Способ формирования в грунте буроинъекционной анкерной сваи с армированным контролируемым уширением

Авторы патента:

Самохвалов Михаил Александрович (RU)

Гейдт Ларса Викторовна (RU)

Паронко Александр Александрович (RU)

Гейдт Андрей Владимирович (RU)

Рачков Дмитрий Владимирович (RU)

Зазуля Юрий Владимирович (RU)

E02D5/44 - с уширяющейся базой или с уширенным свайным башмаком

Владельцы патента RU 2701273:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) (RU)

Изобретение относится к области строительства, а именно к технологии устройства буроинъекционных анкерных свай, грунтовых анкеров, предназначенных для закрепления оползневых склонов, кессонов, подпорных стен, мачт, башен, стоек и других ответственных объектов. Способ формирования в грунте буроинъекционной анкерной сваи с армированным контролируемым уширением включает в себя бурение скважины, погружение арматурного каркаса в виде трубы-инъектора с мембраной-стаканом на ее конце, устройством бетонной пробки в верхней части сваи, инъекцию раствора до полного обжатия стенок скважины по всей длине затрубного пространства. Контролируемое уширение армируют пружинно-стержневым механизмом, расположенным на конце трубы-инъектора внутри мембраны-стакана, выполненным из металлических стрежней, попарно шарнирно соединенных между собой, приведенных в вертикальное положение при помощи растянутой пружины, к которой сверху крепится скользящее кольцо, передвигающееся вниз вдоль трубы-инъектора в момент инъекции раствора и раскрывающее пружинно-стержневой механизм, который армирует контролируемое уширение и растягивает мембрану-стакан в заданном направлении. Технический результат состоит в разработке эффективной и надежной конструкции армирования уширения на конце анкерной сваи. 3 ил.

Способ формирования в грунте буроинъекционной анкерной сваи включает в себя бурение скважины, погружение арматурного каркаса в виде трубы-инъектора с мембраной-стаканом на ее конце, устройством бетонной пробки в верхней части сваи, инъекцию раствора на забой скважины.

Наиболее близким к данному изобретению является техническое решение, защищенное патентом RU 2614131 (№С1, МПК E02D 5/46, опубл. 10.07.2014), принятое за прототип. В данном решении армирование уширения осуществляется при помощи серповидно-выгнутых стержней, расположенных по периметру нижней части трубы-инъектора внутри закрепленной резиновой мембраны-стакана.

Главные недостатки прототипа заключаются в недостаточной степени армирования уширения из-за ограничения вылета серповидно-выгнутых стержней стенками скважины и увеличении трудозатрат при погружении трубы-инъектора в оплывающие скважины из-за отсутствия требуемого зазора между стенками скважины и мембраной-стаканом, внутри которой расположены серповидно-выгнутые стержни.

Требуемый технический результат предлагаемого изобретения состоит в разработке эффективной и надежной конструкции армирования уширения на конце анкерной сваи в результате доработки и решении всех выявленных недостатков прототипа.

Требуемый технический результат предлагаемого изобретения достигается за счет армирования контролируемого уширения на конце сваи пружинно-стержневым механизмом, который позволит предотвратить отрыв сформированного уширения от тела сваи. Пружинно-стержневой механизм представляет собой конструкцию, выполненную из металлических стержней, попарно шарнирно соединенных между собой, приведенных в вертикальное положение при помощи растянутой пружины, которая сверху крепится к кольцу, свободно двигающемуся вдоль трубы-инъектора. Данный механизм расположен на нижнем конце трубы-инъектора, внутри резиновой мембраны-стакана. В момент инъекции раствора в грунтовом массиве формируется контролируемое уширение, позволяя пружинно-стержневому механизму раскрыться. В момент раскрытия пружина сжимается и перемещает кольцо вниз вдоль трубы-инъектора, а шарнир возвращает стержни в горизонтальное положение. Стержни одновременно армируют уширение и помогают мембране растягиваться в заданном направлении. Перед погружением в скважину пружинно-стержневой механизм удерживается от раскрытия за счет жесткости стенок мембраны-стакана.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 - изображена анкерная свая;

На фиг. 2 - изображена анкерная свая во время инъекции раствора;

На фиг. 3 - изображена анкерная после инъекции раствора.

Способ формирования в грунте буроинъекционной анкерной сваи с армированным контролируемым уширением изображен на рис. 1, где скважина 1, расположенная в грунте, в скважину 1 устанавливается арматурный каркас в виде трубы-инъектора 2 с имеющейся на конце резиновой мембраной-стаканом 4, а также расположенный в трубе-инъекторе 2 резиновый шланг высокого давления с пакером 3 на конце, внутри мембраны-стакана 4 находится пружинно-стержневой механизм, состоящий из металлических стержней 5 и пружины 6 прикрепленной к кольцу 7, стержни между собой соединены шарнирами 8, раствор поступает в мембрану-стакан через отверстия перфорации 9, расположенные в нижней части трубы-инъектора.

Способ формирования в грунте буроинъекционной анкерной сваи с армированным контролируемым уширением осуществляется в следующей технологической последовательности. В грунте бурится скважина как вертикально, так и под любым углом на требуемую глубину. В скважину опускается арматурный каркас в виде трубы-инъектора на нижнем конце которого закреплена резиновая мембрана-стакан с пружинно-стержневым механизм внутри. Для предотвращения обрушения или оплыва стенок скважины бурение и все последующие работы, связанные с изготовлением буроинъекционной анкерной сваи с армированным контролируемым уширением могут производиться под защитой обсадной трубы. Для предотвращения выхода раствора из скважины под действующим давлением инъекции в верхней части устраивается бетонная пробка. В трубу-инъектор опускается резиновый шланг высокого давления, на нижнем конце которого расположен пакер, а верхний конец соединен с растворонасосом. Далее происходит инъекция раствора в мембрану-стакан и она начинает увеличиваться в размерах - раскрываться. Одновременно с ее раскрытием, под давлением инъекции запускается в движение пружинно-стержневой механизм. Пружина начинает перемещать кольцо вниз вдоль трубы-инъектора и приводит стержни в рабочее положение. Инъекцию раствора в мембрану-стакан осуществляют до образования требуемых геометрических размеров уширения. Далее инъекцию раствора временно приостанавливают и перемещают резиновый шланг высокого давления с пакером в верхнюю часть трубы-инъектора. После чего возобновляют инъекцию раствора до полного обжатия стенок скважины по всей длине затрубного пространства.

Способ формирования в грунте буроинъекционной анкерной сваи с армированным контролируемым уширением включает в себя бурение скважины, погружение арматурного каркаса в виде трубы-инъектора с мембраной-стаканом на ее конце, устройством бетонной пробки в верхней части сваи, инъекцию раствора до полного обжатия стенок скважины по всей длине затрубного пространства, отличающийся тем, что контролируемое уширение армируют пружинно-стержневым механизмом, расположенным на конце трубы-инъектора внутри мембраны-стакана, выполненным из металлических стрежней, попарно шарнирно соединенных между собой, приведенных в вертикальное положение при помощи растянутой пружины, к которой сверху крепится скользящее кольцо, передвигающееся вниз вдоль трубы-инъектора в момент инъекции раствора и раскрывающее пружинно-стержневой механизм, который армирует контролируемое уширение и растягивает мембрану-стакан в заданном направлении.

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройству свайных фундаментов из забивных (вдавливаемых) полых круглых свай с открытыми торцами, как правило, диаметром до 600 мм, квадратных призматических свай с круглой внутренней полостью с размером в поперечном сечении до 400 мм и др.

Способ устройства забивной сваи в пробитой скважине с уширенным основанием // 2678172

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройству свайных фундаментов из забивных (вдавливаемых) свай в пробитых (продавленных) скважинах с уширенным основанием преимущественно в слабых влажных и переувлажненных грунтах, подстилаемых несущим слоем грунта с относительно высокими прочностными характеристиками.

Устройство и способ образования уширения в скважине // 2669601

Изобретение относится к области строительства, а в частности может применяться при устройстве буронабивных свай, в том числе с уширенной пятой. Устройство для образования уширения в скважине содержит расположенный в центральной части скважины корпус и закрепленное на корпусе распорное устройство, выполненное с возможностью воздействия давлением на стенки скважины при активации устройства и выполнения уширения вдавливанием грунта.

Способ устройства сваи в пробитой скважине (варианты) // 2663420

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройству свайных фундаментов из забивных (вдавливаемых) свай в пробитых (продавленных) скважинах с уширенным основанием преимущественно в слабых переувлажненных и водонасыщенных грунтах с использованием гибких эластичных оболочек.

Способ изготовления сваи // 2654097

Изобретение относится к области строительства, а более конкретно – к свайному фундаментостроению, и может быть использовано при устройстве свай, изготавливаемых в грунте, например, буровых и набивных свай, как при новом строительстве, так и при реконструкции зданий и сооружений.

Способ создания уширения на конце сваи // 2651655

Изобретение относится к строительству, а именно к возведению свайных фундаментов зданий и сооружений, устраиваемых на слабых глинистых и структурно неустойчивых основаниях.

Способ создания общего уширения для группы свай // 2645015

Изобретение относится к строительству, а именно к возведению свайных фундаментов зданий и сооружений, устраиваемых методом подмыва на структурно-неустойчивых, просадочных грунтах.

Способ изготовления свай с уширенной пятой // 2641684

Изобретение относится к строительству, а именно к изготовлению свай с уширенной пятой. Способ изготовления свай с уширенной пятой включает образование скважины, уширение ее в нижней части и заполнение образовавшейся полости бетоном.

Способ изготовления буро-задавливаемой сваи // 2640059

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам возведения свайных фундаментов. Способ изготовления бурозадавливаемой сваи включает бурение в грунте лидерной скважины радиуса R0, заполнение части скважины твердеющим раствором, последующее погружение в ствол скважины сваи до проектной отметки.

Способ устройства забивной сваи в пробитой скважине в слабых водонасыщенных грунтах (варианты) // 2634912

Изобретение относится к области строительства фундаментов глубокого заложения из сборных забивных свай в пробитых скважинах с уширенным основанием в слабых влажных и додонасыщенных грунтах.