Способ изготовления набивной сваи

3 СОВЕТСНИЦИАЛИСТИЧЕОСПУБЛИК 1)5 Е 02 0 5,ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРМТПРИ ГКНТ СССР О СПИ АГЕНТУ(57) Иэобре строительст ение относится к областиа и может быть использовя ожет быть испольяоии свай,ния является снижеускорение проиявоЛНей знел обре трат ипоказано из ди; ца Лиг. 2 отовлен яготовлеавершенияцы; ца фиг.З 4 - ступенй сваи после чальной сква свая; на Анг набивной сваи лрической сква тельным бурей трубе 2 яцик 3 соелиимпульснымю скважину 5тяерлеющийиннстий растзготовления включает п жины 1, на вием. На р крепляют р неццый с в источником полают эле материал 6 вор, щщ цилиц вращд охолк ример створопоЛающебочцй раярялсоковольтцым4. В Аормуему тропровол напримерто более прели цтельн Изобрете строительст вано при во Целью из цие трудоза ства работ. Па фиг. набивной св цие набивно проходки на коническая чатая свая. Способ и.80168879 2но при возведении свай. Целью изобретения является снижение трудозатрат и ускорение произвоЛства работ. Способ изготовления набивной сваи включает прохолку цилиндрической скважины 1. На растворополающей трубе 2 закрепляют рабочий разрядник 3 соелицецный с высоковольтным импульсным источником 4. В формируемую скважину 5 подают электропроволный твердеющий материал 6, обеспечивающий закрепление грунта 7 вокруг скважины 5 в зоне Я. 4 ил 2 табл. закрепляющии раствор, обеспечияаюгий С закрепление грунта 7 вокруг скваюип 5 в зоне 8,Для этой Лели могут бить использованы, например, растворы ца основе Ле- ф мента или синтетических вяжущих. При ЯО подаче на электролы раярялника 3 от источника 4 напряжения 5-10 кВ межлу электродами возбуждают высоковольтные электрические разряды, приволящие к возникновению электрогидравлнческогс эЪЬекта т .е . к скачкообразному повышению лавлеция, к ударным воздействиям ца стенки скважины и этими воялейст" виями на грунт 7 формируют профиль продольного сечения скцакцы 5, полобный предварительно яаЛацному проАилю (,д) проЛольного сечения сваи.Экспериментально установлено, что выбор наиболее оптимальной энергии разрядных импульсов находится я интервале 5-200 кДж, Лавление гиЛродотокяГВД 3(И)".1 КЛ 1;О )(РЛ ЗО ИОИЫзт,с , 13-6(3 Г 1 д. 1 е.з) 31(ру)В(еУДЛ 1 ИЫЕ ВО:ДС(етНИЛ ИД ГтЕИКИ СКПД)Ин 1 ирин(вят ие тл ко к уи 1 оИ.И 1(иее стенок, и(е)е;(у место ири бглеесЛ 61,х зоэДРйстц(лх, цо и к 3 еуирчГО 3 ДЕ г)РМЛИ(3 СТР ИОКТЕ е и РЗС 1 Ирецию гкзаъии,1 5. э(иирел(ецио обР(. -ИЕц(ВЛтСЛ ИроИ(КИВЕШЕ ЭЛ(рвц.чЗг 3 Ег раствора ио 3(3(кротрР;ил( грунта 7н," (лубииу 1,5-2 и и, слепоЛтелцо,форм(рдэвдцие вокруг скважины 5 эоцы 8УИРОЧНЕИИЧ .РУтя СООТВЕТСТУ)ЕГОрадиуса. 151 рвпели рР коме цДуРмого дилидэоця эц ргий нежештельио ие только илэд. иовыпения требовалй 1; систем питания источш;кл и воэрлстдшл егогабаритов и 3(асс 1, ио и потому, что эОддлиешпее иошппецие. 1 лгруэок ид стенки скважины и рде случаев может при,вести к иренппецию (опусти(з скоросзи колебаний грунта, что окдэ 3 дечвредное (сейсмичское) во.здейстше ца 25соГдцие эддИя и сооружения.Форировацие у сквди(ц 1 ироиилИ)ОДОЛЬЦОГО СЕЧЕЦИЯ И(ЦОбиого иреэ(вярительцо яаддиОму иро(цэю цродоэн ио сечения сиди требует ид.ценил рд- ЗОд(уса поперечного сечения ск 3:гяц(,(.иоее гиубие. Тк, например, рлЭиуиоперечного сечения Гквяж 1(ь ид глубине иод 7(ег(ств(ел иервого рдарлдногоимпульса Оире;еляют ире)зде зсег) исвойств грунта 7 цд глубине 11энергии Е Имиульсд. р 16 шиецно оно с(о)(етбп ь описано сг)от 1 эение(с = 33 В,40где" коэМициецт, характер 3:ующий сзойстио грунта;(коэУ 3(циецт, оиред.лз 133 К 1грРОбрлэо 1 лцил,элктричско 1ЭЦЕР ИИ 3 М(УЭЬС и МЕХДШЧЕСкум.1 ри ио)торн 1 в( ударных воэдейгтвияхна тецки сквл)(ицщ 5 цроисходит кдкуиэОтцецие грунта 7, тдк и зоэрлстд"ице ее лилиер Ириводяц к умень 3(ецию эфАектизцгсти ударного во.здействия. Поэтомч иэмецецие (зг 3 радиусаСКВЛЖИ(Ы ИО МЕРЕ ЧИЕЭИЧЕЦИЛ Н(СЛЛ Иимиульсоз соответствует цегнцейиомузакону, который приближенно оиисы 55вдется соотцз 1 ецгзР(( 11=(г,11(К 1 п и 1), ( .)где К - эксиеримецтдиьи) оирдэзеиг(коэлицР(т, эцлче ш(кот)рг;здш 1(игт 131 л грунт;1 7 (ои уб 4 вдРт Г.иов.Иие сивилеил р) итд) . 1 эл иес -чдшк и гл(иг(стык грунтов можно ириилть К=(Э, ( и Гз 8 с(г)тРтГ.ГРИИО, Тл - ки( обрядом )иеи и ддметр Гкджи н 1 1(д глубине з янллетсл еэи(цейой( уикцие 1 Су 3(дрло энергии рдэрядных ими уль( ои . Зидение 3зы( ирдют цд 1(- и1."м мень 3 з дилмтрд сЛи в Реши 1, соответс зупе( глубине. Поскольку ири осугествхеции рлссмдтривдемого варианта зону воэбуждецил рдэрлдл цеирерывио озускдот, то регулирование сумарной эерш(и рд:ризи х импульсов длл кд)(лого эцачеция глуб вы 13 обесиеи(элг 1 и.змепеи(ем частоты Г следовди(л. рлэрлдцых имиульсоэ.1 ри выборе э илнз ния Г уг" илот, что процесс )орпрозавил ироия ироэоиьцогг) сечеия сквджиы вклкчает рГирц,(Р свам(н(и уипотение грунта 7 вокруг цее, .тот процесс протк(1 ет ио рлэиомч (э элв(симОГти От соотнесп(1131131 (е;сду 1 лст)той 1 миухьсов и с;оросьо Гиддл ддлевл з скващ(- ие. Если Г - й,Гц, то 3(дг(д,й иосэеуПГиг р;1 яр;Дый импульс иоДлется после иолцого сиада ддвлешя и окоц 1313 Ил КО 31 с Оэи(Д яди 1 (1)У цтд I ) к отоРи( ио Оре цоддчи импульсов приобретает иои.,пииную плотность. С увеличением ч;(с гои при Г 0,Гц процессы рзаруе - цил структуры рунтл 7 и его уилотиеия со 3 ел)тсл во времеци, что ускоряет процесс орвроявил цро(3 илл продольного сечения с(эд;ины, ири этом,с одной сторо;и(увеззчецие частоты ряэрлдов цоэволлет сцивить величину эцерпш цоэдействил, необходимой уля раэрущеил структуры и уиэотцецил груцтд 7. С Другой стороны,при боллпой частоте 3(д),г 1 й Иосэеду 3(й ряэрлд действу- ЕТ В УСПОВИЯХ НЕЭДКОЦЧИВВЕГОСЛ ИРО- цессд консолидации, обуслозэецио( ,Ил тр(Дион 1 м( свойствами грунта 7, 01 реэеэшюп 3 ми иевоэмоцнОГть быстро;1 нодоотддчц. Нследствие этого э 1 РКТзвность 1(л)здого рл.зрлэд уиеишцдетсл ивоэрдстлют иергоэдтрдты ця орз(роаИ ИРО(3(ЛЛ ИРОДОЛЬЦОГО СЕЧЕ ИИЛ СКВД- шиш до подобного преЛ дрительно заданного иро 33(эл сни. 1 диример, ири идч;вшой иэ(отиости грунта 7 Р - (,Гг" и СЛУЧДЕ ЗОз 11 ЕПЯ ЧЛСтбт еле;ОИДИИЛ рдэрлдо от 3),.). до 6 ГИ )ект уи;ст- ИЕИИП ОТ ОДИ)ГО РДЭРЛДДШГ(ДР ГП В(3) 188 У 9 9 рдз. Таким обрдчом, ттдрьцрондцце зндчецця Ю поцоляет гю тчень ггпюргкцх пределах регулцроцдть сктрость тории.ровд ция пргтюля сквд:доюггюю, оГеспечнвдя5 соответствие между этой скоростью, которая доттжца юючметюятьсл пропорционально заданному дююдметру 1 т скважины ца определеццой глубине Ь, и постоянной скоростью оююускдция зоны разряда.Аналогичный результат может быть достигнут и регулировкой энергии отдельных разрядных импульсов; возможно также одновременное илц послдонательцое варьирование кдк частоты следовдция, так и энергии разрядных импульсов.После завершения проходки сквчжицыразрядник 3 ююэвлекдгт цэ скваююцы 1 и возводят в цей сваю, по проюЬилю продольного сечения котороц бор мировали протююль скважины. В данном случае внутрь скважины вводят готоную коническую сваю, т.е. погружают готовую сваю не н грунт, ч и заранее подготовленную скважину, профиль кото рой оптимально согласован с проАилем сваи, что обеспечивает полное заполнение скнджцны телом сваи. Это посравнению с эдбцвдццеи или цддвлюювднием сваи резко повышает производи тельность изготовления сваи с излюеюяющейся по высоте площчдью поперечного сечения, т,е, достигается Пель изобретения. Однако ююеобходююиость использования готовых свай ограничивает воз можности оптимизации Аормью ц размеров свдц применительно к конкретным усло виям эксплудтаюоюи и требовдююююям к про. лю продольцого сечения сваи. Поэтому в ряде случаев рассмотренный одри ацт может предусматривать использование це забююяню.юх, д набивных свай.Тогда возведение сваи осуюцестнляютт цепосредстненно в скважине, Достоинством такого вдриднтд явлююется возиож ность максимально точного соответствия юЬориюруемого протюля скндюююююююпредварительно здддццой оптимальной коююйююгурации расчет цой с цди, ос обенно прц автоматическом регулцровдциц чдс тоти следования иипульсоц н эдцчсимостц от показаний датчика (нд чертеже не показа).Необходимость регулююровчгюттю в процессе его редлцэдциц частоты следовдюююя (или энергии) разрядных цииульсон требует некоторого услттжтюецця конст.- рукцию источника 4, П этому гт Гттюгютюинстве случдев нрт дгттчтююте.ттгтюг,гтю являетс я ююттртЙ Бюрюгд гют ос ч Рцгт. т гтггс гггюя Г и(со бд, тюр. тюусм,чт 1 ююгдгттютюю ттг ритгртцд и:юо эдддццого гюргфююля скггюжтютютю неле эдверюпенця проходки цачдльцтй скцджцггы Нилююцдрической тютрлглг одцгцрменююо с воэведеццеи сваи н устдцонкй арматуры (если это необходимо). В эттм здрцацте разрядник 3 с электроддмц (фцг. 2) сначала опускдют в гтююжюююю часть скважиныггюлююгюдрюютюеской ююормюю, т.е. цд глубину 1, гюоец чего цамакс фчиндют подавать юю скндттютюу Гетоюююгую смесь, вьюполняюююуюо Аункююююю электропронодного раствора, и воэбуждчют серию ньюсоковольтных разрядных импульсов с энергией 5-2 ОО к,ж, Иозццкдюквюе прц этом ударные нолцы обеспечиваят Аормирондцие пргт 1 юля скцджццьг це только путем расширения скнджццлю с уплотнением ее стенок, цо и цереиепвювацце бетоццой сиесц с осгюгюдгююгтююися со стецок скважины грунтом, т.е. с образованием вокруг центрального цдра 9 сваи вцеиюнец оболочки 1 О цз грунтоцементобетоца. Одновременно происходит проццкацие раствора н треютюююююыгрунта с обрдзопдююием зоцы В укрепленного грунта с радиусом до 1,5-2 и.Кроме того, дейстние разрцдоц ускоряет (на 202) твердецие бетонной смесии существенно (цд 307) повышает еепрочность. Подачу разрядных цмпульсон прекра" югюают по дог тижеююию заддццого тюрьмою- ля продольного сечения сиююдюююы цд глубине, соотнетствуюючей здддццой высоте проФиля сваи. Необходимая суммаркая энергия иипульсоц заддется выбором числа импульсов, которое определяют из соотноюцецця (2). После этого разрядник 3 е электродами поднимают на величину (шаг) ДЬ, а следонательцо, перемещают и зону возбуждения высоковольтных разрядных импульсов на соответствующую величину (щдг) Дю. Значение Д Ь рекомендуется выбирать такии образом, чтобы обеспечить Формирование заданного проАюля сцди с требуемой точностью, т,е, в пределах заданного допустимого отклоцецця Ь от заданного диаметра прц пттГом значении глубины 1 ю. Прц малых углах конусности (ОК( 15 ) зцдчецие. Д , можано приближенно определить цзггтгюо- щения ьь "вассоя(1-), 168 701где П - дцдгцый лцдмстр свдп цд цряц ищем шаге вц цз достоинств цредлдгяеогосцосогд лвллетсл впможцость изготовления свай с большим углом конусности(например,30 ).0 этом случае значения,ДЬ рекомецлуетсл выбирать из соотношений1) ГД Ь= -- ,1-Ь) 8 п 2 агс 1(1-Ь)С)Ц2при 1)р 1),. (ц)ЛД 1 Л (1-Ь) сл .". агсср (1-Ь)ср-ц15при 1)у 1)1;че 1) - заЛдццый лиаметр свдп на последующем шаге.При тдком расчете ДЬ количество иимпульсов нд кджЛом шяге можо вьбрать тдк, чтобы расчетный Лидметргона каждом шаге был меньше заданногозначения ца величину Ь 1)1 (гг. 3).При этом на кажлом шаге изготднливятся участок сваи в форме сАерческого сегмента с площалью поверхности,превышающей соответствующую площадьповерхности конической сваи расчетного иройиля. 1 дк образом, преллагяемый способ позволяет це только повы 30сить производительность процесса воз.вглеция оваи, цо и несколько уменьшить обьем возволимой свяц без ухуЛшения ее несущей способности и засчет этого получить Лополтельунэкоомю материала. 1 осле перемещения рдзряЛникя на шаг Д 1 вновь возбуждают серию разрял" ных импульсов, количество которых из" 10 меняют (в рассматриваемом примере уменьшают) в соответствии с требуемым уменьшением лиаметря свя) цд Лаицой глубине, Для упроеия управления процессом расширения сквдж количество и раэрллных импульсов ца каждом шаге преЛлягдетсл выбирять в сгответствии с пццейцой зявцсчнос гьюО)о(5)50 где 1)о,в - элпрческне коэ 4 п)центы, зависящие от своств грунта. 1)явисит также от энергии Е импульса. Тдк, лля песчацык грунтов при 22,2 кДж 6 Е 6 6 120 кДж значения лежат в прелелдх55 О,-0,6. Значения в характеризуют интенсивность цдкоплеццл лего)мдцй и грунте. Для цесчяьх грунтов ш=1,7710 Соотношением (5) мжцо ц лзовдтьсл цри п- ), чатем рдзрллнк внпвьперемещдют цд шдг ЬЬ, цзбужлают серию рязрллных цмтупьсов и т.л. Нолдчубетоццой смеси можно осуществлятькдк лцскретцыми порциями, тяк и непрерывно. 11 нл регулирования суммдрцойэнергии рдзрллцых импульсов, кдк и впервом варцдцте, можно использоватьизменение энергии оЛцого импульса.1 ижнюю грдцнцу Е рекомендуется выбрать в ланном варианте близкой к0,05 Гц, тдк кдк при меньших частотахдлительность изготовления сваи становится соизмеримой с длительностьюсхватьвяния цемецта. П этом случаевоздействие рдз 1 лЛов неблагоприятновлияет ця Жоррующуюсл структуру растворд, сццждя несущую способностьизготавливаемой сваи.Прелельное эцачецие Г опрелеллется возможцостями источника питяция.Далее црцвоЛлтсл Ланцые о конкретных примерах реализации второго варианта способа лля возвелецил конической сваи и зябивного блокд в различих грунтах.П р и м е р 1. Изготовление копческой сваи с углОм конусности = 1длиной 1=1 м и минимальным лидметром0,3 и в песчаном грунте и суглинке(см. табл. 1).П р и м е р 2, Изготовление здбивного блока с углом конусности = 30,1длиной 1 = 1 м и минимальныл диаметром0,9 м в песчдцон грунте при Г ,о==120 кДж (см. табл. 2).Еще один виЛ сваи, котордл можетбьггь эд)ективо изготовлена с использованием данного варианта способа,привеЛец ца )иг. 4. Ее целесообразноиспользовать, когда один или несколько слоев грунта имеет резко пониженную прочность (например, при про)сожЛеции сквджь через слой мягкопластичного суглинка или торд).Из приведенных Ланных внЛно, чтореЛлагдемьп способ может быть усе, но применен и при возвеЛении свайступенчатого и рофиля, комбинированных (цилиндро-конических,свай и вообще свай любой ормь, которая является оптимальной ллл конкретных условии их возвелецил.формирование свай любого профиляприменительно к конкретным условиямвозведения позволяет управлять несущей спосоГностью набивных свдц в проГГ) 1 Г 8 710 Тд бпц цд Д, и 11 омершага Р, и 11 есок Суг.пгпо К=3 к ж ( 1: -61) кж Е=ЗГ кк 1=60 кж г=1,8КОЛИЧЕСТВО 1 ИПУЛЬСоц 9 28 36 54 73 0 1 2 3 4 5 б 0,3 0,33 0,36 0,40 0,4 0,49 0,54 56739 Г), 39113 О, 13 ), 1 0,16 0,17 Г), 19 Г, 2 1 23 51 79 9 3 пессе их цзг(твлеццц н злчгепиц тц От АИЗИКО-МЕХЛЦЦЧеСКХ Собет ГРУЦтд, Г;уществеццое понылгеэге несучей спгг.об - цости постигается бллгоплря поьпгг.цию5 прочцости бетона и уичотцецию груцтл вокруг свдп, В ре гультлте сля, изготовлеццая цо прелллгаеиому способу, ИМеет цесуруэ способцость, 10- 12 раз большую, чем обычцдя цлбицля свая. БллгоЛлря зтому достигается мцогократцое сокрдгецие рдсхолл закрепляющего раствора и затрат энергии цл разбурИвацие скваов.1.1Эксперииецтдльцо устлцовлецо, что 15 примецецие способа позноляет расширять начальць 1 диаметр сквлжицы в 4-6 раз, доводя его ло 500 - ЯГ)0 мм. Это ведет це только к логголцительцоиу сокращецию затрат ца цачлльцое рлзбурил ние, ио и к устрацецию необходимости применения слоэ(цого специалього оборудовация для рлсширеция скцлжиц.формировацие тела сиди из бетоццого раствора пол лействием больпгих Ллвлений позволяет также отказаться от обсадных труб и глицистого раствора, ПРименяемых 7 лЯ ирепотгэРлгепГЛ обрушения стецок скнлж 11 ь. Это тлкже ве. дет к .сокрдщсцию числа цеобходцмьв( 30 операций, т.е. к повьпнецию производительцости и сцижецию затрат. Ф о р "; у л ;1 Г з о1 с т е 1 и яСп(ч.б 111 гт 3 е 111 ц цл Гц во сваив кгдюггй црх оп ну 1 э 1 пири чес коГ 1 С 1( П Л 1 П Ц 1 л П ) Л Л Ч У В ЦР е З. Р К Т Р ОгР О В ОЛ цого тверэгеего ллге)цллд с оицоцре" егцьгл возбужл( цц(м ц пе высоковольтцых электрических рлзрлов рлбочил разрядиком с переле 1 ецел его по высоте склжГЦЫ, о т л Ц Ч Л Ю Ч и й с Я теи, что, с целью сцижецця трулоздтрат и ускорегя проц.ээодствл работ, рабочий рдзрялцнк и Гелгеглют по ысоте скджэгць с шагом Д 11, оггрелеляельм зависимостями соотпетг.тнеццо для по" стояццого по 111 со е сечения свлиВ ПЕРЕЛЕ)пОГО УЕЗПЧИВЛГЕ ГОСЯ КНИЗУ И перемецг:ого увел 1 ггггэл 1 гося кверхуЬ 1=1)в 1 п дгссоГ(1 - 1 т)111 , 0((=(1-Ь) в 1 П 2 Г гсс (1-Ь) Ф-лл1)ГГ 11 = -, - ( 1 -1 ) с ;д г с Г: Г,( 1,-11 ) ь 8 2ГЛЕ М - угол цдклгд оГ) рлзупе 1 Стио.лд к вертцклпг;ГУ,1)11 - Г 1 лгг трм Г.эд (:отцегстгэеццоЦл ПРЕЛЫЛУЩ 11 11 П.ЛСЛУХЕмуровнях рд с пол ож 111 я рабоче гоРЛЗРЯ,ПКЛ;Ь - эаЛаццое Лопустггггее отклонецие лидметрд сли.1681 790 11 есок при ЕиоКскоз 5, и Номер П ишала 60 ЭО 120 0,2 Количество импульсов 164 107 73 23 112 79 45 23 113 90 73 56 Фиг, 1 О2 3 4 5 6 8 9 1 Ч 11 0,90 0,О 0 0,74 0,66 0,60 0,54 . 0,480,44 0,40 0,360,33 0,30 О, 14 О, 14 0,09 0,03 0,0 й 0,07 0 06 0,06 0,05 0 05 и 0,61 0,4 Табпица 2688790 Гостййитель В,ГРедактор Т.Рыбалова Текред Л.КравцуК орректор Л. Пилипенк ирли Проиявод енно-издательский комбинат "Патент", г,уагород, ул. Гагарина 1 О 1 акаа ЬНИИ 19 осударстве нпо 11303