Способ возведения набивной сваи и арматурный каркас набивной сваи Советский патент 1993 года по МПК E02D5/34 E02D5/54 

Изобретение относится к области строительной техники и может быть использовано для создания свайных оснований при строительстве и реконструкции зданий и сооружений преимущественно в стесненных условиях и неустойчивых грунтах.

Целью изобретения является повышение несущей способности сваи.

Цель изобретения достигается также тем, что в арматурном каркасе набивной сваи, включающем продольную и поперечную арматуры, часть поперечной арматуры выполнена в виде радиальных ребер, размещенных в диаметральных плоскостях ярусами по длине каркаса. Наличие радиальных ребер ограничивает радиальную вибрацию арматурного каркаса, что повышает интенсивность ударных воздействий на грунт в

основании сваи, а следовательно, и его уплотнение.

На фиг. 1 показан разрез сваи в процессе ее формования; на фиг. 2 - то же, в процессе втрамбовывания части бетонной смеси в грунт скважины; на фиг. 3 - то же, после окончания формования ствола сваи; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 3 (бетонная смесь условно не показана).

Реализуется заявленный способ следующим образом.

В грунте любым из известных способов создается скважина с укрепленными стенками. Стенки скважины могут быть укреплены обжигом либо (как в рассматриваемом случае) обсадной трубой 1 (фиг. 1). Труба погружается в грунт открытым концом любым известным способом. Периодически по

00

чэ

СА) О

ю

CJ

мере погружения либо после погружения до отметки подошвы сваи труба очищается от грунта. При этом в забое остается слой 2 разрыхленного при очистке грунта, а под ним - неуплотненный грунт основания. Арматурный каркас 4 устанавливается в скважину (обсадную трубу). Установка арматурного каркаса 4 осуществляется при помощи виброударного механизма, присоединенного к каркасу 4 при помощи переходного устройства 12. После установки арматурного каркаса 4 обсадную трубу 1 полностью заполняют бетонной смесью 10 и воздействуют на арматурный каркас 4 осевой виброударной нагрузкой. Под действием виброударной нагрузки бетонная смесь 10 уплотняется и втрамбовывается в грунт основания.

На фиг. 2 показано погружение арматурного каркаса 4 в порцию бетонной смеси 3 высотой 2-3 диаметра обсадной трубы 1, уложенную до установки арматурного каркаса 4,

При создании свай в водонасыщенных грунтах и интенсивном поступлении воды в обсадную трубу сухая бетонная смесь загружается под воду на высоту 2-3 диаметра обсадной трубы в герметичной мягкой оболочке до установки арматурного каркаса. При погружении арматурного каркаса под действием виброударной нагрузки мягкая оболочка разрушается, а сухая бетонная смесь увлажняется окружающей водой. При дальнейшем воздействии на арматурный каркас виброударной нагрузкой бетонная смесь втрамбовывается в грунт основания, в результате чего образуется бетонная пробка, препятствующая дальнейшему проникновению в обсадную трубу грунтовых вод. Оставшаяся вода откачивается из трубы, ствольсваи бетонируется.

Арматурный каркас 4 может состоять из центральной перфорированной трубы 5 (фиг. 3), оголовка 6, перекрывающего часть сечения обсадной трубы 1 и выполненного, например, в виде кольцевой шайбы, коакси- ально размещенной на нижнем конце трубы 5, и радиальных ребер 7, размещенных в -диаметральных плоскостях ярусами по длине центральной трубы 5. Центральная труба 5 для удобства монтажа в стесненных условиях может быть выполнена из отдельных секций. В этом случае ребра 7 располагаются в уровне стыка 8 секций трубы 5, усиливая его. Отверстия 9 в стенке трубы 5 размещены равномерно по ее поверхности и могут иметь круглую или овальную вытянутую по продольной оси трубы 5 форму. Расстояние между ребрами 7, размещенными в одной плоскости, выбирается так, чтобы обеспечить устойчивость центральной трубы 5 при воздействии на нее ударной нагрузкой. Величина зазора между ребрами 7 и внутренней поверхностью трубы 1 определяет

амплитуду поперечных колебаний арматурного каркаса 4. После установки арматурного каркаса 4 и втрамбовывания, где это необходимо, части бетонной смеси 3 (фиг. 2) в грунт основания трубу 1 полностью заполняют бетонной смесью 10 и воздействуют на арматурный каркас 4 осевой виброударной нагрузкой.

Под воздействием ударной нагрузки возникают осевые и поперечные колебания

арматурного каркаса 4. Амплитуда поперечных колебаний каркаса 4 определяется зазорами между ребрами 7 и внутренней поверхностью трубы 1 и расстоянием между ребрами 7 по оси сваи.

Осевые и поперечные колебания каркаса 4 уплотняют бетонную смесь 10. Наличие отверстий 9 в центральной трубе 5 повышает интенсивность динамических воздействий на бетонную смесь, увеличивает

однородность и плотность бетонной смеси. Одновременно под действием ударной нагрузки арматурный каркас 4 воздействует на порцию бетонной смеси 3, находящуюся под оголовком 6. Наличие оголовка 6, пере(срывающего часть сечения обсадной трубы 1, увеличивает сопротивление внедрению каркаса 4 в порцию бетонной смеси 3, приводит к тому, что часть бетонной смеси 3 вытесняется в пространство над оголовком ,

под давлением, превышающим давление столба бетонной смеси 10, а оставшаяся часть бетонной смеси 3 уплотняется и втрамбовывается в разрыхленный грунт 2, уплотняя его, а также прилегающий массив

грунта естественного сложения.

В основании сваи образуется уплотненное ядро 11, что повышает ее несущую способность.

Один из возможных вариантов реализации предлагаемого способа в слабых водонасыщенных грунтах, опирающихся на рыхлый крупнообломочный грунт.

Обсадная труба 0325 мм и длиной 14,0 м погружается в грунт пневмолробойником

СО-166 (энергия единичного удара 1000 Дж). После погружения трубы до наступления отказа (прекращения остаточных перемещений) она очищается от грунта пневмопробойником И П-4603 (энергия едияичного удара 250 Дж). Труба очищается на высоту 13,5 м, т.е. в трубе оставляется грунтовая пробка высотой 0,5 м. После заполнения трубы на высоту 0,6 м сухой бетонной смесью, загружаемой в герметичных пла стиковых пакетах под воду, поступающую в

трубу, устанавливается арматурный каркас в виде центральной перфорированной трубы 0159 мм с ребрами и оголовком.

Пневмопробойником СО-134 (энергия единичного удара 500 Дж) арматурный кар- кас погружается до наступления отказа и дальнейшее воздействие на арматурный каркас осевой виброударной нагрузкой позволяет втрамбовать часть бетона в грунт и уплотнить грунтовую пробку. После этого производится откачка воды из трубы.

Обсадная труба и центральная перфорированная труба арматурного каркаса заполняются бетонной смесью. После укладки бетонной смеси пневмопробойник включа- ется в работу на 5-10 мин.

Воздействие осевой виброударной нагрузкой на арматурный каркас, а через него и на бетонную смесь, позволяет равномерно и качественно уплотнить весь столб бе- тона, заполняющий обсадную трубу, и уплотнить грунт в основании сваи.

Данный способ обеспечивает сокращение объемов и сроков производства работ, что особенно существенно при реконструк- ции действующих предприятий и эксплуатируемых жилых домов.

Применение предлагаемого способа позволяет повысить несущую способность свай на 20-40%.

Формула изобретения

1. Способ возведения набивной сваи, включающий образование скважины с укрепленными стенками, установку арматурного каркаса, укладку и уплотнение бетонной смеси, отличающийся тем, что, с целью повышения несущей способности сваи, уплотнение бетонной смеси осуществляют одновременно с уплотнением окружающего грунта путем воздействия на арматурный каркас осевой виброударной нагрузкой.

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что часть бетонной смеси укладывают в скважину до установки арматурного каркаса.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем. что в качестве бетонной смеси используют жесткую смесь.

4. Арматурный каркас набивной сваи, включающий продольную и поперечную арматуры, отличающийся тем, что, с целью повышения несущей способности сваи, часть поперечной арматуры выполнена в виде радиальных ребер, размещенных в диаметральных плоскостях ярусами по длине каркаса.

Сущность изобретения: уплотнение бетонной смеси осуществляют одновременно с уплотнением окружающего грунта путем воздействия на арматурный каркас осевой виброударной нагрузкой, а часть бетонной смеси укладывают в скважину до установки арматурного каркаса. Арматурный каркас включает продольную и поперечную арматуры. Часть поперечной арматуры выполнена в виде радиальных ребер и размещена в диаметральных плоскостях ярусами по длине каркаса. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

77772 77777

Фиг.1

Фиг. 2

11

Фиг.З

А-А

Фиг Л