Способ изготовления щебенистой набивной сваи

Изобретение относится к строительству, в частности к способам устройства буронабивных свай. Способ состоит в образовании скважины, послойном заполнении ее щебнем с последующим уплотнением каждого слоя погружением вращающегося цилиндрическо-конического штампа с осевым усилием, определяемым по приведенной формуле. Технический результат - увеличение несущей способности грунтов. 1 ил.

 

Изобретение относится к строительству, в частности к способам устройства буронабивных свай.

Известен способ изготовления буроинъекционной сваи в сезоннопромерзающем грунте (Патент на изобретение РФ №2150550), включающий образование скважины, заполнение скважины цементно-песчаным раствором до уровня промерзания грунта.

Недостатком способа является существенно меньшая несущая способность буровых свай по сравнению с буронабивными.

Известен способ изготовления щебенистой набивной сваи, выбранный в качестве прототипа (Патент на изобретение РФ №2338032). Способ состоит в образовании скважины без выемки грунта, послойном заполнении скважины жесткой сыпучей смесью с последующим уплотнением каждого слоя. Уплотнение производится при полном продольном усилии на раскатчике скважины. Насыщение сыпучей смесью производят до наступления равновесия, возникающего между осевым усилием на раскатчике и отпором насыщенного смесью грунта.

Недостатком способа является неопределенность связи между диаметром раскатчика и продольным усилием на нем. При малом продольном усилии уплотнение сыпучей смеси может оказаться недостаточным для передачи осевых нагрузок от здания на грунт, что приведет к чрезмерным просадкам фундамента. При завышенном продольном усилии в окружающем грунте могут возникнуть зоны разуплотнения (трещины), что также может привести к снижению несущей способности основания здания.

Задачей изобретения является стабилизация свойств усиленных грунтовых оснований, обладающих просадочными, набухающими, плывунными и другими свойствами, при изменении диаметра раскатчика или осевой нагрузки на нем.

Задача решается путем образования скважины, насыщения скважины щебнем с его послойным уплотнением. Скважина может быть получена методами выемки грунта, например шнековым методом, или без извлечения грунта, например методом раскатки. Затем скважину порционно насыщают щебнем. Объем каждой порции смеси определяют из соотношения

V_смеси=(0,5÷1,5)·V_штампа·k,

где V_смеси - объем порции жесткой сыпучей смеси;

V_штампа - объем цилиндрическо-конического штампа;

k - коэффициент уплотнения смеси.

Щебень уплотняют погружением вращающегося конического штампа с осевым усилием, при котором удельное сопротивление погружению конуса будет в пределах от 1 до 4 МПа. Осевое усилие рассчитывают по формуле

где F_осевое - осевое усилие, Н;

R_уд - удельное сопротивление погружению конуса в пределах от 1 до 4 МПа;

d_штампа - диаметр цилиндрической части штампа, м.

Насыщение сыпучей смесью производят до проектной отметки. Изготовленные предложенным способом сваи обеспечивают стабильное увеличение несущей способности грунтов за счет соответствия диаметров штампов осевым нагрузкам, передаваемым на них.

Предложенное техническое решение поясняется чертежом, где на фиг. 1 показана конструктивная схема щебенистой набивной сваи.

Способ изготовления щебенистой набивной сваи показан на примере буровой машины на базе экскаватора массой 18 т при усилении просадочного грунта в интервале глубин от 3 до 5 м. Вначале буровая машина проходит скважину методом выемки грунта, например шнековым методом, диаметром 200 мм на глубину 6 м. Затем меняют шнек на цилиндрическо-конический штамп (раскатчик) диаметром 200 мм. После этого порционно (от 30 до 40 л) насыщают шлаковым щебнем фракции 20-40 мм забой и нижний участок скважины. При этом каждую порцию щебня уплотняют погружением вращающегося штампа (раскатчика) с осевой нагрузкой от 60 до 65 кН. Насыщение щебнем производят до дневной поверхности за период от 6 до 12 циклов уплотнения.

Способ изготовления щебенистой набивной сваи, включающий образование скважины методом выемки грунта или без извлечения грунта, заполнение скважины послойно жесткой сыпучей смесью с последующим уплотнением каждого слоя, отличающийся тем, что объем порций щебня рассчитывают по формуле
V_смеси=(0,5÷1,5)·V_штампа·k,
где V_смеси - объем порции жесткой сыпучей смеси;
V_штампа - объем цилиндрическо-конического штампа;
k - коэффициент уплотнения смеси,
уплотняют погружением вращающегося цилиндрическо-конического штампа с осевым усилием, выбранным из расчета

где F_осевое - осевое усилие, Н;
R_уд - удельное сопротивление погружению конуса в пределах от 1 до 4 МПа;
d_штампа - диаметр цилиндрической части штампа, м,
а насыщение щебнем производят до проектной отметки.