Способ усиления фундаментов

 

Сущность изобретения: в теле фундамента образовывают сквозные отверстия, устанавливают в них анкерные устройства, крепят к ним упорное устройство с гидроцилиндром и задавливают в грунт составные сваи. Анкерное устройство изготавливают в виде полого цилиндра с конусной поверхностью на конце, которое укрепляют в отверстиях расклиновкой. На цилиндрическую часть анкерного устройства надевают цанговый захват упорного устройства с гидроцилиндром. Секции свай задавливают через полость анкерного устройства. Головную секцию сваи закрепляют в полости быстротвердеющим клеевым составом с выдержкой под нагрузкой до оканчания процесса склеивания или приваркой ее закладных деталей (оболочки) по контуру к цилиндрической части анкерного устройства с удержанием сваи под нагрузкой. 4 ил.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при усилении оснований и фундаментов существующих зданий и сооружений.

Известен способ усиления фундаментов буроинъекционными сваями [1] при этом бурятся вертикальные или наклонные скважины непосредственно через фундаменты усиливаемых объектов, для обеспечения устойчивости стенок скважин используют глинистый раствор или обсадные трубы. В пробуренные скважины опускают секциями арматурный каркас, длина которых лимитируется высотой помещения, где ведутся работы с последовательной их сваркой и далее растворонасосом закачивают в скважины раствор с последовательной выемкой инъекционных труб и вытеснением глинистого раствора.

К недостаткам данного способа относятся значительная трудоемкость выполнения работ, сложность их ведения при ограниченной высоте рабочего помещения подвала, трудность контролирования качества свай и слабое включение свай в совместную работу с фундаментом после завершения работ.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ усиления фундаментов, включающий образование отверстий в фундаменте, секционное задавливание свай через отверстия до заданной глубины посредством упорного устройства с гидроцилиндром и закрепление головной секции свай [2] Недостатком данного способа является повышенная трудоемкость и сложность выполнения работ в ограниченном пространстве и отсутствие возможности включения в работу фундамента задавленных свай на требуемом уровне нагрузки.

Задачей и техническим результатом изобретения является снижение трудоемкости и материалоемкости работ, обеспечение возможности работы в ограниченных пространствах и включение в работу фундамента задавленных свай на требуемом уровне нагрузки.

Данный технический результат достигается тем, что перед задавливанием свай в отверстия фундамента устанавливают анкерные устройства, в качестве которых используют полые цилиндры с конусной поверхностью на конце и диаметром, обеспечивающим свободный проход свай при задавливании, затем каждое анкерное устройство крепят к фундаменту расклинкой путем забивки разрезного кольца с внутренней поверхностью в форме усеченного конуса или нескольких частей, а на его выступающую над поверхностью фундамента часть надевают цанговый захват упорного устройства с гидроцилиндром и выполняют поэлементное задавливание сваи. Закрепление головной секции сваи осуществляют или до задавливания головной секции сваи, инъектируя в зазор между сформированным стволом сваи и цилиндром быстротвердеющий клеевой состав, а после задавливания головной секции выдерживают сваю под нагрузкой до окончания процесса склеивания или после задавливания головной секции сваи в полости цилиндра, инъектируя в зазор между головной секцией сваи и цилиндром быстротвердеющий клеевой состав и удерживая сваю под нагрузкой до окончания процесса склеивания. Или для закрепления головную секцию сваи изготавливают с закладными деталями по ее длине или в металлической оболочке, а закрепление осуществляют путем сварки головной секции сваи и цилиндра по контуру последнего с удержанием сваи под нагрузкой.

На фиг. 1 показана установка анкерного устройства в отверстие, просверленное в теле фундамента; на фиг. 2 конструкции рядовой и головной секции сваи; на фиг. 3 вид упорного устройства с гидроцилиндром и установка на первых секций сваи; на фиг. 4 закрепление головной секции задавленной сваи сваркой с удержанием сваи под нагрузкой.

Предлагаемый способ усиления фундаментов осуществляется следующим образом.

В теле фундамента 1, в местах погружения составных свай 2 просверливают сквозные отверстия 3. Затем в отверстия 3 с зазором устанавливают анкерные устройства 4, изготовленные в виде полого цилиндра с конусной поверхностью на конце и диаметром, обеспечивающим свободный проход свай при задавливании, которые укрепляют в отверстиях фундамента расклинкой путем забивки разрезного кольца 5 с внутренней поверхностью в форме усеченного конуса или нескольких частей этого кольца. Анкерное устройство имеет цилиндрическую полость, через которую задавливают рядовые 7 и головную 8 секции составной сваи 2 с элементами стыковочного узла по концам, причем головная секция 8 может иметь металлическую оболочку 9 или закладные детали по ее длине в виде металлических полос. Диаметр секций 7 и 8 выбирают таким, чтобы зазор между составной сваей 2 и поверхностью полости 6 обеспечивал возможность приклеивания ее к анкерному устройству 4, а также приварку оболочки 9 по контуру цилиндрической части анкерного устройства 4. На цилиндрическую часть анкерного устройства 4, выступающую над поверхностью фундамента, надевают цанговый захват 10 упорного устройства с гидроцилиндром 11, а в полость 6 вставляют первые секции 7 сваи, при этом гидроцилиндр 11 находится в крайнем верхнем положении и удерживается от скольжения упором 12, который фиксируют ручками 13. После установки первых секций 7 составной сваи 2 ручками 13 освобождают упор 12 и плавно опускают гидроцилиндр 11 с ползуном 14 и наголовником 15 на голову секции сваи 7. Опускают ручки 13, при этом подпружиненные защелки (не показаны) упора 12 входят в зацепление с зубчатыми рейками 16, упор 12 закрепляется от перемещения вверх. С помощью насосной станции подают рабочую жидкость в гидроцилиндр 11, при этом шток 17, соединенный с ползуном 14 и наголовником 15, давит на секцию сваи 7 и задавливает сваю 2 на величину хода штока 17. Меняют направление подачи рабочей жидкости в гидроцилиндр, при этом шток 17 втягивается, а цилиндр 11 с упором 12 под действием своего веса опускается. Подпружиненные защелки упора 12 перемещению вниз не препятствуют. Далее цикл вдавливания повторяют до тех пор, пока наголовник 15 не упрется в цилиндрическую часть анкерного устройства 4. Пользуясь ручками 13, выводят упор 12 из зацепления с зубчатыми рейками 16, поднимают гидроцилиндр 11 в крайнее верхнее положение, а на голову задавленной сваи устанавливают новую секцию 7, и затем на нее опускают гидроцилиндр 11 с наголовником 15. Процесс вдавливания составной сваи 2 повторяют до тех пор, пока усилие на свае не достигнет требуемой величины, после чего в зазор между сваей и полостью 6 анкерного устройства 4 инъекцируют быстротвердеющий клеевой состав и удерживают нагрузку до окончания процесса склеивания. Как вариант соединения составной сваи 2 с фундаментом, голову предпоследней секции сваи 7 задавливают до уровня грунта, затем поднимают гидроцилиндр 11 и головную секцию сваи, в полость анкерного устройства и заливают определенный объем быстротвердеющего клеевого состава, вновь устанавливают головную секцию сваи и додавливают ее до заданной несущей способности с удержанием нагрузки до окончания процесса склеивания.

С целью исключения мокрых процессов и экономии времени в качестве головной секции сваи используют секцию сваи 8 в металлической оболочке 9 или с закладными деталями по ее длине в виде металлических полос. В этом случае задавленную составную сваю 2 соединяют с анкерным устройством 4 посредством приварки 18 головной секции 8 по контуру цилиндрической части анкерного устройства 4.

После закрепления составной сваи 1 шток 17 гидроцилиндра 11 возвращают в исходное состояние, гидроцилиндр поднимают в крайнее верхнее положение, фиксируют упор 12 ручками 13 в неподвижное состояние, снимают цанговый захват 10 упорного устройства с цилиндрической части анкерного устройства 4 и перемещают упорное устройство к новому месту работы. Реактивное усилие от закрепленной составной сваи 2 через анкерное устройство 4 и расклинивающий элемент 5 передается на тело фундамента 1, осуществляя его разгрузку. Отверстие 3 с закрепленной в нем сваей 2 бетонируют для защиты от коррозии.

Таким образом, описываемый способ позволяет значительно сократить трудоемкость и материалоемкость работ по усилению фундаментов, так как отсутствуют дополнительные упорные конструкции для фиксации свай, характерные для других методов усиления; работы могут проводиться в ограниченных пространствах подвалов зданий и сооружений с ограничением высоты до 1,8 м; задавливаемые сваи сразу включаются в работу с усиливаемым фундаментом, обеспечивая заданный уровень его разгрузки.

Формула изобретения

СПОСОБ УСИЛЕНИЯ ФУНДАМЕНТОВ, включающий образование отверстий в фундаменте, секционное задавливание свай через отверстия до заданной глубины посредством упорного устройства с гидроцилиндром и закрепление головной секции сваи, отличающийся тем, что перед задавливанием свай в отверстия устанавливают анкерные устройства, в качестве которых используют полые цилиндры с конусной поверхностью на конце и диаметром, обеспечивающим свободный проход сваи при задавливании, затем каждое анкерное устройство крепят к фундаменту расклинкой путем забивки разрезного кольца с внутренней поверхностью в виде усеченного конуса или нескольких частей этого кольца, а на его выступающую над поверхностью фундамента часть надевают цанговый захват упорного устройства с гидроцилиндром, а закрепление головной секции сваи осуществляют или до задавливания головной секции сваи, инъектируя в зазор между сформированным стволом сваи и цилиндром быстротвердеющий клеевой состав, а после задавливания головной секции выдерживают сваю под нагрузкой до окончания процесса склеивания, или после задавливания головной секции сваи в полости цилиндра, инъектируя в зазор между головной секцией сваи и цилиндром быстротвердеющий клеевой состав и удерживая сваю под нагрузкой до окончания процесса склеивания, или для закрепления головную секцию сваи изготавливают с закладными деталями по ее длине или в металлической оболочке, а закрепление осуществляют путем сварки головной секции сваи и цилиндра по контуру последнего с удержанием сваи под нагрузкой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4