Способ возведения набивной сваи-оболочки и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК E02D5/38 

(Л

С

Использование: в строительстве и может найти применение при возведении набивных свай, свай-оболочек, шахтных колодцев, скважин с закрепленными стенками самого различного назначения, например скважин под воду, для формования в грунте бетонных трубопроводов. Сущность изобретения: в грунт основания погружается трубчатый бур, осуществляется проходка кольцевой скважины, заполнение ее бетоном с последующим формированием ствола, выполняемым посредством приложения к бетону радиально направленного прессующего давления, создаваемого виброштампом трубчатой формы, после завершения чего, не снимая прессующего давления внутреннюю поверхность ствола вакуумиру- ют, а извлечение бура из скважины выполняют совместно с грунтовой пробкой Устройство состоит из трубчатого бура, который концентрично охватывает уплотняющий и скважинообразующий орган трубчатой формы, охватывающий кольцеобразный оголовок. 2 с.и 12 з,п.ф-лы, 15 ил.

Изобретение относится к строительству и может найти применение при возведении набивных свай, свай-оболочек, шахтных колодцев, скважин с закрепленными стенками самого различного назначения, например скважин под воду, для формования в грунте бетонных и железобетонных трубопроводов.

Целью изобретения является повышение качества и несущей способности возводимой сваи-оболочки, а также расширение технологических возможностей.

На фиг.1 изображено устройство для возведения сваи-оболочки, продольный разрез; на фиг.2 - то же, вариант; на фиг.3-4 - то же, варианты; на фиг.5 - разрез А-А на фиг.З; на фиг.6 - разрез Б-Б на фиг.4; на фиг.7 - устройство, продольный разрез вариант; на фиг.8-10 - устройство на различных этапах его применения, продольный

разрез; на фиг.11-12 - скважина с закрепленными стенками, возведенная согласно способу и с применением устройства, продольный разрез; на фиг. 13 - этап осуществления способа с применением устройства, изображенного на фиг.3-4, продольный разрез; на фиг. 14-15 - скважина с закрепленными стенками, возведенная согласно способу и с применением устройства, изображенного на фиг.3-4.

Устройство содержит трубчатый бур 1 с охватывающим его уплотняющим органом, состоящим из трубчатого элемента 2, охватывающего, в свою очередь, кольцеобразный оголовок 3, который выполнен в виде поворотных створок 4. Элемент 2 снабжен перфорацией (не показано) и фильтрующей облицовкой 5, расположенной и закрепленной с возможностью замены к его внутренней поверхности. Кроме того, трубчатый

VI СА 00 sQ Ю

О

элемент 2 с оголовком 3 может быть выполнен по длине разрезным и состоящим из 3-4 криволинейных секций 6, соединенных между собой подвижно элементом 2 с возможностью увеличения или уменьшения им своих поперечных размеров посредством упруго-эластичных вставок или пружин 7, причем каждая секция 6 может снабжаться жесткими нащельниками 8 и ребрами жесткости, расположенными с внутренней сто- роны (не показано).

В комплект устройства входят также бункер 9 под бетонную смесь или бетоновод (не показано), уплотняющее кольцо 10, штуцер 11 для присоединения бетоновода или гермостворки 12, отсекающие внутреннюю полость устройства от бункера под бетон, а трубчатый элемент 2 снабжается штуцером 13 для присоединения к источнику создания вакуума.

Рабочий торец бура 1 с внешней стороны и верхняя часть элемента 2 с внутренней стороны снабжены выступами 15 клинообразной формы, причем последний снабжен также фиксаторами, например, в виде колец 16 с установкой нижнего при этом на наклонный выступ 17. Оголовок 3 может быть присоединен к элементу 2 как жестко, так и с возможностью разъема при извлечении с использованием гибких связей 18 различ- ной длины.

В комплект устройства может входить и теряемый оголовок. При необходимости подача бетона под оголовок при варианте его жесткого крепления к трубчатому элементу 2 может крепиться бетоновод, присоединяемый к затвору типа обратный клапан, устанавливаемому в оголовке 3. Для исключения перекоса элемента 2 при его перемещении вдоль бура 1 в верхней и в средней его частях могут быть закреплены направляющие приспособления, например с использованием роликов качения (не показано).

Способ, с использованием описанного устройства, осуществляется в следующем порядке.

Трубчатый бур 1 посредством силового привода (не показано) погружают в грунт основания 19 с образованием грунтовой пробки 20. Затем концентрично бура 1 воз- водят кольцевую скважину с использованием, например, трубчатого элемента 2 со штампом 3 и после или во время извлечения элемента 2 и 3 в образованную скважину подают бетонную смесь 21, и посредством повторной проходки трубчатого элемента 2 выполняют впрессовывание, преимущественно под вибровоздействием бетона 21 в стенки скважины с небольшим выдерживанием смеси под давлением для отжатия излишней воды затворения в грунт и, при выполнении элемента 2 с перфорацией, в полость 14 (фиг.8).

При необходимости получения мгновенной прочности формуемого изделия и интенсификации водоудаления (повышения значения цементно-водного фактора) дальнейший процесс возведения может быть осуществлен в следующем порядке.

С началом выдерживания бетона под прессующим давлением осуществляется ва- куумирование внутренней поверхности ствола сваи 21, для чего полость 14 изолируют от атмосферы путем установки уплотни- тельного кольца 10 или закрытия гермостворок 12 (фиг.9). Затем создают через штуцер 13, связанный с вакуум-насосом, в полости 14 необходимое разрежение, сопровождаемое вследствие совместного воздействия прессования и вакуумирования интенсивным высасыванием из бетона избыточной воды затворения и вовлеченного воздуха с удален нем их за пределы возводимой сваи и с дальнейшим улучшением структуры бетона 21 (фиг.9). После завершения пресс-вакуумной обработки бетона 21 элемент 2 может быть извлечен без потери при этом устойчивости закрепленных стенок. При необходимости процесс укладки бетона возможно повторить, причем с помощью предлагаемого устройства возможно укладку бетонной смеси выполнить, используя имплозивное формование, что особенно эффективно при горизонтальном возведении скважины с закрепленными стенками, Для чего в бункер 9 подается подвижная бетонная смесь 22 второго слоя (фиг.9), и последующим открытием створок 12 бетонная смесь быстро заполняет обезвоздушенную полость 14. Укладка второго слоя возможна и обычными путями, например укладкой его в зазор между свежеотформованным бетоном 21 и буром .осуществляемой известными путями. Укладка бетона как первого, так и последующих слоев бетонной смеси без удаления элемента 2 из скважины, например в случае слабых неустойчивых грунтов, может выполнена с использованием штампа в виде поворотных створок 4, открывающихся при продвижении в полости 14 бетонной смеси и закрывающихся при его окончании, чему может способствовать и незначительное опускание элемента 2 способствующее проявление сил отпора смеси, или как вариант, креплением составного штампа 3 к элементу 2 посредством гибких нитей различной длины, что способствует извлечению штампа по частям в виде гирлянды (фиг. 10).

После пресс-вакуумной обработки первого, второго и т.д. слоев при послойной укладке бетона, элемент 2 со штампом 3 удаляются из грунта и затем статическим усилием осуществляют извлечение бура 1 вместе с пробкой 20.

На фиг. 11-12 изображена скважина с закрепленными стенками, возводимая по описанной технологии.

Стенки скважины при необходимости могут быть облицованы защитным эластичным пленочным материалом, подаваемым в полость 14 в виде рукава до укладки перво слоя бетона и после погружения элемента 2 и применяемого к стенкам давлением укла- дываемой смеси, причем для исключения повреждения целостности рукава последний подается в скважину с временно зафик- сированными, например адгезионным клеем, складками по его периметру, выби- раемым последующим давлением со стороны формуемой смеси.

Порядок применения трубчатого элемента 2 с меняющимися его поперечными размерами (фиг.3-4) в основном аналогичен описанному и имеет следующие особенности.

Соприкасание штампа 3 с выступами 15 при погружении элемента 2 сопровождается равномерным увеличением его попереч- ных размеров и растяжением пружин 7 и при достижении положения, близкого к его максимальным поперечным размерам, нижнее фиксирующее кольцо 16, установленное до погружения, проваливается между высту- пов 17, фиксируя тем самым его поперечный размер, что обеспечивает при извлечении элемента 2 и штампа 3 иметь зафиксированный зазор между отформованным бетоном и элементом 2 и элементом 2 и элементом 1 (фиг. 13).

Предлагаемое исполнение элемента 2 и штампа 3 позволяет не снижать в процессе вакуумирования прессующее давление и даже наоборот (снижаемое в результате уп- лотнения смеси), способствует облегчению отрыва прессующего органа от формируемой смеси и его последующему извлечению, позволяет организовать пропуск смеси под штамп без его извлечения и т.д. Скважина с закрепленными стенками, возводимая с использованием варианта устройства, изображена на фиг.14-15, причем на фиг.15 изображена скважина, возводимая только при наличии нижних выступов15( возможен вариант и наоборот).

Предлагаемый способ и устройство для его осуществления позволяют существенно повысить несущую способность возводимой конструкции по материалу на 30-40%,

обеспечить высокое качество уплотнения как окружающего грунтового массива, так и укладываемой бетонной смеси, выполнить не только уширенную пяту, но и местные уширения по высоте сваи, имеют и большие технологические возможности.

Формула изобретения

0

5

0

5

зФиг. i

ЧЧч..У 4NN 4VN

Оо.

ол

-J со оо

CD NO О

ri v

Ь

/

SI ..XJ

J

l s

Ол

О.

CTi

0/

0268Ш

6

/

X

С

h

m

ft оиг.4Ь

IS

fl

. #