Способ изготовления комбинированной опоры

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 31 0 3/111 Е 02 0 3/12 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ню ( с к) ающийтвердеюгде рунт при. о ствола; подошвы СУДАРСТВЕНКЦЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬПИЙ(71) Московский ордена ТрудовогоКрасного Знамени текстильный институт им, А.Н. Косыгина(54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОМБИНИРОВАННОй ОПОРЫ, включающий образование скважины, формирование в нейпяты и установку и скважину сборногоствола, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения несущей способности за счет обеспечения равномерной прочности изготовляемойопоры по высоте, формирование пятыосуществляют путем сжигания в скважине горючих смесей до оплавлениягрунта стенок скважины и заплавления им нижней части скважины с последующим охлаждением, а перед установкой сборного ствола в скважинуукладывают пластичный твердеющийматериал в объеме, определяемом изсоотношения К - коэффициент, учитыврасход пластичногощего материала в гпогружении сборногН н - глубина погруженияопоры, м,;Г - средняя площадь поперечногосечения скважины, м;Г - средняя площадь поперечногоксечения подземной частиопоры, м ,1035131 60 65 11Изобретение относится к строительству и может быть использовано приизготовлении свайных фундаментовиз грунтов,путем комбинированногоприменения их в сочетании со сборны-,ми сваями или сваями-колоннами,Известен способ изготовления термогрунтовых свай, включающий образование и герметизацию скважины, подачу и сжигание в ней горючих смесей,нагнетание в грунт нагретых газов 13. 10Недостатком указанного способаявляется неиспользование прочностиукрепленного массива грунта дляфундаментных конструкций, что сужает технологические возможности способа.Наиболее близким к изобретениюпо своей сущности и достигаемому результату является способ изготовления комбинированной опоры, включающий образование скважины, формиро-.вание в ней пяты и установку в скважину сборного ствола2.Недостатками этого способа явля"ются неравномерная прочность по высоте, а также то, что сцеплениесборного ствола с грунтом по боковой поверхности мало, поэтому основ-.ную часть вертикальной нагрузкиприходится передавать через подошвусваи, что вызывает необходимостьуширения ее пяты.Цель изобретения - повышение не-.сущей способности за счет обеспечения равномерной прочности изготовляемой опоры по высоте.Укаэанная цель достигается тем,,что согласно способу изготовлениякомбинированной опоры, включающему.образование скважины, формированиев ней пяты и установку в скважину 40сборного ствола, Формирование пятыосуществляют путем сжигания в скважине. горючих смесей до оплавлениягрунта стенок скважины и заплавления им нижней части скважины с поаледующим охлажцением, а перед установкой сборного. ствола в скважину укладывают пластичный твердеющийматериал в объеме, определяемым изсоотношения 50У КН (Р Р ) где К - коэффициент, учитывающийрасход пластичного твердеющего:материала в грунт припогРужении сборногоствола;Н. - глубина погружения подошвыИопоры, м;Р - средняя площадь поперечногоС 2,сечения скважины, м.;.Р - средняя площадь поперечногосечения подземной части опоры, м.На фиг, 1 изображены укрепляеммй грунт и термогрунтовая опора; на Фиг. 2 - опора, изготовленная предлагаемым способом.Технология способа заключается в .следующем.Скважину 1 образуют ниже глубины промерэания грунта 2 сечением по форме подземной части 3 опоры, на пример сборного ствола, сваи-колонны 4, цилиндрическим. После этого скважину 1 герметиэируют затвором 5 с форсункой 6, через которую подают в скважину 1 горючие смеси и сжигают их в ней. Продукты сгорания нагнетают в грунт 7 через стенки 8, пока заданная температура не достиг. нет внешней границы 9 укрепляемого массива грунта. 7. Температура задается в зависимости от цели обжига и вида грунта, например 600 фС, исходя из условий устранения пучинных свойств в грунте при многократном замораживании и последующем оттаивании. Затем температуру повышают до начала плавления грунта, например до 1000-1200 ОС, и постепенно снизу вверх заплавляют скважину 1 местным грунтом 10 до уровня погружения подошвы 11 сваи-колонны 4. После этого при. открытых отверстиях 12 на затворе 5 через форсунку 6 нагнетают в скважину 1 атмосферный воздух и охлаждают ее до 80-100"С в зависимости от вида пластичного твердеющего материала, которым после демонтажа затвора 5 заполняют скважину 1 в объеме, определяемом из укаэанного соотношения, Таким материалом может быть, например, цементный раствор состава 1:4 или другой пластичный материал, Вслед за этим в скважину 1 погружают до уровня 11 сваю-колонну, При этом пластичный твердеющий материал под давлением сваи-колонны выдавливается снизу вверх и заполняет зазор 13 между стенками 8 скважины 1 и сваей- колонной 4.Бурение скважины ниже глубины промерзания грунта исключает необходимость его обжига при высоких температурах по всей высоте скважины, так как способность грунта к морозному пучению устраняется уже ;при 500-600 фС, В этом случае выше глубины промерзания окружающий ствол скважины грунт исключает после обработки деформации пучения изготавливаемой комбинированной опоры. Образование скважины по форме подземной части опоры дает возможность равномерной передачи внешней нагрузки от.сборного ствола на укрепленный грунт и от него на массив, избегая при этом или существенно снижая развитие пластических деформаций, к месту контакта опоры с грун-. том природного сложения. Все этоЕдиница измерени Показатели а ва Расчетная несущаяность сваи об 0. 0 5 Объем укрепленногопо контуру 600 С а родолжительност ения сваи го ч а98 Произвна 1 тсваи тельность есущей сп расчебиост б 2,3 ч 3позволяет повысить несущую способность, такой комбинированной термогрунтовой опоры. Заплавление ствола до уровня погружения подошвы сваи- колонны с одной, стороны сокращает расход материала колонны, а с дру-. гой - позволяет наиболее рациональ.но испольровать тепловую энергию, так как температура грунта в стенках скважины составляет 950-10 ОООС, и для начала его,плавления достаточно 10 поднять ее всего лишь на 200-450 С.Охлаждение ствола до температуры .ниже 100 фС производится из условий .твердения материала, которым заполняется зазор между стенками скважи ны и сваи-колонны, а требование .пластичности такого материала обусловливаетСя способностью его выдавливания при йогружении сваи-колонны. Объем этого материала, как показали опыты, оказывается несколько больше, чем объем зазора, что учитывается . коэффициентом К.в указанном соотно. шении, который по экспериментальным , данным составляет. 1,06-1,14. 25,П р и м е р. На эксперименталь.ной площадке изготавливаются две комбинированных термогрунтовых сваи в покровном суглинке с пористостью 0,48 и объемной массой 1,.72 т/м Природная влажность грунта 0,34. Скважины бурятся установкой ЛБУна глубину 3 м, что на 1,4 м ниже глубины промерзания грунта. Стволы екважин выполняются с переменным сечением, вначале до глубины 3 м диаметром 0,2 м, а затем с глубины 1,5 м диаметр увеличивается до 0,3 м, Эта отметка соответствует уровню погружения в скважину сваиколонны, подземная часть которой 40имеет диаметр 0,25 м. Затем стволыскважин очищаются от остатков грун ае а ае а е та, скважины герметиэируются, сжигаются смеси жидкого топлива теп лотой сгорания 42 мДж/кг и сжатого воздуха, подаваемого в скважины от компрессоных передвижных установок, ;ПКСИ под давлением 0,1-0,17 ИПа. ,Вокруг скважин устанавливаются термопары ТХА-ХП, соединеннЫе с самопишущими, приборами типа ХА.Нагнетание нагретого газа йродол-жают 12 ч,. пса вокруг:скважин не образуется упрочненная оболочка толщиной 0,2 м .по контуру температуры 600 фС, принятой за расчетную. После этого температура в скважинах повышается до 1200 фС .и ствол заплавляется постепенно снизу ваерх на 1,.2 м грунтом, стекающим со стенокскважины..Затем. в скважину нагнетается один атмосферный воздух при давлении 0,2-0,3 МПа при открытом отверстии в затворе для его обратного выход, пока температура стенок скважин не . достигнет 80-90 фС. После этого в скважины подается цементный раствор состава 1:4 на крупно-зернистом песке в объеме 0,04 мф, свая-колонна постепенно погружается до проектной. глубины 1,5 м. Коэффициент К а ука- занном соотношении 1,06-1,14;Объем укрепленного вокруг скважйн грунта 1,1 м 3. Продолжительность из" готовления комбинированной термогрунтовой сваи 19 и 21 ч. Несущая способность по опытам около 50 тс.Одновременно для сравнения была изготовлена свая-массив известным способом в аналогичных условиях. На это затрачивается 51 ч, а объем мас" сива 3,5 м, Расчетная несущая способность 50 тс.В таблице приведен сравнительный анализ данных эксперимента.1035131 М. Перловточка Коррект утяга аваюаве ом от ка илиал ППП фПатентф, г. Уагород, ул. Проектна Таким образом, предлагаемый способ позволяет сократить продолжительность изготовления свай в 2,4-2,7 раз С Редактор Т. Парфенова Тставитеи хред Т.М Ме ю 4 В ФФВ а а 4 раж 673венного ретений и 35, Рауш Заказ 5773/26 , Т ВНИИПИ Государс по делам изоб 113015, Москва, Юи уменьшить при этом объем укрепляе мого грунта более чем в 3 ра-, за. Подписнотета, СССРрытийнаб., д. 4/5