способ установки сваи в вечномерзлый грунт

Формула изобретения

СПОСОБ УСТАНОВКИ СВАИ В ВЕЧНОМЕРЗЛЫЙ ГРУНТ, включающий образование скважины, укладку на часть высоты ее сыпучего материала и установку ствола сваи, отличающийся тем, что используют плоскопрофилированный ствол с наконечником и головным гладким участком и перед установкой ствола его наконечник защемляют в центральном отверстии диска из низкопрочного железобетона диаметром, не превышающем диаметра скважины, причем при установке сначала заводят ствол в скважину на глубину 3d, где d поперечный размер головного гладкого участка, и засыпают пазухи над диском сыпучим материалом в объеме, равном половине объема сваи, после чего погружают ствол до контакта нижней поверхности диска с уложенным ранее сыпучим материалом, а затем закрепляют на голове сваи молот, поднимают за грузоподъемную цепь его ударную часть на высоту L, определяемую зависимостью

L H_сб + d_м,

где H_сб высота сброса ударной части молота;

d_м диаметр ударной части молота,

и фиксируют ударную часть молота, после чего грузоподъемную цепь опускают на величину H_сб, ослабляют ее натяжение и сбрасывают ударную часть молота, причем операции по подъему и сбрасыванию ударной части молота повторяют до разрушения диска и достижение заданного отказа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству, а именно к технологии свайных работ, осуществляемых в вечномерзлых грунтах.

Известен способ погружения в грунт сваи с уменьшающимся по высоте сечением, включающий образование скважины, засыпку в ее нижнюю часть слоя сыпучего материала, установку ствола сваи, последующую засыпку пазух между стенками скважины и стволом сваи сыпучим материалом и допогружение ствола сваи, причем перед установкой ствола сваи к его нижнему торцу прикрепляют диафрагму из гибкого листового материала в виде имеющего разрез диска с диаметром, превышающим диаметр скважины, а при засыпке пазух сыпучий материал отсыпают на диафрагму.

Недостатками известного способа являются: отсутствие возможности центровки ствола в скважине, так как наличие листовой диафрагмы с диаметром, превышающим диаметр скважины, приводит к перекосу и смещению ствола сваи в полости скважины, т.е. к потере части материала подсыпки и, следовательно, к нарушению целостности слоя сыпучего материала между стенками скважины и поверхностью сваи и в случае неполного заполнения пространства (пазух) между поверхностью сваи и стенкой скважины к некачественному осуществлению работ "нулевого" цикла, а это приводит к дополнительным трудозатратам, направленным на заполнение пазух между верхними профильными гранями сваи и стенкой скважины.

Цель изобретения улучшение центровки ствола сваи путем исключения перекосов последнего в скважине с одновременным удержанием на свае сыпучего материала в процессе подсыпки и сокращением трудозатрат.

Это достигается тем, что в известном способе погружения в вечномерзлый грунт сваи с уменьшающимся по высоте сечением, включающем образование скважины, засыпку в нее слоя сыпучего материала, установку с помощью петли-удавки и грузоподъемного механизма сваи над скважиной соосно с последней и засыпку пазух между стенками скважины и стволом сваи сыпучим материалом, перед погружением наконечник сваи защемляют в центральном канале диска из низкопрочного железобетона диаметром, не превышающим диаметр скважины, а погружение сваи ведут в два этапа: сначала погружают ее в скважину на глубину 3d, где d поперечный размер головы гладкой части сваи, обсыпают сыпучим материалом в объеме 0,5V, где V объем сваи, затем после погружения сваи с железобетонным диском на наконечнике до момента контакта поверхности этого диска со слоем ранее отсыпанного буферного слоя сыпучего материала, на голове сваи закрепляют молот, поднимают грузоподъемным механизмом за цепь его ударную часть на высоту.

L H_сброса + d_м, где Н_сброса высота сброса ударной части;

d_м диаметр ударной части молота, и фиксируют в этом положении, после грузоподъемную цепь опускают на величину Н_сброса, и создавая в ней слабину, исключают динамические нагрузки на стрелу крана, затем сбрасывают ударную часть и та до достижения заданного отказа е сваи (уплотнения сыпучего материала буферного слоя) с одновременным разрушением железобетонного диска.

На чертеже показана принципиальная технологическая схема осуществления предлагаемого способа погружения в вечномерзлый грунт сваи с уменьшающимся по высоте сечением.

Способ осуществляется следующим образом.

В грунтовом основании, в зоне вечной мерзлоты, с помощью бурового станка 1 бурят скважину 2 и осуществляют предварительную подсыпку сыпучего материала 3, из которого формируют буферный слой толщиной h, определяемой зависимостью

h где V погружаемой части сваи при добивке ее до расчетного отказа (V d^oS);

F площадь поперечного сечения скважины,

n_max и n_min максимальная и минимальная пористости засыпаемого грунта;

d поперечный размер головы гладкой части сваи;

S задаваемая величина осадки сваи при ее допогружении, наконечник сваи 4 защемляют в осевом канале перпендикулярно установленного к оси сваи диска 5 из низкопрочного железобетона и с помощью тросовой петли-удавки гаком грузоподъемного механизма 6 опускают в скважину на глубину 3d (1 м), при этом диск 5 позволяет установить сваю строго по оси скважины и обсыпают сваю сыпучим материалом в объеме 0,5V (1 м³), после чего сваю спускают до контакта с буферным слоем на дне скважины. Таким образом, происходит полное заполнение сыпучим материалом пространства между стволом сваи и стенками скважины. Затем снимают петлю-удавку. После этого на забивной свае закрепляют молот 7 и посредством грузоподъемной цепи 8, закрепленной на ударной части 9 молота, поднимают ударную часть на высоту.

L H_сброса + d_м.

После фиксации ударной части молота в этом положении, гак грузоподъемного механизма 6 опускают вниз на величину Нсброса и создают таким образом в грузоподъемной цепи слабину, исключая при этом динамические нагрузки на стрелу крана. Затем включением муфты 10 молота производят собственно сброс. Указанный цикл повторяют до заданного отказа е (уплотнения сыпучего материала между профильными гранями сваи и стенкой скважины). В расположенной рядом следующей скважине отсыпают буферный слой, опускают в нее петлей-удавкой и грузоподъемным механизмом следующую сваю на глубину 1 м с предварительным защемлением ее наконечника в железобетонном диске, обсыпают (1 м³) сыпучим материалом и затем опускают на буферный слой сыпучего материала до контакта с ним диска. После этого на голову второй сваи переносят молот, снятый с предыдущей сваи и т.д. Защемленный на диске 5 наконечник сваи 4 препятствует преждевременному сползанию материала на дно скважины, а в процессе добивки сваи (уплотнение сыпучего материала) происходит разрушение диска 5 с одновременным качественным заполнением пространства между стенками скважины и поверхностью сваи, что способствует быстрому получению эффекта уплотнения сыпучего материала в скважине, точной установке сваи на проектную отметку и по оси скважины с одновременным снижением трудозатрат на устройство свайного фундамента.