Напорнонабивная свая

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 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 непроницаемого 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.

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.

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 №13 59411, E 02 D 5/62, опубл. 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.

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).

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.

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. 20.10.2004 г. 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.

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.

Задачей предлагаемой полезной модели является повышение несущей способности сваи и технологичности, при снижении стоимости ее возведения за счет устранения неконтролируемой утечки твердеющей смеси.

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 непроницаемого материала, обеспечивающего при расширении необходимую форму и размеры тела сваи - брезент, латекс. Кроме того, расстояние между фланцами и боковая поверхность соответствующей оболочки, расположенной между фланцами, определены в зависимости от характеристик грунта.

Далее полезная модель поясняется графически. На фиг.1 изображена напорнонабивная свая; на фиг.2 - момент устройства сваи перед подачей (нагнетанием) бетонной смеси в скважину.

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 брезента, а 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.

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 брезентовые оболочки 5, выполненные в виде рукавов и собранные в «гармошку» - т.к. длина каждого рукава больше расстояния между соседними фланцами, между которыми закреплены соответствующие оболочки. 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.

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.

1. 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, 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 непроницаемого материала, обеспечивающего при расширении необходимую форму и размеры тела сваи.

2. Напорнонабивная свая по п.1, отличающаяся тем, что оболочки выполнены из брезента.

3. Напорнонабивная свая по п.1, отличающаяся тем, что оболочки выполнены из латекса.

4. Напорнонабивная свая по пп.1-3, отличающаяся тем, что расстояние между фланцами и боковая поверхность соответствующей оболочки, расположенной между фланцами, определены в зависимости от характеристик грунта.