Способ возведения сваи или стойки в слабых и неустойчивых грунтах

 

Изобретение относится к возведению свай или стоек в неустойчивых водонасыщенных грунтах. Способ возведения сваи или стойки включает образование в грунте полости с уплотненными стенками в два этапа, на первом из которых по оси возводимой сваи или стойки забуривают без выноса грунта на поверхность шнековый буровой инструмент до глубины, соответствующей проектной глубине заложения сваи или стойки, после чего осуществляют извлечение шнекового бурового инструмента посредством вращения в обратном направлении с одновременным приложением направленного вниз осевого усилия, величину которого принимают соответствующей задаваемому значению плотности грунта в стенках скважины, с образованием по оси возводимой сваи или стойки уплотненной грунтовой зоны, а на втором этапе после извлечения шнекового бурового инструмента по оси образованной уплотненной грунтовой зоны выполняют скважину диаметром, не превышающим диаметра сваи или стойки. Технический результат состоит в упрощении технологии, снижении трудоемкости и стоимости возведения свайных и стоечных конструкций в неустойчивых грунтах. 3 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к строительству, в частности к технологии возведения свайных фундаментов и стоечных конструкций в водонасыщенных и оплывающих грунтах.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ возведения сваи или стойки в слабых и неустойчивых грунтах, включающий образование в грунте полости с уплотненными стенками и установку или формирование ствола.

Недостатком этого способа является сложность и трудоемкость технологии, а также необходимость применения привозных материалов.

Задачей изобретения является упрощение технологии возведения при снижении трудоемкости и стоимости и повышении производительности и качества возведения.

Задача решается за счет того, что в способе возведения сваи или стойки в слабых и неустойчивых грунтах, включающем образование в грунте полости с уплотненными стенками и установку и/или формирование ствола, образование полости осуществляют в два этапа, на первом из которых по оси возводимой сваи или стойки забуривают без выноса грунта на поверхность шнековый буровой инструмент до глубины, соответствующей проектной глубине заложения сваи или стойки, после чего осуществляют извлечение шнекового бурового инструмента посредством вращения в обратном направлении с одновременным приложением направленного вниз осевого усилия, величину которого принимают соответствующей задаваемому значению плотности грунта в стенках скважины, с образованием по оси возводимой сваи или стойки уплотненной грунтовой зоны цилиндрической формы, диаметр которой в 1,5-2 раза превышает диаметр ствола сваи или стойки, а на втором этапе после извлечения шнекового бурового инструмента по оси образованной уплотненной грунтовой зоны выполняют скважину диаметром, не превышающим диаметра сваи или стойки. В процессе вращения шнекового бурового инструмента в обратном направлении при его извлечении осуществляют введение в скважину дополнительного объема грунта и/или упрочняющего материала, а установку ствола сваи или стойки в образованной скважине осуществляют принудительным способом с приложением направленного вниз осевого динамического или статического усилия или опускным способом без приложения осевого усилия.

Технический результат, обеспечиваемый за счет такой последовательности операций и устанавливаемого размера уплотненной грунтовой зоны, состоит в том, что при обеспечении устойчивости стенок полости в слабых и неустойчивых грунтах повышается прочность закрепления сваи или стойки, достигается снижение трудоемкости и стоимости работ, а также значительное повышение производительности.

Возведение сваи или стойки в слабых и неустойчивых грунтах согласно предлагаемому способу осуществляют в следующей последовательности.

По оси возводимой сваи или стойки забуривают без выноса грунта на поверхность шнековой буровой инструмент до глубины заложения нижнего конца сваи или стойки. Затем осуществляют извлечение шнекового бурового инструмента путем его вращения в обратном направлении с одновременным приложением направленного вниз осевого усилия, величина которого соответствует задаваемому значению плотности грунта в стенках образуемой скважины. В процессе извлечения бурового инструмента с обратным вращением может осуществляться введение дополнительного объема грунта или упрочняющего материала, или их смеси. При этом по оси возводимой сваи или стойки образуется уплотненная зона цилиндрической формы, диаметр которой регулируется величиной прикладываемого к буровому инструменту осевого усилия и составляет обычно 1,5-2 диаметра ствола сваи или стойки. После извлечения шнекового бурового инструмента по оси образованной уплотненной зоны выполняют скважину диаметром, не превышающим диаметр сваи или стойки. Затем в образованную скважину с уплотненными стенками производят установку сваи или стойки принудительным или опускным способом. В первом случае применяют забивку, вдавливание или вибропогружение в скважину меньшего диаметра, а во втором случае - свободное опускание без приложения осевого усилия в скважину большего диаметра. Кроме установки закладным способом может применяться формирование сваи или основания стойки набивным способом. Может также применяться комбинированный способ: закладной в сочетании с набивным.

Преимущества предлагаемого способа состоят в том, что при обеспечении надежного закрепления стенок скважины в неустойчивых и оплывающих грунтах достигается упрощение технологии, повышение производительности за счет совмещения процессов, а также снижение трудоемкости и стоимости работ за счет возможности использования штатного оборудования и местных материалов (грунта).

Предложенное техническое решение может быть эффективно использовано при возведении различных строительных объектов на слабых и неустойчивых грунтах, в частности, линий электропередачи и электроподстанций в районах распространения водонасыщенных болотистых грунтов и деградирующей мерзлоты.

Формула изобретения

1. Способ возведения сваи или стойки в слабых и неустойчивых грунтах, включающий образование в грунте полости с уплотненными стенками и установку и/или формирование ствола, отличающийся тем, что образование полости осуществляют в два этапа, на первом из которых по оси возводимой сваи или стойки забуривают без выноса грунта на поверхность шнековый буровой инструмент до глубины, соответствующей проектной глубине заложения сваи или стойки, после чего осуществляют извлечение шнекового бурового инструмента посредством вращения в обратном направлении с одновременным приложением направленного вниз осевого усилия, величину которого принимают соответствующей задаваемому значению плотности грунта в стенках скважины, с образованием по оси возводимой сваи или стойки уплотненной грунтовой зоны цилиндрической формы, диаметр которой в 1,5 - 2 раза превышает диаметр ствола сваи или стойки, а на втором этапе после извлечения шнекового бурового инструмента по оси образованной уплотненной грунтовой зоны выполняют скважину диаметром, не превышающим диаметр сваи или стойки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в процессе вращения шнекового бурового инструмента в обратном направлении при его извлечении осуществляют введение в скважину дополнительного объема грунта и/или упрочняющего материала.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что установку ствола сваи или стойки в образованной скважине осуществляют принудительным способом с приложением направленного вниз осевого динамического и статического усилия.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что установку ствола сваи или стойки в образованной скважине осуществляют опускным способом без приложения осевого усилия.