Набивные сваи в раскатанных скважинах

Обновлено: 07.07.2024

Набивные сваи в раскатанных скважинах

ТИПОВОЙ ПРОЕКТ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ

ППР. Напорное бетонирование набивных свай в пробуренных, пробитых или раскатанных скважинах

В настоящем документе содержится проект производства работ на напорное бетонирование набивных свай, устраиваемых в пробуренных, в пробитых или в раскатанных скважинах.

В соответствии с типовой структурой и содержанием проекта производства работ по МДС 12-46.2008 приводятся: общие сведения о набивных сваях, устраиваемых в пробуренных, в пробитых или в раскатанных скважинах, положения по организации и технологии работ, правила и приёмы выполнения технологических операций напорного бетонирования, требования к качеству работ, указания по технике безопасности работ.

Проект производства работ является типовым. Он может быть использован напрямую для устройства типовых набивных свай. Он может быть также использован в качестве основы для индивидуального проекта, учитывающего местные условия бетонирования конкретных свай. Проект предназначен для проектных и строительных организаций, а также для отдельных бригад, специализирующихся на выполнении работ по устройству набивных свай, может быть полезен при лицензировании строительных работ. Разработан сотрудниками ''Центрального научно-исследовательского и проектно-экспериментального института организации, механизации и технической помощи строительству'' - ЦНИИОМТП (отв. исполнитель Корытов Ю.А.).

Введение

В данном проекте рассматривается основной способ устройства на строительной площадке набивных свай - бетонирование сваи в скважине, образованной в грунте способами бурения, пробивки или раскатки.

Набивные сваи, в отличие от забиваемых в грунт готовых железобетонных, изготовленных в заводских условиях, широко применяются в стеснённых условиях городской застройки, а также при реконструкции и ремонте зданий и сооружений. Применение набивных свай позволяет также избежать потери железобетона и труда из-за необходимости удаления (срезки) оголовков. Набивными сваями усиливают фундаменты в сложных инженерно-геологических условиях.

Скважины в грунте для набивных свай образуют (с учётом рекомендаций МДС 12-52.2009), как уже отмечалось, способами бурения, пробивки или раскатки. Затем в скважину вставляется обсадная стальная труба, в которую затем укладывается арматура и подаётся бетонная смесь. Применение обсадной трубы позволяет исключить смешивание бетонной смеси грунтом (водой, глинистым раствором). В плотных грунтах пробитые или раскатанные скважины сваи могут быть бетонированы без обсадных труб.

При устройстве скважин с помощью бурения применяются буровые машины, установки и станки.

При устройстве скважин с помощью пробивки применяется специальное устройство - пневмопробойник.

При устройстве свай с помощью раскатки скважина раскатывается специальным устройством - раскатчиком.

Для бетонирования свай применяются бетононасосы: стационарные, прицепные, автобетононасосы. При этом может осуществляться как безнапорное (традиционное), так и напорное бетонирование.

При напорном бетонировании гидродинамическое давление создаётся насосом и высотой слоя бетонной смеси в скважине свае. Напорное бетонирование обеспечивает лучшее качество, так как обладает рядом преимуществ по сравнению с ненапорным. Напорное бетонирование позволяет исключить (или сократить объём работ) необходимость глубинного вибрационного воздействия для уплотнения подаваемой смеси, сохраняя её заданное качество. Напорное бетонирование особенно эффективно для свай со сложной и насыщенной арматурой. Напорное бетонирование обеспечивает высокую степень механизации и повышение производительности труда.

В настоящем проекте рассматривается напорное бетонирование набивных свай.

1. Область применения

Проект распространяется на устройство набивных свай, при котором напорное бетонирование производится в скважине, образованной в грунте способами бурения, пробивки или раскатки.

Сваи используются для устройства или усиления оснований и фундаментов при возведении или реконструкции (ремонте) зданий и сооружений в жилищном, гражданском и промышленном строительстве.

При применении и привязке проекта к конкретным объектам и условиям строительства могут быть уточнены способы и приёмы работ, трудовые затраты, средства механизации (использования наличного парка машин, механизмов и приспособлений).

2. Нормативно-технические документы

При разработке проекта производства работ использованы нормативно- технические документы, основные из которых приведены ниже:

ГОСТ 5781-82. Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций. Технические условия.

ГОСТ 10884-04. Сталь арматурная термомеханически упрочнённая для железобетонных конструкций. Технические условия.

ГОСТ 22690-88. Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля.

ГОСТ Р 52085-2003. Опалубка. Общие технические условия.

СП 45.13330.2012 (СНиП 3.02.01-87). Земляные сооружения, основания и фундаменты.

СП 49.13330.2010 (СНиП 12-03-2001). Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования.

СНиП 12-04-2002. Безопасность труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство.

СП 63.13330.2012 (СНиП 52-01-2003). Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения.

МДС 12-46.2008. Проект организации строительства, проект организации работ по сносу (демонтажу), проект производства работ. Разработка и оформление.

МДС 12-52.2009. Устройство набивных свай.

Перед применением настоящего проекта производства работ рекомендуется проверить срок действия упомянутых выше нормативно-технических документов по ежегодно издаваемым информационным указателям.

3. Устройство скважин для набивных свай

3.1. До начала работ по устройству скважин, в общем случае, должны быть выполнены следующие работы:

спланирована площадка работ;

вынесены отметки, закреплены реперы и разбивочные оси котлована;

выкопан котлован и устроены съезды;

произведена разбивка осей свайного поля;

проложены временные или постоянные подъездные дороги к площадке работ;

выполнено временное ограждение площадки работ, установлены предупредительные и указательные надписи и знаки по безопасному ведению работ;

смонтированы и опробованы машины, механизмы и приспособления, необходимые для производства работ;

завезены на площадку и уложены в зоне работы грузоподъёмного крана обсадные трубы в количестве не менее чем треть от количества по проекту или на смену;

произведено опытное устройство скважины.

3.2 Опытное устройство скважины производится для уточнения режимов бурения, пробивки или раскатки скважины. При опытном устройстве скважины уточняются грунтовые условия, определяется состояние устья, стенок и забоя скважины, измеряются отклонения скважины от проектного положения, устанавливается время допустимого простоя скважины до бетонирования.

3.3 Для бурения скважины применяется, как правило, механическое вращательное бурение с помощью самоходных бурильных машин или бурильно-кранового оборудования, навешиваемого на тракторы и автомобили. Рабочий орган - бур при вращении разрыхляет и при движении вниз заглубляется в грунт. При подъёме вращающегося бура разрыхлённый грунт поднимается и разбрасывается в стороны от скважины.

После окончания бурения проверяют глубину скважины и качество её зачистки. Глубину скважины определяют путем опускания в скважину гибкой мерной нити с лотом, масса которого должна быть 2-3 кг.

Для предотвращения обрушения скважины применяются обсадные стальные трубы.

Буронабивные сваи в раскатанных скважинах

Технология раскатки скважин была разработана для того, чтобы предложить недорогую, комплексную систему по увеличению плотности грунта без вибрационных воздействий, минимизировать расход бетона и вынос выбуренного грунта из скважины.

По мере того, как буровой инструмент извлекается, скважина под давлением заполняется бетоном, заполняя при этом всё пространство скважины, создаёт монолитную сваю.

Экономия бетона в сравнении с другими технологиями может составлять до 30% на весь свайный фундамент.

Процесс бурения по технологии раскатка скважин происходит без значительного шума и вибраций. При бурении используется специальный инструмент (раскатчик), приводимый в действие буровой установкой с высоким крутящим моментом ротора и мощной лебёдкой pull-down работающей на погружение.

Во время бурения раскатчик вдавливает грунт в стенки скважины прессуя почву, тем самым формирует профиль будущей сваи и минимизирует вынос выбуренного грунта на поверхность.

Как только необходимая глубина бурения будет достигнута, на забой скважины начинается подача бетона под давлением (давление бетона в скважине не превышает 5 бар) для обеспечения лучшего контакта раствора бетона и стенок скважины.

Во время извлечения раскатчика происходит процесс бетонирования с постоянным контролем рабочего давления бетона в инструменте и скважине. По результату получается буронабивная свая в которой бетон и грунт эффективно скреплены для обеспечения максимальной несущей способности сваи.

Во время бурения, крутящий момент, силу и скорость с которой раскатчик забуривается на проектную отметку можно контролировать при помощи систем контроля и регистрации данных, отображающих всю информацию на компьютере. Точно так же, при формировании сваи скорость извлечения инструмента варьируется в зависимости от расхода бетона, датчик расхода бетона используется для того, чтобы показать диаметр сваи по отношению к глубине в режиме реального времени.

Типы грунтов подходящие для раскатки скважин

Мягкие грунты такие как глина, суглинок, песок улучшаются за счёт смешивания. В большинстве глубина скважин варьируется от 10 до 15 метров, в некоторых случаях более 20 метров. Отношение жёсткости стенок скважины после раскатки значительно выше жёсткости окружающего грунта.

Раскатка скважин также применяется для производства свайных фундаментов в местах с повышенной сейсмической активностью. Раскатка скважин в данном случае включает в себя влияние объемной деформации на окружающий грунт, увеличивая тем самым сопротивление боковому смещению и касательным напряжениям, возникающим в результате сейсмической активности.

Во время бурения раскатчик постепенно уплотняет грунт вдавливая его в стенки скважины без извлечения грунта наружу, увеличивая плотность грунта находящегося по стенкам скважины и снижается вероятность обрушения стенок скважины.

Объёмная деформация песка на 4% приведёт к немедленному уплотнению, которое повысит допустимое давление в два раза, и в следствии приведёт к увеличению допустимой максимальной нагрузки на сваю.

Несущая способность свай

Процесс бурения скважин по технологии раскатка скважин

Буровые установки ENTECO специально спроектированы для работ по технологии раскатка скважин Soil Displacement с тщательно продуманной конструкцией, с инженерными решениями и новаторскими исследованиями.

Запатентованный буровой инструмент создан для того, чтобы обеспечить высокую скорость бурения и максимальную производительность буровыми установками. Буровые установки ENTECO с системой Soil Displacement оснащены мощным гидравлическим ротором, перемещающимся по направляющим полозьям стрелы посредствам высокоэффективной лебёдки pull-down создающей необходимое усилие на погружение и извлечение бурового инструмента.

Буровая штанга удерживается благодаря центрующему устройству, защищающему раскатчик и штанги от смещения с оси бурения. Путём бурения и уплотнения, буровые штанги и раскатчик погружается в грунт до проектной глубины бурения; бетон нагнетаемый бетононасосам проходит через бетонолитные шланги, буровые штанги, и под давлением открывает крышки расположенные на раскатчике. Во время процесса бетонирования, буровые штанги вместе с раскатчиком извлекаются из скважины. Арматурный каркас устанавливается в готовую скважину вспомогательной лебёдкой либо краном. В зависимости от глубины и фракции бетонной смеси для погружения арматурного каркаса может быть использован вибропогружатель.

Основные преимущества технологии раскатки скважин

Нет необходимости в использовании бентонитовых растворов для поддержания стенок скважины
Отсутствие повышенного шума и вибраций позволяет производить буровые работы внутри городов и в местах где присутствуют исторические зданиям и постройки.
Возможность организовать работу на строительной площадке с меньшим количеством строительной техники и персонала .
Уменьшение расхода бетона на сваю до 30%
Нет необходимости в очистки строительной площадки от выбуренного грунта, так как весь грунт уплотняется в стенки скважины.
Полный контроль и регистрация данных процесса бурения и бетонирования (давление бетона, объём бетона, время, вертикальность, крутящий момент и др.)
Высокая несущая способность сваи
Высокая производительность
Подходит для бурения на площадках с присутствием строительного мусора в грунте

Буровой инструмент для раскатки скважин

Инструмент предназначенный для раскатки скважин состоит из бурового наконечника с навитой шнековой ребордой режущего грунт, центральная часть цилиндрической формы вдавливающее грунт в стенки скважины и верхнего бурового наконечника с реверсивной навивкой шнековой реборды для безопасного извлечения раскатчика из скважины.

Инструмент соединён с буровыми штангами при помощи специального шестигранника.

Бетон нагнетается через полые штанги и раскатчик, на забой скважины. Во время извлечения буровой инструмент вращается, верхняя часть уплотняет грунт который может осыпаться во время бурения и бетонирования скважины.

Нижняя часть раскатчика снабжена специально разработанными крышками, открывающимися перед началом бетонирования.

Буровой инструмент был спроектирован таким образом, чтобы предотвратить любое загрязнение бетона от грунта и воды.

Раскатчиком также можно бурить в твёрдых грунтах с крепостью 20-30 Мпа, для этого необходимо использовать раскатчик прогрессивного типа, оснащённый скальными буровыми резцами

Буровая установка и буровой инструмент для раскатки скважин

Раскатчик
Полые буровые штанги
Центрующее устройство
Цементировочный вертлюг
Лебёдка Pull-Down
Задние стабилизирующие опоры
Ротор с высоким крутящим моментом

ENTECO модель E6050

Крутящий момент ротора 245 кНм
Глубина бурения 25 метров
Усилие на погружение 200 кН
Мощность двигателя 261 кВт
Рабочая масса 50 тонн

Буровая установка ENTECO E6050 была задействована во многих строительных проектах. Среднее время, затраченное на производство сваи включая бурение, бетонирование, погружение арматурного каркаса составило около 15 минут для сваи глубиной 15 метров и 30 минут для сваи глубиной 24 метра.

Среднесуточная производительность составила около 400 метров за рабочую смену (8 часов)

Буронабивные сваи с раскатчиком могут выполняться по технологии с теряемым наконечником; в этом случае бурение производится буровым инструментом с большим внутренним диаметром трубы, внутрь которой после процесса бурения устанавливается арматурный каркас. После этого начинается процесс бетонирования, бетон давит на теряемый наконечник, тем самым отделяя его от раскатчика.

По вопросам приобретения буровых установок и бурового оборудования для устройства буронабивных свай в раскатанных скважинах, вы можете связаться с нами используя контактные данные указанные ниже.

Способ изготовления в раскатанных скважинах набивной сваи из шлаков

Изобретение относится к фундаментостроению, в частности к возведению свайных фундаментов на грунтовых основаниях: насыпных и естественного сложения, обладающих специфическими (просадочными, набухающими, пучинистыми, плывунными, биогенными и другими) свойствами, - с применением шлаков черной металлургии. Способ изготовления в раскатанных скважинах набивной сваи из шлаков включает образование скважины без выемки грунта, заполнение скважины послойно твердеющим материалом, с последующим уплотнением каждого слоя. Образование цилиндрическо-конической скважины до проектной глубины производят раскаткой путем вытеснения грунта веретенообразным раскатчиком в околоскважинное пространство. Затем вначале насыщают забой раскатанной скважины порционно шлаковым щебнем до наступления момента условного равновесия между передаваемым на веретенообразный раскатчик полным продольным усилием и реакцией отпора насыщенного шлаковым щебнем забоя, после чего заполняют ствол раскатанной скважины порциями шлакового щебня с уплотнением каждой порции раскаткой при полном продольном усилии на веретенообразный раскатчик. Крупность зерен шлакового щебня должна быть не больше 1/6 диаметра формирующего цилиндра веретенообразного раскатчика. Объем порции не должен превышать 1/2 геометрического объема веретенообразного раскатчика скважин. Технический результат - преобразование строительных свойств и физико-механических характеристик насыпных грунтов и грунтовых оснований. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Известен способ строительства набивных свай (1), выбранный в качестве прототипа, включающий образование скважины без выемки грунта и заполнение ее твердеющим материалом, в качестве твердеющего материала используют жесткую сыпучую смесь, которую порционно, послойно подают в скважину и каждый слой уплотняют.

К недостаткам известного способа можно отнести большую трудоемкость и материалоемкость на единицу несущей способности, необходимость применения относительно дорогих материалов (щебня, песка) естественного природного происхождения, привозимых из карьеров, удаленных от строительной площадки на десятки и сотни километров; высокий расход цемента, который составляет не менее 200 кг на 1 квадратный метр сваи; невозможность их использования на грунтовых основаниях, имеющих степень влажности не больше 0,7 без применения специальных мероприятий, обеспечивающих устойчивость стенок скважин от оплывания и обрушения. Проектирование искусственных оснований из свай известного способа в значительной степени зависит от изменчивости грунтовых условий в плане и по глубине сжимаемой зоны основания фундаментов. При этом несущая способность свай в плане свайного поля может отличаться в 1,2-1,6 раза. Для обеспечения несущей способности и проектного качества изготовленных данным способом свай требуется проведение постоянного лабораторного и пооперационного контроля.

Задачей изобретения является преобразование строительных свойств и физико-механических характеристик насыпных грунтов и грунтовых оснований естественного сложения, обладающих специфическими (просадочными, набухающими, пучинистыми, плывунными, биогенными и другими) свойствами, путем изготовления в раскатанных скважинах набивных свай с применением шлаков черной металлургии.

Это достигается тем, что в способе изготовления набивной сваи, включающем образование скважины без выемки грунта, заполнение скважины послойно твердеющим материалом с последующим уплотнением каждого слоя, согласно изобретению образование цилиндрическо-конической скважины до проектной глубины производят раскаткой путем вытеснения грунта веретенообразным раскатчиком в околоскважинное пространство, а затем вначале насыщают забой раскатанной скважины порционно шлаковым щебнем до наступления момента условного равновесия между передаваемым на веретенообразный раскатчик полным продольным усилием и реакцией отпора насыщенного шлаковым щебнем забоя, после чего заполняют ствол раскатанной скважины порциями шлакового щебня с уплотнением каждой порции раскаткой при полном продольном усилии на веретенообразный раскатчик, при этом крупность зерен шлакового щебня должна быть не больше 1/6 диаметра формирующего цилиндра веретенообразного раскатчика, а объем порции не должен превышать 1/2 геометрического объема веретенообразного раскатчика скважин. При изготовлении сваи в мерзлом грунте или насыпном грунте, имеющем крупные твердые включения диаметром больше 1/4 диаметра формирующего цилиндра веретенообразного раскатчика предварительно бурят лидерную скважину диаметром не больше диаметра формирующего цилиндра веретенообразного раскатчика и глубиной не больше проектной глубины скважины, после чего пробуренную скважину раскатывают веретенообразным раскатчиком.

Изготовленные предложенным способом сваи, позволяют преобразовать строительные свойства и физико-механические характеристики насыпных грунтов и грунтовых оснований естественного сложения, обладающих просадочными, набухающими, пучинистыми, плывунными, биогенными и другими свойствами, и сформировать в сжимаемой зоне основания фундаментов преобразованного массива с требуемой несущей способностью, превышающей первоначальную (до изготовления набивной сваи из шлаков) в 2,7-3,3 раза, и создать под фундаментом грунтошлаковый массив определенной толщины, набирающий прочность во времени.

Набивные сваи из шлаков в раскатанных скважинах обладают следующими преимуществами:

- обладают низкой себестоимостью, так как себестоимость шлакового щебня, по сравнению с себестоимостью щебня из природных горных пород в 2-5 раз ниже;

- упрощенной технологией устройства НРС, не требующей высокой квалификации исполнителей;

- высокой технологичностью, позволяющей выполнять установками типа ЛБУ-50, ПБУ-1 и т.п., в зависимости от грунтовых условий и глубины раскатки скважин, от 30 до 80 набивных свай в раскатанных скважинах в смену;

- высокой совместимостью с другими видами работ нулевого цикла, что позволяет значительно снижать сроки устройства системы «основание - фундамент»;

- шлаки черной металлургии подвержены различным видам распада, одним из них является силикатный распад, причины которого связаны с полиморфными превращениями двухкальциевого силиката. Силикатный распад шлака сопровождается увеличением удельного объема в пределах 12%. Продукты распада шлакового щебня обладают гидравлической активностью, позволяющей шлаковому заполнению раскатанной скважины, при определенных грунтовых и влажностных условиях, а также гидравлической активности шлака набирать прочность во времени.

Предложенное техническое решение поясняется чертежами, где на фиг.1 показана технологическая последовательность изготовления набивных свай в раскатанных скважинах из шлаков; где поз. (а, б) - раскатка веретенообразным раскатчиком скважины до проектной глубины; поз. (в) - засыпка в забой раскатанной скважины порции щебня; поз. (г, д, е) - насыщение забоя раскатанной скважины порциями шлакового щебня с уплотнением каждой порции раскаткой; поз. (е, ж, з) - порционное насыщение ствола скважины шлаковым щебнем с уплотнением каждой порции раскаткой; поз.(и) - готовая свая. На фиг.2 показано насыщение забоя раскатанной скважины шлаковым щебнем. На фиг.3 - основные параметры раскатанной скважины. На фиг.4 показан рабочий орган веретенообразного раскатчика.

Способ изготовления в раскатанных скважинах набивной сваи из шлаков осуществляют следующим образом.

Вначале специальным веретенообразным раскатчиком (1) раскатывают цилиндрически-коническую скважину (2) до проектной глубины(1) и при необходимости (в зависимости от степени влажности грунта) с охлаждением раскатчика водой. Если раскатываемый грунт находится во влажном или насыщенном водой состоянии охлаждение водой не производят. В процессе раскатки скважины грунт не выдают на поверхность, а вкатывают веретенообразным раскатчиком в окружающий массив, образуя уплотненную зону (3). Затем производят насыщение забоя (4) раскатанной скважины (2) порциями шлакового щебня (5) до наступления момента условного равновесия между передаваемым на веретенообразный раскатчик полным продольным усилием и реакцией отпора насыщенного шлаковым щебнем забоя. После этого осуществляют заполнение ствола (6) раскатанной скважины (2) порциями шлакового щебня с уплотнением каждой порции раскаткой при полном продольном усилии на веретенообразный раскатчик (1). Заполнение раскатанных скважин осуществляют порциями шлакового щебня, имеющего максимальную крупность зерен не больше 1/6 d диаметра формирующего цилиндра (7) веретенообразного раскатчика (1). А объем порции шлакового щебня не должен превышать 1/2 геометрического объема веретенообразного раскатчика скважин. При изготовлении сваи в мерзлом грунте или насыпном грунте, имеющем крупные твердые включения, диаметром больше 1/4 d диаметра формирующего цилиндра (7) веретенообразного раскатчика (1) предварительно бурят лидерную скважину диаметром не больше диаметра формирующего цилиндра (7) веретенообразного раскатчика (1) и глубиной не больше проектной глубины скважины, после чего пробуренную скважину раскатывают веретенообразным раскатчиком (1). Лидерная скважина применяется для облегчения проходки раскатчиком мерзлого слоя грунта или насыпного грунта, имеющего крупные твердые включения.

Набивные сваи из шлаков в раскатанных скважинах применяют при следующих инженерно-геологических и гидрогеологических условиях: грунты должны обладать специфическими свойствами, а также могут быть насыпными и водонасыщенными, а грунтовые воды должны располагаться ниже сжимаемой зоны основания фундамента или в ее пределах. Нагрузки на сваи: вертикальные и сжимающие. Конструктивная схема расположения набивных свай в раскатанных скважинах из шлаков в плане подошвы фундамента должна предусматривать применение контурных свай, которые снижают возможность бокового расширения усиленного сваями основания под нагрузкой.

1. Патент России №2086733, Кл. E02D 5/34, 1997 г.

1. Способ изготовления в раскатанных скважинах набивной сваи из шлаков, включающий образование скважины без выемки грунта, заполнение скважины послойно твердеющим материалом, с последующим уплотнением каждого слоя, отличающийся тем, что образование цилиндрическо-конической скважины до проектной глубины производят раскаткой путем вытеснения грунта веретенообразным раскатчиком в околоскважинное пространство, а затем вначале насыщают забой раскатанной скважины порционно шлаковым щебнем до наступления момента условного равновесия между передаваемым на веретенообразный раскатчик полным продольным усилием и реакцией отпора насыщенного шлаковым щебнем забоя, после чего заполняют ствол раскатанной скважины порциями шлакового щебня с уплотнением каждой порции раскаткой при полном продольном усилии на веретенообразный раскатчик, при этом крупность зерен шлакового щебня должна быть не больше 1/6 диаметра формирующего цилиндра веретенообразного раскатчика, а объем порции не должен превышать 1/2 геометрического объема веретенообразного раскатчика скважин.

2. Способ изготовления в раскатанных скважинах набивной сваи из шлаков по п.1, отличающийся тем, что при изготовлении сваи в мерзлом грунте или насыпных грунтах, имеющих крупные твердые включения, диаметром больше 1/4 диаметра формирующего цилиндра веретенообразного раскатчика предварительно бурят лидерную скважину диаметром не больше диаметра формирующего цилиндра веретенообразного раскатчика и глубиной не больше проектной глубины скважины, после чего пробуренную скважину раскатывают веретенообразным раскатчиком.

Способ возведения бетонных набивных свай в раскатанных скважинах

Изобретение относится к фундаментостроению, в частности к способам повышения несущей способности рыхлых и слабых грунтов, в том числе обладающих специфическими, просадочными, засоленными и другими свойствами. Технический результат - повышение качества и несущей способности возводимых свай. Способ возведения бетонных набивных свай включает следующие технологические операции: образование продольной полости скважины в вертикальном или наклонном направлении без выемки грунта и раскатывание цилиндрическо-конической скважины путем вытеснения грунта веретенообразным раскатчиком в околоскважинное пространство, формируя при этом уплотненную зону скважины, заполнение скважины бетонной смесью не ниже класса В 3,5, при этом радиус уплотненной зоны определяют по формуле: а расход бетона для заполнения скважины определяют по формуле:

Известен способ строительства в грунте набивной сваи [1], включающий образование лидерной скважины с помощью специальных механизмов, опускание в лидерную скважину металлической обсадной трубы, подача в обсадную трубу пластичной бетонной смеси, уплотнение бетонной смеси в обсадной трубе, которую одновременно извлекают из скважины. После затвердевания бетонной смеси получается бетонная набивная свая. Недостатком данного способа является невысокая несущая способность сваи из-за минимального включения в работу гладкой боковой поверхности, относительно высокая трудоемкость бетонирования ствола скважины.

Известен способ строительства в грунте набивной сваи [2], выбранный в качестве прототипа и включающий образование с помощью специальных механизмов лидерной скважины с последующим ее бетонированием.

Недостатками известного способа является невысокая степень уплотнения стенок скважины и вовлечение в работу грунта околоскважинного пространства, что при использовании в рыхлых и слабых грунтах может приводить к их обрушению.

Задачей изобретения является создание технологии возведения свай при строительстве объектов на рыхлых и слабых грунтах, обладающих специфическими свойствами.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе возведения бетонной набивной сваи, включающей образование скважины в вертикальном или наклонном направлении без выемки грунта и с последующим ее бетонированием, согласно изобретению вначале веретенообразным раскатчиком образуют цилиндрическо-коническую скважину и раскатывают ее путем вытеснения грунта веретенообразным раскатчиком в околоскважинное пространство, формируя при этом уплотненную зону околоскважинного пространства, затем заполняют скважину подвижной бетонной смесью классом не ниже В 3,5 с последующим виброуплотнением, при этом радиус уплотненной зоны околоскважинного пространства определяют по формуле:

а расход бетона для заполнения скважины определяют по формуле:

d - диаметр формирующего (цилиндрического) катка раскатчика скважины, м;

D - диаметр сваи, м;

l_ц - длина цилиндрического участка скважины, м;

l_k - длина конического участка скважины, м;

L - длина сваи, м.

Технический результат, обеспечиваемый приведенной совокупностью существенных признаков, заключается в повышении качества и несущей способности возводимых свай, используемых в качестве основания или усиления слабых оснований фундаментов аварийных и реконструируемых зданий и сооружений. Применение данного способа позволяет повысить несущую способность рыхлых и слабых грунтов, а также грунтов, обладающих специфическими просадочными, набухающими, пучинистыми и засоленными свойствами (способными сохранять устойчивость раскатанных в них скважин не менее одного часа).

Способ осуществляют следующим образом.

В раскатанную цилиндрическо-коническую скважину (1) подают подвижную бетонную смесь классом не ниже В 3,5 с последующим виброуплотнением. В случае производства работ в зимних условиях в бетонную смесь вводят противоморозные добавки. После затвердения бетонной смеси возведенная данным способом свая может быть использована в качестве несущей конструкции.

1. Косолапов В.Г. Копровое и буровое оборудование для свайных работ. М., Высшая школа, 1978 г., стр.195.

2. Патент России №2150549, Кл. E02D 5/34, 2000 г.

1. Способ возведения бетонных набивных свай в раскатанных скважинах, включающий образование скважины в вертикальном или наклонном направлении без выемки грунта и с последующим ее бетонированием, отличающийся тем, что вначале веретенообразным раскатчиком образуют цилиндрическо-коническую скважину и раскатывают ее путем вытеснения грунта веретенообразным раскатчиком в околоскважинное пространство, формируя при этом уплотненную зону околоскважинного пространства скважины, затем заполняют цилиндрическо-коническую скважину подвижной бетонной смесью не ниже класса В 3.5 с последующим виброуплотнением, при этом радиус уплотненной зоны около скважинного пространства определяют по формуле

а расход бетона для заполнения цилиндрическо-конической скважины определяют по формуле

где d - диаметр цилиндрической части веретенообразного раскатчика скважины, м;

l_ц - длина цилиндрического участка скважины, м;

l_k - длина конического участка скважины, м;