Способ изготовления комбинированной опоры

Способ изготовления комбинированной опоры

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОМБИНИРОВАННОЙ ОПОРЫ, включающий образование скважины, формирование в ней пяты и установку;в скважину сборного ствола, о тли.чающийся тем, что, с целью повышения несущей способности за счет обеспечения равномерной прочности изготовляемой опоры по высоте, формирование пяты осуществляют путем сжигания в скважине горючих смесей до оплавления грунта стенок скважины и заплавления им нижней части скважины с последующим охлаждением/ а перед установкой сборного ствола в скважину укладывают пластичный твердеющий материал в объеме, определяемом из соотнсмиения (.-ЧЬ К-Н, где К - коэффициент, учитывающий О расход пластичного твердею;в щего материала в грунт при (Л погружении сборного ствола; глубина погружения подошвы и с опоры, м ссредняя площадь поперечного сечения скважины, м ; F средняя площадь поперечного сечения подземной части опоры, м . о 00 СП

,SU„„1035131 А

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

gag, Е 02 0 3/11; Е 02 D 3/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

;" - Ъ,=т- -.«.-.=.,; с а я4

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ к Н„. (,-F ). где К

F к (21) 3342890/29-33 (22) 30.09.81 (46) 15.08.83. Бюл.. 9 30 (72) A.Ï. Юрданов, А.К. Сычев, A.C. Трегуб, И.В. Степура, В.С.Чекки и P.Ê. Довлетхель (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени текстильный институт им, A.Н. Косыгина (53) 624.138.9(088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 538094, кл. Е 02 D 3/14, 1974.

2. Неклюдов В.С. и др. Совершенствование технико-экономических показателей свайных фундаментов, применяемых в районах Севера (по опыту Норильска ).-"Основания, фундаменты и механика грунтов", 1981, Р 3, с. 5-8,.15.05.81 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОМБИНИРОВАННОй ОПОРЫ, включающий образо-. вание скважины, формирование в ней пяты и установку и скважину сборного ствола, отличающийся тем, что, с целью повышения несущей способности за счет обеспечения равномерной прочности изготовляемой опоры по высоте, формирование пяты осуществляют путем сжигания в скважине горючих смесей до оплавления грунта стенок скважины и заплавления им нижней части скважины с последующим охлаждением, а перед установкой сборного ствола в скважину укладывают пластичный твердеющнй материал в объеме, определяемом иэ соотношения коэффициент, учитывающий расход пластичного твердеющего материала в грунт при. погружении сборного ствола; глубина погружения подошвы опоры, м.; средняя площадь поперечного сечения скважины, м ; средняя площадь поперечного сечения подземной части опоры, м .

1035131

65

1

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при изготовлении свайных фундаментов из грунтов,путем комбинированного применения 1их в сочетании со сборны-, ми сваями или сваями-колоннами.

Известен способ изготовления термогрунтовых свай, включающий образование и герметизацию скважины, подачу и сжигание в ней горючих смесей, нагнетание в грунт нагретых газов 63. 0

Недостатком указанного способа является неиспользование прочности укрепленного массива грунта для фундаментных конструкций, что сужает технологические возможности спо- 15 соба.

Наиболее близким к изобретению по своей сущности и достигаемому результату является способ изготовления комбинированной опоры, включаю- 20 щий образование скважины, формиро-. вание в ней пяты и установку в скважину сборного ствола (2).

Недостатками этого способа являются неравномерная прочность по вы- 25 соте, а также то, что сцепление сборного ствола с грунтом по боковой поверхности мало, поэтому основ-. ную часть вертикальной нагрузки приходится передавать через подошву сваи, что вызывает необходимость уширения ее пяты.

Цель изобретения — повышение не-. сущей способности за счет обеспечения равномерной прочности изготовляемой опоры по высоте.

Укаэанная цель достигается тем, ,что согласно способу изготовления комбинированной опоры, включающему образование скважины, формирование в ней пяты и установку в скважину 40 сборного ствола, формирование пяты осуществляют путем сжигания в скважине. горючих смесей до оплавления грунта стенок скважины и заплавления им нижней части скважины с поа- 45 ледующим охлажцением, а перед установкой сборного. ствола в скважину укладывают пластичный твердеющий материал в объеме, определяемым из соотношения 50 и с. где К - коэффициент, учитывающий расход пластичного твердеющего:материала в грунт при погружении сборного ствола;

H. - глубина погружения подошвы

И опоры, м;

F - средняя площадь поперечного

2. юечения скважины, м.; .F - -средняя площадь поперечного сечения подземной части опоры, м .

На фиг. 1 изображены укрепляемый грунт и термогрунтовая опора; на Фиг. 2 - опора, изготовленная предлагаемым способом.

Технология способа заключается в .следующем.

Скважину 1 образуют ниже глубины промерэания грунта 2 сечением по форме подземной части 3 опоры,,на» пример сборного ствола, сваи-колоннь1 4, цилиндрическим. После этого скважину 1 герметиэируют затвором 5 с форсункой 6, через которую подают в скважину 1 горючие смеси и сжигают их в ней. Продукты сгорания нагнетают в грунт 7 через стенки 8, пока заданная температура не достигнет внешней границы 9 укрепляемого массива грунта. 7. Температура задается в зависимости от цели обжига и вида грунта, например 600 С, исходя из условий устранения пучинных свойств в грунте при многократном замораживании и последующем оттаивании. Затем температуру повы-. шают до начала плавления грунта, например до 1000-1200 С, и постепенно снизу вверх заплавляют скважину 1 местным грунтом 10 до уровня погружения подошвы 11 сваи-колонны 4. После этого при. открытых отверстиях 12 на затворе 5 через форсунку 6 нагнетают в скважину 1 атмосферный воздух и охлаждают ее до 80-100"С в зависимости от вида пластичного твердеющего материала, которым после демонтажа затвора 5 заполняют скважину 1 в объеме, определяемом из укаэанного соотношения..

Таким материалом может быть, например, цементный раствор состава 1:4 или другой пластичный материал.

Вслед за этим.в скважину 1 погружают до уровня 11 сваю-колонну. При этом пластичный твердеющий материал под давлением сваи-колонны выдавливается снизу вверх и заполняет зазор 13 между стенками 8 скважины 1 и сваейколонной 4.

Бурение скважины ниже глубины промерзания грунта исключает необходимость его обжига при высоких температурах по всей высоте скважины, так как способность грунта к морозному пучению устраняется уже

;при 500-600 С. В этом случае выше глубины промерзания окружающий ствол скважины грунт исключает после обработки деформации пучения изготавливаемой комбинированной опоры.

Образование скважины по форме подземной части опоры дает возможность равномерной передачи внешней нагрузки от.сборного ствола на укрепленный грунт и от него на массив, избегая при этом или существенно снижая развитие пластических деформаций, к месту контакта опоры с грун-. том природного сложения. Все это

1035131

Единица измерени

Показатели

Свая 1 Свая -2

50 .

50 тс

3,5

0,98

3 позволяет повысить несущую способность, такой комбинированной термогрунтовой опоры. Заплавление ствола до уровня погружения подошвы сваиколонны с одной. стороны сокращает расход материала колонны, а с другой — позволяет наиболее рациональ.но испольровать тепловую энергию, так как температура грунта в стенках скважины составляет 950-1000ОС, и для начала его,плавления достаточно поднять ее всего лишь на 200-450 С. Охлаждение ствола до температуры .ниже 100 С производится из условий

-твердения материала, которым заполняется зазор между стенками скважины и сваи-колонны, а требование

:пластичности такого материала обус:ловливается способностью его выдавливания при йогружении сваи-колонны.

Объем этого материала, как показали опыты, оказывается несколько больше, чем объем зазора, что учитывается .. коэФФициентом К.в указанном соотно. шении, который по экспериментальным . данным составляет.-1,06-1,14. ,Пример. На эксперименталь.ной площадке изготавливаются две комбинированных термогрунтовых сваи в покровном суглинке с пористостью

0,48 и объемной массой 1,.72 т/м

Природная влажность грунта 0,34.

Скважины бурятся установкой ЛБУ-50 на глубину 3 м, что на 1,4 м ниже глубины промерзания грунта. Стволы екважин выполняются с переменным сечением, вначале до глубины 3 м диаметром 0,2 м, а затем с глубины 1,5 м диаметр увеличивается до 0,3 м. Эта-отметка соответствует уровню погружения в скважину сваиколонны, подземная часть которой имеет диаметр 0,25 м. Затем стволы скважин очищаются от остатков грун(Расчетная несущая способность сваи

Объем укрепленного грунта по контуру 600 С Продолжительность изготовления сваи

Производительность в расчете на 1 тс несущей способности сваи та, скважины герметиэируются, сжигаются смеси жидкого топлива теп» лотой сгорания 42 мЦж/кг и сжатого воздуха, подаваемого в скважины от компрессоных передвижных установок .

:,ПКС-6И под давлением 0,1-0,17 ИПа. .Вокруг скважин устанавливаются тер I мопары ТХА-ХП, соединенные с самопишущими, приборами типа ХА.

Нагнетание нагретого газа йродол10 жают 12 ч,. пойа вокруг:скважин не образуется упрочненная оболочка толщиной 0,2 м .по контуру температуры 600 С, принятой за расчетную. После этого температура в скважинах

15 повышается до 1200 С .и ствол заплавляется постепенно снизу вверх на

1,.2 м грунтом, стекающим со стенок скважины. .Затем. в скважину нагнетается один атмосферный воздух при давлении

0,2-0,3 МПа при открытом отверстии в затворе для его обратного выход, пока температура стенок скважин не . достигнет 80-90 С. После этого в скважины подается цементный раствор состава 1:4 на крупно-зернистом песке в объеме 0,04 м, свая-колонна постепенно погружается до проектной .

: глубины 1 5 м. Коэффициент К в ука- занном соотношении 1,06-1,14;

Объем укрепленного вокруг скважин грунта 1,1 м3. Продолжительность из" готовления комбинированной термо грунтовой сваи 19 и 21-ч. Несущая способность по опытам около 50 тс.

З5 Одновременно для сравнения была изготовлена свая-массив известным способом в аналогичных условиях. На это затрачивается 51 ч, а объем массива 3,5 м . Расчетная несущая споЩ собность 50 тс.

В таблице- приведен сравнительный анализ данных эксперимента.

Предлагаемый спо- Иэвестсоб - . ный способ тс/ч 2,63 2,38

1035131

Составитель М. Перлов

Редактор Т. Парфенова Техред T.éàòî÷êà Корректор В. Вутяга ФВ««М «»Ю ««

Заказ 5773/26, Тираж 673 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета, СССР по делам изобретений и открытий

113055, Иосква, Ф-35, Рауыская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом, предлагаемый спо|соб позволяет сократить продолжительность изготовления свай в 2,4-2,7 раз и уменьшить при этом объем укрепляе» мого грунта более чем s 3 ра-, за.