способ погружения свай в грунт механическим многоимпульсным молотом

Формула изобретения

Способ погружения свай в грунт механическим многоимпульсным молотом, состоящим из отдельных масс, сериями ударных импульсов, отличающийся тем, что предварительно соединяют скобами отдельные массы молота в одну общую массу, погружают сваи одномассным молотом, одновременно измеряют скорость колебаний грунта и при приближении ее значения к максимально допустимому снимают скобы, разделяют молот на две массы в соотношении масс от 0,5:0,5 до 0,7:0,3, далее на три массы в соотношении масс от 0,33:0,33:0,33 до 0,6:0,2:0,2, или на две, или на три массы соответственно в указанных соотношениях, при этом интервалы времени между ударами регулируют с помощью вертикальных зазоров между массами посредством вкладышей различной толщины и увеличивают частоту ударов путем изменения количества масс.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемый способ относится к области строительства и может быть использован при погружении свай вблизи существующих зданий и сооружений.

Известен способ определения поломки свай в грунте во время их погружения, включающий измерение колебаний грунта с помощью вибродатчиков, при котором фиксируют резкие возрастающие горизонтальные составляющие виброперемещений поверхности грунта при поломке сваи (а.с. СССР № 628237, Б.И. №38 от 15.10.78 г., Е 02 D 33/00).

Недостатком этого способа является отсутствие регулирования параметров процесса погружения свай.

Известен способ погружения свай в грунт молотом с замерами параметров ударного процесса датчиками, установленными на корпусе молота (патент СССР № 1794135, Б.И. № 5 от 07.02.93 г., Е 02 D 7/10).

Недостатками этого способа являются невысокая надежность и повышенная опасность работ вблизи существующих зданий и сооружений.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ погружения свай в грунт механическим многомассным молотом сериями ударных импульсов (а.с. СССР № 1770594, Б.И. № 39 от 23.10.93 г., E 02 D 7/08).

Недостатком указанного способа являются его ограниченные технологические возможности из-за отсутствия регулирования параметров ударного процесса, а следовательно, снижение безопасности при работе вблизи существующих зданий и сооружений.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является расширение технологических возможностей, а также повышение безопасности и эффективности способа при погружении свай вблизи существующих зданий и сооружений путем регулирования массы отдельных частей молота, интервалов между ударами и частоты ударов.

Способ погружения свай в грунт механическим многомассным молотом сериями ударных импульсов включает предварительное соединение скобами отдельных масс молота в одну общую массу, погружение свай составным одномассным молотом, одновременное измерение скорости колебания грунта и при приближении их значений к максимально допустимым, снятие скоб и разделение составного молота на две или три части в соотношении их масс для двухмассного от 0,5:0,5 до 0,8:0,3, для трехмассного молота от 0,33:0,33:0,33 до 0,6:0,2:0,2, установление интервалов между ударами масс в зависимости от пластических деформаций и упругого отказа грунта с помощью вертикальных зазоров между массами, регулируемых вкладышами различной толщины, увеличение частоты ударов до 20-36 ударов/мин.

Способ погружения свай в грунт механическим многомассным молотом поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено в разрезе соединение масс молота в общую массу перед погружением сваи составным одномассным молотом; на фиг.2 - разделение молота на две массы перед погружением сваи двухмассным молотом; на фиг.3 - разделение молота на три массы перед погружением сваи трехмассным молотом.

Способ погружения свай в грунт механическим многомассным молотом состоит в следующем.

Предварительно скрепляют наружную массу 1 со средней массой 2 и внутренней массой 3, скобами 4, соединяя их в одну общую массу. Затем погружают сваю отдельными ударами с частотой 10-12 ударов/мин составным одномассным молотом, сбрасывая его с помощью каната 5, установленного на копре. Одновременно в процессе погружения сваи измеряют скорости колебания грунта.

Известно "Руководство по вибропогружению свай-оболочек и шпунта вблизи существующих зданий и сооружений", ЦБНТИ, Министерство монтажных и специальных строительных работ, Москва, 1981 г., с.6. В зависимости от конструктивных особенностей и типов зданий максимально допустимые скорости колебаний грунта (копия прилагается) могут составлять от 0,4-1 см/сек для кирпичных и блочных зданий и до 1,5-2,5 см/сек для каркасных и монолитных железобетонных зданий.

При приближении скорости колебаний грунта к максимально допустимым снимают скобы 4, разделяют молот вначале на две массы и погружают сваю двухмассным молотом, одновременно измеряют скорости колебания грунта. Если при этом скорости колебания грунта приближаются к максимально допустимым, то молот разделяют на три массы и погружают сваю трехмассным молотом.

При погружении свай в плотные тугопластичные грунты, в которых пластические деформации малы, а упругий отпор преобладает, молот разделяют на две равные массы в соотношении 0,5:0,5 или на три равные массы в соотношении 0,33:0,33:0,33. В этих условиях интервалы времени между ударами должны быть велики, чтобы избежать разрушения головы сваи, которое может произойти, если упругий отказ сваи после удара наружной массы 1 совпадает с ударом средней массы 2. При этом каждая масса молота наносит отдельный удар, равный предыдущему.

Если сваю погружают в слабые, текучепластичные грунты, в которых пластичные деформации велики, а упругий отпор мал, молот разделяют на две неравные массы в соотношении 0,7:0,3 для двухмассного молота или на три неравные массы в соотношении 0,6:0,2:0,2 для трехмассного молота. В таких грунтовых условиях интервалы времени между ударами масс должны быть малы. И вся серия из двух или трех ударов происходит в течение времени пластичной деформации грунта от погружаемой сваи. При этом удар наружной массы 1 выводит сваю из состояния покоя, а дополнительные удары средней массы 2 и внутренней массы 3 обеспечивают максимальное перемещение погружаемой сваи относительно грунта.

Так как удары средней массы 2 и внутренней массы 3 наносят по свае, движущейся после удара наружной массы 1 в условиях уменьшенной силы трения, возникающей за счет колебаний грунта и избыточного порового давления, то средняя масса 2 и внутренняя масса 3 могут быть в 1,5-3 раза меньше наружной массы 1 в соответствии с разницей между коэффициентом сухого трения покоя и коэффициентом вязкого трения.

Интервалы времени между ударами масс устанавливают в зависимости от пластических деформаций и упругого отпора грунта.

В плотных тугопластичных грунтах интервалы времени между ударами должны быть максимальными 2-3 сек, для того чтобы последующим ударом не разрушить голову сваи.

В слабых текучепластичных грунтах интервалы между ударами должны быть малы 0,01-0,1 сек, чтобы каждый последующий удар средней массы 2 и внутренней массы 3 продлевал "скольжение" в грунте сваи, движущейся от удара первой наружной массы 1.

Интервалы между ударами отдельных масс устанавливают с помощью вертикальных зазоров между массами 1, 2, 3, регулируемых вкладышами 6 различной толщины.

Частоту ударов увеличивают от 10-12 ударов/мин для одномассного молота до 24 ударов/мин для двухмассного молота и до 36 ударов/мин для трехмассного молота.

Предлагаемый способ погружения свай, включающий регулирование масс молота, интервалов времени между ударами в каждой серии импульсов и частоты ударов в минуту позволяет обеспечить безопасность и эффективность свайных работ вблизи существующих зданий и сооружений.