RU2204651C1

RU2204651C1 - Process of erection of drilled and cast-in-place pile

Info

Publication number: RU2204651C1
Application number: RU2001133336/03A
Authority: RU
Inventors: ков А.В. Черн; А.В. Черняков; ков В.Г. Черн; В.Г. Черняков; С.Д. Каешков; И.В. Козлов; А.Н. Подерегин; Ю.Н. Смагин
Original assignee: Черняков Андрей Валерьевич; Черняков Владимир Глебович; Каешков Сергей Дмитриевич; Козлов Игорь Владимирович; Подерегин Александр Николаевич; Смагин Юрий Николаевич
Priority date: 2001-12-13
Filing date: 2001-12-13
Publication date: 2003-05-20

Abstract

FIELD: construction industry. SUBSTANCE: invention deals with erection of drilled and cast-in-place piles in process of construction in close proximity to buildings and structures. It can be used to form piles foundations of various structures, in soft water- saturated ground in particular. Proposed process includes driving of hole in ground with subsequent treatment of it with concrete. Novelty of process lies in formation of ground-concrete pile prior to driving of hole and drilled and cast-in-place pile is drilled in body of ground-concrete pile within limits of its side surface as minimum. Relation of diameters of drilled and cast-in-place pile and ground-concrete pile is 0.4- 0.8. Hole in drilled and cast-in-place pile is drilled 2-7 days after formation of ground- concrete pile. Hole of drilled and cast-in-place pile is drilled with working it deeper into bed ground. EFFECT: raised quality and bearing capacity of erected drilled and cast-in-place piles employed in the capacity of foundation, shortened construction period, reduced weight of bearing structures while erecting, for instance, tunnels thanks to diminished usage of concrete. 1 cl

Description

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам возведения буронабивных свай при строительстве в непосредственной близости от стоящих зданий и сооружений, и может быть использовано при формировании свайных фундаментов сооружений различного назначения, в частности в слабых водонасыщенных грунтах. The invention relates to the field of construction, and in particular to methods of erecting bored piles during construction in the immediate vicinity of standing buildings and structures, and can be used in the formation of pile foundations of structures for various purposes, in particular in weak water-saturated soils.

В стесненных условиях городской застройки строительство новых объектов значительно затруднено. Фундаменты и основания зданий, сооружений и дорог, расположенных в непосредственной близости от вновь строящегося объекта, подвержены деформациям и разрушению. Возведение свай, в частности буронабивных, в слабых водонасыщенных грунтах может приводить к их перекосу, а соответственно к снижению их несущей способности, поскольку при проходке скважины для последующего формования в ней буронабивной сваи, стенки скважины не устойчивы. In the cramped conditions of urban development, the construction of new facilities is much more difficult. The foundations and foundations of buildings, structures and roads located in the immediate vicinity of the newly constructed facility are subject to deformation and destruction. The construction of piles, in particular bored, in weak water-saturated soils can lead to their skew, and, accordingly, to a decrease in their bearing capacity, since during the drilling of a well for the subsequent formation of a bored pile in it, the walls of the well are not stable.

Известен способ возведения грунтоцементной сваи, включающий введение в слабый водонасыщенный грунт цемента с последующим перемешиванием цемента с грунтом. (См. Я. Я. Мотузов и др. Технология изготовления грунтоцементных свай. - Транспортное строительство, 1977, 10, с.20-21). A known method of construction of cement piles, including the introduction of a weak water-saturated soil cement, followed by mixing the cement with the soil. (See Ya. Ya. Motuzov et al. Technology for the manufacture of cement-cement piles. - Transport construction, 1977, 10, p.20-21).

Недостатком грунтоцементной сваи является ее низкая несущая способность. The disadvantage of cement piles is its low bearing capacity.

Известен способ формования в грунте сваи, согласно которому, с целью повышения эффективности проходки скважин в грунтах, как с повышенной прочностью, так и в слабых, перед проходкой продольной полости инъектируют закрепляющий раствор, например, на основе цемента, вокруг продольной оси формуемой набивной сваи, а затем в инъектируемой грунтовой зоне формуют набивную сваю (Патент RU 2150549, E 02 D 5/34, 2000 г.). В случае формования сваи в слабых грунтах, когда стенки скважины не устойчивы, использование предлагаемого способа позволяет закрепить грунт в окрестности продольной полости, а затем уже ее проходить, однако процесс инъектирующего закрепления грунта недостаточно эффективен, поскольку закрепляющий раствор проникает в грунт на неконтролируемое и неравномерное расстояние от оси инъектора, при этом некоторые участки стенок скважины могут вообще остаться незакрепленными, а кроме того, возведение набивных свай при строительстве в непосредственной близости от стоящих зданий и сооружений приводит к повышению динамических нагрузок на фундаменты и основания зданий, сооружений и дорог, расположенных в непосредственной близости от вновь строящегося объекта, что приводит к их деформациям и разрушению. A known method of molding piles in the soil, according to which, in order to increase the efficiency of drilling wells in soils, both with increased strength and in weak ones, before fixing the longitudinal cavity, a fixing solution is injected, for example, on the basis of cement, around the longitudinal axis of the molded printed pile, and then in the injected soil zone a printed pile is formed (Patent RU 2150549, E 02 D 5/34, 2000). In the case of pile formation in soft soils, when the borehole walls are not stable, the use of the proposed method allows the soil to be fixed in the vicinity of the longitudinal cavity, and then to go through it, however, the injection fixing of the soil is not effective enough, since the fixing solution penetrates the soil at an uncontrolled and uneven distance from the axis of the injector, while some sections of the walls of the well may generally remain loose, and in addition, the construction of rammed piles during construction in mediate vicinity of standing buildings and structures leads to higher dynamic loads on foundations and basements of buildings, structures and roads located in close proximity to the newly constructed structure, which leads to their deformation and fracture.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному является способ возведения буронабивной сваи, включающий проходку скважины в грунте с последующим ее бетонированием (Патент RU 2135691, E 02 D 5/34,1999). The closest in technical essence and the achieved result to the proposed one is a method of erecting a bored pile, including drilling a well in the ground with its subsequent concreting (Patent RU 2135691, E 02 D 5 / 34.1999).

Недостатками известного способа является невысокая степень уплотнения стенок скважины, что при использовании в слабых водонасыщенных грунтах может приводить к их обрушению, а также к "всплытию" сваи. The disadvantages of this method is the low degree of compaction of the walls of the well, which when used in weak water-saturated soils can lead to their collapse, as well as to the "surfacing" of the pile.

Задачей настоящего изобретения является создание технологии возведения свай при строительстве новых объектов в стесненных условиях городской застройки. The present invention is the creation of technology for the construction of piles during the construction of new facilities in the cramped conditions of urban development.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе возведения буронабивной сваи, включающем проходку скважины в грунте с последующим ее бетонированием, согласно изобретению перед проходкой скважины в грунте создают грунтоцементную сваю, а проходку скважины буронабивной сваи ведут в теле грунтоцементной сваи, по крайней мере, в пределах ее боковой поверхности, причем соотношение диаметров буронабивной и грунтоцементной свай 0,4-0,8, а проходку скважины буронабивной сваи ведут на 2-7-е сутки после создания грунтоцементной сваи. При этом проходку скважины буронабивной сваи могут вести с заглублением в коренной грунт. The problem is solved due to the fact that in the method of erecting a bored pile, including drilling a well in the soil and then concreting it, according to the invention, a cement pile is created before the well is drilled in the soil, and the boring pile is drilled in the body of the cement pile, at least within its lateral surface, and the ratio of the diameters of the bored and cement piles is 0.4-0.8, and the drilling of the bored pile piles is carried out on the 2-7th day after the creation of the cement piles. At the same time, drilling of bored piles can be carried out with deepening in the primary soil.

Технический результат, обеспечиваемый приведенной совокупностью существенных признаков заключается в повышении качества и несущей способности возводимых буронабивных свай, используемых в качестве основания, при сокращении сроков строительства и облегчении несущих конструкций при строительстве, например туннелей, за счет сокращения расхода бетона. The technical result provided by the given set of essential features is to improve the quality and bearing capacity of the constructed bored piles used as the foundation, while reducing the construction time and facilitating the supporting structures during construction, for example tunnels, by reducing concrete consumption.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

В грунте создают грунтоцементную сваю с использованием струйной технологии. В теле грунтоцементной сваи возводят буронабивную сваю путем проходки скважины с последующим ее бетонированием. Проходку скважины ведут, по крайней мере, в пределах ее боковой поверхности. Проходку скважины буронабивной сваи можно вести с заглублением в коренной грунт при соотношении диаметров буронабивной и грунтоцементной свай 0,4-0,8 на 2-7-е сутки после создания грунтоцементной сваи, поскольку за это время прочностные характеристики грунтоцементной сваи достигают более 30% проектных. Соотношение диаметров буронабивной и грунтоцементной свай обусловлено созданием защитного грунтоцементного слоя. Время начала проходки скважины зависит от качества исходного грунта, в котором создают грунтоцементную сваю, и физико-химических свойств цементной суспензии, используемой при создании грунтоцементной сваи. In the soil create a cement pile using inkjet technology. A bored pile is built in the body of a cement-cement pile by driving a well with its subsequent concreting. Well penetration is carried out, at least within its lateral surface. Drilling of a bored pile well can be carried out with deepening in the primary soil at a ratio of the diameters of the bored and cement-cement piles of 0.4-0.8 on the 2-7th day after the creation of the cement-cement pile, since during this time the strength characteristics of the cement-cement pile reach more than 30% of the design . The ratio of the diameters of bored and cement-cement piles is due to the creation of a protective soil-cement layer. The time for starting a well sinking depends on the quality of the initial soil in which the soil-cement pile is created, and the physicochemical properties of the cement slurry used to create the soil-cement pile.

Пример осуществления способа
На строительной площадке создают грунтоцементную сваю по двухкомпонентной технологии. Монитор с форсунками, выполненный по типу "труба в трубе", в процессе бурения скважины опускают на глубину 15 метров. Нагнетают в межтрубное пространство воздух, а во внутреннюю трубу - цементный раствор. Размыв грунта осуществляют струей твердеющего раствора под защитой струи воздуха в процессе подъема монитора через вращающиеся форсунки. Таким образом, создают грунтоцементную сваю высотой 15 м и диаметром 1500 мм. На 6-е сутки в теле грунтоцементной сваи формируют скважину путем проходки шнеком с диаметром 630 мм с заглублением в коренной грунт ниже грунтоцементной сваи на 1,5 метра. Поскольку процесс затвердевания грунтоцементной сваи начат, то стенки формируемой скважины устойчивы и противостоят внешним нагрузкам, но поскольку процесс затвердевания грунтоцементной сваи не закончен, дополнительные усилия для проходки скважины невелики. В сформированную скважину с устойчивыми стенками опускают арматурный каркас и затем заполняют ее бетонной смесью через бетонолитную трубу. Дальше происходит процесс совместного затвердевания грунтоцементной сваи и буронабивной. Через 7 суток буронабивная свая, возведенная в грунтоцементной, может быть использована в качестве несущей конструкции.An example of the method
At a construction site create a cement pile on a two-component technology. The monitor with nozzles, made by the type of “pipe in pipe”, is lowered to a depth of 15 meters while drilling a well. Air is pumped into the annulus, and cement mortar into the inner pipe. Soil washing is carried out by a stream of hardening mortar under the protection of a stream of air during the lifting of the monitor through rotating nozzles. Thus, create a cement-cement pile with a height of 15 m and a diameter of 1500 mm. On the 6th day, a well is formed in the body of a cement-cement pile by penetrating a screw with a diameter of 630 mm with a burial depth of 1.5 meters below the cement-cement pile. Since the hardening process of the soil-cement pile is started, the walls of the well being formed are stable and withstand external loads, but since the hardening of the soil-cement pile is not completed, the additional efforts for penetrating the well are small. A reinforcing cage is lowered into the formed well with stable walls and then filled with concrete mixture through a concrete pipe. Next, the process of joint hardening of a cement-cement pile and a bored pile takes place. After 7 days, a bored pile erected in a cement-cement pile can be used as a supporting structure.

Совместное затвердевание грунтоцементной и буронабивной свай позволяет повысить качество и несущую способность возводимой буронабивной сваи, в том числе за счет дополнительно возникающих сил трения (за счет частичного взаимопроникновения грунтоцемента и бетона). Возведение буронабивной сваи в грунтоцементной позволяет частично снять нагрузки на буронабивную сваю за счет повышения несущей способности грунта вокруг буронабивной сваи. Joint hardening of soil-cement and bored piles can improve the quality and bearing capacity of the constructed bored pile, including due to additional friction forces (due to the partial interpenetration of soil-cement and concrete). The construction of a bored pile in a cement-cement pile allows you to partially relieve the load on the bored pile by increasing the bearing capacity of the soil around the bored pile.

Таким образом, предложенный способ возведения буронабивной сваи позволяет получить сваю лучшего качества с повышенной несущей способностью. Thus, the proposed method for the construction of bored piles allows you to get a pile of better quality with high bearing capacity.

Использование буронабивных свай, возведенных в теле грунтоцементных, в качестве основания, например туннеля, позволяет значительно (до 40%) снизить расход бетона на возведение несущих конструкций вновь строящегося сооружения и сократить сроки строительства. The use of bored piles erected in the body of soil-cement as a base, for example, a tunnel, can significantly (up to 40%) reduce concrete consumption for the erection of load-bearing structures of a newly constructed structure and reduce construction time.

Claims

1. A method of erecting a bored pile, including drilling a well in the soil with its subsequent concreting, characterized in that before drilling a hole in the ground a cement pile is created, and a borehole drilling is carried out in the body of the cement pile, at least within its lateral surface moreover, the ratio of the diameters of the bored and cement piles is 0.4-0.8, and the drilling of the bored pile piles is carried out on the 2-7th day after the creation of the cement piles.

2. The method according to p. 1, characterized in that the drilling of the bored piles is carried out with deepening in the ground.