Способ снятия отрицательного трения со свай на основаниях с сильно сжимаемыми грунтами

Изобретение относится к строительству, а именно к капитальному ремонту и техническому обслуживанию эксплуатируемых свайных фундаментов. Способ снятия отрицательного трения со свай на основаниях с сильно сжимаемыми грунтами основан на создании вибрационного воздействия. Вибрационное воздействие осуществляется на сваю, вибрационное воздействие осуществляется под углом от 0 до 90 градусов к оси сваи, при этом верхняя вертикальная часть сваи должна быть свободна от грунта на максимально возможную глубину, а вибрационное воздействие прилагается от середины до нижней части сваи, свободной от грунта на дне приямка. Технический результат состоит в повышении несущей способности фундамента, обеспечении уменьшения сцепления грунта с боковой поверхностью сваи для уменьшения отрицательного трения. 4 ил.

 

Изобретение относится к капитальному ремонту и техническому обслуживанию эксплуатируемых свайных фундаментов и может быть использовано для повышения их несущей способности в условиях, когда на части высоты или по всей высоте свай-стоек располагаются сильно сжимаемые грунты; в случае висячих свай - сильно сжимаемые грунты располагаются в верхней или средней части сваи, а над ними располагаются пригружающие грунты.

В результате патентного поиска были выявлены способы и устройства, которые сведены для удобства в таблицу.

Известен способ виброуплотнения сыпучего материала в скважине под буронабивную сваю [RU 27139975 С1], однако этот метод требует бурения скважины, что, по-нашему мнению, является недостатком, и не пригоден для решения поставленной задачи.

Известен способ возведения дорожного полотна [RU 2449075 С1] с виброуплотнением для упрочнения слабого природного основания, при этом вибрационное воздействие осуществляется непосредственно на грунт. Однако этот метод не эффективен для уплотнения грунта около эксплуатируемой сваи на большой глубине при ремонте свайных фундаментов.

Известен способ виброуплотнения песчаной подсыпки [RU 2304662 С1], при котором вибрационное воздействие осуществляется непосредственно на грунт. Однако этот способ не эффективен для уплотнения грунта около эксплуатируемой сваи на большой глубине при ремонте свайных фундаментов.

Известно устройство для погружения сваи в грунт в процессе строительства [RU 2098557 С1], которое обеспечивает воздействие на сваю вибрационной нагрузки, приложенной в верхней части сваи, при этом направление усилия для вдавливания сваи в грунт совпадает с осью сваи (направлено вдоль длины). Недостатком устройства является ограниченное использование - в процессе строительства.

Технический результат, на достижение которого направлено настоящее изобретение, достигается тем, что за счет оказания вибрационного воздействия на сваю обеспечивается уменьшение сцепления грунта с ее боковой поверхностью, что уменьшает отрицательное трение, снижает усилие от пригруза на сваю, и несущая способность фундамента на основании с сильно сжимаемыми грунтами возрастает.

При восприятии нагрузки от пригружающего слоя грунта 5 сильно сжимаемый грунт 6 начинает оседать, увлекая за собой пригружающий слой, при этом за счет сил трения при осадке пригружающего грунта о боковые поверхности эксплуатируемой сваи 1 на указанную сваю создается дополнительное усилие (дополнительная нагрузка от отрицательного трения). Для снижения величины отрицательного трения применяется предлагаемый способ.

Способ основан на создании вибрационного воздействия непосредственно на сваю под углом α к ее оси или перпендикулярно, при этом для повышения эффективности воздействия верхняя вертикальная часть сваи должна быть свободна от грунта на максимально возможную глубину, а усилие прилагается вблизи середины свободной от грунта части сваи либо несколько ближе к грунту на дне приямка. Параметры динамических воздействий на сваю подбираются с учетом ее геометрических параметров в зависимости от вида и физико-механических характеристик грунтов.

Эффект от динамического воздействия на сваю достигается за счет уменьшения сцепления грунта с ее боковой поверхностью.

В случае, если свая находится полностью в грунте, делается приямок со стороны, удобной для обеспечения доступа к ней (фиг. 2, 4). Приямок устраивается на удобную для работы глубину (фиг. 3). В случае близкого расположения свай друг от друга приямок может выполняться общим для нескольких свай на глубину, удобную для работы, (фиг. 1).

Спецификация к фиг. 1, 2, 3 и 4

1 - Свая;

2 - Ростверк;

3 - Приямок;

4 - Стена или другие конструкции;

5 - Пригружающие грунты;

6 - Сильно сжимаемые грунты;

7 - Минеральное дно.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где на фиг. 1 схематично изображено размещение приямка при расположении свай с малым расстоянием между ними; на фиг. 2 - вариант расположения приямка с четырех сторон сваи при удаленном расположении свай относительно друг друга; на фиг. 3 - разрез А-А к фиг. 2, расположение приямка при удаленном расположении свай относительно друг друга; на фиг. 4 - разрез А-А к фиг. 2, варианты расположения приямка при удаленном расположении свай относительно друг друга.

Расположение грунтов зависит от конкретных геологических условий застроенной площадки: возможны сваи-стойки или висячие сваи, входящие в грунт минерального дна на требуемую глубину, при этом минеральное дно расположено ниже сильно сжимаемых грунтов, например торфа, ила, сапропелей.

Заявленная совокупность существенных признаков находится в прямой причинно-следственной связи к достигаемому результату.

Сравнение заявленного технического решения с подобными техническими решениями позволило установить соответствие его критерию "новизна", т.к. оно не известно из уровня техники.

Предложенное изобретение является промышленно применимым, т.к. может быть реализовано существующими техническими средствами.

Таким образом, предложенное техническое решение соответствует установленным условиям патентоспособности изобретения.

Других известных технических решений аналогичного назначения с подобными существенными признаками заявителем не обнаружено.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет уменьшить отрицательное трение, снизить усилие от пригруза на сваю, и несущая способность фундамента на основании с сильно сжимаемыми грунтами возрастает.

Способ снятия отрицательного трения со свай на основаниях с сильно сжимаемыми грунтами основан на создании вибрационного воздействия, отличающийся тем, что вибрационное воздействие осуществляется на сваю, вибрационное воздействие осуществляется под углом от 0 до 90 градусов к оси сваи, при этом верхняя вертикальная часть сваи должна быть свободна от грунта на максимально возможную глубину, а вибрационное воздействие прилагается от середины до нижней части сваи, свободной от грунта на дне приямка.