Способ изготовления набивной сваи

Изобретение относится к области строительства, а именно к фундаментостроению, и может быть использовано при устройстве свайных фундаментов как при новом строительстве, так и при реконструкции зданий и сооружений. Производят бурение скважины, заполнение скважины твердеющим материалом с предварительно введенной в его состав гелеобразующей добавкой. После этого осуществляют установку рабочего разрядника в твердеющий материал ствола сваи и только затем производят высоковольтные разряды с перемещением разрядника вдоль ствола сваи. Введение гелеобразующей добавки позволяет преобразовать жидкую составляющую бетонной смеси в вязкую среду. Это препятствует выдавливанию под действием электрогидравлических ударов жидкой составляющей бетонной смеси в поры окружающего сваю грунта, тем самым достигается повышение эффективности использования электроимпульсных технологий в формировании уширений набивных свай и, как следствие, повышение их несущей способности. 4 ил.

 

Изобретение относится к области строительства, а именно к фундаментостроению, и может быть использовано при устройстве свайных фундаментов как при новом строительстве, так и при реконструкции зданий и сооружений.

Известны способы изготовления набивных свай, включающие следующие основные операции: устройство скважины и подача в эту скважину твердеющего материала, в частности бетонной смеси [Основания, фундаменты и испытания сооружения/ М.И.Гарбунов-Посадов, В.А.Ильичев, Ю.Г.Трофименкова. - М.: Стройиздат, 1985. - 480 с., ил. - (Справочник проектировщика), с.159 ].

Однако удельная несущая способность таких свай из-за низкого сопротивления грунта по боковой поверхности и под острием значительно меньше по сравнению с другими типами свай, например забивными.

Этот недостаток в значительной степени устранен в способе изготовления набивной сваи, включающем устройство в грунте скважины, установку в эту скважину специального разрядника, подсоединенного к источнику электрического питания, подачу в скважину твердеющего электропроводного материала, например бетонной смеси, возбуждение в этом материале с помощью разрядника высоковольтных электрических разрядов и перемещение разрядника вдоль ствола скважины снизу вверх с последующим его извлечением [Евдокимов А.Л., Егоров В.И., Борисенков В.И. Набивные сваи, изготовленные по электроимпульсной технологии. - 1991. - №2. - С.17-19].

Высоковольтные разряды производят при перекрытии твердеющим материалом разрядника.

Возбуждение высоковольтных электрических разрядов в водонасыщенной среде, какой является твердеющий электропроводный материал ствола сваи, приводит к возникновению в ней гидравлических ударов. Такие удары (электрогидравлические удары) образуют в окружающей среде зоны с давлением, которое способно совершать механическую работу. Благодаря механической работе происходит уширение свайного тела, уплотнение околосвайного грунта и, следовательно, повышение несущей способности сваи.

Данное техническое решение наиболее близко к заявляемому и выбрано в качестве его прототипа.

Однако при изготовлении свай параметры бетонной смеси, в которой в данном случае происходят электрогидравлические удары, могут изменяться. Изменение параметров бетонной смеси, заполняющей скважину, может привести к резкому затуханию амплитуды давления при удалении от точки его создания. Причина заключается в выдавливании под силовым действием электрогидравлических ударов жидкой составляющей бетонной смеси ствола сваи в пористую среду, какой является окружающий свайное тело грунт.

В результате этого создание электрогидравлических ударов в бетонной смеси, способных к совершению механической работы по уширению ствола сваи, является довольно трудной задачей. Технологический процесс формирования уширений ствола сваи становится неустойчивым, а производство электрогидравлических ударов нестабильным.

Задача настоящего изобретения - добиться устойчивого технологического процесса формирования уширений ствола сваи, стабильных электрогидравлических ударов и тем самым обеспечить повышение несущей способности сваи.

Поставленная задача решена тем, что в известном способе изготовления набивных свай, включающем формирование в грунте скважины, подачу в скважину твердеющего электропроводного материала, установку в этой скважине разрядника, подсоединенного к источнику электрического питания, возбуждение в этом материале с помощью разрядника высоковольтных электрических разрядов, перемещение разрядника вдоль ствола скважины снизу вверх с последующим его извлечением, согласно заявляемому способу и в отличие от прототипа перед подачей твердеющего электропроводного материала в скважину в его состав вводят гелеобразующую добавку. Отличием от прототипа является также то, что в частном случае в качестве гелеобразующей добавки используют добавку "Валоцель МКХ 25000 РР 20" в количестве 0,03-0,04% от массы сухого исходного материала бетонной смеси.

Отличия от прототипа подтверждают новизну заявляемого способа.

Введение гелеобразующей добавки позволяет преобразовать жидкую составляющую бетонной смеси в вязкую среду (гель). Это препятствует выдавливанию под действием электрогидравлических ударов жидкой составляющей бетонной смеси в поры окружающего сваю грунта. В результате обеспечивается стабильность электрогидравлических ударов и устойчивость технологического процесса.

Таким образом, обеспечением возможности преобразования жидкой составляющей бетонной смеси в вязкую среду достигается повышение эффективности использования электроимпульсных технологий в формировании уширений набивных свай и, как следствие, повышение их несущей способности. Процентное содержание гелеобразующей добавки "Валоцель МКХ 25000 РР 20" от массы сухого исходного материала бетонной смеси получено экспериментально.

Заявителям не известны способы изготовления набивных свай с введением гелеобразующих добавок в твердеющий электропроводный материал для создания стабильных электрогидравлических ударов и устойчивого технологического процесса.

Пример реализации способа поясняется чертежом. На фиг.1 изображена проходка цилиндрической скважины буровым станком; на фиг.2 - подача в скважину электропроводного твердеющего материала с введенной в его состав гелеобразующей добавкой; на фиг.3 - погружение в твердеющий электропроводный материал разрядника и образование с помощью гидравлических ударов, создаваемых от производимых им высоковольтных электрических разрядов, уширений скважины при перемещении разрядника снизу вверх; на фиг.4 - готовая набивная свая с установленным в нее арматурным каркасом.

Способ изготовления набивной сваи реализуется следующим образом.

Любым известным методом, например, вращательным бурением с помощью бурового снаряда 1 в грунте производят проходку скважины 2. По достижению необходимой глубины буровой снаряд 1 извлекают. После полного извлечения бурового снаряда из скважины, сформированной в грунте, производят заполнение скважины твердеющим электропроводным материалом 3 с введенной в его состав гелеобразующей добавкой. После погружения разрядника 4, подсоединенного к источнику его электрического питания 5, начинают подавать высоковольтные разряды с перемещением зоны возбуждения снизу вверх. От каждого разряда в результате возникающих гидравлических ударов происходит уширение скважины 6 за счет уплотнения окружающего грунта. После извлечения разрядника 4 осуществляют установку арматурного каркаса 7.

Возможны и другие формы реализации заявляемого способа, не выходящие за рамки совокупности признаков формулы изобретения. А именно, после бурения скважины 2 в начале производят установку разрядника 4 (как в прототипе), а затем заполняют скважину 2 твердеющим материалом, содержащим гелеобразующую добавку (эта последовательность операции на чертеже не показана). Также возможно перемещение зоны возбуждения сверху вниз при погружении разрядника.

Заявляемый способ может быть реализован с помощью известных и широко используемых в практике строительства технических средств и материалов. Выполненные эксперименты в НИИ СМ при ТГАСУ подтвердили эффективность заявляемого способа.

Исследования, проведенные с использованием гелеобразующей добавки "WALOCEL МКХ 25000 РР 20", продукта германской фирмы Вольф Вальсроде АО (В.А. Безбородов, В.И. Белан, П.И. Мешков, Е.Г. Нерадовский, С.А. Петухов. Сухие смеси в современном строительстве. Под редакцией д.т.н. профессора В.И. Белана. – Новосибирск: 1998. – С. 55), показали наилучшие результаты при использовании этой добавки в количестве 0,03-0,04% от массы сухого исходного материала бетонной смеси.

Способ изготовления набивной сваи, включающий формирование в грунте скважины, подачу в скважину твердеющего электропроводного материала, например бетонной смеси, установку в этой скважине разрядника, подключенного к источнику электрического питания, возбуждение в этом материале с помощью разрядника высоковольтных электрических разрядов, перемещение разрядника вдоль скважины с последующим его извлечением, отличающийся тем, что перед подачей твердеющего электропроводного материала в скважину в его состав вводят гелеобразующую добавку WALOCEL МКХ 25000 РР 20 в количестве 0,03-0,04% от массы сухого исходного твердеющего электропроводного материала.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области строительства, а именно к способам выполнения сваи в грунте. .

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам для вибрационной укладки и уплотнения бетонной или иной смеси в узких каналах, скважинах и других стесненных условиях.

Изобретение относится к строительству, а именно к способам возведения свайных фундаментов. .

Изобретение относится к области строительства и используется для изготовления свай. .

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам и оборудованию для устройства набивных свай с защитными оболочками в грунте при возведении фундаментов зданий и сооружений

Изобретение относится к области строительства, в частности к средствам для сооружения свай большого диаметра и их обработки с целью формирования тела сваи или уплотнения окружающего грунта

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для изготовления буронабивных свай. Способ изготовления буронабивной сваи включает бурение или прокалывание скважины, опускание в нее арматурного каркаса, заполнение скважины твердеющим материалом и уплотнение и втрамбовывание его в грунт. К арматурным стержням и верхнему арматурному кольцу закрепляют цилиндр, в котором установлена оболочка, в которой установлен тор, заполненный текучим агентом. В оболочке выполнены полости, образованные отогнутыми участками оболочки. Концы оболочки отогнуты и герметично закреплены по периметру тора. Внутри оболочки установлен ударник с наконечником. Системой подачи и удаления в одну из полостей подают текучий агент и удаляют его из другой полости. Оболочка начинает перекатываться в цилиндре, при этом оболочка давит на твердеющий материал в продольном и радиальном направлениях и впрессовывает его в грунт. Оболочка и тор обжимают ударник и перемещают его вниз, при этом наконечник давит на твердеющий материал в продольном и радиальном направлениях. Уплотнение и втрамбовывание твердеющего материала производят при возвратно-поступательном перемещении оболочки и ударника, по мере уплотнения твердеющего материала его при необходимости добавляют. После уплотнения твердеющего материала устройство удаляют из арматурного каркаса, а в скважину добавляют твердеющий материал, до полного заполнения. Технический результат состоит в повышении несущей способности сваи на действие вертикальных и горизонтальных нагрузок, снижении материалоемкости. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для изготовления буронабивной сваи. Способ изготовления буронабивных свай в скважине включает ввод в скважину оболочки, подачу через оболочку взрывчатого вещества, подключенного к источнику электрического тока, подачу в скважину через оболочку твердеющего материала, закрывание отверстия оболочки. В полость оболочки, образованной отогнутыми участками оболочки, подают текучий агент, после этого производят инициирование поджига взрывчатой смеси. Затем в скважину подают твердеющий материал, после заполнения твердеющим материалом скважины оболочку перемещают в скважине возвратно-поступательно и в скважину подают твердеющий материал, после чего скважину оставляют до затвердевания твердеющего материала. Технический результат состоит в повышении несущей способности изготавливаемой сваи на действие вертикальных и горизонтальных нагрузок, снижении материалоемкости. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в конструкциях свай, предназначенных для устройства свайных фундаментов, и способах возведения таких свай. Свая содержит внешнюю оболочку из уплотненного слоя грунта с введением грунтоукрепляющей добавки и тело сваи из твердого материала. Внешняя оболочка сваи состоит из уплотненного слоя грунта и слоя уплотненного глинистого грунта с грунтоукрепляющей добавкой, примыкающего к телу сваи, состоящему из оболочки из низкомарочного мелкозернистого бетона и центрального стержня из высокомарочного крупнозернистого бетона, армированного металлическим каркасом. Технический результат состоит в повышении несущей способности сваи за счет увеличения площади нижнего основания сваи и повышения силы сопротивления грунта, действующей вдоль боковой поверхности сваи, путем увеличения площади боковой поверхности сваи, повышении плотности взаимодействующего со сваей грунта и степени обжатия грунтом тела сваи. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области строительства, в частности к способам возведения свайных оснований и фундаментов в нескальных, в том числе в обводненных и водонасыщенных, грунтах и может быть использовано для изготовления буроинъекционных свай пневмоударным способом как при возведении новых зданий и сооружений, так и при усилении фундаментов старых, поврежденных и требующих восстановления или реконструкции. Способ изготовления буроинъекционных свай осуществляют малогабаритным буровым станком, в узле подачи которого устанавливают пневмопробойник в кожухе. Пневмопробойник соединяют с бурильно-обсадными трубами, в нижней части которых через переходник монтируют расширитель с теряемым конусным наконечником. При достижении проектной глубины в скважину подают расчетную порцию бетонной смеси. Извлекают путем реверсирования пневмопробойника бурильно-обсадные трубы на высоту расширителя. Трубы фиксируют и бетонную смесь опрессовывают сжатым воздухом, который подают под давлением от 0.3 до 3.0 МПа. Затем подают новую расчетную порцию бетонной смеси и операции повторяют до извлечения бурильно-обсадных труб из грунта. Причем бетонную смесь и сжатый воздух в скважину подают через расширитель. Технический результат - повышение несущей способности буроинъекционной сваи. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх