Способ изготовления сваи Российский патент 2018 года по МПК E02D17/20 

Изобретение относится к области строительства, в том числе транспортного, дорожного и гидротехнического, и может быть использовано для укрепления земляных сооружений различного назначения, в том числе насыпей земляного полотна, дамб, откосов земляных сооружений, предназначенных для строительства на них различных сооружений и т.п. объектов, возводимых на слабых, в том числе болотистых грунтах.

Известен способ изготовления сваи при укреплении земляного сооружения с использованием передвижного механизированного комплекса, по которому бурят скважину, заполняют скважину твердеющим электропроводным материалом, на нескольких уровнях скважины рабочим электродом электроимпульсной установки производят электрические импульсы и осуществляют доливку электропроводного материала (см. патент РФ №2609505 от 02.02.2017).

Недостатком известного способа является повышенная трудоемкость производимых работ и длительность изготовления сваи, обусловленные армированием уже уплотненной скважины после производства электрических импульсов, что затрудняет опускание в скважину армирующего каркаса и приводит к повышенным энергозатратам. Кроме того, в процессе опускания армирующего каркаса после производства электрических импульсов он может упираться в уширения скважины, что приводит к разрушению уплотненной стенки скважины.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в повышении надежности и долговечности свайной конструкции, а также в снижении энергозатрат на ее изготовление путем обеспечения повышенной сплошности сваи с одновременным сокращением времени изготовления сваи.

Технический результат достигается тем, что в способе изготовления сваи, по которому бурят скважину с последующим ее армированием, заполняют скважину твердеющим электропроводным материалом, на нескольких уровнях скважины рабочим электродом электроимпульсной установки производят электрические импульсы и осуществляют доливку электропроводного материала, после заполнения скважины электропроводным материалом до производства электрических импульсов осуществляют перемешивание электропроводного материала с его предварительным уплотнением путем опускания в скважину армирующего каркаса.

В качестве электропроводного материала может быть использована мелкозернистая бетонная смесь.

Армирующий каркас может быть использован в качестве направляющего устройства для рабочего электрода путем его выполнения из продольных направляющих стержней для рабочего электрода электроимпульсной установки, расположенных внутри кольцевых поперечных элементов и жестко соединенных с ними.

Для увеличения степени перемешивания электропроводного материала используют закрепляемую на электроде центрирующую пластиковую насадку, выполненную с радиальными лопастными элементами и конусообразным элементом, взаимодействующим с продольными направляющими стержнями. Радиальные лопастные элементы выполняют с профилированными рабочими поверхностями.

Сущность способа поясняется чертежами

На фиг. 1 показана конструкция направляющего каркаса и расположение в каркасе центрирующей насадки на электроде; на фиг. 2 - центрирующая насадка, вид сверху.

Способ изготовления сваи может быть осуществлен при укреплении земляного сооружения, возведенного или возводимого на болотах, слабых, подвижных и зыбких грунтах, осуществляют с использованием передвижного механизированного комплекса (ПМК) или с использованием ручного бура путем бурения скважин, которые затем заполняют твердеющим электропроводным материалом, например, мелкозернистым бетоном (пескобетон).

Работы по устройству армогрунтовых конструкций ведутся по разрядно-импульсной технологии.

При использовании ПМК весь комплекс работ по устройству свай выполняется с применением технологического оборудования, установленного на ПМК.

1. Буровыми станками на передней и задней платформах осуществляется бурение скважин.

2. Осуществляют приготовление мелкозернистого бетона.

3. Заполняют скважины бетоном.

4. Осуществляют перемешивание электропроводного материала с его предварительным уплотнением путем опускания в скважину армирующего каркаса.

5. Погружают рабочий электрод в заполненную бетоном скважину и выполняют серии высоковольтных электрических разрядов.

6. Поднимают рабочий электрод на следующие уровни, на каждом из которых выполняют серии высоковольтных электрических разрядов. В процессе поднятия электрода доливают электропроводный материал до полного заполнения скважины, осуществляя контроль полноты заполнения скважины по началу вытекания электропроводного материала из скважины.

Армирующий каркас выполняет функцию направляющего устройства для рабочего электрода.

Армирующий каркас выполняют из продольных направляющих стержней 1, расположенных внутри кольцевых поперечных элементов 2 и жестко соединенных с ними.

При опускании в армированную скважину рабочего электрода 3 может происходить его взаимодействие со стержнями 1, расстояние между которыми исключает контакт рабочего электрода 3 со стенкой скважины и исключает ее разрушение.

Для увеличения эффекта перемешивания и уплотнения твердеющего электропроводного материала используется специальная центрирующая пластиковая насадка 4, закрепляемая на рабочем электроде 3. Центрирующая пластиковая насадка 4 имеет цилиндрический элемент 5, контактирующий с рабочим электродом 3, конусообразный элемент 6, взаимодействующий с продольными направляющими стержнями 1, и радиальные лопастные элементы 7 с профилированными рабочими поверхностями, расположенные между элементами 5 и 6.

Погружение центрирующей пластиковой насадки 4 в твердеющий электропроводный материал осуществляется за счет закрепленных на рабочем электроде 3 уголков 8, которые взаимодействуют с цилиндрическим элементом 5.

При поднятии рабочего электрода 3 происходит отрыв центрирующей пластиковой насадки 4 от уголков 8 и пластиковая насадка остается в твердеющем электропроводном материале.

Предлагаемая технология изготовления сваи сокращает время ее изготовления и повышает качество сваи путем повышения сплошности сваи.

Изобретение относится к области строительства, в том числе транспортного, дорожного и гидротехнического, и может быть использовано для укрепления земляных сооружений различного назначения, в том числе насыпей земляного полотна, дамб, откосов земляных сооружений, предназначенных для строительства на них различных сооружений и т.п. объектов, возводимых на слабых, в том числе болотистых грунтах. Cпособ изготовления сваи преимущественно при укреплении земляного сооружения с использованием передвижного механизированного комплекса, по которому бурят скважину с последующим ее армированием, заполняют скважину твердеющим электропроводным материалом, на нескольких уровнях скважины рабочим электродом электроимпульсной установки производят электрические импульсы и осуществляют доливку электропроводного материала. После заполнения скважины электропроводным материалом до производства электрических импульсов осуществляют перемешивание электропроводного материала с его предварительным уплотнением путем опускания в скважину армирующего каркаса. Технический результат состоит в повышении надежности и долговечности свайной конструкции, а также в снижении энергозатрат на ее изготовление путем обеспечения повышенной сплошности сваи с одновременным сокращением времени изготовления сваи. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ изготовления сваи преимущественно при укреплении земляного сооружения с использованием передвижного механизированного комплекса, по которому бурят скважину с последующим ее армированием, заполняют скважину твердеющим электропроводным материалом, на нескольких уровнях скважины рабочим электродом электроимпульсной установки производят электрические импульсы и осуществляют доливку электропроводного материала, отличающийся тем, что после заполнения скважины электропроводным материалом до производства электрических импульсов осуществляют перемешивание электропроводного материала с его предварительным уплотнением путем опускания в скважину армирующего каркаса.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве электропроводного материала используют мелкозернистую бетонную смесь.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что армирующий каркас используют в качестве направляющего устройства для рабочего электрода.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что армирующий каркас выполняют из продольных направляющих стержней для рабочего электрода электроимпульсной установки, расположенных внутри кольцевых поперечных элементов и жестко соединенных с ними.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что на рабочем электроде закрепляют центрирующую пластиковую насадку, выполненную с радиальными лопастными элементами и конусообразным элементом, взаимодействующим с продольными направляющими стержнями.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что радиальные лопастные элементы выполняют с профилированными рабочими поверхностями.