Буроинъекционная свая с наклонными локальными уширениями

Авторы патента:

E02D5/46 - изготовляемые на стройплощадке путем нагнетания вяжущего материала в набивку из гравия или в грунт (упрочнение грунта вообще E02D 3/12)

Владельцы патента RU 2524077:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" (RU)

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при устройстве анкерных креплений котлованов, а также свайных фундаментов. Буроинъекционная свая с наклонными локальными уширениями включает долото, штанги, соединительные муфты и муфты-коронки, с полостями в буровых лопастях, в которых установлены запорные элементы. Запорный элемент в каждой полости выполнен в виде клапана, состоящего из конусообразного плунжера с возвратной пружиной, закрепленной внутри полости, которая расположена под углом α₁=45÷60° к оси сваи. Диаметр выходного отверстия полости в 1,5-2 раза меньше диаметра входного отверстия. Верхняя кромка буровой лопасти выполнена под углом α₂=30÷45° к перпендикуляру, опущенному на ось сваи, образуя верхнюю режущую кромку буровой лопасти. Технический результат состоит в снижении материалоемкости, увеличении надежности конструкции и несущей способности буроинъекционной сваи под действием выдергивающей и вдавливающей нагрузки. 3 ил.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при устройстве анкерных креплений котлованов, а также свайных фундаментов.

Известно, что муфты в конструкции грунтовых анкеров только соединяют штанги (см. патент DE 3828335).

Известно, что при устройстве грунтовых анкеров используется одна буровая коронка (долото) (см. патент DE 3400182).

Известно, что при устройстве грунтовых анкеров используется коронка (долото) диаметром, большим, чем диаметр соединительных муфт (см. патент DЕ 382833 5).

Известно, что буровой инструмент, коронка (долото) расположены в конце сваи(см. патент DE 3828335).

Известна конструкция грунтового анкера, включающая в себя долото, штанги и муфты (см. ВСН 506-88 «Проектирование и устройство грунтовых анкеров», Москва 1989. стр.2).

Также известна конструкция мультикорневого грунтового анкера, включающего долото, штанги, соединительные муфты, с полостями в буровых лопастях, в которых установлены запорные элементы (см. патент RU 2452815 - прототип).

Недостатком конструкции является то, что после выдавливания тампонов через поперечные отверстия муфты-коронки продолжает поступать промывочный (рабочий) раствор, что приводит к потерям его напора и излишнему расходу последнего.

Техническим результатом является уменьшение материалоемкости при изготовлении буроинъекционной сваи с наклонными локальными уширениями, а также увеличение несущей способности буроинъекционной сваи под действием выдергивающей и вдавливающей нагрузки.

Технический результат достигается тем, что в буроинъекционной свае с наклонными локальными уширениями, включающей долото, штанги, соединительные муфты и муфты-коронки, с полостями в буровых лопастях, в которых установлены запорные элементы, согласно изобретению, запорный элемент в каждой полости выполнен в виде клапана, состоящего из конусообразного плунжера с возвратной пружиной, закрепленной внутри полости, которая расположена под углом α₁=45-60° к оси сваи, при этом диаметр выходного отверстия полости в 1,5-2 раза меньше диаметра входного отверстия, а также верхняя кромка буровой лопасти выполнена под углом α₂=30-45° к перпендикуляру, опущенному на ось сваи, образуя верхнюю режущую кромку буровой лопасти.

Новизна изобретения заключается в том, что изменена конструкция запорного элемента муфты-коронки, располагаемого в наклонной к оси сваи полости, а также верхняя кромка буровой лопасти выполнена под углом α₂=30-45° к перпендикуляру, опущенному на ось сваи. В муфте-коронке поперечные отверстия имеют клапаны, которые в зависимости от величины давления открываются или закрываются, пропуская рабочий раствор, размывающий грунт под углом к вертикальной оси сваи, благодаря наклонному положению полости, и заполняющий уширения. Использование клапана позволяет избежать гидроудара и уменьшить материалоемкость при изготовлении буроинъекционной сваи с локальными уширениями, а выполнение наклонных локальных уширений при расположении полости буровой лопасти под углом позволяет увеличить несущую способность буроинъекционной сваи на действие выдергивающей или вдавливающей нагрузки.

По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружено

подобного решения, что свидетельствует об изобретательском уровне заявки.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана конструкция буроинъекционной сваи с локальными уширениями. На фиг.2 показана конструкция муфты-коронки. На фиг.3 показано сечение А-А.

Буроинъекционная свая с локальными уширениями содержит тягу из нескольких штанг 1, соединенных между собой муфтами-коронками 2 и соединительными муфтами 3. Отверстия 4 муфты-коронки 2 имеют диаметр, соответствующий диаметру штанг 1. Муфта-коронка 2 имеет буровые лопасти 5, в наклонных под углом α₁=45-60° к оси сваи полостях которых установлены клапаны, состоящие из конусообразного плунжера 6 и пружины 7 для возврата плунжера 6, закрепленного на опорной пластине 8. При этом диаметр выходного отверстия 9 в 1,5-2 раза меньше диаметра входного отверстия 10 полости. Такое соотношение диаметров отверстий позволяет сохранить рабочий напор поступающего раствора. Муфты-коронки 2 установлены в местах, где необходимо выполнить уширение сечения сваи. При этом, в зависимости от вида работы сваи, они могут быть направлены наклонными полостями буровых лопастей вдоль или против направления погружения конструкции буроинъекционной сваи. Бурение возможно как верхней 11, так и нижней режущей кромкой 12 буровых лопастей. Места уширений определяются расчетным способом. На нижней штанге расположено съемное долото 13.

Устройство буроинъекционной сваи с локальными уширениями выполняется в следующей последовательности:

На штангу 1 диаметром D1 накручивают долото 11 и посредством бурильной техники погружают в грунт, затем в местах, где требуется выполнить увеличение сечения сваи, на штангу 1 вместо соединительной муфты 3 накручивается муфта-коронка 2 наклонными полостями буровых лопастей вдоль или против направления погружения конструкции буроинъекционной сваи, в которую завинчивается штанга 1. Промывочный раствор 14, проходя внутри штанг, выходит через сопла в долото 13 и промывает забой скважины сваи. После выхода сваи на требуемую глубину увеличивается давление промывочного раствора 14 в 1,5-2 раза для открытия клапанов и нагнетается рабочий раствор 15, формирующий наклонное локальное уширение буроинъекционной сваи.

Во время нагнетания вся свая может принудительно совершать поступательно-вращательные движения для удлинения уширений сваи.

Буроинъекционная свая с наклонными локальными уширениями, включающая долото, штанги, соединительные муфты и муфты-коронки, с полостями в буровых лопастях, в которых установлены запорные элементы, отличающаяся тем, что запорный элемент в каждой полости выполнен в виде клапана, состоящего из конусообразного плунжера с возвратной пружиной, закрепленной внутри полости, которая расположена под углом α₁=45÷60° к оси сваи, при этом диаметр выходного отверстия полости в 1,5-2 раза меньше диаметра входного отверстия, а также верхняя кромка буровой лопасти выполнена под углом α₂=30÷45° к перпендикуляру, опущенному на ось сваи, образуя верхнюю режущую кромку буровой лопасти.

Изобретение относится к фундаментостроению, в частности к технологии устройства буроинъекционных свай. Способ изготовления буроинъекционной сваи с контролируемым уширением включает бурение скважины, монтаж арматурного каркаса в виде трубы, инъецирование цементно-песчаного раствора до контролируемого обжатия стенок скважины по всей длине затрубного пространства.

Свая // 2462557

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в фундаментах, воспринимающих значительные вертикальные и горизонтальные нагрузки (например, фундаментов зданий в сейсмических районах).

Способ возведения буронабивной сваи // 2364683

Изобретение относится к строительству, в частности к способам возведения свай, и может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве. .

Способ возведения буронабивной сваи-инъектора // 2332540

Свая // 2303103

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении фундаментов, воспринимающих значительные вертикальные и горизонтальные нагрузки.

Способ возведения инъекционной сваи (варианты) // 2263745

Изобретение относится к строительству, в частности к способам возведения свайных оснований и фундаментов преимущественно в слабых грунтах, и может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве как при возведении новых зданий и сооружений, так и при усилении фундаментов старых, поврежденных или требующих реконструкции.

Способ возведения буронабивной сваи-инъектора // 2260093

Способ изготовления сопряжения проезжей части моста с насыпью // 2256747

Буроинъекционная свая // 2246585

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении фундаментов, в промышленном и гражданском строительстве, а также при возведении буроинъекционных свай в сезонно-промерзающих грунтах.

Способ изготовления набивной сваи и устройство для его осуществления // 2236506

Изобретение относится к строительной технике и предназначено для формования набивных свай, устройства свайных фундаментов. .

Способ определения прочности грунтоцементной сваи // 2556644

Изобретение направлено на упрощение контроля качества изготовления свай по струйной геотехнологии jet-1 и снижение трудозатрат за счет исключения работ по контрольному бурению, отбору и испытанию кернов. Указанный технический результат достигается тем, что в процессе выполнения грунтоцементной сваи по струйной геотехнологии, при прохождении каждого пласта грунта, производят отбор проб и определение плотности удаляемой грунтоцементной пульпы, затем, по функциональной зависимости, определяют плотность грунтоцементной смеси в свае и содержание в ней цемента, после чего определяют прочность грунтоцемента в свае по результатам лабораторных исследований грунтоцементной смеси с аналогичным содержанием цемента и вида грунта. 3 ил.

Способ изготовления буроинъекционной сваи с контролируемым уширением // 2605474

Изобретение относится к фундаментостроению, в частности к технологии устройства буроинъекционных свай. Способ включает бурение скважины, монтаж арматурного каркаса, закачку инъекционного раствора определенным контролируемым давлением при помощи растворонасоса, опрессовку скважины. Арматурный каркас выполняют в виде трубы-инъектора с заглушкой в месте расположения мембраны-стакана и двумя или тремя зонами инъекционных отверстий диаметром 0,08-0,12d, где d - диаметр скважины. Первая зона отверстий располагается на концевом участке мембраны-стакана с шагом 0,5-0,6d в шахматном порядке, вторая зона вне концевой зоны с равным шагом 3-6d, и третья располагается в зоне усиления материала фундамента реконструируемого здания. Все отверстия перфорации закрываются резиновыми манжетами шириной 0,25-0,35d. На инъекторе устанавливаются два уплотнительных кольца диаметром, соответствующим диаметру скважины, на расстоянии 3-4d от двух его концов. Закачка инъекционного раствора осуществляется при помощи резинового шланга, на нижнем конце которого расположен пакер, а верхний конец соединен с насосной станцией. Для своевременного обнаружения возможного дефекта мембраны под верхним уплотнительным кольцом в трубе-инъекторе также имеется специальное отверстие. Технический результат - повышение несущей способности сваи. 6 ил.

Способ сооружения буронабивной сваи // 2634759

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для изготовления буронабивных свай при усилении существующих фундаментов. Способ сооружения буронабивной сваи включает бурение скважины, заполнение ее бетонной смесью и опрессовку грунта стенок скважины. После заполнения бетонной смесью скважины сверху устанавливают трубу-кондуктор, выполненную с эластичной оболочкой по окружности для герметизации затрубного пространства скважины, подают в оболочку сжатый воздух или воду под давлением до 0,5 МПа посредством автономного пакера до увеличения размера оболочки, превышающего затрубное пространство на 20-30%. Производят опрессовку грунта стенок скважины путем подачи бетонной смеси под избыточным давлением 0,2-0,3 МПа в течение 5-10 мин через трубу-кондуктор, с последующим погружением в бетонную смесь арматурного каркаса. Технический результат состоит в повышении несущей способности сваи путем эффективного уплотнения стенок грунта скважины, снижении расхода бетонной смеси за счет исключения утечки в процессе опресовки, повышении производительности труда. 1 ил.

Способ устройства инъекционной сваи // 2637002

Изобретение относится к строительству, а именно к устройству свайных фундаментов, преимущественно в слабых грунтах, и может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве как при усилении фундаментов, так и при возведении новых. Способ устройства инъекционной сваи, согласно которому устройство скважины производят без извлечения грунта путем вдавливания в грунт инъекторной трубы с конусным наконечником, состоящим из диска и режущих пластин, с одновременным нарезанием на стенках скважины продольных пазов и образованием зазора между стенками образуемой скважины и инъекторной трубой. После погружения инъекторной трубы до проектной отметки в нее нагнетают под давлением твердеющий раствор, заполняя последним устроенную скважину, причем зону грунта вокруг скважины и снизу уплотняют. В грунт вдавливают неперфорированную инъекторную трубу с цилиндрическим уширением в нижней части, концы которого скошены в сторону инъекторной трубы, образуя верхний и нижний конусы. После погружения инъекторной трубы до проектной отметки ее извлекают из скважины, оставляя в скважине наконечник. Нагнетание твердеющего раствора производят одновременно с извлечением инъекторной трубы, заполняя устроенную скважину твердеющим раствором снизу вверх. Зону грунта вокруг скважины уплотняют при вдавливании и при извлечении инъекторной трубы из скважины поверхностями нижнего и верхнего конусов уширения инъекторной трубы соответственно. После извлечения инъекторной трубы в твердеющий раствор погружают арматурный каркас. Технический результат состоит в повышении несущей способности фундамента, а также технологичности изготовления его в слабых грунтах. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.