Способ возведения буроинъекционной сваи

(54) СПОСО ОННОЙ СВАИ пр пр ни бФ Ч ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Егоров А.И. Львович Л.Б.,Мирочник Н,С. Опыт проектированияи строительства фундаментов из буроинъекционных свай. Основания, фундаменты и механика грунтов, У 6,1980, с. 18-21. ВЕДЕНИЯ БУРОИНЪЕКЦИ(57) Изобретение относится к строительству, а именно к технологическому процессу возведения буроинъекционных свой в песчаных и глинистыхгрунтах, в поры которых не проникает цементный раствор, а происходитотжатие воды из раствора. Цельюизобретения является повышениенесущей способности возводимой сваи, Способ включает образование скважины, заполнение ее цементным раствором с армированием, герметизацию устья и опрессовку путем дополнительной подачи раствора при ступенчатом повышении давления с выдержкой на каждой ступени, причем приращение давления ЛР на каждой ступени принимают меньшим критического давления Р гидроразрыва грунта, а время выдержки С давления на каждой ступени принимают при коэффициенте фильтрации грунта К ф 1 10 м/с равным дС = 0,89 (г,2 (С ), где г - радиус скважины; С= 0,5 10 м /с - коэффициент кон солидации цементного раствора, а при К ф ( 10м/с - равным = ГЧ, 1(К:г,) уД:(2" дР.Кф 1), где К - радиус влияния скважины; Ч- объем отжимаемой воды; 1 - длина скважины;- удельный вес воды,Ъичем полное давление опрессовкиинимают равным предельному давлею при равномерном загружении стенок скважины. 3 табл .Изобретение относится к строительству, а именно к технологическому процессу возведения буроинъекционных свай в песчаных и глинистых грунтах, в поры которых не проникает цементный раствор, а происходит отжатие воды из раствора.Цель изобретения - повьппение несущей способности возводимой сваи, 1 ОСпособ включает образование скважины, заполнение ее цементным раствором с армированием, герметизацию устья и опрессовку путем дополнитель" ной подачи раствора в скважину при 15 ступенчатом повьппении давления с выдержкой на каждой ступени, причем приращение давления л Р на каждой ступени принимают меньшим критического давления Р гидроразрыва 201 ргрунта. Р = --ОН+С Ч Кр )где т - удельный вес грунта; 25Н - глубина скважины,Ч - коэффициент Пуассона грунта;С - сцепление грунта.Величину Р можно установить таккрже с помощью графика прессиометричес кого испытания по полученной зависи- мости Р, Р +Ы(РР), (2) 35где Р- предел пропорциональностипрессиометрической кривой2 П4 21+а ( --- ))2 уН - горизонтальная составляющая природного давления.Учитывая значения Р величина 45 ступени давления может быть равной: 0,1-0,15 МПа - пески рыхлого сложения и глинистые грунты пластичной консистенции; 0,3-0,4 МПа - пески плотного сложения и глинистые грун 50 ты полутвердой и твердой консистенции,Время выдержки на каждой ступени ВС устанавливаетея из условий завершения фильтрационной консолидации раствора давлением ступени; инфильтрации (просачивания) отжимаемой воды в поры грунта,Дифференциальное уравнение Фильтрационной консолидации цементного раствора в скважине имеет вид а Ра а)Рч 1 а Р(О (гсг,);го Радиус скважиныРщ - давление в поровой воде;С - коэФфициент консолидациираствора (золя).Для раствора из портландцемента величина С может быть принята равной С = 0,5 10 м /с.Граничные и начальные условия фильтрационной консолидации следующие Методами математической Физики решают уравнение (3) при условиях (4)и лфгде 8 Б - Функция Бесселя нулевого и первого порядка,и - корни уравненияБ,(И) = О,Ограничиваясь первым членом ряда(5) и принимая Р,(г=О,г)=0,0 1 Р,условием завершения консолидацииполучают 7дг = 0,89) (6)СЗ где й С - продолжительность фильтрационной консолидации цементного раствора на ступени опрессовки,По формуле (6) время фильтрационнойконсолидации цементного раствора вскважинах диаметром 0,15, 0,2 и0,25 м соответственно составляет1,7,3 и 4,3 минВремя инфильтрации отжимаемойводы в грунт может быть определенопо видоизмененной формуле Дюпюи(1 Ч)(Р Р ) 45 2 зпЫ=11 зпМ 50 где К - коэФфициент фильтрациигрунтового основания;К - радиус влияния скважины; Ч,о - объем отжимаемой воды.Значения величины Ч определяются по формуле а = Г ( /Ц)нач (В/Ц )ост 3 (8)а рнач ост1 О где р и- плотность и удельный Ф р, вес воды; шц - масса цемента. Радиус влияния скважины К с учетом нестационарного характера фильт 15 рации принимается равнымК, м 2,8 2,2 1,4 1В песчаных грунтах (Кф10 бм/с) время опрессовки определяется фильтрационной консолидацией цементного раствора, а в глинистых (Кф 10 м/с)- -6 инфильтрацией (просачиванием) отжимаемой воды в грунт.Полное давление опрессовкиР =,СДР) где и - число ступеней, принимаетсяравным предельному Р, приравномерном загружении стенок скважины,Значение Р, определяется как 35преднаибольшее давление нрессиометрического испытания или расчетом1+В мРп е (Рпо +С сСЯу)-- )-СССР,Р= Р(1+аз.п)+С созц; При глубине до 10 м значенияР е могут быть установлены потабл. 1. При опрессовке согласно предлагаемому способу давление возрастает по мере отжатия воды из цементного раствора и не вызывает действия максимальных нейтральных разрывающих грунт напряжений, Опрессовка начинается с небольшого давления в жидкомрастворе, при котором образованиегидроразрывов не происходит. На последующих ступенях, по мере отжатияводы, цементный раствор превращаетсяв эоль, обладающий пластическим ивязким сопротивлением течению табл, 2.При передаче давления на такой уплотненный цементный золь последнийобжимает стенки скважины, увеличивая.ее диаметр.В табл, 2 приведены механическиесвойства цементного золя,Таким образом, при ступенчатомрежиме удается отжать воду из цементного раствора и достигнуть максимального обжатия околоскважинногогрунта., Это обеспечивает, с однойстороны, плотность и прочность цементного камня, а с другой - высокуюнесущую способность сваи по грунту,Для проверки эффективности способа возведения буроинъекционных свайв глинистых (1 = 0,01, е = 0,53,1 в 0,07) и песчаных (е = 0,80,Б= О, 13) грунтах проводятся полевые испытания моделей. Сваи устраиваются в скважинах Ф 35 мм, длинойсоответственно 2,0 и 1,2 м, Применяются следующие технологические схемызаполнения скважин раствором: 1 - заливка без опрессовки; 2 - опрессовкав течение 2-3 мин постоянным давлением 0,2-0,3 МПа; 3 - опрессовка спостоянным расходом раствора 0,50,7 л/мин; 4 - ступенчатый режим спараметрами дР = 0,25 МПа, Р0,75 МПа, ОТ = 10 мин,= 30 минв глинистых грунтах; АР = 0,2 МПа,Р = О,б МПа, Д = 2 мин, й = б минв песчаных грунтах,В табл. 3 приведены средние расходы раствора (числитель)и количество свай каждого вида (знаменатель),Испытания моделей и буроинъекционных свай подтверждают эффективность способа, Несущая способностьсвай возрастает в 1,5-1,7 раза вглинистых грунтах и в 1,2-1,3 разав песчаных, Прочность цементногокамня увеличивается в 1,3-1,4 раза. Формула изобретения Способ возведения буроинъекцион,ной сваи, включающий образование скважины,. заполнение ее цементным: (В/Ц) г,Вязкость Сопротивление сдвигу, , Па 4,6 1,65 0,02 0,2 0,7 120 1,16 1,5 П р и м е ч а н и е: (В/Ц) со"ответствует золю нормальной густоты. раствором с армированием, герметизацию устья и опрессовку путем дополнительной подачи раствора в скважину под давлением, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, .с целью повышения несущей способности возводимой сваи, дополнительную подачу раствора производят при ступенчатом повышении . давления с выдержкой на каждой ступени, причем приращение давления Р на каждой ступени принимают меньшим критического давления Р.Мр гидроразрыва грунта, а время выдержки вй давления на каждой ступени принимают при коэффициенте фильтрации грунта К) 10" м/с с равным-610 м/с - равным где К - радиус влияния скважины;Ч - объем отжнмаемой воды,1 - длина скважины;15 - удельный вес воды,причем полное давление опрессовкипринимают равным предельному давле-нию приравномерном загружении стенок скважины,20 Р д при е равном1377331 Таблица 3 Грунты 2,6/5 5,0/2 Глинистые 1,8/3 Песчаные Составитель В.ГоникТехред И,Дидык Корректор Аа 0 бручар Редактор И.Касарда Заказ 819/19 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Схемы заполнения скважин раствором1 3,13 2,5/2 Тираж 636 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 4,7/6 2,8/3