верхние винтовые витки примерно в два раза меньше по высоте, чем нижние, то уплотнение грунта в зоне стенки отверстия производится на половинную глубину выбранного грунта. Однако такой степени уплотнения недостаточно для формирования позиционно устойчивых свай в слабонесущих и обводненных грунтах.

Известна свая, представляющая собой вытянутое по длине тело вращения с наконечником в нижней части, на внешней поверхности которого смонтирован по длине тела винтовой шнек, при этом верхний конец указанного тела выполнен с элементами связи с устройством, обеспечивающим равномерную передачу крутящего момента свае и создание осевой нагрузки, отличающаяся тем, что смонтированный на внешней поверхности винтовой шнек выполнен из металлического проката постоянного сечения с заданными шагом и углом навивки, при этом навивка шнека выполнена сплошной или составной по длине сваи из отдельных стыкуемых между собой винтовых звеньев, а указанное тело по длине выполнено с продольно расположенными и закрепленными на внешней поверхности в теле элементами крепления, предназначенными для жесткого прикрепления винтовых звеньев шнека, и с продольной полостью или каналом в ее теле для подачи закрепного раствора к пяте сваи для увеличения несущей способности последней (RU, патент №2204653, Е 02 В 5/56, опубл. 20.05.2003).

Из этого же источника известен способ возведения буронабивной сваи в карстовых или слабонесущих грунтах, заключающийся в погружении вращением сваи с наконечником в нижней части и с винтовым шнеком на наружной поверхности в грунт до проектной отметки с выводом выбираемого грунта на дневную поверхность и подачей цементного раствора в зону пяты сваи.

Недостатком данной сваи и известного способа является то, что подача закрепного раствора к пяте сваи осуществляется по каналу в теле сваи с выходом на внешнюю поверхность сваи в заданном или заданных местах нижней части сваи. При таком решении происходит истечение раствора в зону пяты сваи при неравномерном и локальном распределении закрепного раствора по стенкам грунтового отверстия. Такое укрепление стенки грунтового отверстия в зоне взаимодействия винтового шнека с грунтом недостаточно, если речь идет о карстовых и относительно слабых грунтах. Промазка грунтовой стенки в нижней зоне грунтового отверстия для таких грунтов не обеспечивает устойчивости сваи в вертикальном направлении, вызывая отклонения.

Данное техническое решение принято в качестве прототипа для обоих заявленных объектов.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи по обеспечению повышенной плотности утрамбованного грунта в зоне стенки грунтового отверстия под сваю по всей длине стенки.

Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении несущей способности сваи в карстовых и слабо несущих грунтах за счет обеспечения ее позиционной устойчивости в грунте.

Указанный результат для устройства достигается тем, что в буронабивной свае, представляющей собой вытянутое по длине тело вращения с наконечником в нижней части, на внешней поверхности которого смонтирован по длине тела винтовой шнек, навивка которого выполнена постоянного сечения с заданными шагом и углом навивки, при этом верхний конец указанного тела выполнен с элементами связи с устройством, обеспечивающим передачу крутящего момента свае и создание осевой нагрузки, навивка на внешней поверхности тела вращения выполнена из сплошной трубы или соединенных между собой отрезков трубы с внутренним диаметром от 0,5 до 1,5 дюймов, при этом труба или соединенные между отрезки трубы, образующие указанную навивку, в нижней части, обращенной в сторону наконечника, выполнены перфорированными для закачки под давлением закрепного (цементного) раствора.

Указанный технический результат для способа достигается тем, что в способе возведения буронабивной сваи в карстовых или слабонесущих грунтах, заключающемся в погружении вращением сваи с наконечником в нижней части и с винтовым шнеком на наружной поверхности в грунт до проектной отметки с выводом выбираемого грунта на дневную поверхность и подачей цементного раствора в зону пяты сваи, при погружении вращением сваи осуществляют подачу цементного раствора через перфорацию, выполненную в нижней части полой навивки винтового шнека, обращенной в сторону наконечника, для заполнения карстовых полостей или уплотнения стенки грунтового отверстия по всей длине сваи.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.

Настоящее изобретение иллюстрируется конкретным примером, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность получения требуемого технического результата.

На чертеже приведена буронабивная свая.

Согласно настоящему изобретению буронабивная свая представляет собой вытянутое по длине тело вращения 1 с наконечником 2 в нижней части, верхний конец которого выполнен с элементами связи с устройством, обеспечивающим передачу крутящего момента свае и создание осевой нагрузки (не показано).

На внешней поверхности тела вращения смонтирован по длине этого тела винтовой шнек, навивка 3 которого выполнена постоянного или переменного сечения с заданными шагом и углом навивки. Навивка на внешней поверхности тела вращения выполнена из сплошной трубы или соединенных между собой отрезков трубы с внутренним диаметром от 0,5 до 1,5 дюймов, при этом обеспечивается сообщение всех отрезков между собой с образованием канала, по которому может закачиваться подаваемый сверху закрепной раствор, например цементный раствор.

В нижней части сваи труба или соединенные между отрезки трубы, образующие указанную навивку, выполнены перфорированными для закачки под давлением закрепного раствора. Наиболее эффективным считается выполнение перфорации на участке 1,5-2,0 м от наконечника сваи. Возможно выполнение перфорации на всей длине навивки.

При этом отверстия, образующие перфорацию, выполняют в нижней части навивки, то есть на участке, обращенном в сторону наконечника сваи.

Для возведения свайного фундамента сваю с наконечником в нижней части и с винтовым шнеком на наружной поверхности погружают в слабонесущий грунт до проектной отметки с выводом выбираемого грунта на дневную поверхность. Особенностью погружения сваи как технологического процесса является то, что сваю погружают в грунт за счет одновременного вращения и вдавливания ее в грунт под внешним усилием или за счет вращения с погружением под собственным весом. При этом осуществляют постоянную закачку в полость трубы навивки винтового шнека цементного раствора, который через отверстия перфорации поступает в направлении стенки грунтового отверстия и перемешивается с выбираемым и уплотняемым в стенке грунтом. Такие особенности погружения обеспечивают повышенную плотность трамбуемого грунта, что особенно важно при возведении свай в слабых грунтах и вблизи уже существующих фундаментов. В результате использования данного способа при погружении сваи с винтовой навивкой на внешней поверхности образуется грунтовая скважина с уплотненной грунтовой стенкой, несущая способность которой увеличивается в 1,5-2 раза.

При погружении сваи, например, в карстовый грунт так же осуществляют подачу закрепного раствора через перфорацию в направлении стенки грунтового отверстия. Если при выборке грунта образована или вскрыта карстовая полость, то подачей закрепного раствора ее наполняют или по крайней мере частично заполняют, формируя боковую опору для сваи.

Настоящее изобретение промышленно применимо, освоено и реализовано при монтаже свайных фундаментов.