Способ возведения сваи и свая Советский патент 1991 года по МПК E02D5/24 

хнего положения стакана 14, а привод выполнен в виде подвешенного в полости 5 ствола 1 падающего груза 24. Сваю погружают с первоначально зафиксированной в нижней части ствола 1 диафрагмой 6 через слой слабых грунтов. Затем освобождают диафрагму 6 и допогружают ствол 1 до упора диафрагмы 6, поднимающейся относительно нижнего торца ствола 1 вместе с поступающим в полость 5 последнего грунтом, в упоры 2. Перед освобождением диафрагмы 6 нижние упоры 3 охлаждают устройством Э до температуры не выше нижней границы порога хладноломкости металла упоров 3, а освобождение диафрагмы 6 осуществляют обламыванием ею упоров 3 в процессе допогружения ствола 2 с.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области свайного фундэментостроения. Цель изобретения - повышение эффективности возведения и расширение области использования. Свая состоит из полого ствола 1 с 27 верхними 2 и нижними 3 упорами на внутренней поверхности и диафрагмой 6, установленной в полости 5 ствола 1 с возможностью осевого перемещения и фиксации. Упоры 3 выполнены из металлических пластин 4. Свая снабжена устройством 9 для охлаждения упоров 3 и приводом 10 его включения. Устройство 9 выполнено в виде баллонов 11 с мембраной 12, прикрепленного к выполненной с нишами 7 под упоры 3 диафрагме 6 стержня 13 и надетого не последний с возможностью осевого перемещения подпружиненного стакана 14, соединенного с баллонами 11, заполненными легкокипящей жидкостью 17. Упоры 3 оборудованы пробойниками 23. взаимодействующими с мембранами 12, стержень 13 снабжен фиксатором в виде пальца 22 вер5 И сь Nj к ю о

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при устройстве свайных фундаментов и сооружений на основаниях из труб, трубчатых свай и свай-оболочек.

Целью изобретения является повышение эффективности возведения и расширение области использования.

На фиг. 1 изображена свая, погружаемая в грунт с первоначально зафиксированной диафрагмой в нижней части ствола, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Свая содержит полый ст вола 1 с верхними 2 и нижними 3 упорами на внутренней поверхности в виде горизонтальных металлических пластин 4, Верхние упоры 2 могут изготавливаться из материала ствол 1. 8 полости 5 ствола 1 установлена с возможностью осевого перемещения и фиксации по- средством упоров 2, 3 поперечная диафрагма 6, которая для облегчения погружения сваи в грунт может быть выполнена с конусной нижней поверхностью (не показано). В диафрагме 6 выполнены ниши 7 под упоры 3, причем глубина ниш 7 принимается на 1,5-2 см превышающей толщину пластин 4. Вылет упоров 2, 3 относительно стенок ствола 1 принимается из условия обеспечения опирания на них поперечной диафрагмы 6. Число упоров 2 или 3 для повышения надежности фиксации диафрагмы 6 должно быть не менее трех. При числе упоров 2 или 3, равном трем, они располагаются под углом 120° друг к другу, В случае железобетонных свай жесткость заделки пластин 4 может быть обеспечена посредством закладных деталей 8. В полости ствола 1 установлены устройство 9 для охлаждения нижних упоров 3 и привод 10 его включения. Устройство 9 выполнено в виде баллонов 11 с мембранами 12, соосно установленного в полости 5 ствола 1 и при- крепленного к диафрагме 6 стержня 13 и надетого на последний с возможностью осевого перемещения стакана 14, подпружиненного посредством пружины 15 относительно стержня 13 и соединенного через кронштейны 16 с баллонами 11. Баллоны 11 заполнены легкокипящей жидкостью 17 с

температурой кипения ниже нижней границы порога хладноломкости металла нижних упоров 3, В каиестве легкокипящей жидкости 17 могу г быть использованы аммиак, пропан, азот, фреоны и т.д. Для обеспече0 ния извлечения устройства 9 для охлаждения из полости 5 ствола 1 стержень 13 прикреплен к диафрагме 6 на резьбовом соединении 18. Баллоны 11 прикреплены к кронштейнам 16 при помощи хомутов 19 и

5 болт овых соединений 20, что позволяет производить замену опустошенных баллонов 11. В стенках стакана 14 выполнены продольные прорези 21, а стержень 13 снабжен фиксатором в виде пальца 22, пропущенно0 го через стержень 13 и прорези 21 стакана 14, предотвращающим поворот стакана 14 относительно стержня 13 (обеспечивается осевое перемещение стакана 14 и фиксирующим верхнее положение стакана 14 с бал5 лонами 11. Упоры 3 оборудованы пробойниками 23, взаимодействующими с мембранами 12 баллонов 11. Привод 10 выполнен з виде падающего груза 24 с направляющими ребрами 25, подвешенного в

0 полости 5 ствола 1 с помощью троса 26, один конец которого прикреплен к грузу 24, а другой пропущен через отверстие 27 в стенке ствола 1 и прикреплен к кольцу 28, надетому на штырь 29 ствола 1. Металличе5 ские пластины 4 упоров 3 выполняются из стали обыкновенного качества, при этом повышение нижней границы порога хладноломкости стали может быть обеспечено (с целью расходования на охлаждение мень0 шего количества легкокипящей жидкости) увеличе содержания в ней фосфора. Установлен в нижней масти ствола 1 диаф- рагма 6 фиксируется от выпадения клиньями 20, пропущенными через отвер5 стая в нижней части ствола 1.

Для облегчения обламывания упоров 3 пластины 4 последних могут выполняться с ослаблениями (не показано).

Способ осуществляют следующим образом.

В нижней части полости 5 ствола 1 устанавливают диафрагму 6 таким образом, чтобы упоры 3 попали в ниши 7, после чего диафрагма 6 фиксируется при помощи клиньев 30, при этом мембраны 12 баллонов 11 располагаются напротив пробойников 23. Затем в полости 5 подвешивают падающий груз 24 и в таком состоянии сваю погружают сквозь слой слабых грунтов до отметки, обеспечивающей минимальные энергозатраты на погружение сваи. При этом диафрагма 6 препятствует попаданию в полость 5 ствола 1 воды и грунта (щели между поперечной диафрагмой 6 и стволом 1 перед погружением герметизируют, например, мастикой УМС-50). Нагрузки, действующие на диафрагму 6 при ее взаимодействии с грунтом, передаются через упоры 3 на ствол 1, Погружение сваи с зафиксированной в нижней части ствола 1 диафрагмой 6 следует производить при температуре, превышающей верхнюю границу порога хладноломкости металла упоров 3, только в этом случае упоры 3 выполняют свою функцию. Затем снимают кольцо 28 со штыря 29, освобождая груз 24, который падает и наносит удар по стакану 14. При нанесении удара сжимается пружина 15 и стакан 14 вместе с баллонами 11 перемещается вниз до прокалывания мембран 12 пробойниками 23 и упора стакана 14 в диафрагму 6. После нанесения удара пружина 15, распрямляясь, поднимает стакан 14с баллонами 11, освобождая образованные пробойниками 23 отверстия в мембранах 12, Через отверстия в мембранах 12 легкокипящая жидкость 17 под давлением подается на пластины 4 упоров 3. Испаряясь, легкокипящая жидкость 15 охлаждает упоры 3. Объем легкокипящей жидкости 17 в баллонах 11 подбирается из расчета охлаждения пластин 4 упоров 3 до температуры не выше нижней границы порога хладноломкости материала (металла) пластин 4, в этом случае ударная вязкость металла снижается более чем в шесть раз, т.е. пластины 4 становятся хрупкими. Далее освобождают диафрагму 6 обламыванием ею хрупких пластин 4 (с пониженной ударной вязкостью) в процессе допогружения ствола путем забивки или вибропогружения (в то время как погружение ствола с первоначально зафиксированной з нижней части диафрагмой 6 и допогружение ствола 1 можно производить любым из известных способов), т.е. приложением к пластинам 4 упоров 3 динамических нагрузок, так как понижение температуры практически не изменяет 0 сопротивление отрыву допогружении ствола 1 диафрагма б вместе с поступающим в полость 5 грунтом поднимается относительно нижнего торца ствола 1. Зазоры между диафрагмой 6 и стенками ствола 1 не 5 должны превышать толщины пластин 4, что позволяет предотвратить возможность заклинивания обломками упоров 3 диафрагмы 5 пр 1 ее подъеме; Допогружение производят до упирания диафрагмы 6 в верхние упоры 2, высоту расположения которых выбирают исходя из конкретных геологических условий. Причем верхние упоры 2 следует располагать в плане со смещением относительно нижних упоров 3, ч-о позво- 5 лит нскг.очить повреждение устройства для охлаждения упорами 2 при подьеме устройства 9 вместе с диафрагмой 6. Для формирования Б полости 5 ствола 1 более плотного грунтоаого ядра нижний торец ствола 1 сле0 дует выполнять со скосами внутрь. После допогружения на проектную отметку вынимают груз 24 и устройство 9 через диафрагму 6, уплотняют грунтовое ядро, вынимают диафрагму 6 и заполняют полость 5 ствола

5 1 бетоном или сыпучим материалом. Выемку груза 24 производят при помощи тросг 26, а устройства 9 - посредством штанги (не показана), надеваемой на стакан 14 к заводимой своими выступами под кронштейны

0 16.

Исключение по сравнению с прототипом необходимости снятия и повторной ус- тановки на оголовок ствола сваепогружающего оборудования при осво5 бождении диафрагмы позволяет существенно (на 10-15%) снизить затраты труда и времени на возведение сваи, т.е. повысить эффективность возведения, чему способствует также отсутствие специального устрой0 ства для создания выдергивающих усилий для извлечения фиксаторов. Кроме того, обеспечивается возможность возведения свай с любой толщиной стенок ствола, что расширяет область применения.

5Формула изобретения

0 полости ствола с возможностью осевого перемещения и фиксации диафрагмой, включающий погружение ствола с первоначально зафиксированной в нижней части ствола диафрагмой с последующим

5 освобождением диафрагмы и допогружени- ем ствола, отличающийся тем, что, с

целью повышения эффективности возведения и расширения области использования, перед освобождением диафрагмы нижние упоры охлаждают до температуры не выше нижней границы порога хладноломкости металла упоров, а освобождение диафрагмы осуществляют в процессе допогружения ствола путем обламывания ею нижних упоров.

А -А

Фиг. 2

имеющим привод приспособлением для охлаждения нижних упоров, выполненным в виде расположенных над упорами заполненных легкокипящей жидкостью, имеющих мембраны баллонов и соединенного с ними расположенного по вертикальной оси ствола стакана, а диафрагма снабжена прикрепленным к ней сверху соосно стакану стержнем с фиксатором верхнего положения стакана и выполнена с нишами под упоры, причем упоры снабжены пробойниками, установленными с возможностью взаимодействия с мембранами баллонов, стакан установлен на стержне с возможностью осевого перемещения и подпружинен относительно него, а привод приспособления для охлаждения нижних упоров выполнен в виде падающего груза, взаимодействующего с дном стакана.

б-б

25

Фиг. J