Способ установки свай в вечномерзлые грунты

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Ф Ю тН 00 И 00 3 ВВВ 1 Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам к авторскому свидетельству(71) Дальневосточный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт по строительству(56) СНиП П-76. Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах. - М.:Стройиздат, 1977.(19) МУ (11) 1828154 (1 з) А 1 Сущность изобретения: в способе скважину заполняют сыпучим грунтом на высоту, которую определяют по приведенной зависимости. Затем в эту скважину устанавливают плоскопрофилированный ствол сваи, который вдавливают в уложенный Оф слой грунта под действием собственного веса, После чего заполняют пазухи тем же грунтом допогружают сваю до расчетного отказа, 2 ил. - )ффИзобретение относится к строительству,а именно к способам возведения свайныхфундаментов в вечномерзлых грунтах пристроительстве по принципу сохранения грунтов основания в вечномерзлом состоянии втечение всего срока эксплуатации сооружения,Цель изобретения - повышение несущейспособности по грунту, снижение материалоемкости и трудоемкости возведения исокращение сроков строительства за счетликвидации технологического перерыва между временем установки сваи и ее нагружением.Поставленная цель достигается тем, чтов способе установки свай в вечномерзлыегрунты, включающем образование скважины,заполнение ее на часть высоты сыпучимматериалом и установку ствола сваи,скважину заполняют сухим сыпучим грунтомна высоту Н и устанавливают плоскопрофилированный ствол, наибольший размер поперечного сечения которого составляет0,7-0,8 диаметра скважины, причем послевдавливания ствола в сухой сыпучий грунтпод действием собственного веса производятзаполнение пазух между стенками скважиныи стволом сваи тем же сыпучим грунтом,после чего осуществляют допогружение сваи -до расчетного отказа, при этом высоту Нопределяют зависимостьюьчГ(п -и )щах в 1 Игде ЛЧ - объем допогружаемой части сваи при добивке ее до расчетного отказа ЬЧ=д Ь.Р - площадь поперечного сечения скважины;и и.- максимальная и минимальная пористости засыпаемого грунта;с 1 - поперечный размер головы гладкой части ствола;Ь - задаваемая величина осадки ствола при его допогружении.На фиг. 1 изображен фрагмент скважины с установленным в ней стволом сваи, продольный разрез; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг.1.П р и м е р, В пробуренную в вечномерзлом грунте скважину 1 диаметром, составляющим 1,15-1,20 размера наибольшего (верхнего) профильного уширения 2 ствола 3 сваи, засыпают порцию сухого сыпучего грунта (песок, гравий, щебень) на высоту Н, определяемую зависимостьюьчГ(п -и )вах а 1 л где Ь Ч - объем допогружаемой части сваи3при дооивке ее до расчетного отказа, м;ЬЧ=б и;Р - площадь сечения скважины, в м,2и -и,.- максимальная и минимальнаяпористости засыпаемого грунта;д - поперечный размер головы гладкойчасти ствола, м;Ь - задаваемая величина осадки стволапри его допогружении, м.Затем в скважину вставляют воронкубункер (не показано), объем которого равенобъему пространства, остающегося а скважине за вычетом грунта, уложенного на дноскважины, и объема сваи в промежутке отповерхности грунта до отсыпанного слоя надно,В скважину краном (не показан) опускают плоскопрофилированный ствол 3 сваи,наибольший размер поперечного сечениякоторого составляет (0,7-0,8) Р где Р,диаметр скважины,После его вдавливания под собственнымвесом на некоторую глубину в ранееотсыпанный слой, сваю фиксируют краномв вертикальном положении,Через воронку-бункер в скважину подаютсыпучий грунт, который заполняет пространство между стенками скважины и стволомсваи; зачтем любым сваепогрузочным меха:низмом (не показан) (для талых грунтов -вибропогружатель, свайный молот, установкастатйческого вдавливания свай) сваю допогружают в сыпучий грунт засыпки. Контролемпрелом допогружения является отказ сваи,задаваемый величиной передаваемой на неерасчетной нагрузки,После допогруж ения на сваю могутнемедленно прикладывать полезную нагрузку, которая по величине будет сопоставимас несущей способностью сваи по материалу,что не может быть достигнуто при буроопускном способе установки сваи,В связи с тем, что профилированныйствол сваи предстявляет собой клин понаружному профилю и состоит из наборавторичных клиньев по высоте профильнойчасти сваи, то при допогружении происходитраздвижка сваей в стороны верхнего слоягрунта, уложенного на дно, и внедрение внего острия с одновременным уплотнениемдо п.всего отсыпанного слоя. Вторичнымиклиньями профильной части сваи раздвигается и уплотняется засыпка по высотескважины. Уплотнение засыпки происходитдо наступления равновесия между нагрузкойна сваю, распределяющейся по нижнимповерхностям вторичных клиньев к острию,1828154 бх 40 см). Фактическая глубина заделки опытной сваи ППТ 5-30 в мерзлый грунт составила 2,5 м вместо 7,2 м по проекту (для сваи сечением 40 х 40). Глубина бурения скважины для опытной сваи составила 5,0 м, для проектной - 10,0 м,Если привести обе сваи к одинаковойрасчетной глубине оттаивания 2,8 м, то глубина погружения опытной сваи, устанавливаемой по заявляемому способу, должна составить 5,8 м, а глубина бурения скважины для нее должна быть равной 6,8 м, Следовательно, контакт сваи с основанием при заявляемом способе установки в вечно- мерзлый грунт оказывается более надежным по сравнению с традиционным вмораживанием, а приложение проектной нагрузки может осуществляться немедленно вслед за допогружением, При этом стабилизированные осадки сваи на ступенях по мере общего роста нагрузки не увеличиваются, а уменьшаются, что свидетельствует о наличии резерва несущей способности сваи вплоть до исчерпания несущей способности всего массива мерзлого грунта, т.е, обычно наблюдаемого срыва сваи при предельной нагрузке не происходит. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ лчГ(и -п ) шах ш 1 п и отпором мерзлого грунта стенок скважины и днища.После допогружения сваи образуется очень плотный контакт сваи с сыпучим материалом засыпки, и этого материала со стенками и дном скважины, Как показал эксперимент, величина допогружения составила, в конкретном случае, около 20 см (19,8). Следовательно, такое допогружение может быть выполнено несколькими ударами свайного молота (до 10 ударов) или коротким включением вибропогружателя (до 1 мин). Данные свидетельствуют о том, что при задавливании сваи статической нагрузкой на 19,8 см произведено ее допогружение, обеспечившее надежность контакта сваи с сыпучим грунтом засыпки, а через нее и с вечномерзлым грунтом основания без вмораживания. Достигнутая при задавливании нагрузка 1200 кН равна предельной несущей способности сваи сечением 30 х 30 см по материалу, Осадка сваи до этой нагрузки стабилизировалась, а, следовательно, оказывается еще не предельной по грунту, Однако, нагрузка в 1,7 раза превосходит проектную расчетную нагрузку на сваю сечением 40 х 40 см при глубине погружения равной всего 4,0 м (вместо 10 м по проекту для сваи 40 Способ установки свай в вечномерзлые грунты, включающий образование скважины, заполнение ее на часть высоты сыпучим материалом и установку ствола сваи, отличающийся тем, что, с целью повышения несущей способности по грунту, снижения материало емкости и трудоемкости возведения и сокращения сроков строительства за счет ликвидации технологического перерыва между временем установки сваи и ее нагружением, скважину заполняют сухим сыпучим грунтом на высоту Н и устанавливают плоскопрофилированный ствол, наибольший размер поперечного сечения которого составляет 0,7-0,8 диаметра скважины, причем после вдавливания ствола в сухой сыпучий грунт под действием собственного веса производят заполнение пазух между стенками скважины и стволом тем же сухим сыпучим грунтом, после чего осуществляют допогружение ствола до расчетногоотказа, при этом высоту Н определяют поформуле где ЬЧ - объем допогружаемой части стволапри добивке его до расчетного отказа (Рс 1 Ы; Р - площадь поперечного сечения скважины; ишь) пшО - максимальная и минимальная пористости засыпаемого грунта; й - поперечный размер головы гладкой части ствола; Ь - задаваемая величина осадка ствола при его допогружении,