RU2735077C1 - Drill string for erection of bored pile in soil-cement cladding - Google Patents
Drill string for erection of bored pile in soil-cement cladding Download PDFInfo
- Publication number
- RU2735077C1 RU2735077C1 RU2019132027A RU2019132027A RU2735077C1 RU 2735077 C1 RU2735077 C1 RU 2735077C1 RU 2019132027 A RU2019132027 A RU 2019132027A RU 2019132027 A RU2019132027 A RU 2019132027A RU 2735077 C1 RU2735077 C1 RU 2735077C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dispensing element
- cement
- soil
- drilling
- drill string
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
- E02D5/22—Piles
- E02D5/34—Concrete or concrete-like piles cast in position ; Apparatus for making same
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Paleontology (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Placing Or Removing Of Piles Or Sheet Piles, Or Accessories Thereof (AREA)
- Piles And Underground Anchors (AREA)
Abstract
Description
Техническое решение относится к области строительства, а именно к способам возведения буронабивных свай в непосредственной близости от стоящих зданий и сооружений, и может быть использовано при формировании свайных фундаментов сооружений различного назначения, в частности в слабых грунтах. При этом в заявленном устройстве используют для укрепления слабых грунтов струйную технологию одновременно с возведением буронабивных свай.The technical solution relates to the field of construction, namely to methods of erecting bored piles in the immediate vicinity of standing buildings and structures, and can be used in the formation of pile foundations of structures for various purposes, in particular in soft soils. At the same time, in the claimed device, jet technology is used to strengthen weak soils simultaneously with the construction of bored piles.
Известна буровая колонна для возведения буронабивной сваи в грунтоцементной оболочке по «Способу возведения буронабивной сваи» по патенту на изобретение RU 2204651 С1 от 20.05.2003, МПК E02D 5/34, E02D 5/44, E02D 5/46 - [1], включающий проходку скважины в грунте с последующим ее бетонированием. При этом перед проходкой скважины в грунте создают грунтоцементную сваю, а проходку скважины буронабивной сваи ведут в теле грунтоцементной сваи, по крайней мере, в пределах ее боковой поверхности, причем соотношение диаметров буронабивной и грунтоцементной свай составляет 0,4…0,8, а проходку скважины буронабивной сваи ведут на 2…7-е сутки после создания грунтоцементной сваи. При этом проходку скважины буронабивной сваи могут вести с заглублением в коренной грунт.Known drill string for erecting a bored pile in a soil-cement shell according to the "Method for erecting a bored pile" according to the invention patent RU 2204651 C1 from 20.05.2003, IPC
Недостатком аналога [1] является то, что при его реализации сроки строительства достаточно велики за счет последовательного выполнения этапов создания грунтоцементной и буронабивной сваи с временным интервалом до 7 суток.The disadvantage of the analogue [1] is that during its implementation, the construction time is rather long due to the sequential implementation of the stages of creating soil-cement and bored piles with a time interval of up to 7 days.
Также известна буровая колонна для возведения буронабивной сваи в грунтоцементной оболочке по «Способу возведения буроинъекционной сваи» по опубликованной заявке на изобретение RU 2005117042 С1 от 10.12.2006, МПК E02D 5/00 - [2], включающий проходку скважины в грунте с последующим заполнением ее бетоном. Бурение скважины в грунте осуществляют одновременно с выполнением грунтоцементной сваи посредством погружения в грунт полой, заглушенной снизу на период погружения обсадной трубы с ребордами и жестко закрепленным монитором на заглушенном конце, при этом посредством монитора струей твердеющего раствора осуществляют размыв и перемешивание грунта с твердеющим раствором. После достижения проектной глубины скважины сначала извлекают монитор из обсадной трубы, в которую затем устанавливают арматурный каркас с последующим заполнением обсадной трубы бетоном литой консистенции до устья, после чего производят постепенное поднятие обсадной трубы с одновременной подачей бетонной смеси под избыточным давлением в скважину до полного заполнения образовавшегося пространства.Also known is a drill string for erecting a bored pile in a soil-cement sheath according to the "Method for erecting a bored injection pile" according to the published application for invention RU 2005117042 C1 dated 10.12.2006, IPC
Недостатком аналога [2] является то, что его реализация трудно реализуема из-за недостаточности раскрытия материалов в опубликованной заявке на изобретение. При этом не учитывается структура и изменяющиеся свойства вмещающих пород, что не позволит сделать обоснованный прогноз характеристик «грунтоцемента» и выполнить управление параметрами цементации, что приводит к снижению несущих свойств возводимой буронабивной сваи в грунтоцементной оболочке.The disadvantage of analogue [2] is that its implementation is difficult to implement due to insufficient disclosure of materials in the published application for an invention. At the same time, the structure and changing properties of the enclosing rocks are not taken into account, which will not make it possible to make a reasonable forecast of the characteristics of "soil cement" and to control the parameters of cementation, which leads to a decrease in the bearing properties of the erected bored pile in the soil-cement shell.
Известно «Устройство для стабилизации грунтов вяжущими материалами» по патенту на изобретение RU 2467125 С1 от 20.11.2012, МПК E02D 3/12 - [3], включающее транспортное средство, поворотную платформу с буровым оборудованием и системой управления подачей буросмесителя, цементно-смесительный блок с приемным бункером с системой пневмозагрузки, дозатором цемента, предохранительной сеткой, с мешалкой, а также с резервуаром для воды, включающим дозирующее устройство, выполненным из двух камер, каждая из которых соединена через дозирующее устройство с мешалкой, блок подачи вяжущего материала с расходной емкостью, с напорным трубопроводом с трехходовым краном и системой управления подачей вяжущего материала. Контрольно-регулирующая аппаратура снабжена прямой и обратной связью между датчиками влажности и давления, установленными в нижней части лопастей буросмесителя, и рабочими механизмами устройства. Установка снабжена скоростным смесителем и весовым тензометрическим дозатором, а также инклинометрами, установленными на раме транспортного средства и мачте.It is known "A device for stabilizing soils with binders" according to the patent for invention RU 2467125 C1 dated 20.11.2012, IPC E02D 3/12 - [3], including a vehicle, a rotary platform with drilling equipment and a feed mixer control system, a cement mixing block with a receiving hopper with a pneumatic loading system, a cement dispenser, a safety net, with a stirrer, as well as a water tank including a metering device made of two chambers, each of which is connected through a metering device with a stirrer, a binder feed unit with a supply container, with a pressure line with a three-way valve and a control system for the supply of binding material. Control and regulation equipment is equipped with direct and feedback between humidity and pressure sensors installed in the lower part of the mixer blades and the working mechanisms of the device. The installation is equipped with a high-speed mixer and weighing strain gauge batcher, as well as inclinometers installed on the vehicle frame and mast.
Устройство позволяет повысить качество и надежность стабилизации слабых естественных грунтов, при обеспечении автоматизированного контроля процесса производства работ. Однако при использовании устройства [3] не учитываются свойства и геометрические характеристики слоев вмещающих пород, что отрицательно скажется на несущей способности сооружаемых свай.The device improves the quality and reliability of stabilization of weak natural soils, while providing automated control of the work process. However, when using the device [3], the properties and geometric characteristics of the host rock layers are not taken into account, which will negatively affect the bearing capacity of the piles being constructed.
Известна буровая колонна по «Способу изготовления буронабивной сваи» по патенту на изобретение RU 2117726 С1 от 20.08.1998, МПК E02D 5/34 - [4], предусматривающий образование скважины с использованием обсадной трубы, установку арматурного каркаса и рабочего разрядника, заполнение скважины твердеющим электропроводным материалом и образование ствола с уширениями посредством производства на разных горизонтах высоковольтных электрических разрядов.Known drill string according to the "Method for the manufacture of bored piles" according to the patent for invention RU 2117726 C1 from 08.20.1998, IPC
Недостатком устройства буровой колонны по аналогу [4] является то, что устройство применяется только для изготовления буронабивной сваи и неизвестно его использование для комплексного его использования при создании буронабивной сваи в грунтоцементной оболочке в один технологический прием.The disadvantage of a drill string device similar to [4] is that the device is used only for the manufacture of bored piles and its use is unknown for its complex use when creating a bored pile in a soil-cement shell in one process step.
Кроме того, известна буровая колонна для возведения буронабивной сваи по «Способу закрепления грунта» по патенту на изобретение RU 2303101 С1 от 20.07.2007, МПК E02D 3/12 - [5], включающая определение характеристик геологических элементов в геологическом разрезе закрепляемого массива грунта с последующим закреплением грунта при перемещении раздаточного элемента снизу-вверх по высоте пилотной скважины в закрепляемом грунте струйной технологией. Определение характеристик геологических элементов осуществляют при бурении пилотной скважины, причем в качестве характеристик геологических элементов используют момент закручивания и усилие сжатия буровой колонны, регистрируемые при бурении пилотной скважины. Закрепление грунта производят в пилотной скважине со скоростью перемещения раздаточного элемента, определяемой по математическому выражению, причем при изменении типа грунта осуществляют корректировку скорости перемещения раздаточного элемента. Аналог [5] позволяет производить закрепление грунта путем создания грунтоцементной колонны сложной формы в зависимости от прочности грунта.In addition, a well-known drill string for erecting a bored pile according to the "Method of soil consolidation" according to the patent for invention RU 2303101 C1 dated 20.07.2007, IPC E02D 3/12 - [5], including the determination of the characteristics of geological elements in the geological section of the fixed soil mass subsequent consolidation of the soil when moving the distributing element from bottom to top along the height of the pilot well in the fixed soil by jet technology. Determination of the characteristics of geological elements is carried out while drilling a pilot well, and as the characteristics of geological elements, the twisting moment and the compression force of the drill string, recorded during drilling of the pilot well, are used. The soil is consolidated in a pilot well at the speed of displacement of the dispensing element, determined by a mathematical expression, and when the type of soil changes, the speed of movement of the dispensing element is adjusted. The analogue [5] allows the soil to be consolidated by creating a soil-cement column of complex shape, depending on the strength of the soil.
Однако при реализации аналога [5] возникают значительные затраты времени, так как закрепление грунта осуществляется последовательным выполнением операций бурения и закрепления при обратном ходе раздаточного элемента, при переменной скорости закрепления. Кроме того, отсутствие армирования закрепленного массива отрицательно скажется на несущей способности созданной грунтоцементной колонны.However, the implementation of the analogue [5] incurs a significant amount of time, since the soil consolidation is carried out by sequential drilling and fastening operations during the return stroke of the distributing element, at a variable fastening speed. In addition, the lack of reinforcement of the fixed mass will negatively affect the bearing capacity of the created soil-cement column.
Известен «Буровой став» по патенту на полезную модель RU 95687 U1 от 10.07.2010, МПК E02F 5/16, Е21В 7/28 - [6], выполненный в виде колонны, состоящей из набора последовательно соединенных между собой полых герметичных шнеков, при этом первый головной шнек снабжен буровым наконечником и сдвижным золотником, а в корпуса шнеков по всей высоте бурового става встроены струйные мониторы (раздаточные элементы со струеформирующими соплами), количество которых определяют расчетным путем исходя из требуемой величины несущей способности сваи.Known "Drilling stave" for the utility model patent RU 95687 U1 dated 07/10/2010, IPC
Недостатком устройства [6] является то, что с его помощью нельзя выполнить буроинъекционную сваю с уширением для увеличения ее несущей способности.The disadvantage of the device [6] is that it cannot be used to make a bore-injection pile with widening to increase its bearing capacity.
Известен «Буровой став со встроенными струйными мониторами» по патенту на полезную модель RU 109475 U1 от 20.10.2011, МПК E02F 5/00 - [7], содержащий выполненный в виде колонны, состоящей из набора последовательно соединенных между собой полых герметичных шнеков, при этом первый головной шнек снабжен буровым наконечником и сдвижным золотником с окном для закачки бетона, а в корпусе шнеков по всей высоте бурового става встроены струйные мониторы (раздаточные элементы со струеформирующими соплами), при этом их количество определяют расчетным путем исходя из требуемой величины несущей способности сваи. Буровой став [7] со встроенными мониторами работает следующим образом. Вначале бурят скважину полыми герметичными составными шнеками, со встроенными в них струйными мониторами до заданной глубины. Затем во вращающийся буровой став подают под давлением не менее 6 МПа размывающий водоцементный раствор и осуществляют возвратно-поступательные движения вращающегося шнека для размыва грунта и создания уширения из грунтоцементной смеси. При этом амплитуда возвратно-поступательных движений соответствует заданным в проекте отметкам образования уширения в нижней части и по высоте будущей сваи. Скорость перемещений вверх-вниз и время размыва определяют по результатам опытных работ. После размыва уширений, открывают сдвижной золотник и производят закачку в скважину мелкозернистого бетона с одновременным извлечением из скважины бурового става. После окончания процесса бетонирования скважины в нее устанавливают арматурный каркас. Буровой став позволяет увеличить несущую способность буроинъекционной сваи за счет образования по высоте ствола сваи уширений, которые передают нагрузку от сваи на большую площадь массива окружающего грунта, тем самым снижая напряжения в грунте.Known "Drilling string with built-in jet monitors" according to the utility model patent RU 109475 U1 dated 20.10.2011, IPC E02F 5/00 - [7], containing made in the form of a column, consisting of a set of sealed hollow screws connected in series, with the first head auger is equipped with a drill bit and a sliding spool with a window for pumping concrete, and jet monitors (dispensing elements with jet-forming nozzles) are built into the auger body along the entire height of the drilling string, while their number is determined by calculation based on the required value of the pile bearing capacity ... Drilling rod [7] with built-in monitors operates as follows. First, a well is drilled with hollow sealed compound augers, with jet monitors built into them to a given depth. Then, under a pressure of at least 6 MPa, a scrubbing water-cement slurry is supplied to the rotating drilling string, and the rotating auger reciprocates to erode the soil and create a widening from the soil-cement mixture. In this case, the amplitude of the reciprocating movements corresponds to the marks of the formation of broadening in the lower part and along the height of the future pile specified in the project. The speed of up and down movements and the erosion time are determined based on the results of experimental work. After the broadenings are washed out, the sliding spool is opened and fine-grained concrete is pumped into the well with the simultaneous extraction of the drill string from the well. After the end of the process of concreting the well, a reinforcing cage is installed in it. The drilling string allows increasing the bearing capacity of the bored injection pile due to the formation of widening along the height of the pile shaft, which transfer the load from the pile to a large area of the surrounding soil, thereby reducing the stress in the soil.
Недостатком бурового става [7] является то, что при его использовании происходит существенное увеличение затрат рабочего времени на последовательное выполнение бурения, формирование уширений, закачку в скважину мелкозернистого бетона с одновременным извлечением из скважины бурового става, и установку арматурного каркаса после окончания процесса бетонирования скважины.The disadvantage of the drill string [7] is that when using it, there is a significant increase in the cost of working time for the sequential execution of drilling, the formation of broadenings, the injection of fine-grained concrete into the well with simultaneous extraction of the drill string from the well, and the installation of the reinforcement cage after the end of the well concreting process.
Прототипом заявленного технического решения является буровая колонна для возведения буронабивной сваи в грунтоцементной оболочке для реализации «Способа возведения буронабивной сваи» по патенту на изобретение RU 2303102 С1 от 20.07.2007, МПК E02D 5/34 - [8]. Буровая колонна для возведения буронабивной сваи в грунтоцементной оболочке по прототипу [8] состоит из набора последовательно герметично соединенных между собой сборно-разборных полых шнеков, в которых снизу первого полого шнека размещен извлекаемый буровой инструмент, выше которого расположен извлекаемый раздаточный элемент со струеформирующими соплами для цементации, шпиндель (головной патрон) привода буровой колонны, оснащенный системой датчиков, регистрирующих изменение силовых показателей бурения в зависимости от прочностных характеристик пробуриваемых пород, сигнал от которой (системы) поступает к блоку управления комплексом оборудования для приготовления и подачи под высоким давлением водоцементного раствора от насосного блока к раздаточному элементу со струеформирующими соплами. Способ по прототипу [8] включает проходку скважины в грунте буровым инструментом с последующим ее бетонированием и создание грунтоцементной оболочки. Грунтоцементную оболочку создают путем одновременного бурения и цементации, которую осуществляют в направлении, перпендикулярном оси бурения. При цементации используют раздаточный элемент, имеющий сопла диаметром (2…5)⋅10-3 м, при скорости цементации скважины, определяемой по приведенной в формуле зависимости. Бетонирование скважины осуществляют при возвратном движении бурового инструмента, при этом используют раздаточный элемент, имеющий сопла с диаметром (10…20)⋅10-3 м, при скорости бетонирования, определяемой по приведенной в формуле зависимости. В качестве бурового инструмента используют буровой инструмент, оснащенный шнеком. При этом в известном способе используют шнек диаметром от 250 до 800 мм. Способ [8] позволяет создавать буронабивную сваю в грунтоцементной оболочке практически одновременно во времени, при этом затвердевание грунтоцементной и буронабивной сваи происходит совместно.The prototype of the claimed technical solution is a drill string for the erection of a bored pile in a soil-cement shell for the implementation of the "Method for erecting a bored pile" according to the patent for invention RU 2303102 C1 dated 20.07.2007, IPC E02D 5/34 - [8]. The drill string for the erection of a bored pile in a soil-cement shell according to the prototype [8] consists of a set of sequentially sealed collapsible hollow augers, in which an extractable drilling tool is located below the first hollow screw, above which an extractable dispensing element with jet-forming nozzles for cementation is located , the spindle (head chuck) of the drill string drive, equipped with a system of sensors that register the change in the drilling strength depending on the strength characteristics of the drilled rocks, the signal from which (the system) goes to the control unit of the complex of equipment for the preparation and supply of high pressure water-cement slurry from the pump block to the dispensing element with jet-forming nozzles. The method according to the prototype [8] includes driving a well in the ground with a drilling tool, followed by its concreting and the creation of a soil-cement shell. The soil-cement shell is created by simultaneous drilling and cementation, which is carried out in a direction perpendicular to the drilling axis. When cementation is used, a distributing element having nozzles with a diameter of (2 ... 5) ⋅10 -3 m, at a well cementation rate determined by the dependence given in the formula. The well concreting is carried out with the return movement of the drilling tool, while using a dispensing element having nozzles with a diameter (10 ... 20) ⋅10 -3 m, at a concreting speed determined by the dependence given in the formula. A drilling tool equipped with a screw is used as a drilling tool. In this case, the known method uses a screw with a diameter of 250 to 800 mm. The method [8] allows you to create a bored pile in a soil-cement shell almost simultaneously in time, while the hardening of the soil-cement and bored piles occurs together.
Недостатками способа - прототипа [8], и устройства (системы) для его реализации является то, что формирование грунтоцементной оболочки производится без учета слоистой структуры и изменяющихся свойств вмещающего грунтового массива, а создаваемая буронабивная свая имеет цилиндрическую форму постоянного сечения, что снижает качество и несущую способность возводимой буронабивной сваи.The disadvantages of the method - the prototype [8], and the device (system) for its implementation is that the formation of a soil-cement shell is carried out without taking into account the layered structure and changing properties of the enclosing soil massif, and the created bored pile has a cylindrical shape of constant cross-section, which reduces the quality and load-bearing the ability of the erected bored pile.
Недостатки аналогов и прототипа ставят задачи повышения качества и несущей способности (повышения прочностных и несущих свойств) возводимой буронабивной сваи при строительстве новых объектов на слабых грунтах созданием буронабивной сваи переменного по высоте сечения, а также сокращения времени возведения сваи.The disadvantages of analogs and the prototype pose the problem of improving the quality and bearing capacity (increasing the strength and bearing properties) of the bored pile being erected during the construction of new facilities on soft soils by creating a bored pile with a variable section height, as well as reducing the time for pile erection.
Сущность заявленного устройства состоит в том, что буровая колонна для возведения буронабивной сваи в грунтоцементной оболочке, состоящая из набора последовательно герметично соединенных между собой сборно-разборных полых шнеков, в которых снизу первого полого шнека размещен извлекаемый буровой инструмент, выше которого расположен извлекаемый раздаточный элемент со струеформирующими соплами для цементации, шпиндель (головной патрон) привода буровой колонны, оснащенный системой датчиков, регистрирующих изменение силовых показателей бурения в зависимости от прочностных характеристик пробуриваемых пород, сигнал от которой (системы) поступает к блоку управления комплексом оборудования для приготовления и подачи под высоким давлением водоцементного раствора от насосного блока к раздаточному элементу со струеформирующими соплами. Раздаточный элемент установлен в посадочных гнездах (местах) второго снизу полого шнека, в котором выполнены боковые окна под струеформирующие сопла раздаточного элемента, который механически связан (например, трубой, стержнем, тросом и т.д.) для извлечения бурового инструмента, по оси буровой колонны внутри полых шнеков размещен центральный трубопровод для подачи цементного раствора к раздаточному элементу, центральный трубопровод жестко закреплен сверху на раздаточном элементе для возможности извлечения его и бурового инструмента из буровой колоны после завершения процессов бурения и цементации грунтовой оболочки. При этом в процессе бурения и цементации грунтовой оболочки блок управления комплексом оборудования для приготовления и подачи под высоким давлением водоцементного раствора к раздаточному элементу, в зависимости от показаний системы датчиков (регистрирующих изменение силовых показателей бурения в зависимости от прочностных характеристик пробуриваемых пород) регулирует величину давления подаваемого водоцементного раствора в струеформирующие сопла раздаточного элемента. После завершения процессов бурения буровым инструментом и цементации струеформирующими соплами раздаточного элемента, а также извлечения раздаточного элемента с буровым инструментом, в буровую колонну дополнительно установлены арматурный каркас, внешний диаметр которого меньше внутреннего диаметра полых шнеков, и разрядник, внешний диаметр которого меньше внутреннего диаметра арматурного каркаса, которые опущены вниз буровой колоны, при этом буронабивная свая сформирована арматурным каркасом и залитым бетонным раствором с его уплотнением по всей высоте механическими движениями поднятия с вывинчиванием вверх и разборкой полых шнеков, а в местах ранее выявленных областях пониженных механических свойств грунта буронабивная свая дополнительно расширена электрическими разрядами от извлекаемого из буронабивной сваи в грунтоцементной оболочке разрядника.The essence of the claimed device consists in the fact that a drill string for erecting a bored pile in a soil-cement shell, consisting of a set of sequentially sealed collapsible hollow screws, in which an extractable drilling tool is located below the first hollow screw, above which is located an extractable dispensing element with jet-forming nozzles for carburizing, a spindle (head chuck) of the drill string drive, equipped with a system of sensors that register the change in drilling force indicators depending on the strength characteristics of the drilled rocks, the signal from which (the system) goes to the control unit of the complex of equipment for preparation and feeding under high pressure water-cement solution from the pumping unit to the dispensing element with jet-forming nozzles. The dispensing element is installed in the seats (places) of the second from the bottom hollow auger, in which side windows are made for the jet-forming nozzles of the dispensing element, which is mechanically connected (for example, by a pipe, rod, cable, etc.) to extract the drilling tool, along the axis of the drilling a central pipeline is placed inside the hollow augers for supplying cement slurry to the dispensing element, the central pipeline is rigidly fixed on top of the dispensing element for the possibility of removing it and the drilling tool from the drill string after the completion of the drilling and cementation of the soil shell. At the same time, in the process of drilling and cementation of the soil shell, the control unit for a complex of equipment for the preparation and supply of high-pressure water-cement slurry to the dispensing element, depending on the readings of the sensor system (registering the change in drilling power indicators depending on the strength characteristics of the drilled rocks), regulates the pressure of the supplied water-cement solution into the jet-forming nozzles of the dispensing element. After completion of the processes of drilling with a drilling tool and cementation with jet-forming nozzles of the distributing element, as well as removing the distributing element with a drilling tool, a reinforcing cage is additionally installed in the drill string, the outer diameter of which is less than the inner diameter of the hollow screws, and a discharger, the outer diameter of which is less than the inner diameter of the reinforcing cage , which are lowered down the drill strings, while the bored pile is formed by a reinforcing cage and filled with concrete mortar with its compaction along the entire height by mechanical lifting movements with unscrewing upward and disassembling the hollow screws, and in the places of previously identified areas of low mechanical properties of the soil, the bored pile is additionally expanded with electrical discharges from the arrester extracted from the bored pile in the soil-cement sheath.
Происходящее между процессами (при формировании буровой колонны для возведения буронабивной сваи в грунтоцементной оболочке) бурения буровым инструментом и цементации струеформирующими соплами раздаточного элемента время фиксируется системой датчиков шпинделя (головного патрона) привода буровой колонны, регистрирующих изменение силовых показателей бурения в зависимости в зависимости от прочностных характеристик пробуриваемых пород, а запас времени, необходимый для обработки информации о свойствах грунтов, выявления протяженности областей пониженных механических свойств массива, формирования командного решения для корректировки режима цементации и перехода на цементацию в новом режиме, вычисляется в блоке управления комплексом оборудования, при этом величина запаса времени определяется по формуле:The time that occurs between the processes (during the formation of the drill string for the erection of a bored pile in a soil-cement shell) of drilling with a drilling tool and cementation with jet-forming nozzles of the distributing element is recorded by a system of spindle (head chuck) sensors of the drill string drive, which register the change in drilling force indicators depending on the strength characteristics of the drilled rocks, and the time margin required for processing information about the properties of soils, identifying the extent of areas of reduced mechanical properties of the rock mass, forming a command solution to adjust the cementation mode and switch to cementation in a new mode is calculated in the control unit of the equipment complex, while the amount of time margin determined by the formula:
Т=Т1+Т2,T = T 1 + T 2 ,
где: Т1 - время на выявление протяженности областей с пониженными или повышенными механическими свойствами массива;where: T 1 - time to identify the extent of areas with reduced or increased mechanical properties of the massif;
Т2 - время формирования командного решения для корректировки режима цементации и перехода на цементацию в новом режиме.T 2 - the time of the formation of a command decision to adjust the cementation mode and the transition to cementation in the new mode.
Время на выявление протяженности областей с пониженными или повышенными механическими свойствами массива T1 определяется по формуле:The time to identify the extent of areas with reduced or increased mechanical properties of the array T 1 is determined by the formula:
Т1=kT×h/vб,T 1 = k T × h / v b ,
где: kт - коэффициент запаса толщины слоя массива с пониженными механическими свойствами, значение kт задают в проектной документации на основании исходной информации о геологическом строении массива;where: kt is the safety factor for the thickness of the massif layer with reduced mechanical properties, the value of kt is set in the design documentation based on the initial information about the geological structure of the massif;
h - толщина слоя массива с пониженными механическими свойствами, зафиксированная системой датчиков регистрации изменения механических свойств грунтов, составляющих пробуриваемый массив, м;h is the thickness of a layer of a massif with reduced mechanical properties, recorded by a system of sensors for registering changes in the mechanical properties of soils that make up the drilled mass, m;
vб - скорость бурения, м/с.v b - drilling speed, m / s.
Время формирования командного решения для корректировки режима цементации и перехода на цементацию в новом режиме Т2, зависящее от длины расположенных внутри полого шнека магистралей подвода высоконапорного водоцементного раствора от насосного блока до раздаточного элемента, и определяется по формуле:The time for the formation of the command decision to correct the cementation mode and the transition to cementation in the new mode T 2 , depending on the length of the high-pressure water-cement mortar supply lines located inside the hollow screw from the pumping unit to the dispensing element, and is determined by the formula:
Т2=kд(Lм+H)/νт,T 2 = k d (L m + H) / ν t ,
где: kд - коэффициент запаса времени перехода на новые режимы цементации, значение kд задается в проектной документации на основании исходной информации о материале трубопровода подвода высоконапорного водоцементного раствора от насосного блока до раздаточного элемента;where: k d is the safety factor for the transition time to new cementation modes, the value of k d is set in the design documentation based on the initial information about the material of the pipeline for supplying high-pressure water-cement mortar from the pumping unit to the dispensing element;
Lм - длина магистралей от насосного блока до буровой колонны, м;L m - the length of the pipelines from the pumping unit to the drill string, m;
Н - глубина бурения, м;H - drilling depth, m;
νт - средняя скорость течения высоконапорного раствора в магистралях подвода высоконапорного водоцементного раствора от насосного блока до раздаточного элемента, м/с.ν t is the average flow rate of the high-pressure solution in the high-pressure water-cement solution supply lines from the pumping unit to the dispensing element, m / s.
Формирование грунтоцементной оболочки производится при текущей скорости бурения, а выполнение большего диаметра грунтоцементной оболочки осуществляется за счет увеличения давления подаваемого цементирующего раствора, значение давления которого определяют по формуле:The formation of the soil-cement shell is carried out at the current drilling speed, and the implementation of a larger diameter of the soil-cement shell is carried out by increasing the pressure of the supplied cement mortar, the pressure value of which is determined by the formula:
где: D - заданный в проектной документации диаметр уширения грунтоцементной оболочки, м; n - частота вращения буровой колонны, с-1; d0 - диаметр сопел раздаточного элемента, м; С - коэффициент сцепления, характеризующий механические свойства грунтов, составляющих пробуриваемый массив.where: D is the diameter of the expansion of the soil-cement shell specified in the design documentation, m; n is the frequency of rotation of the drill string, s -1 ; d 0 - diameter of the nozzles of the dispensing element, m; C is the coefficient of adhesion characterizing the mechanical properties of the soils that make up the drilled mass.
Из практики известно, что толщина слоя массива с пониженными механическими свойствами, зафиксированная системой регистрации изменения механических свойств грунтов может составлять от 0,5 до 40 м.It is known from practice that the thickness of the massif layer with reduced mechanical properties recorded by the system for registering changes in the mechanical properties of soils can be from 0.5 to 40 m.
В результате реализации заявленной буровой колонны для возведения буронабивной сваи в грунтоцементной оболочке после затвердения в массиве образуется армированная буронабивная свая переменного сечения в грунтоцементной оболочке, причем больший диаметр сваи соответствует большему диаметру грунтоцементной оболочки и располагается в области грунтов с пониженными механическими свойствами.As a result of the implementation of the claimed drill string for erection of a bored pile in a soil-cement shell, after hardening, a reinforced bored pile of variable cross-section in a soil-cement shell is formed in the massif, and the larger diameter of the pile corresponds to the larger diameter of the soil-cement shell and is located in the region of soils with reduced mechanical properties.
Техническим результатом заявленного технического решения является сокращение времени строительства буронабивной сваи в грунтоцементной оболочке с повышением ее прочностных и несущих свойств в слабых грунтах.The technical result of the claimed technical solution is to reduce the construction time of a bored pile in a soil-cement shell with an increase in its strength and bearing properties in soft soils.
Использование заявленной буровой колоны возведения буронабивной сваи позволяет существенно увеличить несущую способность буронабивной сваи за счет предложенной совокупности признаков, не увеличивая при этом время выполнения работ. Так в заявленном устройстве (и способе его применения) созданы условия для повышения несущей способности сваи за счет того, что сформированная грунтоцементная оболочка выполняется в соответствии с установленной в ходе бурения структурой массива. При этом сформированные уширения оболочки располагаются между слоями массива с повышенными механическими свойствами таким образом, что конструкция сваи «опирается» на слои с повышенными механическими свойствами, что и обеспечивает повышение несущей способности сваи.The use of the claimed drill string for the erection of a bored pile can significantly increase the bearing capacity of a bored pile due to the proposed set of features, without increasing the time of work. So in the claimed device (and the method of its application) conditions are created to increase the bearing capacity of the pile due to the fact that the formed soil-cement shell is performed in accordance with the structure of the rock mass established during drilling. In this case, the formed shell broadenings are located between the layers of the massif with increased mechanical properties in such a way that the pile structure "rests" on the layers with increased mechanical properties, which ensures an increase in the bearing capacity of the pile.
В графических материалах схематично представлены чертежи с разрезами, которые поясняют сущность устройства заявленной буровой колонны для возведения буронабивной сваи в грунтоцементной оболочке, а также последовательность (метод) ее возведения.In the graphic materials, drawings with sections are schematically presented, which explain the essence of the device of the claimed drill string for the erection of a bored pile in a soil-cement shell, as well as the sequence (method) of its erection.
На фигуре 1 представлен общий вид буровой колоны в процессе ее возведения.Figure 1 shows a general view of the drill string in the process of its construction.
На фигуре 2 - увеличенный вид буровой колонны по фигуре 1 с низу, а именно три первых полых шнека с видом размещения бурового инструмента и раздаточного элемента со струеобразующими соплами.Figure 2 is an enlarged view of the drill string of Figure 1 from the bottom, namely the first three hollow augers with a view of the placement of the drilling tool and a dispensing element with jet-forming nozzles.
На фигуре 3 - вид буровой колонны по фигуре 2 после окончания процессов бурения и цементации грунта вокруг пробуренной скважины и с поднятыми из полых шнеков раздаточным элементом со струеобразующими соплами и буровым инструментом.Figure 3 is a view of the drill string of Figure 2 after the completion of the drilling and grouting processes around the drilled well and with the dispensing element raised from the hollow augers with jet-forming nozzles and a drilling tool.
На фигуре 4 - вид буровой колонны по фигуре 3 после опускания во внутрь полых шнеков арматурного каркаса и разрядника с электрическим кабелем.Figure 4 is a view of the drill string of Figure 3 after lowering the reinforcement cage and the arrester with an electric cable into the hollow screws.
На фигуре 5 - вид арматурного каркаса после поднятия с вывинчиванием полях шнеков, а также вид подъема разрядника с инициированием разрядных токов в местах периферийного расположения слабых грунтов. На фигурах 3, 4 и 5 бетонная смесь в скважине не заштрихована для лучшей наглядности.Figure 5 is a view of the reinforcement cage after lifting with unscrewing the auger fields, as well as a view of the arrester lifting with the initiation of discharge currents at the peripheral locations of weak soils. In Figures 3, 4 and 5, the concrete mixture in the well is not shaded for better clarity.
На фигуре 6 - схематичный вид нижнего фрагмента сооруженной буронабивной сваи в грунтоцементной оболочке.Figure 6 is a schematic view of the lower fragment of the erected bored pile in a soil-cement shell.
На представленных фигурах обозначены: I, II, III, IV, V - номера полых шнеков, где I - нижний (головной), а V - соответственно верхний; 1 - поверхность грунта; 2, 3, 4 и 5 - пласты пробуриваемых пород (грунта) с различной структурой и, соответственно, прочностью; 6 - буровой инструмент, установленный внизу полого шнека (I) и выполненный с возможностью извлечения из буровой колонны; 7 - раздаточный элемент, выполненный с возможностью извлечения из буровой колонны и установленный в полом шнеке (II); 8 - струеобразующие сопла раздаточного элемента (7); 9 - соединительный элемент (труба, стержень, трос и т.д.) для совместного извлечения из буровой колонны раздаточного элемента (7) и бурового инструмента (6); 10 - центральный трубопровод для подачи цементного раствора к раздаточному элементу; 11 - устройство подачи водоцементного раствора по трубопроводу (10); 12 - насосный блок подачи под высоким давлением водоцементного раствора; 13 - гибкий трубопровод высокого давления для подачи водоцементного раствора от насосного блока (12) к центральному трубопроводу (11); 14 - система датчиков, регистрирующих изменение силовых показателей бурения в зависимости от прочностных характеристик пробуриваемых пород; 15 - шпиндель (головной патрон) привода буровой колонны; 16 - блок управления комплексом оборудования для приготовления и подачи под высоким давлением водоцементного раствора; 17 - кабель снятия показаний от системы датчиков (14); 18 - кабель управления насосным блоком (12) от блока управления (16); 19 - боковые окна в полом шнеке (II) для струеобразующих сопел (8) раздаточного элемента (7); 20 - посадочное место в полом шнеке (II) под раздаточный элемент (7) со струеобразующими соплами (8); 21 - посадочное место в полом шнеке (I) под буровой инструмент (6); 22 - арматурный каркас; 23 - разрядник; 24 -изолированный кабель разрядник; 25 - бетон буронабивной сваи; 26 - грунтоцементная оболочка буронабивных свай.The presented figures are designated: I, II, III, IV, V - numbers of hollow screws, where I - lower (head), and V - respectively upper; 1 - soil surface; 2, 3, 4 and 5 - layers of drilled rocks (soil) with different structure and, accordingly, strength; 6 - drilling tool installed at the bottom of the hollow screw (I) and made with the possibility of being removed from the drill string; 7 - a dispensing element made with the possibility of being removed from the drill string and installed in the hollow screw (II); 8 - jet-forming nozzles of the dispensing element (7); 9 - connecting element (pipe, rod, cable, etc.) for joint extraction of the distributing element (7) and the drilling tool (6) from the drill string; 10 - central pipeline for supplying cement slurry to the dispensing element; 11 - a device for supplying water-cement mortar through the pipeline (10); 12 - high pressure pumping unit for water-cement mortar; 13 - flexible high pressure pipeline for supplying water-cement mortar from the pumping unit (12) to the central pipeline (11); 14 - a system of sensors registering the change in the drilling strength depending on the strength characteristics of the drilled rocks; 15 - spindle (head chuck) of the drill string drive; 16 - control unit for a complex of equipment for preparation and supply of a water-cement solution under high pressure; 17 - cable for taking readings from the sensor system (14); 18 - pump unit control cable (12) from the control unit (16); 19 - side windows in the hollow screw (II) for jet-forming nozzles (8) of the dispensing element (7); 20 - seat in the hollow screw (II) for the dispensing element (7) with jet-forming nozzles (8); 21 - seat in the hollow auger (I) for the drilling tool (6); 22 - reinforcing cage; 23 - spark gap; 24 - insulated cable arrester; 25 - concrete of a bored pile; 26 - soil-cement shell of bored piles.
Первоначально в проекте возведения буронабивной сваи в грунтоцементной оболочке закладывается ограничение на протяженность участка уширения равный, например, 1 м, и далее на основании проекта длина первого (головного) шнека (I) буровой колонны выбирается равной 1 м. Буровая колонна для возведения буронабивной сваи в грунтоцементной оболочке состоит из набора последовательно герметично соединенных между собой сборно-разборных полых шнеков (I), (II), (III), (IV), (V). Снизу первого полого (головного) шнека (I) размещен извлекаемый буровой инструмент (6), выше которого во втором шнеке (II) буровой колонны расположен извлекаемый раздаточный элемент (7) со струеформирующими соплами (8) для цементации. Шпиндель (головной патрон) (15) привода буровой колонны, оснащенный системой датчиков (14), регистрирующих изменение силовых показателей бурения в зависимости от прочностных характеристик пробуриваемых пород (2), (3), (4), (5). Сигнал от системы датчиков (14) поступает по кабелю снятия показаний (17) к блоку управления (16) комплексом оборудования для приготовления и подачи под высоким давлением водоцементного раствора (по кабелю (18)) от насосного блока (12) к раздаточному элементу (7) со струеформирующими соплами (8) через центральный трубопровод (10). Блок управления (16) комплексом оборудования для приготовления и подачи под высоким давлением водоцементного раствора в буровую колонну регулирует давление (уменьшает или увеличивает) подаваемого водоцементного раствора в зависимости от изменения прочностных характеристик вмещающего массива, например, (2), (3), (4) и (5). На основании информации от блока управления (16) комплексом оборудования для приготовления и подачи под высоким давлением водоцементного раствора в буровую колонну определяются протяженности областей массива с низкими прочностными характеристиками (например, (3)), количество и длина уширений грунтоцементной оболочки, что учитывается при изготовлении арматурного каркаса (22) для армирования, а также при подаче высокоэнергетических электрических импульсов для возбуждения в твердеющем материале электрических разрядов от разрядника (23), который подымают на изолированном кабеле (24). Раздаточный элемент (7) установлен в посадочном гнезде (месте) (20) второго снизу полого шнека (II), в котором выполнены боковые окна (19) под струеформирующие сопла (8) раздаточного элемента (7), который механически связан соединительным элементом (9) (например, трубой, стержнем, тросом и т.д.) для извлечения бурового инструмента (6) из посадочного гнезда (места) (21). По оси буровой колонны внутри полых шнеков (I), (II), (III), (IV), (V) размещен центральный трубопровод (10) для подачи цементного раствора к раздаточному элементу (7), центральный трубопровод (10) жестко закреплен сверху на раздаточном элементе (7) для возможности извлечения его и бурового инструмента (6) из буровой колонны, после завершения процессов бурения и цементации грунтовой оболочки. То есть центральный трубопровод (10) выполняет дополнительную функцию «тягового элемента» для извлечения раздаточного элемента (7) и бурового инструмента (6). В процессе бурения от поверхности грунта (1) по пробуриваемым породам (2), (3), (4), (5) также производится цементация грунтовой оболочки скважины в грунтоцементную оболочку (26). Насосный блок (12) по командам блока управления (16) подает водоцементный раствор через гибкий трубопровод (13) высокого давления через устройство подачи (11) и центральный трубопровод (10) к раздаточному элементу (8), в зависимости от показаний системы датчиков (14) (регистрирующих изменение силовых показателей бурения в зависимости от прочностных характеристик пробуриваемых пород) под различным давлением. Уровень прочностных характеристик пробуриваемого грунта задается в проектной документации на основании предварительных геологических исследований и на участках бурения слоев пород (грунта) с высокими прочностными характеристиками, например, (2), (3) и (5) водоцементный раствор подается к раздаточному элементу (7) со струеформирующими соплами (8) под низким давлением (0,5…1,0 МПа) и выполняет роль промывочной буровой жидкости. Когда система датчиков (14) зафиксирует снижение прочностных характеристик пробуриваемых пластов (например, (3)), и при этом протяженность участка с пониженными прочностными характеристиками превысит 1 м, блок управления (16) увеличит давление подаваемого водоцементного раствора до уровня гидроструйной цементации (30…100 МПа) и одновременно с процессом бурения произойдет выполнение увеличения диаметра грунтоцементной оболочки до заданной проектом величины. При достижении буровым инструментом (6) пластов грунта с высокими прочностными характеристиками (например, (5)) соответствующий сигнал от системы датчиков (14) поступит к блоку управления (16) комплексом оборудования для приготовления и подачи под давлением водоцементного раствора, который снизит его давление подачи до первоначального уровня (при достижении раздаточным элементом (7) глубины слоев с высокими прочностными характеристиками (5)). При достижении проектной глубины бурения, то есть после завершения процессов бурения буровым инструментом (6) и цементации струеформирующими соплами (8) раздаточного элемента (7) производится разборка буровой колонны. При этом производится извлечение раздаточного элемента (7) из посадочного гнезда (20) и бурового инструмента (6) из посадочного гнезда (21). После этого в буровую колонну из полых шнеков (I), (II), (III), (IV), (V) дополнительно устанавливается арматурный каркас (22), внешний диаметр которого меньше внутреннего диаметра полых шнеков, и разрядник (23), внешний диаметр которого меньше внутреннего диаметра арматурного каркаса (22). При установке арматурный каркас (22) и разрядник (23) опущены вниз буровой колонны из полых шнеков (I), (II), (III), (IV), (V). В итоге буронабивная свая сформирована арматурным каркасом (22) и залитым бетонным раствором (25) до устья. При этом залитый по устье бетон уплотняется по всей высоте механическими движениями при поднятии с вывинчиванием вверх и разборкой полых шнеков (I), (II), (III), (IV), (V). В местах ранее выявленных областях пониженных механических свойств грунта, например (3) буронабивная свая дополнительно расширена электрическими разрядами от извлекаемого из буронабивной сваи в грунтоцементной оболочке (26) при помощи изолированного кабеля (24) разрядника (23).Initially, in the project for the erection of a bored pile in a soil-cement shell, a restriction on the length of the broadening section is set equal, for example, 1 m, and then, based on the project, the length of the first (head) auger (I) of the drill string is chosen equal to 1 m. The drill string for erection of a bored pile in The soil-cement sheath consists of a set of sealed collapsible hollow screws (I), (II), (III), (IV), (V) connected in series with each other. At the bottom of the first hollow (head) auger (I) there is a retrievable drilling tool (6), above which in the second auger (II) of the drill string there is a retrievable dispensing element (7) with jet-forming nozzles (8) for cementation. The spindle (head chuck) (15) of the drill string drive, equipped with a system of sensors (14), registering the change in drilling force indicators depending on the strength characteristics of the drilled rocks (2), (3), (4), (5). The signal from the sensor system (14) goes through the readout cable (17) to the control unit (16) by a complex of equipment for the preparation and supply of high pressure water-cement mortar (via the cable (18)) from the pump unit (12) to the dispensing element (7 ) with jet-forming nozzles (8) through the central pipeline (10). The control unit (16) of a complex of equipment for the preparation and supply of high-pressure water-cement slurry to the drill string regulates the pressure (decreases or increases) of the supplied water-cement slurry depending on changes in the strength characteristics of the enclosing massif, for example, (2), (3), (4 ) and (5). Based on the information from the control unit (16) by the complex of equipment for the preparation and supply of high-pressure water-cement slurry to the drill string, the lengths of areas of the massif with low strength characteristics are determined (for example, (3)), the number and length of the widening of the soil-cement shell, which is taken into account in the manufacture reinforcement cage (22) for reinforcement, as well as when supplying high-energy electrical impulses to excite electrical discharges in the solidifying material from the arrester (23), which is raised on an insulated cable (24). The dispensing element (7) is installed in the seat (place) (20) of the second from the bottom hollow auger (II), in which the side windows (19) are made for the jet-forming nozzles (8) of the dispensing element (7), which is mechanically connected by the connecting element (9 ) (for example, pipe, rod, cable, etc.) to remove the drilling tool (6) from the seat (place) (21). A central pipeline (10) is placed along the axis of the drill string inside the hollow screws (I), (II), (III), (IV), (V) for supplying cement slurry to the dispensing element (7), the central pipeline (10) is rigidly fixed on top of the distributing element (7) for the possibility of removing it and the drilling tool (6) from the drill string, after the completion of the drilling and cementation of the soil shell. That is, the central pipeline (10) performs an additional function of a "pulling element" for extracting the dispensing element (7) and the drilling tool (6). In the process of drilling from the soil surface (1) along the drilled rocks (2), (3), (4), (5), the soil shell of the well is cemented into the soil-cement shell (26). The pumping unit (12), according to the commands of the control unit (16), delivers the water-cement slurry through the flexible pipeline (13) of the high pressure through the feeding device (11) and the central pipeline (10) to the dispensing element (8), depending on the readings of the sensor system (14 ) (registering the change in drilling strength depending on the strength characteristics of the drilled rocks) under different pressures. The level of strength characteristics of the drilled soil is set in the design documentation on the basis of preliminary geological studies and in the areas of drilling of layers of rocks (soil) with high strength characteristics, for example, (2), (3) and (5) the water-cement slurry is supplied to the dispensing element (7) with jet-forming nozzles (8) under low pressure (0.5 ... 1.0 MPa) and serves as a drilling drilling fluid. When the sensor system (14) detects a decrease in the strength characteristics of the drilled formations (for example, (3)), and the length of the section with reduced strength characteristics exceeds 1 m, the control unit (16) will increase the pressure of the supplied water-cement slurry to the level of water jet cementation (30 ... 100 MPa) and simultaneously with the drilling process, the diameter of the soil-cement shell will be increased to the value specified by the project. When the drilling tool (6) reaches soil layers with high strength characteristics (for example, (5)), the corresponding signal from the sensor system (14) will go to the control unit (16) by a set of equipment for the preparation and supply of water-cement slurry under pressure, which will reduce its pressure delivery to the initial level (when the dispensing element (7) reaches the depth of layers with high strength characteristics (5)). When the design drilling depth is reached, that is, after the completion of the drilling process with the drilling tool (6) and cementation with jet-forming nozzles (8) of the distributing element (7), the drill string is disassembled. In this case, the dispensing element (7) is removed from the seat (20) and the drilling tool (6) from the seat (21). After that, a reinforcing cage (22), the outer diameter of which is less than the inner diameter of the hollow augers, and an arrester (23), are additionally installed in the drill string of hollow augers (I), (II), (III), (IV), (V), the outer diameter of which is less than the inner diameter of the reinforcing cage (22). During installation, the reinforcement cage (22) and the arrester (23) are lowered down the drill string from the hollow augers (I), (II), (III), (IV), (V). As a result, the bored pile is formed by a reinforcing cage (22) and poured with concrete mortar (25) to the mouth. In this case, the concrete poured along the wellhead is compacted along the entire height by mechanical movements during lifting with unscrewing upwards and disassembling the hollow screws (I), (II), (III), (IV), (V). In places of previously identified areas of reduced mechanical properties of the soil, for example (3), the bored pile is additionally expanded with electrical discharges from the arrester (23) extracted from the bored pile in a soil-cement sheath (26) using an insulated cable (24).
В результате после затвердения в массиве образуется армированная буронабивная свая переменного сечения в грунтоцементной оболочке, причем больший диаметр сваи соответствует большему диаметру грунтоцементной оболочки и располагается в области грунтов с пониженными механическими свойствами.As a result, after hardening, a reinforced bored pile of variable cross-section in a soil-cement shell is formed in the massif, and the larger diameter of the pile corresponds to the larger diameter of the soil-cement shell and is located in the region of soils with reduced mechanical properties.
Использование заявленного технического решения обеспечит значительное сокращение времени возведения буронабивной сваи в грунтоцементной оболочке с повышением ее прочностных и несущих свойств за счет совмещения операций бурения с определением свойств и размеров геологических элементов вмещающих пород с фиксацией областей пониженной устойчивости и формирования уширений необходимой геометрии грунтоцемента при строительстве новых объектов на слабых грунтах.The use of the claimed technical solution will provide a significant reduction in the time of erection of a bored pile in a soil-cement shell with an increase in its strength and bearing properties by combining drilling operations with the determination of the properties and dimensions of geological elements of the enclosing rocks with the fixation of areas of reduced stability and the formation of broadenings of the required geometry of soil cement during the construction of new facilities on soft soils.
Заявленное устройство буровой колонны для возведения буронабивной сваи в грунтоцементной оболочке обладает всеми критериями изобретения, так как совокупность ограничительных и отличительных признаков его формулы изобретения является новым для таких устройств и способов (технологий) их реализации, при которых обеспечивается возможность возведения свай при строительстве новых объектов на слабых грунтах при сокращении времени их возведения с повышением прочностных и несущих свойств, и, следовательно, соответствует критерию "новизна".The claimed device of a drill string for erecting a bored pile in a soil-cement shell has all the criteria of the invention, since the set of limiting and distinctive features of its claims is new for such devices and methods (technologies) for their implementation, which provide the possibility of erecting piles during the construction of new facilities on weak soils with a reduction in the time of their construction with an increase in strength and bearing properties, and, therefore, meets the criterion of "novelty".
Совокупность признаков формулы изобретения предложенного устройства неизвестна на данном уровне развития техники, и не следует общеизвестным правилам возведения буронабивной сваи в грунтоцементной оболочке, при которых учитываются конкретные слоистая структура и изменяющиеся свойства вмещающего грунтового массива. Создаваемая буронабивная свая в грунтоцементной оболочке имеет форму переменного сечения с армированием по всей ее высоте, что повышает качество и несущую способность возводимой буронабивной сваи. Все это доказывает соответствие заявленного способа критерию "изобретательский уровень".The set of features of the claims of the proposed device is unknown at this level of development of technology, and does not follow the well-known rules for erecting a bored pile in a soil-cement shell, which take into account the specific layered structure and changing properties of the enclosing soil mass. The created bored pile in the soil-cement shell has a variable cross-section shape with reinforcement along its entire height, which increases the quality and bearing capacity of the bored pile being erected. All this proves the compliance of the claimed method with the "inventive step" criterion.
Осуществление (внедрение) заявленного устройства - буровой колонны возведения буронабивной сваи в грунтоцементной оболочке в настоящее время и на современном уровне развития техники не представляет никаких конструктивно-технических и технологических трудностей, откуда следует соответствие критерию "промышленная применимость".Implementation (introduction) of the claimed device - a drill string for the erection of a bored pile in a soil-cement shell at the present time and at the current level of technology development does not present any structural, technical and technological difficulties, from which follows the compliance with the criterion "industrial applicability".
ЛитератураLiterature
1. Патент на изобретение RU 2204651 С1 от 20.05.2003, МПК E02D 5/34, E02D 5/44, E02D 5/46, «Способ возведения буронабивной сваи».1. Patent for invention RU 2204651 C1 from 20.05.2003,
2. Заявка на изобретение RU 2005117042 С1 от 10.12.2006, МПК E02D 5/00, «Способ возведения буроинъекционной сваи».2. Application for invention RU 2005117042 C1 dated 10.12.2006,
3. Патент на изобретение RU 2467125 С1 от 20.11.2012, МПК E02D 3/12, «Устройство для стабилизации грунтов вяжущими материалами».3. Patent for invention RU 2467125 C1 from 20.11.2012,
4. Патент на изобретение RU 2117726 С1 от 20.08.1998, МПК E02D 5/34, «Способ изготовления буронабивной сваи».4. Patent for invention RU 2117726 C1 from 20.08.1998,
5. Патент на изобретение RU 2303101 С1 от 20.07.2007, МПК E02D 3/12, «Способ закрепления грунта».5. Patent for invention RU 2303101 C1 from 20.07.2007,
6. Патент на полезную модель RU 95687 U1 от 10.07.2010, МПК E02F 5/16, Е21В 7/28, «Буровой став».6. Patent for utility model RU 95687 U1 dated 10.07.2010,
7. Патент на полезную модель RU 109475 U1 от 20.10.2011, МПК E02F 5/00, «Буровой став со встроенными струйными мониторами».7. Patent for utility model RU 109475 U1 dated 20.10.2011,
8. Патент на изобретение RU 2303102 С1 от 20.07.2007, МПК E02D 5/34 «Способ возведения буронабивной сваи» - прототип.8. Patent for invention RU 2303102 C1 from 20.07.2007,
Claims (17)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019132027A RU2735077C1 (en) | 2019-10-09 | 2019-10-09 | Drill string for erection of bored pile in soil-cement cladding |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019132027A RU2735077C1 (en) | 2019-10-09 | 2019-10-09 | Drill string for erection of bored pile in soil-cement cladding |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2735077C1 true RU2735077C1 (en) | 2020-10-28 |
Family
ID=73398106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019132027A RU2735077C1 (en) | 2019-10-09 | 2019-10-09 | Drill string for erection of bored pile in soil-cement cladding |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2735077C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114482156A (en) * | 2022-03-23 | 2022-05-13 | 河南科平工程检测咨询有限公司 | Quick check out test set of pile foundation bearing capacity |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060013656A1 (en) * | 2004-07-13 | 2006-01-19 | Berkel & Company Contractors, Inc. | Full-displacement pressure grouted pile system and method |
| RU2303102C1 (en) * | 2005-12-28 | 2007-07-20 | Игорь Сергеевич Арутюнов | Method for cast-in-place pile erection |
| RU2327007C1 (en) * | 2006-11-30 | 2008-06-20 | Иван Константинович Попсуенко | Method of drill-injection stilt formation |
| RU2354781C2 (en) * | 2007-07-12 | 2009-05-10 | Закрытое Акционерное Общество "МОСКОВСКИЙ ОПЫТНЫЙ ЗАВОД БУРОВОЙ ТЕХНИКИ" (ЗАО "МОЗБТ") | Method of bored pile construction and device for method implementation |
| RU95687U1 (en) * | 2010-02-04 | 2010-07-10 | Валерий Петрович Петрухин | DRILLING STAW |
| RU109475U1 (en) * | 2011-06-09 | 2011-10-20 | Иван Константинович Попсуенко | DRILLING STAW WITH INTEGRATED INJECT MONITORS |
| RU2605213C1 (en) * | 2015-07-01 | 2016-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" | Method of erection ramming design in soil |
-
2019
- 2019-10-09 RU RU2019132027A patent/RU2735077C1/en active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060013656A1 (en) * | 2004-07-13 | 2006-01-19 | Berkel & Company Contractors, Inc. | Full-displacement pressure grouted pile system and method |
| RU2303102C1 (en) * | 2005-12-28 | 2007-07-20 | Игорь Сергеевич Арутюнов | Method for cast-in-place pile erection |
| RU2327007C1 (en) * | 2006-11-30 | 2008-06-20 | Иван Константинович Попсуенко | Method of drill-injection stilt formation |
| RU2354781C2 (en) * | 2007-07-12 | 2009-05-10 | Закрытое Акционерное Общество "МОСКОВСКИЙ ОПЫТНЫЙ ЗАВОД БУРОВОЙ ТЕХНИКИ" (ЗАО "МОЗБТ") | Method of bored pile construction and device for method implementation |
| RU95687U1 (en) * | 2010-02-04 | 2010-07-10 | Валерий Петрович Петрухин | DRILLING STAW |
| RU109475U1 (en) * | 2011-06-09 | 2011-10-20 | Иван Константинович Попсуенко | DRILLING STAW WITH INTEGRATED INJECT MONITORS |
| RU2605213C1 (en) * | 2015-07-01 | 2016-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" | Method of erection ramming design in soil |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114482156A (en) * | 2022-03-23 | 2022-05-13 | 河南科平工程检测咨询有限公司 | Quick check out test set of pile foundation bearing capacity |
| CN114482156B (en) * | 2022-03-23 | 2023-07-25 | 河南科平工程检测咨询有限公司 | Pile foundation bearing capacity short-term test equipment |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2020376449B2 (en) | Construction method of pressurized grouting pile based on reinforcing fiber and metakaolin | |
| US3604214A (en) | Means and method of making columnar structures in situ | |
| KR930012067B1 (en) | Process for compaction reinforcement grouting or for decompaction drainage and for construction of linear works and plane works in the soils | |
| CN105672348A (en) | Construction method for cropping bridge pile foundation at sandy gravel stratum of abyssal region | |
| CN102943466A (en) | Construction method for miniature steel pipe concrete pile to penetrate through roadbed layer for reinforcing soft foundation construction | |
| CN112281829A (en) | Composite pile foundation structure and construction method thereof | |
| CN1657711A (en) | Rotary spray anchoring pile construction process | |
| KR100762991B1 (en) | Precast piling method injected with high-strength mortar | |
| CN105672241B (en) | Jet is broken ground, and the processing of joint air bag soil compaction is deep to shake the device and method for falling into property loess | |
| Topolnicki et al. | Novel application of wet deep soil mixing for foundation of modern wind turbines | |
| CN110777836A (en) | Reinforced concrete plate-anchor rod composite foundation and using method thereof | |
| CN112281827A (en) | High-pressure air-disturbed cement-soil mixing pile construction process | |
| CN107178077B (en) | karst area karst cave overburden grouting reinforcement structure and design method thereof | |
| CN107366282A (en) | A kind of tunnel arch foot partial high pressure rotary churning pile reinforcement technique | |
| RU2735077C1 (en) | Drill string for erection of bored pile in soil-cement cladding | |
| CN109183790A (en) | A kind of Screw Pile and its construction tool and construction method | |
| KR101746654B1 (en) | Method for constructing pile for reinforce of mine hole | |
| RU2725363C1 (en) | Method for erection of bored pile with soil-cement broadenings in weak soils zone and device for its implementation (versions) | |
| RU118649U1 (en) | PILE | |
| CN104047285B (en) | A kind of technique device improving CFG guncreting pile bearing capacity and construction method | |
| CN113863706A (en) | Construction method and application device of low-clearance lower jet grouting static pressure composite pile of existing building | |
| CN109113051A (en) | The method of bored pile construction work efficiency is improved under the conditions of karsts developing area | |
| CN108842761A (en) | Drilling guiding prefabricated pile post-grouting technology | |
| Hong et al. | Soil mechanics and geotechnical engineering | |
| RU2303101C1 (en) | Ground consolidation method |