СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ БУРОНАБИВНОЙ СВАИ Российский патент 2003 года по МПК E02D5/34 E02D5/44 E02D5/46 

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам возведения буронабивных свай при строительстве в непосредственной близости от стоящих зданий и сооружений, и может быть использовано при формировании свайных фундаментов сооружений различного назначения, в частности в слабых водонасыщенных грунтах.

В стесненных условиях городской застройки строительство новых объектов значительно затруднено. Фундаменты и основания зданий, сооружений и дорог, расположенных в непосредственной близости от вновь строящегося объекта, подвержены деформациям и разрушению. Возведение свай, в частности буронабивных, в слабых водонасыщенных грунтах может приводить к их перекосу, а соответственно к снижению их несущей способности, поскольку при проходке скважины для последующего формования в ней буронабивной сваи, стенки скважины не устойчивы.

Известен способ возведения грунтоцементной сваи, включающий введение в слабый водонасыщенный грунт цемента с последующим перемешиванием цемента с грунтом. (См. Я. Я. Мотузов и др. Технология изготовления грунтоцементных свай. - Транспортное строительство, 1977, 10, с.20-21).

Недостатком грунтоцементной сваи является ее низкая несущая способность.

Известен способ формования в грунте сваи, согласно которому, с целью повышения эффективности проходки скважин в грунтах, как с повышенной прочностью, так и в слабых, перед проходкой продольной полости инъектируют закрепляющий раствор, например, на основе цемента, вокруг продольной оси формуемой набивной сваи, а затем в инъектируемой грунтовой зоне формуют набивную сваю (Патент RU 2150549, E 02 D 5/34, 2000 г.). В случае формования сваи в слабых грунтах, когда стенки скважины не устойчивы, использование предлагаемого способа позволяет закрепить грунт в окрестности продольной полости, а затем уже ее проходить, однако процесс инъектирующего закрепления грунта недостаточно эффективен, поскольку закрепляющий раствор проникает в грунт на неконтролируемое и неравномерное расстояние от оси инъектора, при этом некоторые участки стенок скважины могут вообще остаться незакрепленными, а кроме того, возведение набивных свай при строительстве в непосредственной близости от стоящих зданий и сооружений приводит к повышению динамических нагрузок на фундаменты и основания зданий, сооружений и дорог, расположенных в непосредственной близости от вновь строящегося объекта, что приводит к их деформациям и разрушению.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному является способ возведения буронабивной сваи, включающий проходку скважины в грунте с последующим ее бетонированием (Патент RU 2135691, E 02 D 5/34,1999).

Недостатками известного способа является невысокая степень уплотнения стенок скважины, что при использовании в слабых водонасыщенных грунтах может приводить к их обрушению, а также к "всплытию" сваи.

Задачей настоящего изобретения является создание технологии возведения свай при строительстве новых объектов в стесненных условиях городской застройки.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе возведения буронабивной сваи, включающем проходку скважины в грунте с последующим ее бетонированием, согласно изобретению перед проходкой скважины в грунте создают грунтоцементную сваю, а проходку скважины буронабивной сваи ведут в теле грунтоцементной сваи, по крайней мере, в пределах ее боковой поверхности, причем соотношение диаметров буронабивной и грунтоцементной свай 0,4-0,8, а проходку скважины буронабивной сваи ведут на 2-7-е сутки после создания грунтоцементной сваи. При этом проходку скважины буронабивной сваи могут вести с заглублением в коренной грунт.

Технический результат, обеспечиваемый приведенной совокупностью существенных признаков заключается в повышении качества и несущей способности возводимых буронабивных свай, используемых в качестве основания, при сокращении сроков строительства и облегчении несущих конструкций при строительстве, например туннелей, за счет сокращения расхода бетона.

Способ осуществляют следующим образом.

В грунте создают грунтоцементную сваю с использованием струйной технологии. В теле грунтоцементной сваи возводят буронабивную сваю путем проходки скважины с последующим ее бетонированием. Проходку скважины ведут, по крайней мере, в пределах ее боковой поверхности. Проходку скважины буронабивной сваи можно вести с заглублением в коренной грунт при соотношении диаметров буронабивной и грунтоцементной свай 0,4-0,8 на 2-7-е сутки после создания грунтоцементной сваи, поскольку за это время прочностные характеристики грунтоцементной сваи достигают более 30% проектных. Соотношение диаметров буронабивной и грунтоцементной свай обусловлено созданием защитного грунтоцементного слоя. Время начала проходки скважины зависит от качества исходного грунта, в котором создают грунтоцементную сваю, и физико-химических свойств цементной суспензии, используемой при создании грунтоцементной сваи.

Пример осуществления способа
На строительной площадке создают грунтоцементную сваю по двухкомпонентной технологии. Монитор с форсунками, выполненный по типу "труба в трубе", в процессе бурения скважины опускают на глубину 15 метров. Нагнетают в межтрубное пространство воздух, а во внутреннюю трубу - цементный раствор. Размыв грунта осуществляют струей твердеющего раствора под защитой струи воздуха в процессе подъема монитора через вращающиеся форсунки. Таким образом, создают грунтоцементную сваю высотой 15 м и диаметром 1500 мм. На 6-е сутки в теле грунтоцементной сваи формируют скважину путем проходки шнеком с диаметром 630 мм с заглублением в коренной грунт ниже грунтоцементной сваи на 1,5 метра. Поскольку процесс затвердевания грунтоцементной сваи начат, то стенки формируемой скважины устойчивы и противостоят внешним нагрузкам, но поскольку процесс затвердевания грунтоцементной сваи не закончен, дополнительные усилия для проходки скважины невелики. В сформированную скважину с устойчивыми стенками опускают арматурный каркас и затем заполняют ее бетонной смесью через бетонолитную трубу. Дальше происходит процесс совместного затвердевания грунтоцементной сваи и буронабивной. Через 7 суток буронабивная свая, возведенная в грунтоцементной, может быть использована в качестве несущей конструкции.

Совместное затвердевание грунтоцементной и буронабивной свай позволяет повысить качество и несущую способность возводимой буронабивной сваи, в том числе за счет дополнительно возникающих сил трения (за счет частичного взаимопроникновения грунтоцемента и бетона). Возведение буронабивной сваи в грунтоцементной позволяет частично снять нагрузки на буронабивную сваю за счет повышения несущей способности грунта вокруг буронабивной сваи.

Таким образом, предложенный способ возведения буронабивной сваи позволяет получить сваю лучшего качества с повышенной несущей способностью.

Использование буронабивных свай, возведенных в теле грунтоцементных, в качестве основания, например туннеля, позволяет значительно (до 40%) снизить расход бетона на возведение несущих конструкций вновь строящегося сооружения и сократить сроки строительства.

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам возведения буронабивных свай при строительстве в непосредственной близости от стоящих зданий и сооружений, и может быть использовано при формировании свайных фундаментов сооружений различного назначения, в частности, в слабых водонасыщенных грунтах. Способ возведения буронабивной сваи включает проходку скважины в грунте с последующим ее бетонированием. Новым является то, что перед проходкой скважины в грунте создают грунтоцементную сваю, а проходку скважины буронабивной сваи ведут в теле грунтоцементной сваи, по крайней мере, в пределах ее боковой поверхности, причем соотношение диаметров буронабивной и грунтоцементной свай составляет 0,4-0,8, а проходку скважины буронабивной сваи ведут на 2-7-е сутки после создания грунтоцементной сваи. При этом проходку скважины буронабивной сваи могут вести с заглублением в коренной грунт. Технический результат заключается в повышении качества и несущей способности возводимых буронабивных свай, используемых в качестве основания, при сокращении сроков строительства и облегчении несущих конструкций при возведении, например, туннелей за счет сокращения расхода бетона. 1 з.п.ф-лы.

1. Способ возведения буронабивной сваи, включающий проходку скважины в грунте с последующим ее бетонированием, отличающийся тем, что перед проходкой скважины в грунте создают грунтоцементную сваю, а проходку скважины буронабивной сваи ведут в теле грунтоцементной сваи, по крайней мере, в пределах ее боковой поверхности, причем соотношение диаметров буронабивной и грунтоцементной свай составляет 0,4-0,8, а проходку скважины буронабивной сваи ведут на 2-7-е сутки после создания грунтоцементной сваи. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что проходку скважины буронабивной сваи ведут с заглублением в коренной грунт.