Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ СВАИ ДЛЯ УСИЛЕНИЯ ФУНДАМЕНТА

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении свай как для новых строений, так и для реконструкции уже существующих.

Известен патент на изобретение РФ №2315837, МПК E02D 27/12 «Свайный фундамент и способ его возведения». Изобретение относится к области строительства, а именно к конструкциям свайных фундаментов и способам их возведения на основе составных сборных свай. Технический результат - повышение несущей способности свайного фундамента, повышение стойкости секций составных свай в местах их соединения к действию динамической нагрузки при погружении в грунт, снижение трудоемкости и материалоемкости возведения свайных фундаментов. Свайный фундамент включает погруженные в грунт составные сваи и охватывающий их ростверк. Составные сваи состоят из секций, имеющих стыковочные элементы на торцах. Секции выполнены в виде свайных модулей одного типоразмера, при этом количество свайных модулей и/или их частей в каждой составной свае зависит от глубины ее погружения, при которой несущая способность составной сваи по грунту не превышает эффективной нагрузки на составную сваю, исходя из прочности материала составной сваи на осевое сжатие. Способ возведения свайного фундамента включает погружение составных свай в грунт путем наращивания погруженной секции составной сваи следующей секцией, которую погружают на глубину в соответствии с несущей способностью грунта, с последующей срезкой выступающей части верхней секции, перемещение срезанной части на место погружения очередной составной сваи и использование ее в качестве первой погружаемой секции очередной составной сваи, после чего выполняют свайный ростверк.

Недостатком данного способа является недостаточная прочность грунта вокруг свай, в связи с этим недостаточная устойчивость самих свай.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является патент на изобретение РФ №2332540, МПК E02D 5/46 «Способ возведения буронабивной сваи-инъектора». Изобретение относится к строительству, в частности к способам возведения свай, и может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве. Технический результат - повышение несущей способности буронабивных свай-инъекторов. Способ возведения буронабивной сваи-инъектора включает бурение скважины, армирование скважины одновременной установкой армокаркаса с закрепленной в нем инъекторной трубкой, бетонирование ствола сваи по всей высоте скважины, нагнетание укрепляющего раствора пульсирующим потоком под нижний конец сваи при незатвердевшем бетоне свайного ствола. Армирование скважины осуществляют одновременной установкой армокаркаса с закрепленными в нем трубкой и дополнительной инъекторной трубкой, через одну из которых производят нагнетание укрепляющего раствора до выхода его из устья скважины при незатвердевшем бетоне свайного ствола, а через вторую трубку производят нагнетание укрепляющего раствора после твердения бетона ствола сваи. Инъекторная трубка, предназначенная для нагнетания укрепляющего раствора бетона ствола сваи до его затвердения, расположена выше забоя скважины на (0,3-1) ее диаметра, а инъекторная трубка, предназначенная для нагнетания укрепляющего раствора в грунт основания после твердения бетона ствола сваи, расположена в уровне забоя скважины или ниже его до двух диаметров скважины. Состав укрепляющего раствора, нагнетаемого до твердения бетона, подбирают для улучшения качества бетона, а состав укрепляющего раствора, нагнетаемого после твердения бетона, подбирают для улучшения свойств грунта.

Недостатком данного способа является необходимость использования дополнительного тяжелого оборудования, а также произведение бурения скважины и бетонирования не одновременно, что осложняет и удорожает способ установки свай.

Задачей предлагаемого изобретения является максимальное повышение несущей способности свай с обеспечением возможности минимизации расходов.

Поставленная задача решается за счет того, что способ возведения сваи для усиления фундамента включает: бурение скважины с одновременной установкой сваи, бетонирование грунта и ствола сваи по всей высоте скважины. В качестве свай используют буровую сталь с продольным внутренним отверстием, которая одновременно выполняет роль инъекционной трубки. Сваю дополнительно снабжают спиральной навивкой (пружиной), выполненной из проволоки. Спиральную навивку точечно фиксируют снаружи по всей длине сваи, при этом диаметр спиральной навивки всегда меньше диаметра наконечника. Разбуривание грунта производят специальным наконечником, закрепленным на нижнем конце сваи. Наконечник выполняют с внутренними наклонными отверстиями для обеспечения возможности прохождения через отверстия раствора бетонирования. Наконечники используют диаметром, большим диаметра сердечника сваи. Для возведения высоких свай используют несколько отрезков буровой стали, которые объединяют между собой, например, посредством специальных хомутов.

Суть заявляемого изобретения поясняется чертежами где:

На фиг. 1 - Общий вид установки для возведения сваи.

На фиг. 2 - Фрагмент грунта с установленной сваей.

На фиг. 3 - Вид наконечника в сечении.

Способ возведения сваи 1 для усиления фундамента включает: бурение скважины 2 с одновременной установкой сваи 1, бетонирование грунта 3 и ствола сваи 1 по всей высоте скважины 2. В качестве свай 1 используют буровую сталь 4 с продольным внутренним отверстием 5, которая одновременно выполняет роль инъекционной трубки 6. Сваю 1 дополнительно снабжают спиральной навивкой 7 (пружиной), выполненной из проволоки. Спиральную навивку 7 точечно фиксируют снаружи по всей длине сваи 1. Разбуривание грунта 3 производят специальным наконечником 8, закрепленным на нижнем конце сваи 1. Наконечник 8 выполняют с внутренними наклонными отверстиями 9 для обеспечения возможности прохождения через отверстия 9 раствора бетонирования 10. Наконечники 8 используют диаметром, большим диаметра сердечника 11 сваи 1. Для возведения высоких свай 1 используют несколько отрезков буровой стали 4, которые объединяют между собой, например, посредством специальных хомутов 12 (см. фиг. 1, 2).

Работы выполняют в следующей последовательности:

1. Сначала определяют место для установки сваи 1

2. Потом устанавливают буровую машину 13

3. Затем готовят раствор бетона 10 в штукатурной машине (инъекционной установке) (на фиг. не показано)

4. После чего сваю 1 (буровую сталь 4) с наконечником 8 и закрепленной на свае спиральной навивкой 7 через патрон закрепляют в буровой машине 13

5. Далее подсоединяют шланги для подачи инъекционного раствора (раствора бетона 10)

6. После этого начинают бурение с одновременной подачей инъекционного раствора (раствора бетона 10)

Для высоких свай 1:

7. после установки первого отрезка буровой стали 4 в буровую машину 13 закрепляют следующий отрезок буровой стали 4 с закрепленной на нем спиральной навивкой 7.

8. Потом объединяют два отрезка буровой стали 4 между собой, например, посредством хомута 12, либо винтовым соединением.

9. После этого продолжают бурение и одновременную цементацию ствола сваи 1 и скважины 2 вокруг нее.

В предлагаемом способе могут использовать специальный состав раствора бетонирования, где на 100% раствора:

Этот состав для бетонирования имеет все необходимые характеристики для предлагаемого способа: высокую прочность, безусадочность, водонепроницаемость, легкое уплотнение, морозостойкость и устойчивость к воздействию солей.

В предлагаемом способе возведения свай для усиления фундамента используют отрезки пустотелой буровой стали от 0,5 м до 5,0 м диаметром 22, 25 и 32 мм.

Буровую сталь используют как круглую, так и шестигранную в сечении. Использование шестигранной буровой стали предпочтительно, ее фигурная поверхность позволяет быстрее и прочнее фиксировать спиральную навивку.

Преимущество заявляемого способа по сравнению с прототипом:

1. Использование минимального набора оборудования, легкого в установке и эксплуатации, а также занимающего небольшое пространство (не требуется использование громоздкого оборудования типа крана).

2. Высокая скорость возведения свай, так как предлагаемый способ позволяет производить бурение и бетонирование сваи и скважины одновременно. Кроме того, использование буровой стали и специального наконечника позволяет устанавливать 2-3 отрезка в час (в отличие от прототипа).

3. Усиление бетонирования за счет спиральной навивки, которая дополнительно армирует скважину.

4. Безусадочность, водонепроницаемость и устойчивость к внешнему воздействию за счет использования специального раствора бетонирования.

Все вышеизложенное свидетельствует о решении поставленной задачи, а именно: максимальное повышение несущей способности свай с обеспечением возможности минимизации расходов, и о промышленной применимости.

Перечень позиций

1. Свая

2. Скважина

3. Грунт

4. Буровая сталь

5. Отверстие

6. Инъекционная трубка

7. Спиральная навивка

8. Наконечник

9. Наклонное отверстие

10. Раствор бетонирования

11. Сердечник сваи

12. Хомут

13. Буровая машина