Способ сооружения пакета буронабивных свай

Способ сооружения пакета буронабивных свай

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к строительству, в частности к технологии возведения в грунте буронабивных свай, и может быть использовано при строительстве зданий и сооружений с подземной частью, а также создании подпорных и несущих стен.

Известен способ сооружения буронабивных свай в грунте, включающий выполнение на расстоянии друг от друга свай первой очереди и образование частично перекрывающих их в плане свай второй очереди путем выполнения в грунте под соответствующие сваи полостей и заполнения их бетоном, в котором полости под сваи второй очереди выполняют путем образования шпуров и последующего размещения в них и взрывания зарядов взрывчатого вещества [Авторское свидетельство СССР №1730355, 1992].

Основным недостатком вышеописанного способа "стена в грунте" является трудоемкость ее возведения и отсутствие экологической чистоты. Кроме того, при взрыве взрывчатого вещества будут образовываться скважины разного диаметра в зависимости плотности и водонасыщенности грунта вокруг шпура, что не обеспечивает расчетной несущей способности сооружения. Таким образом, основным недостатком этого способа является недостаточная надежность пакета буронабивных свай, используемых в различных сооружениях, например для фундамента или подпорной стенки, вследствие его возможны местные разрушения таких сооружений.

Прототипом заявленного изобретения является способ сооружения пакета буронабивных свай для подземных сооружений путем бурения для них секущихся скважин на расстоянии, меньшем их диаметра, с последующим их бетонированием, при этом нечетные сваи выполняют из бетона, а четные дополнительно армируют каркасами из арматуры, при этом диаметр каркаса выполняют на 10-15% меньше диаметра четного столба [Патент РФ №2094567, 1997 г.].

Недостатком способа-прототипа является то, что при проведении армирования скважины проблематично произвести центрирование каркаса арматуры, то есть его установку с гарантированно одинаковым зазором по периметру между внешней поверхностью каркаса арматуры и внутренней поверхностью скважины (по ее диаметру). Данный недостаток в свою очередь снижает несущую способность буронабивных свай из-за неравномерности распределения в ней арматуры и, кроме того, снижает срок службы самих буронабивных свай из-за коррозии и разрушения части арматурного каркаса, опирающегося на поверхность стенки скважины.

Технической задачей является создание пакета буронабивных свай при увеличении глубины строго вертикального бурения за счет обеспечения равномерного по сечению забоя сопротивления бурению, что уменьшает возможное отклонение от вертикальности; снижение энергозатрат бурения и повышение сроков эксплуатации бура за счет сведение к минимуму бурения затвердевшего бетона соседних буронабивных свай, а также обеспечение равнопрочности возводимого из свай сооружения в целом.

Под пакетом буронабивных свай здесь и далее понимается расположенная в заданном проектом геометрическом очертании последовательность, например линейная - прямолинейная, криволинейная, замкнутого или разомкнутого очертания, из контактирующих между собой свай, образующих определенное проектом сооружение.

Поставленная задача достигается тем, что в способе сооружения пакета буронабивных свай путем бурения секущихся скважин для буронабивных свай на расстоянии между их продольными осями, меньшем диаметра сваи, с последующим их бетонированием, при этом нечетные сваи выполняют из бетона, а четные - армируют каркасами из арматуры, внешний диаметр которых на 10-15% меньше диаметра четной скважины, - перед установкой каркаса арматуры в скважину по высоте каркаса на его нижнем, верхнем и среднем уровнях с внешней стороны на внешних периметрах поясов каркаса равномерно по окружности прикрепляют на каждом из упомянутых уровней не менее трех бетонных направляющих с закладными элементами крепления и со скругленными наружными гранями, обращенными наружу, внешний диаметр установки которых на 4-6% меньше диаметра четной скважины. При этом направляющие могут дополнительно закреплять скруткой из проволоки без возможности их поворота относительно горизонтальной оси или смещения вдоль пояса каркаса. Целесообразно направляющие размещать перед продольными стержнями арматурного каркаса. Каждая направляющая может быть выполнена в виде половины сферы или в виде тела, удлиненного вдоль стержней продольной арматуры каркаса, и имеет в этом случае дополнительные закладные элементы крепления.

Предложенное техническое решение решает задачу сведения к минимуму трудностей, связанных с центрированием каркаса арматуры в скважине в минимально возможные сроки за счет быстрого крепления направляющих элементов, изготовленных из бетона. Выбор материала направляющих обусловлен тем, что они остаются в теле бетонной сваи, являясь ее составной частью, и по физическим свойствам не должны отличаться в эксплуатации сваи от бетона самой сваи. Кроме того, направляющие должны иметь хорошую адгезию к бетону сваи, составляя одно целое с ним в работе. Создание гарантированного по толщине защитного слоя вокруг арматурного каркаса значительно повышает срок службы буронабивных свай и несущую способность сооружений с их использованием. Крепление направляющих на разных уровнях каркаса арматуры (например, на нижнем, верхнем и нескольких средних уровнях в зависимости от высоты каркаса) необходимо для предотвращения изгибов каркаса арматуры по его высоте (как от погрешностей его изготовления, так и от потери устойчивости при его большой высоте). Выполнение с наружной стороны бетонных направляющих - скругленными, например, в виде половин шаров (полусферических направляющих), сводит к минимуму вероятность зацепления каркаса арматуры за обсадную установочную трубу или стенки пробуренной скважины. Скругленные направляющие также позволят при необходимости легко поворачивать каркас арматуры относительно вертикальной оси, а также при необходимости вынимать его из скважины.

На фиг.1 представлен вид сверху форшахты с установленным в четной скважине арматурным каркасом с бетонными направляющими.

На фиг.2 - полусферическая бетонная направляющая с закладным крепежным элементом (в разрезе).

На фиг.3 - разрез по высоте четной скважины с установленным в ней арматурным каркасом и его бетонными направляющими.

Способ осуществляется следующим образом.

Стенку подземного сооружения сооружают из буросекущих свай, как правило диаметром 0,75÷1,5 м, на глубину до 50 м в зависимости от применяемого оборудования и прочности грунтов. Первоначально сооружают на всю длину стенки форшахту 1 с направляющими секущимися отверстиями для бурения нечетных 2 и четных 3 скважин. Далее бурят нечетные скважины 2, заполняют их бетоном и образуют буронабивные сваи. Поле чего бурят секущие четные скважины 3 и в них устанавливают арматурный каркас 4, внешний диаметр которого на 10-15% меньше диаметра скважины 3 (установленной в скважину внутреннего диаметра обсадной трубы). Причем на арматурный каркас 4 перед его установкой в обсадную трубу по его высоте на нижнем, верхнем и средних уровнях и на внешних диаметрах каркаса прикрепляют 3-4 бетонных направляющих 5 со скругленными наружными гранями (например, полусферических). Внешний диаметр установки бетонных направляющих на 4-6% меньше внутреннего диаметра обсадной трубы. Далее четные 3 скважины, армированные вышеприведенным способом, заполняют бетоном по известной технологии. Бетонные направляющие со скругленными наружными гранями (например, полусферические) 5 позволяют устанавливать арматурные каркасы 4 с гарантированным зазором в заполняемых бетоном четных скважинах 3 сооружаемой стенки подземного сооружения. Для удобства крепления к арматурному каркасу 4 бетонных направляющих 5 последние имеют закладные детали 6, выполненные из того же материала, что арматурный каркас 4.

Достигаемый технический результат предложенного способа в том, что его использование сводит к минимуму трудности с центрированием каркаса арматуры в скважине. Это, в свою очередь, гарантирует равномерный защитный слой бетона между каркасом арматуры и внутренней поверхностью скважины, что исключает коррозию арматурного каркаса и повышает срок службы буронабивных свай. Кроме того, буронабивные сваи с центрированным в нем арматурным каркасом обладают большей несущей способностью.

Предложенный способ может быть использован для возведения несущих и ограждающих конструкций, в том числе для тоннелей мелкого заложения, тоннельных путепроводов на автодорожных развязках и пересечениях с железными дорогами, подземных переходов. Также при строительстве вблизи существующих зданий и сооружений, набережных, устройстве причальных стенок и других сооружений в гидротехническом строительстве, фундаментов глубокого заложения в сложных гидрогеологических условиях.

1. Способ сооружения пакета буронабивных свай путем бурения секущихся скважин для буронабивных свай на расстоянии между их продольными осями, меньшем диаметра сваи, с последующим их бетонированием, при этом нечетные сваи выполняют из бетона, а четные армируют каркасами из арматуры, внешний диаметр которых на 10-15% меньше диаметра четной скважины, отличающийся тем, что перед установкой каркаса арматуры в скважину по высоте каркаса на его нижнем, верхнем и среднем уровнях с внешней стороны на внешних периметрах поясов каркаса равномерно по окружности прикрепляют на каждом из упомянутых уровней не менее трех бетонных направляющих с закладными элементами крепления и со скругленными наружными гранями, обращенными наружу, внешний диаметр установки которых на 4-6% меньше диаметра четной скважины.

2. Способ сооружения пакета буронабивных свай по п.1, отличающийся тем, что направляющие дополнительно закрепляют скруткой из проволоки без возможности их поворота относительно горизонтальной оси или смещения вдоль пояса каркаса.

3. Способ сооружения пакета буронабивных свай по п.1 или 2, отличающийся тем, что направляющие размещают перед продольными стержнями арматурного каркаса.

4. Способ сооружения пакета буронабивных свай по п.1, отличающийся тем, что каждая направляющая выполнена в виде половины сферы.

5. Способ сооружения пакета буронабивных свай по п.1, отличающийся тем, что каждая направляющая выполнена в виде тела, удлиненного вдоль стержней продольной арматуры каркаса, и имеет дополнительные закладные элементы крепления.