Результат интеллектуальной деятельности: Способ формирования в грунте буроинъекционной анкерной сваи с армированным контролируемым уширением

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 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.