Способ возведения набивной сваи-оболочки и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОА 17 20 538(51) Б Т ится к строительству ние при возведении олочек, шахтных копленными стенками начения, например формования в грунте онных трубопровоие качимой сехноло возведеразрез;- то же,иг.7 -риант ных э ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССР М1481324, кл. Е 02 О 5/34, 1986.(54) СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ НАБИВНОЙСВАИ-ОБОЛОЧКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Использование: в строительстве и может найти применение при возведении набивных свай, свай.-оболочек, шахтныхколодцев, скважин с закрепленными стенками самого различного назначения, например скважин под воду, для формования вгрунте бетонных трубопроводов. Сущность Изобретение относ и может найти примене набивных свай, свай-об лодцев, скважин сзакр самого различного на скважин под воду, для бетонных и железобе дов. ью изобретения является повышеества и несущей способности возвоваи-оболочки, а также расширение гических возможностей.фиг,1 изображено устройство для ния сваи-оболочки, продольный на фиг.2 - то же, вариант; на фиг.3-4 варианты; на фиг,5 - разрез А-А на на фиг.б - разрез Б-Б на фиг.4; на устройство, продольный разрез вана фиг,8-10 - устройство на различапах его применения, продольный 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 вакуумируют, 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. 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, кольцеобраэный 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, трубчатый510 элемент 2 с оголовкам 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 стороны (не показано),В комплект устройства входят также бункер 9 под бетонную смесь или бетоновод (не показано), уплотняющее кольцо 10, штуцер 11,цля 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 воэможностью разъема при извлечении с использованием гибких связей 18 различной 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 возводят 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 из 15 20 25 30 35 40 45 50 55 лишней 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 вакуумирование внутренней поверхности ствола сваи 21, для чего полость 14 изолируют от атмосферы путем установки уплотнительного 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 удалением 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, Укладкавторого слоя возможна и обычными путями, например укладкой его в зазор между свежеотформованным бетоном 21 и буром 1,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).5 10 15 20 25 30 40 45 50 55 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 извлеченйе 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 первого слоя бетона и после погружения элемента 2 и применяемого к стенкам давлением укладываемой смеси, причем для исключения повреждения целостности рукава последний подается в скважину с временно зафиксированными, например адгезионным клеем, складками по его периметру, выбираемым 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 поперечных размеров и растяжением пружин 7 и при достижении положения, близкого к его максимальным поперечным размерам, нижнее фиксирующее кольцо 16, установленное до погружения, проваливается между выступов 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 иштампа 3 позволяет не снижать в процессе вакуумирования прессующее давление и даже наоборот (снижаемое в результате уплотнения 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 выступов 15(возможен вариант и наоборот).Предлагаемый способ и устройство для его осуществления позволяют существенно повысить несущую способность возводимой конструкции по материалу на 30-40 О,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 1, Способ возведения набивной сваи. оболочки, включающий погружение в грунт трубчатого бура с образованием грунтовой пробки в его полости, образование вокруг трубчатого бура кольцевой скважины, заполнение ее бетонной смесью, вдавливание бетонной смеси в околосвайный грунт силовой трубой с кольцевым .штампом на нижнем конце, извлечение последней и трубчатого бура, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества и несущей способности возводимой сваи-оболочки, а также расширения технологических возможностей, образование кольцевой скважины осуществляют посредством погружения силовой трубы с кольцевым штампом на нижнем конце, заполнение кольцевой скважины бетонной смесью выполняют перед или во время извлечения силовой трубы, а вдавливание бетонной смеси - посредством повторного под вибровоздействием заглубления силовой трубы с кольцевым штампом, после чего поверхность бетона посредством создания вакуума в воздушном пространстве между трубчатым буром и силовой трубой вакуумируют, при этом извлечение трубчатого бура осуществляют совместно с грунтовой пробкой.2, Способ по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что после образования кольцевой скважины в ней создают вакуумметрическое давление, а ее заполнение бетонной смесью осуществляют за счет перепада давления,З.Способ поп 1,отлича ющийс я тем, что после образования кольцевой скважины на ее стенках образуют гидроизоляционное покрытие путем установки эластичного рукава из пленочного материала,4, Способ по п,1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что перед заполнением кольцевой скважины бетонной смесью силовую трубу с кольцевым штампом частично извлекают и осуществляют подачу бетонной смеси под кольцевой штамп, после чего выполняют торообразную уширенную пяту путем погружения силовой трубы со штампом и вдавливания бетонной смеси. 5, Способ по п, 4, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что заполнение скважины бетонной смесью осуществляют с послойным ее трамбованием посредством периодического оса 1738920живания силовой трубы с кольцевым штампом.6, Устройство для возведения набивной сваи-оболочки, включающее трубчатый бур, силовую трубу с кольцевым штампом на нижнем конце и бетоновод, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей, кольцевой штамп расположен на силовой трубе со стороны, обращенной к трубчатому буру, и присоединен к ней.7, Устройство по п.6, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что кольцевой штамп жестко присоединен к буру и выполнен по крайней мере с одним затвором в виде обратного клапана, сообщающим пространство под штампом с бетоноводом.8. Устройство по п.6, отл ича ю ще ес я тем, что кольцевой штамп выполнен составным,.каждая часть которого присоединена к силовой трубе гибкими связями.9, Устройство по п,6, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что штамп выполнен в виде поворотных створок.10. Устройство по п,9, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что поворотные створки штампа выполнены подпружиненными и установлены с возможностью открытия под действием массы бетонной смеси. 11, Устройство по пп,6-10, о т л и ч а ющ е е с я тем, что силовая труба выполненаперфорированной и снабжена фильтрующей облицовкой с внутренней стороны и5 уплотнительным кольцом на верхнем торце,образующим со стенками силовой трубы итрубчатым буром изолированную от атмосферы полость, сообщающуюся с источникомсоздания вакуума и бетоноводом,10 12. Устройство по пп,6-11, о т л и ч а ющ е е с я тем, что силовая труба выполненапо длине составной не менее чем из трехкриволинейных секций, соединенных между собой гибкими вставками,15 13, Устройство по п,12, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что нижний конец бура с наружнойстороны и верхний конец силовой трубы с еевнутренней стороны выполнены с клинооб. разными в вертикальной плоскости высту 20 лами, обращенными уширеннойрасширяющей частью к ближней торцовойплоскости соответственно бура и силовойтрубы.25 14. Устройство по п.13, о т л и ч а ю ще е с я тем, что силовая труба снабжена фиксаторами размеров поперечного сечения.301738920 ОМ 7,дактор Н,Гуньк рректор Т,Ма аказ 1981 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1 Составитель Ю.Орло Техред М,Моргентал