СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ СВАЙНОГО ФУНДАМЕНТА

Название	СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ СВАЙНОГО ФУНДАМЕНТА
Разработчик (Авторы)	Преснов Олег Михайлович, Ереско Сергей Павлович, Логинов Семен Владимирович
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2456408
Дата регистрации	20.07.2012
Правообладатель	Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет"
Область применения (класс МПК)	E02D 27/28 (2006.01)

Описание изобретения

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам возведения свайных фундаментов зданий и сооружений преимущественно на просадочных грунтах.

Известен способ возведения свайного фундамента на просадочных грунтах, включающий образование скважин на всю глубину просадочного грунта с заглублением в подстилающий непросадочный грунт, заполнение скважин дренирующим материалом, обваловывание территории по периметру сооружения, замачивание путем заливки воды на обвалованную территорию с выдерживанием в течение 15-30 дней и погружение свай в скважины (Авторское свид. СССР №885446, дата приоритета 19.03.1980, дата публикации 30.11.1981, авторы Руденко Л.К. и др.).

Недостатком известного способа является ограниченная область применения в связи с возможностью его эффективной реализации только при положительных температурах.

Известен способ возведения свайного фундамента, принятый в качестве прототипа, в котором осуществляют установку свай с последующим их укреплением путем подачи в грунт в два этапа твердеющего раствора под давлением, причем сначала подачу твердеющего раствора осуществляют по периферии укрепляемых свай, а после затвердения раствора по периферийному контуру осуществляют подачу твердеющего раствора в зону, ограниченную периферийным контуром, в том числе и межсвайное пространство, при этом на обоих этапах введение в грунт укрепляющего раствора осуществляют либо с помощью инъекторов, которые забивают в грунт на глубину уплотнения, либо предварительно по периферии группы укрепляемых свай и внутри межсвайного пространства бурят скважины, в которые подают твердеющий раствор под давлением (Патент РФ №2379419, дата приоритета 27.11.2007, дата публикации 10.06.2009, авторы Лубягин А.В. и др., прототип).

Недостатком прототипа является неоднородное укрепление грунта вокруг сваи, обусловленное тем, что при гидроразрыве под действием подаваемого в грунт под давлением твердеющего раствора за счет изменения напряженного состояния траектория трещины при подходе к зоне уплотнения вокруг сваи будет искривляться и огибать это препятствие, находя более слабые участки в межсвайном пространстве, к тому же, способ может оказаться экономически невыгодным из-за большого расхода неэффективно используемого твердеющего раствора и трудозатрат по осуществлению его введения в грунт.

Задачей изобретения является повышение эффективности укрепления грунта вокруг сваи при снижении трудозатрат и сокращении расхода твердеющего материала.

Для решения поставленной задачи в способе возведения свайного фундамента, включающем установку свай и укрепление околосвайного грунта путем армирования его раствором твердеющего материала, согласно изобретению перед установкой сваи бурят скважину диаметром не более 1/3 диаметра сваи, заполняют скважину закрепляющим раствором, погружают сваю в заполненную закрепляющим раствором скважину с образованием под пятой и вокруг ствола сваи закрепленной и уплотненной зон в форме полусферы снизу и усеченного конуса над ней, причем к свае примыкает закрепленная зона, армированная закрепляющим раствором и расположенная в объеме уплотненной зоны.

Согласно изобретению при погружении сваи может быть использована устанавливаемая по месту забивки сваи направляющая шайба.

Согласно изобретению в качестве закрепляющего раствора используют жидкое стекло.

Способ поясняется чертежами, на которых показана схема уплотнения грунта вокруг сваи: на фиг.1 - продольный разрез сваи; на фиг.2 - поперечный разрез А-А на фиг.1.

Способ возведения свайного фундамента осуществляют следующим образом. По месту установки каждой сваи 1 в грунте бурят скважину диаметром не более 1/3 диаметра сваи (условно не показано). В пробуренную скважину нагнетают закрепляющий раствор, обладающий сцепляемостью с грунтом, в качестве которого используют, например, жидкое стекло (силикат натрия). В заполненную жидким стеклом скважину погружают вдавливанием или забивкой сваю 1. При этом в результате воздействия на сваю соответственно статической или динамической нагрузки под пятой и вокруг ствола сваи образуются две зоны в форме полусферы под сваей снизу и усеченного конуса над полусферой сверху, а именно примыкающая к стволу сваи закрепленная зона 2, армированная жидким стеклом, и уплотненная зона 3. Объемы закрепленной 2 и уплотненной 3 зон определяются расчетным путем и зависят в основном от пористости грунта, его реологических свойств и других технологических параметров процесса. Примыкающая к стволу сваи закрепленная зона 2, образованная в результате заполнения пор под давлением жидким стеклом и схватывания его с грунтом, характеризуется тем, что радиус ее полусферы не будет превышать радиуса уплотненной зоны 3, охватывающей укрепленную зону 2, и будет зависеть от величины заполнения пор закрепляющим раствором, которая в основном зависит от пористости грунта и других факторов. Одним из них является, например, использование направляющей шайбы 4 при погружении свай для центрирования нагрузки и предотвращения вытекания закрепляющего раствора из скважины. Особенно актуально использование направляющей шайбы 4 при погружении свай забивкой, т.е. при динамическом погружении. При этом над скважиной после ее заполнения жидким стеклом по месту забивки сваи устанавливают в качестве направляющей шайбы съемную металлическую обойму с отверстием для сваи. Далее предварительно изготовленную и замоченную 1%-м раствором соляной кислоты железобетонную сваю погружают забивкой, вдавливанием или вибропогружением на заданную глубину, образуя под ее пятой уплотненную полусферическую зону радиусом, составляющим не менее 2,75 диаметра сваи, и уплотненную зону вокруг ствола сваи в виде усеченного конуса с диаметрами оснований, равными соответственно в нижней части двум радиусам полусферы, а в верхней части диаметру сваи. При этом уплотненная зона армируется непосредственно под пятой и вокруг ствола сваи жидким стеклом и тем самым закрепляется, образуя внутри примыкающую к свае закрепленную зону 2.

Преимуществом предлагаемого способа возведения свайного фундамента является высокая его эффективность, обусловленная высокой несущей способностью свай, снижением трудозатрат и сокращением расхода твердеющего материала за счет более технологичного армирования твердеющим материалом, обеспечивающего однородность закрепляемого грунта вокруг сваи в объеме уплотненного грунта, а также снижение трудозатрат и сокращение расхода твердеющего материала в связи с исключением операций укрепления грунта по периферии группы укрепляемых свай и внутри межсвайного пространства.

Формула изобретения

1. Способ возведения свайного фундамента, включающий установку свай и укрепление околосвайного грунта путем армирования его раствором твердеющего материала, отличающийся тем, что перед установкой сваи бурят скважину диаметром не более 1/3 диаметра сваи, заполняют скважину закрепляющим раствором, погружают сваю в заполненную закрепляющим раствором скважину с образованием под пятой и вокруг ствола сваи закрепленной и уплотненной зон в форме полусферы снизу и усеченного конуса над ней, причем к свае примыкает закрепленная зона, армированная закрепляющим раствором и расположенная в объеме уплотненной зоны.

2. Способ возведения свайного фундамента по п.1, отличающийся тем, что погружение сваи осуществляют с использованием направляющей шайбы.

3. Способ возведения свайного фундамента по п.1, отличающийся тем, что в качестве закрепляющего раствора используют жидкое стекло.

Изобретение "СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ СВАЙНОГО ФУНДАМЕНТА" (Преснов Олег Михайлович, Ереско Сергей Павлович, Логинов Семен Владимирович ) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога