Способ возведения в грунте несуще-ограждающих противофильтрационных конструкций и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области строительства, а именно к технологии и устройствам для возведения бетонно-цементогрунтовых несуще-ограждающих конструкций в грунте. Техническим результатом является сокращение технологического цикла, повышение надежности и качества при создании герметичной противофильтрационной конструкции путем создания цементогрунтового элемента нецилиндрической формы. Способ состоит из последовательного изготовления двух рядов свай, первого - из несуще-ограждающих набивных, установленных с зазором, второго - параллельного в зоне замыкания свай первого ряда, при этом в скважинах второго ряда последовательно размещают монитор с соплами, через которые проводят герметизацию зазоров между сваями первого ряда направленным воздействием струи раствора. Сваи первого ряда выполняют с зазором, равным 0,1-0,6 их диаметра, и расстоянием от оси свай первого ряда до оси свай второго 0,5-1,0 диаметра свай первого ряда. Сопла монитора выполнены под углом 0°-90° к вертикальной оси монитора и под углом 0°-180° в горизонтальной плоскости. 2 н.п. ф-лы, 7 ил.

 

Предлагаемый способ и устройство относятся к области строительства и могут быть использованы при возведении бетонно-цементогрунтовых несуще-ограждающих конструкций в грунте, в частности при сооружении подпорной стенки.

Известно устройство для размыва и заполнения прорезей в грунте при сооружении тонких противофильтрационных завес, включающее подъемный механизм, подвешенный на тросе, скважинный гидромонитор с боковыми и торцевыми соплами, установленный на трубах с подводящими шлангами (авт. свид. СССР №661064, БИ №17 от 05.05.79 г., Е02В 3(16)).

Недостатком указанных способа и устройства является ограниченные технологические возможности, т.е. необходимость предварительного бурения скважин с последующим опусканием гидромонитора, невозможность применения в слабых водонасыщенных грунтах.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ возведения в грунте ограждающих противофильтрационных конструкций из двух рядов свай - внутреннего несущего ряда из буронабивных, буроинъекционных, завинчивающихся и залавливаемых свай и наружного ряда из буротрамбованных свай, являющихся тампонирующими или замыкающими, которые изготавливают следующим способом: буровой установкой в грунт погружают шнек вплотную к двум сваям внутреннего ряда, пространство между которыми тампонируют. После погружения рабочего органа шнек пригружают навесным оборудованием. При обратном вращении шнека лопасти смещают песчано-цементную смесь поступательно вниз и вдавливают ее в стенки скважины. Под давлением поступающей смеси шнек, преодолевая пригруз, выдвигаясь из скважины, формирует тело буротрамбованной сваи (журнал "Основания, фундаменты, механика грунтов", №4, 2002, Астраханов Б.А. Тенденции развития технологий устройства ограждений котлованов в условиях плотной городской застройки. М.: 2002, с.4-8).

Наиболее близким к изобретению является устройство для строительства заглубленных конструкций различного назначения с использованием струйной технологии, включающее буровую установку, монитор с боковыми соплами, подводящие трубы, регулировочные клапаны, регулятор сечения входного отверстия корпуса. Устройство перемещают вверх и вращают вокруг вертикальной оси (авт. свид. СССР №1622516, БИ №3 oт 23.01.91 г., E02D 3/12).

Недостатками указанного способа и устройства являются ограниченные технологические возможности из-за малого давления подачи песчано-цементной смеси, недостаточно высокая степень надежности (в зависимости от грунтов) для создания герметичных противофильтрационных конструкций, невысокая производительность из-за необходимости бурения лидерной скважины и сложность конструкции.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является расширение технологических возможностей использования способа и устройства для любого типа грунтов за счет высокого давления подачи закрепляющего раствора для создания герметизирующего цементогрунтового элемента нецилиндрической формы и повышения надежности конструкции.

Сущность изобретения заключается в том, что способ возведения в грунте несуще-ограждающих противофильтрационных конструкций включает последовательное изготовление двух рядов свай, первый из которых выполняют в виде несуще-ограждающих набивных свай, установленных с зазором, а второй выполняют параллельным и устанавливают в зоне замыкания свай первого ряда, при этом предварительно в скважинах второго ряда последовательно монтируют монитор с соплами, через которые герметизируют зазоры между сваями первого ряда направленным воздействием струи закрепляющего раствора. Сваи первого ряда выполняют с зазором, равным 0,1-0,6 их диаметра, и расстоянием от оси свай первого ряда до оси свай второго в пределах 0,5-1,0 диаметра свай первого ряда.

Устройство для осуществления способа возведения в грунте несуще-ограждающих противофильтрационных конструкций включает буровую установку, монитор с боковыми соплами, подводящие трубы, регулировочные клапаны, при этом сопла монитора выполнены под углом 0°-180° в горизонтальной плоскости.

Способ возведения в грунте несуще-ограждающих противофильтрационных конструкций и устройство для его осуществления поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид устройства, на фиг.2 - продольный разрез сооружаемой подпорной стенки, на фиг.3 - разрез котлована, закрепленного возведенной бетонно-цементогрунтовой стеной, выполняющей роль подпорной стенки, на фиг.4 - продольный разрез бурового снаряда, на фиг.5 - продольный разрез гидравлического монитора с соплами, на фиг.6 - поперечный разрез по 1-1 гидравлического монитора, на фиг.7 - устройство герметизирующей грунтоцементной шпонки.

Способ возведения в грунте несуще-ограждающих противофильтрационных конструкций состоит в следующем: по известным технологиям устраивают несуще-ограждающие сваи 1 диаметром d, затем в контактной зоне соседних свай, при условии что b=0,1d÷0,6d (что экспериментально установлено авторами), на расстоянии а буровой установкой 2 устраивают лидерную скважину 3 в направлении перпендикулярно-продольной оси несущих свай, при этом расположение продольной оси определяется соотношением: а=0,5d÷1,0d. При достижении соплами 5 гидромонитора 4 проектной глубины по трубам 6 через сальник-вертлюг 7 подают рабочую жидкость, при этом клапан 8 закрывается и вся жидкость изливается только из сопел. Вращение бурового снаряда останавливают, ориентируют гидромонитор 4 таким образом, чтобы ось центрального сопла была перпендикулярна оси ряда несущих свай, и начинают подъем гидромонитора 4, осуществляя размыв грунта в контактной зоне, образуют герметизирующий элемент 9 - грунтоцементную шпонку. Последовательно переходя от одной контактной зоны к другой, формируется несуще-ограждающая конструкция, обладающая противофильтрационными свойствами.

Устройство для возведения в грунте несуще-ограждающих противофильтрационных конструкций включает: сальник-ветлюг 7, трубы 6, гидромонитор 4, сопла 5, прямой клапан 8, обратный клапан 10, породоразрушающий элемент 11.

Сопла 5 гидромонитора 4 устроены по линии расположения под углом α=0°…90° к вертикальной оси монитора и под углом α₁=0°…180° в горизонтальной плоскости. Количество сопел n≥3.

Предлагаемый способ и устройство обладают следующими преимуществами перед известными решениями аналогичного назначения.

- Возможность использования в любых типах грунтов.

- Повышение производительности (отсутствие лидерных скважин).

- Сокращение расхода закрепляющих материалов.

- Герметизирующий элемент может быть устроен с любой стороны несуще-ограждающих свай.

1. Способ возведения в грунте несуще-ограждающих противофильтрационных конструкций, включающий последовательное изготовление двух рядов свай, первый из которых выполняют в виде несуще-ограждающих набивных свай, установленных с зазором, а второй выполняют параллельным в зоне замыкания свай первого ряда, отличающийся тем, что предварительно в скважинах второго ряда последовательно монтируют монитор с соплами, через которые герметизируют зазоры между сваями первого ряда направленным воздействием струи закрепляющего раствора, причем сваи первого ряда выполняют с зазором, равным 0,1-0,6 их диаметра, и расстоянием от оси свай первого ряда до оси свай второго ряда в пределах 0,5-1,0 диаметра свай первого ряда.

2. Устройство для возведения в грунте несуще-ограждающих противофильтрационных конструкций, включающее буровую установку, монитор с боковыми соплами, подводящие трубы, регулировочные клапаны, отличающееся тем, что сопла монитора выполнены под углом 0-90° к вертикальной оси монитора и под углом 0-180° в горизонтальной плоскости.