Способ усиления фундамента мелкого заложения

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для усиления фундаментов мелкого заложения как строящихся зданий и сооружений, так и существующих при их реконструкции и ремонте.

Известен способ усиления фундаментов, включающий бурение через фундамент скважины до проектной отметки, получение уширений и нагнетание мелкозернистого бетона с последующим устройством буроинъекционной сваи (см. патент RU 2360071, МПК Е02D 27/08 - аналог).

Известен способ образования буроинъекционной сваи, включающий выполнение скважины до проектной глубины вращающимся по часовой стрелке полым буровым шнеком с установленным на его нижнем конце буровым долотом с подвижным элементом, последующее его извлечение с изменением направления вращения шнека (против часовой стрелки) и одновременной подачей через его полость мелкозернистого бетона (см. патент RU 2327007, МПК Е02D 5/34 - прототип).

Общим недостатком известных технических решений является значительное количество технологических операций и более низкая несущая способность устраиваемых свай.

Техническим результатом является уменьшение числа технологических операций, снижение трудоемкости производства работ по усилению фундаментов, а также увеличение несущей способности при изготовлении буроинъекционной конической сваи.

Технический результат достигается тем, что в способе усиления фундамента мелкого заложения, включающем выполнение скважины через тело фундамента до проектной глубины вращающимся по часовой стрелке полым буровым шнеком с установленным на его нижнем конце буровым долотом с подвижным элементом, последующее его извлечение с изменением направления вращения шнека и одновременной подачей через его полость мелкозернистого бетона, согласно изобретению в качестве бурового долота с подвижным элементом используют буровую головку с раскрывающимися лопастями, через которую при подъеме шнека подают рабочий раствор под давлением 0,6-0,8 МПа, при этом по мере подъема бурового шнека давление рабочего раствора постепенно с диапазоном 0,2-0,3 МПа/м увеличивают до 1,2-1,6 МПа/м, образуя сваю конической формы с уширением под подошвой усиливаемого фундамента.

Новизна способа заключается в том, что изменена форма сваи для усиления фундаментов мелкого заложения за счет применения разработанной конструкции буровой головки, устанавливаемой на острие буроинъекционной сваи. Использование данного способа усиления фундаментов мелкого заложения позволяет снизить количество технологических операций и получить буроинъекционную сваю конической формы, обладающую большей несущей способностью в сравнении с цилиндрической.

По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружено подобного решения, что свидетельствует об изобретательском уровне предложения.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано бурение скважины через существующий фундамент здания и достижение проектной отметки буроинъекционной сваи; на фиг. 2 - формирование буроинъекционной конической сваи при смене первоначального направления поступательно-вращательного движения буровой головки; на фиг. 3 - изъятие буровой головки из скважины.

Способ усиления фундамента мелкого заложения осуществляется следующим образом. Предварительно выполняют скважину через тело фундамента до проектной глубины вращающимся по часовой стрелке полым буровым шнеком с установленным на его нижнем конце буровым долотом с подвижным элементом, последующее его извлечение с изменением направления вращения шнека и одновременной подачей через его полость мелкозернистого бетона. В качестве бурового долота с подвижным элементом используют буровую головку с раскрывающимися лопастями, через которую при подъеме шнека подают рабочий раствор под давлением 0,6-0,8 МПа. По мере подъема бурового шнека давление рабочего раствора постепенно с диапазоном 0,2-0,3 МПа/м увеличивают до 1,2-1,6 МПа, образуя сваю конической формы с уширением под подошвой усиливаемого фундамента.

Для усиления фундамента буроинъекционная коническая свая устраивается в пробуренной через существующий фундамент мелкого заложения 1 скважине 2. Свая содержит тягу из нескольких штанг 3, соединенных между собой соединительными муфтами 4. На нижней штанге 5 расположена съемная буровая головка 6, состоящая из трех шарнирно закрепленных буровых лопастей 7, через который подают рабочий раствор 8.

Усиление существующего фундамента здания или сооружения буроинъекционной конической сваей выполняется в следующей последовательности:

На штангу 5 накручивают буровую головку 6 и посредством бурильной техники погружают через существующий фундамент 1 в грунт, устраивая скважину 2. В процессе погружения сваю наращивают при помощи штанг 3, соединяя их соединительными муфтами 4. При достижении проектной отметки происходит смена направления вращения и подъем конструкции сваи с одновременной подачей под давлением 0,6-0,8 МПа рабочего раствора 8 через буровую головку 6. Подача раствора под давлением способствует уплотнению грунта в околосвайном пространстве, а также расширению диаметра сваи. По мере подъема конструкции сваи давление рабочего раствора постепенно с диапазоном 0,2-0,3 МПа/м увеличивается до 1,2-1,6 МПа. При этом буровые лопасти 7 раскрываются под действием трения о грунт и выходящего под давлением рабочего раствора 8 из буровой головки 6, формируя буро-инъекционную коническую сваю. Вышеуказанные значения давления подачи раствора принимаются в зависимости от грунтовых условий строительной площадки. При большем давлении подачи раствора возможно разрушение существующего фундамента. При достижении буровой головкой 6 подошвы фундамента мелкого заложения 1 происходит смена направления вращения лопастей 7 буровой головки 6, вследствие чего они складываются. После этого буровая головка 6 изымается из скважины 2.