СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ СВАЙНОГО ФУНДАМЕНТА В ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ Советский патент 1994 года по МПК E02D7/00 

Изобретение относится к области строительства, а именно к устройству свайных фундаментов в вечномерзлых грунтах.

Известен способ возведения свайного фундамента в вечно-мерзлом грунте, включающий оттаивание грунта паровыми иглами и последующее погружение сваи.

Недостатками этого способа являются длительное время вмерзания свай в оттаянный паровыми иглами грунт и невозможность получения заданного состава грунтового раствора в скважине.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ возведения свайного фундамента в вечно-мерзлых грунтах, включающий бурение скважины, приготовление грунтового раствора, заполнение им скважины и погружение в скважину ствола сваи.

Недостатком известного способа является необходимость приготовления, транспортировки, подогрева и заливки в скважину специально приготовленного грунтового раствора, что связано с большими дополнительными затратами труда, материалов и энергии и трудноосуществимо в условиях Севера.

Целью изобретения является снижение энергетических и трудовых затрат, а также сроков вмерзания сваи в мерзлый грунт.

Цель достигается тем, что в способе возведения свайного фундамента в вечномерзлых грунтах, включающем бурение скважины, приготовление грунтового раствора, заполнение им скважины и погружение в скважину ствола сваи, приготовление грунтового раствора осуществляют в скважине путем установки после бурения скважины по ее центру открытой по концам инвентарной гильзы с наружным диаметром, меньшим, чем внутренний диаметр скважины, засыпки в гильзу грунта с добавками песка или глины, отогрева с перемешиванием грунта в гильзе до полного его оттаивания и получения грунтовой смеси заданной консистенции с последующим извлечением инвентарной гильзы из скважины.

Возведение свайного фундамента осуществляют следующим образом.

В вечномерзлом грунте в месте погружения сваи станком вращательного действия резцово-шнекового или пневмошарошечного (например, БМК-1501, БМ-802С, "КАТО", БТС-500 и др. ) разбуривают скважину на проектную глубину погружения сваи. Выбуренный мерзлый грунт при этом собирают в емкость, установленную около скважины или складируют прямо на поверхности грунта. При необходимости в выбуренный грунт добавляют компоненты для получения заданного состава грунтового раствора.

После окончания бурения в скважину по ее центру устанавливают открытую по концам инвентарную гильзу. С целью создания зазора между наружной поверхностью гильзы и скважиной для облегчения установки гильзы в скважину и уменьшения теплоотдачи грунтом диаметр гильзы принимают на 3-5 см меньше, чем диаметр скважины. Длина гильзы соответствует глубине скважины или примерно на 0,5 м превосходит глубину скважины. Сверху гильза снабжена ручками и петлей для ее установки в скважину и извлечения из нее краном, а по боковой поверхности на гильзе установлены выступы, центрирующие ее по оси скважины.

В установленную гильзу на глубину 0,5-0,8 от глубины скважины засыпают (загружают) выбуренный грунт с добавками песка и глины. Глубину засыпки выбуренного грунта, т. е. количество засыпанного мерзлого грунта с добавками, уточняют в зависимости от соотношения размеров погружаемой сваи и скважины.

После загружения гильзы выбуренным грунтом с добавками в нее погружают паровую иглу, по которой подают пар, оттаивающий мерзлый грунт, подогревающий и превращающий его в грунтовый раствор с температурой 10-30^оС.

После оттаивания мерзлого грунта гильзу извлекают краном, а оттаянный мерзлый грунт оставляют в скважине. В скважину погружают сваю как при обычном буроопускном способе погружения, т. е. под действием собственного веса, или при необходимости сваю добивают до проектной отметки молотом или вибропогружателем.

Роль металлической гильзы состоит в том, чтобы ускорить процесс оттаивания засыпанного в скважину мерзлого грунта и уменьшить до минимума передачу тепла грунту основания в процессе оттаивания.

Теплопередача значительно уменьшается, т. к. между стенкой скважины и гильзой существует воздушный зазор.

Для уменьшения теплопередачи еще в большей степени, а также для облегчения веса и работ инвентарная гильза может быть изготовлена не из металла, а из материала с малой теплопроводностью, например эбонита.

Предлагаемый способ возведения свайного фундамента в вечномерзлых грунтах позволяет получить существенную экономию в труде, материалозатратах и энергозатратах и сократить продолжительность работ нулевого цикла.

(56) Таргулян Ю. О. и др. Влияние технологии погружения свай в Якутске на продолжительность их вмерзания. В кн. : "Тезисы докладов всесоюзного научно-технического совещания по основаниям и фундаментам зданий и сооружений на вечномерзлых грунтах". М. : Госстрой СССР, 1975, с. 116.

Кардыман А. П. Пути совершенствования свайных фундаментов в вечномерзлых грунтах. В кн. : "Тезисы докладов всесоюзного научно-технического совещания по основаниям и фундаментам зданий и сооружений на вечномерзлых грунтах". М. : Госстрой СССР, 1975, с. 92-95.

СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ СВАЙНОГО ФУНДАМЕНТА В ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ, включающий бурение скважины, приготовление грунтового раствора, заполнение им скважины и погружение в скважину ствола сваи, отличающийся тем, что, с целью снижения энергетических и трудовых затрат, а также сроков вмерзания сваи в мерзлый грунт, приготовление грунтового раствора осуществляют в скважине путем установки после бурения скважины по ее центру открытой по концам инвентарной гильзы с наружным диаметром, меньшим, чем внутренний диаметр скважины, засыпки в гильзу грунта с добавками песка или глины, отогрева с перемешиванием грунта в гильзе до полного его оттаивания и получения грунтовой смеси заданной консистенции с последующим извлечением инвентарной гильзы из скважины.