RU48547U1 - HEADED PILES FOR WEAK SOILS - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области строительства, и может быть использована при возведении фундаментов в промышленном и гражданском строительстве, как при строительстве новых зданий и сооружений, так и при их реконструкции или восстановлении преимущественно на слабых грунтах. Задача заключается в повышении несущей способности сваи и технологичности, а также обеспечении сцепления тела сваи с грунтом при снижении стоимости ее возведения за счет устранения неконтролируемой утечки бетонной смеси. Свая содержит перфорированную инъекторную трубу с фланцами, закрепленными вдоль всей ее длины и конусным наконечником. Основание наконечника больше диаметра инъекторной трубы и равно диаметру фланца. Вокруг инъекторной трубы методом инъектирования сформирована свая в виде вертикального стержня с волнообразной боковой поверхностью. Свая находится в оболочках, края которых закреплены между фланцами и огибают боковую поверхность сваи. Оболочки выполнены из прочного проницаемого для вяжущего материала, обеспечивающего при расширении необходимую форму и размеры тела сваи. Расстояния между фланцами и боковой поверхностью соответствующей оболочки, расположенной между фланцами, определены в зависимости от характеристик (однородности) грунта. В пределах однородного грунта может быть установлено несколько фланцев, если мощность (толщина) слоя однородного грунта более 2-х метров.The utility model relates to the field of construction, and can be used in the construction of foundations in industrial and civil construction, both in the construction of new buildings and structures, and during their reconstruction or restoration mainly on soft soils. The task is to increase the load-bearing capacity of the pile and manufacturability, as well as ensuring the adhesion of the body of the pile to the soil while reducing the cost of its construction by eliminating uncontrolled leakage of concrete mixture. The pile contains a perforated injection pipe with flanges fixed along its entire length and a conical tip. The base of the tip is larger than the diameter of the injection pipe and equal to the diameter of the flange. Around the injection tube by injection, a pile is formed in the form of a vertical rod with a wavy side surface. The pile is located in shells whose edges are fixed between the flanges and bend around the side surface of the pile. The shells are made of durable, permeable to binder material, which, when expanding, provides the necessary shape and dimensions of the pile body. The distances between the flanges and the side surface of the corresponding shell located between the flanges are determined depending on the characteristics (uniformity) of the soil. Within a homogeneous soil several flanges can be installed if the thickness (thickness) of a layer of homogeneous soil is more than 2 meters.

Description

Полезная модель относится к области строительства, и может быть использована при возведении фундаментов в промышленном и гражданском строительстве, как при строительстве новых зданий и сооружений, так и при их реконструкции или восстановлении на слабых грунтах.The utility model relates to the field of construction, and can be used in the construction of foundations in industrial and civil construction, both in the construction of new buildings and structures, and during their reconstruction or restoration on soft soils.

Известна буронабивная свая-инъектор, содержащая бетонный ствол с арматурным каркасом и инъекторные трубы, соединенные с кольцевыми инъекторами, расположенными по высоте ствола. Кольцевые инъекторы имеют диаметр, равный диаметру сваи и выполнены в виде эластичных труб, заполненных водонепроницаемым, например, бентонитовым раствором, а арматурный каркас имеет дополнительную кольцевую поперечную арматуру, устанавливаемую в уровне кольцевых инъекторов. (А.С СССР №1359411, E 02 D 5/62, опубл. 15.12.87.).Known bored pile-injector containing a concrete barrel with a reinforcing cage and injector pipes connected to annular injectors located along the height of the barrel. Ring injectors have a diameter equal to the diameter of the pile and are made in the form of elastic pipes filled with a waterproof, for example, bentonite solution, and the reinforcing cage has an additional annular transverse reinforcement installed at the level of the ring injectors. (A.S. USSR No. 1359411, E 02 D 5/62, publ. 15.12.87.).

Недостатком этой сваи является то, что для ее устройства необходимо предварительное бурение скважины с удалением грунта. Технологический процесс выполняется, как правило, в три стадии: образование скважины, установка нагнетательного оборудования и инъектирование. Для выполнения этих операций требуется специальное оборудование, а установка (переустановка) его приводит к увеличению сроков ведения работ по устройству сваи.The disadvantage of this pile is that for its construction, preliminary drilling of the well with soil removal is necessary. The technological process, as a rule, is carried out in three stages: well formation, installation of injection equipment and injection. To perform these operations, special equipment is required, and installation (reinstallation) of it leads to an increase in the timing of work on the installation of piles.

Известна также буроинъекционная свая с уширением нагнетания в слабых водонасыщенных грунтах, верхняя вертикальная часть которой представляет железобетонный элемент с арматурным каркасом, усиленным кольцами, прикрепленными с внутренней стороны каркаса. Нижняя уширенная часть сформирована внутри эластичной оболочки, состоящей из гирлянды бесшовных оболочек, выполненных из латексов натурального или синтетического каучуков. (Мельников Б.Н., Богомолов В.А. «Рекомендации по расчету, проектированию и устройству фундаментов из свай нагнетания (в том числе с уширением)», Свердловск, 1983).Also known is a injection pile with broadening of injection in weak water-saturated soils, the upper vertical part of which is a reinforced concrete element with a reinforcing cage reinforced with rings attached to the inside of the cage. The lower broadened part is formed inside an elastic shell, consisting of a garland of seamless shells made of natural or synthetic rubber latexes. (Melnikov B.N., Bogomolov V.A. “Recommendations for the calculation, design and construction of foundations from injection piles (including widening)”, Sverdlovsk, 1983).

Преимущество этой сваи по сравнению с первой заключается в том, что скважину устраивают без извлечения грунта. Стальную трубу-оболочку с оставляемым в грунте железобетонным башмаком забивают в грунт до проектной отметки, и по мере извлечения трубы в грунт нагнетают цементный раствор. Однако, уплотнение грунта вокруг ствола устроенной таким образом сваи недостаточно велико. Также при работе такой сваи под нагрузкой происходит проскальзывание сваи в зоне уширения нагнетания за счет отсутствия сцепления с грунтом. В целом это отражается на несущей способности сваи - она в свою очередь также не велика.The advantage of this pile compared to the first one is that a well is constructed without soil extraction. The steel pipe-shell with the reinforced concrete shoe left in the ground is driven into the soil to the design level, and as the pipes are removed, the cement mortar is pumped into the soil. However, compaction of the soil around the trunk of a pile constructed in this way is not large enough. Also, during the operation of such a pile under load, the pile slips in the pressure broadening zone due to the lack of adhesion to the ground. In general, this is reflected in the bearing capacity of the pile - it, in turn, is also not large.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является инъекционная свая, выполненная по способу согласно патенту на изобретение РФ №2238366, E 02 D 5/34, 5/44, 7/46, опубл. 20.10.2004г. Готовая инъекционная свая сформирована в виде вертикального стержня с волнообразной боковой поверхностью и включает перфорированную инъекторную трубу с фланцами, закрепленными вдоль всей ее длины и конусным наконечником, основание которого больше диаметра инъекторной трубы и равно диаметру фланца. Инъекторная труба оставленная в теле устроенной сваи является несущим элементом и одновременно выполняет роль арматуры. Указанная свая устраивается также без извлечения грунта. Для этого на стенках скважины нарезают продольные пазы, вдавливание наконечника, нарезание пазов и погружение инъекторной трубы производят одновременно, обеспечивая при этом зазор между стенкой образуемой скважины и инъекторной трубой, имеющей перфорацию по всей длине, и производят инъектирование твердеющего материала.The closest in technical essence and the achieved result is an injection pile made according to the method according to the patent for the invention of the Russian Federation No. 2238366, E 02 D 5/34, 5/44, 7/46, publ. 10/20/2004 The finished injection pile is formed in the form of a vertical rod with a wavy side surface and includes a perforated injection pipe with flanges fixed along its entire length and a conical tip, the base of which is larger than the diameter of the injection pipe and equal to the diameter of the flange. The injection pipe left in the body of the arranged pile is a supporting element and at the same time acts as a reinforcement. The specified pile is also arranged without extracting soil. To do this, longitudinal grooves are cut on the walls of the well, the indentation of the tip, grooving of the grooves and immersion of the injector pipe are carried out simultaneously, while providing a gap between the wall of the formed well and the injector pipe having perforation along the entire length, and hardening material is injected.

Однако, при изготовлении такой сваи вероятна неконтролируемая утечка твердеющей смеси, что ведет к увеличению ее расхода и, как следствие, повышению стоимости возведения сваи. Кроме этого, при вдавливании инъекторной трубы отверстия могут забиваться грунтом, в результате чего нарушается формирование сваи - не достигается требуемая форма сваи. Все это приводит к снижению несущей способности сваи.However, in the manufacture of such a pile, uncontrolled leakage of the hardening mixture is likely, which leads to an increase in its consumption and, as a result, an increase in the cost of construction of the pile. In addition, when the injector pipe is pressed in, the holes can become clogged with soil, as a result of which the pile formation is disturbed - the required form of the pile is not achieved. All this leads to a decrease in the bearing capacity of piles.

Задачей предлагаемой полезной модели является повышение несущей способности сваи и технологичности, обеспечении сцепления тела сваи с грунтом при снижении стоимости ее возведения за счет устранения неконтролируемой утечки твердеющей смеси.The objective of the proposed utility model is to increase the bearing capacity of piles and manufacturability, ensuring adhesion of the pile body to the ground while reducing the cost of its construction by eliminating uncontrolled leakage of the hardening mixture.

Поставленная задача решается тем, что напорнонабивная свая, сформированная в виде вертикального стержня с волнообразной боковой поверхностью, включающая перфорированную инъекторную трубу с фланцами, закрепленными вдоль всей ее длины и конусным наконечником, основание которого больше диаметра инъекторной трубы и равно диаметру фланца в отличие от известной снабжена оболочками, закрепленными между фланцами и огибающими боковую поверхность сваи, внутри которой инъектирована бетонная смесь, при этом оболочки выполнены из прочного, проницаемого для вяжущего материала, обеспечивающего при расширении необходимую форму и размеры тела сваи. Кроме того расстояние между фланцами и боковая поверхность соответствующей оболочки, расположенной между фланцами, определены в зависимости от характеристик грунта, а материалом оболочки служит мешковина.The problem is solved in that the pile-formed pile, formed in the form of a vertical rod with a wave-like lateral surface, including a perforated injection pipe with flanges fixed along its entire length and a conical tip, the base of which is larger than the diameter of the injection pipe and equal to the diameter of the flange, in contrast to the known one, is equipped with shells fixed between the flanges and enveloping the side surface of the pile, inside which the concrete mixture is injected, while the shells are made of durable, pron It is predominant for cementitious material, which provides during expansion the necessary shape and dimensions of the pile body. In addition, the distance between the flanges and the side surface of the corresponding shell located between the flanges are determined depending on the characteristics of the soil, and the burlap material serves as the shell material.

Далее полезная модель поясняется графически. На фиг.1 изображена напорнонабивная свая; на фиг.2 - момент устройства сваи перед подачей (нагнетанием) бетонной смеси в скважину.Next, the utility model is illustrated graphically. Figure 1 shows a pile-forming pile; figure 2 - the moment of the device piles before feeding (injection) of the concrete mixture into the well.

Свая содержит перфорированную инъекторную трубу 1 с фланцами 2, закрепленными вдоль всей ее длины и закрытым конусным наконечником 3. Основание наконечника больше диаметра инъекторной трубы и равно диаметру фланца. Вокруг инъекторной трубы 1 методом инъектирования сформирована свая 4 в виде вертикального стержня с волнообразной боковой поверхностью. Свая находится в оболочках 5, края которых закреплены между фланцами и огибают боковую поверхность сваи. Оболочки 5 выполнены из мешковины, а расстояния между фланцами и боковой поверхностью соответствующей оболочки, расположенной между фланцами, определены в зависимости от характеристик (однородности) грунта. В пределах однородного The pile contains a perforated injection pipe 1 with flanges 2 fixed along its entire length and closed by a conical tip 3. The base of the tip is larger than the diameter of the injection pipe and is equal to the diameter of the flange. Around the injector pipe 1 by injection, a pile 4 is formed in the form of a vertical rod with a wavy side surface. The pile is located in shells 5, the edges of which are fixed between the flanges and envelope the side surface of the pile. The shells 5 are made of burlap, and the distances between the flanges and the side surface of the corresponding shell located between the flanges are determined depending on the characteristics (uniformity) of the soil. Within homogeneous

грунта, может быть установлено несколько фланцев, если мощность (толщина) слоя однородного грунта более 2-х метров.soil, several flanges can be installed if the thickness (thickness) of the layer of homogeneous soil is more than 2 meters.

Сваю выполняют следующим образом. На поверхность грунта устанавливают перфорированную трубу 1, на конце которой закреплен закрытый конусный наконечник 3. Диаметр основания наконечника больше диаметра трубы 1. Труба снабжена фланцами 2 и диаметр каждого из них равен диаметру основания наконечника 3. Между соседними парами фланцев закреплены оболочки 5 из мешковины, выполненные в виде рукавов и собранные в «гармошку» - т.к. длина каждого рукава больше расстояния между соседними фланцами, между которыми закреплены соответствующие оболочки. Изготовление оболочек из мешковины, позволяет вяжущему веществу бетонной смеси проникать через нее в массив околосвайного грунта, обеспечивая улучшение взаимодействия сваи с грунтом. Погружение трубы 1 с наконечником 3 и фланцами 2 в грунт производят с помощью вдавливающего оборудования или вибропогружателя (на фигуре не показано). Так как диаметр трубы 1 меньше диаметра основания наконечника 3 и фланцев 2, в процессе погружения трубы образуется зазор между трубой 1 и стенкой скважины 6. Поскольку перфорированная труба 1 находится внутри оболочек 5, засорение отверстий 7 трубы 1 грунтом исключается, что позволяет равномерно заполнять тело сваи бетонной смесью. После достижения трубой 1 проектной отметки скважину тампонируют одним из известных способов. Например, задавливая в скважину пробку 8 и удерживая ее нагрузкой 9. Затем через трубу 1 осуществляют нагнетание бетонной смеси под давлением. Поступающая в грунт смесь локализуется внутри оболочек, формируя заранее заданную форму сваи.Piles are as follows. A perforated pipe 1 is installed on the soil surface, at the end of which a closed conical tip 3 is fixed. The diameter of the tip base is larger than the diameter of the pipe 1. The pipe is equipped with flanges 2 and the diameter of each of them is equal to the diameter of the tip base 3. Shells 5 made of burlap are fixed between adjacent pairs of flanges, made in the form of sleeves and assembled into an “accordion” - as the length of each sleeve is greater than the distance between adjacent flanges, between which corresponding shells are fixed. The manufacture of shells from burlap allows the binder of the concrete mixture to penetrate through it into the array of near pile soil, providing improved interaction of the pile with the soil. The immersion of the pipe 1 with a tip 3 and flanges 2 into the soil is carried out using pressing equipment or a vibration absorber (not shown in the figure). Since the diameter of the pipe 1 is smaller than the diameter of the base of the tip 3 and the flanges 2, a gap is formed between the pipe 1 and the wall of the well 6 during immersion of the pipe. Since the perforated pipe 1 is inside the shells 5, clogging of the holes 7 of the pipe 1 with soil is eliminated, which makes it possible to uniformly fill the body piles with concrete mix. After the pipe 1 reaches the design level, the well is plugged in one of the known methods. For example, crushing a plug 8 into a well and holding it with a load of 9. Then, through the pipe 1, the concrete mixture is injected under pressure. The mixture entering the soil is localized inside the shells, forming a predetermined pile form.

По окончании инъектирования производят опрессовку грунта высоким давлением, что позволяет улучшить свойства грунта в области инъекции и в окружающем сваю массиве. Инъекторную трубу с наконечником оставляют в теле сваи - они выполняют функцию арматурного каркаса.At the end of the injection, the soil is pressurized with high pressure, which improves the properties of the soil in the injection area and in the surrounding pile. An injection pipe with a tip is left in the body of the pile - they serve as a reinforcing cage.

Claims (3)

1. Напорнонабивная свая для слабых грунтов, сформированная в виде вертикального стержня с волнообразной боковой поверхностью, включающая перфорированную инъекторную трубу с фланцами, закрепленными вдоль всей ее длины и конусным наконечником, основание которого больше диаметра инъекторной трубы и равно диаметру фланца, отличающаяся тем, что свая снабжена оболочками, закрепленными между фланцами и огибающими боковую поверхность сваи, внутри которой инъектирована бетонная смесь, при этом оболочки выполнены из прочного, проницаемого для вяжущего материала, обеспечивающего при расширении необходимую форму и размеры тела сваи.1. A piling pile for soft soils, formed in the form of a vertical rod with a wave-like lateral surface, including a perforated injection pipe with flanges fixed along its entire length and a conical tip, the base of which is larger than the diameter of the injection pipe and equal to the diameter of the flange, characterized in that the pile equipped with shells fixed between the flanges and enveloping the side surface of the pile, inside which the concrete mixture is injected, while the shells are made of durable, permeable to a binder material, which, when expanding, provides the necessary shape and dimensions of the pile body. 2. Напорнонабивная свая по п.2, отличающаяся тем, что оболочки выполнены из мешковины.2. Pressure pile according to claim 2, characterized in that the shell is made of burlap. 3. Напорнонабивная свая по пп.1 или 2, отличающаяся тем, что расстояние между фланцами и боковая поверхность соответствующей оболочки, расположенной между фланцами, определены в зависимости от характеристик грунта.

3. Pressure pile according to claims 1 or 2, characterized in that the distance between the flanges and the side surface of the corresponding shell located between the flanges are determined depending on the characteristics of the soil.