Буровая свая и способ ее возведения

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Республиканское унитарное предприятие по изысканию и проектированию автомобильных дорог и искусственных сооружений на них БЕЛГИПРОДОР(72) Авторы Шкляр Владимир Хаимович Федоров Алексей Георгиевич(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие по изысканию и проектированию автомобильных дорог и искусственных сооружений на них БЕЛГИПРОДОР(57) 1. Буровая свая, содержащая основной ствол и уширение в своей нижней части, отличающаяся тем, что уширение выполнено из грунтобетона, полученного путем перемешивания цементного раствора с не удаленным из уширенной части скважины грунтом и донным осадком. 2. Свая по п. 1, отличающаяся тем, что нижняя поверхность основного ствола сваи и уширения представляют единую поверхность без уступов. 11274 1 2008.10.30 3. Способ возведения буровой сваи, при котором образуют скважину и подают в нее цементный раствор с последующим перемешиванием его с грунтом, отличающийся тем,что заполняют цементным раствором нижнюю часть скважины, с помощью уширителя производят уширение путем одновременного перемешивания срезаемого при этом грунта и донного осадка с цементным раствором, после чего извлекают уширитель из скважины,в которую затем устанавливают арматуру, после чего скважину бетонируют. Изобретение относится к области транспортного, промышленного и гражданского строительства, в частности к конструкции буровой сваи с уширением и способу ее возведения, и предназначено для повышения несущей способности свай по грунту и снижения их деформативности. Известны конструкция цементогрунтовой сваи и способ устройства этой сваи, включающий рыхление грунта по глубине скважины и введение в него водоцементного раствора с последующим перемешиванием образовавшейся цементогрунтовой смеси до однородного состояния 1. Этот способ является наиболее близким к заявляемому способу. Недостатком сваи и способа ее возведения является низкая несущая способность буровой сваи, связанная с отсутствием уширения в ее основании, а также с отсутствием возможности ее армирования. Наиболее близкой к заявляемой конструкции является конструкция буровой сваи, для повышения несущей способности которой по грунту применяется уширение ее в нижней части 2. При этом свая по всей длине и ее уширенная часть выполнены из одного материала - армированного бетона. Известен также способ возведения сваи, при котором срезаемый в процессе уширения грунт накапливается на дне скважины или поступает в специальную бадью, расположенную ниже уширителя 2. По мере накопления грунт удаляется специальным оборудованием или извлечением бадьи. В этот период обсадные трубы в случаях их использования располагаются выше уширителя. После уширения в скважину устанавливается арматурный каркас и производится ее бетонирование при помощи бетонолитных труб. Недостатком этой конструкции и способа возведения буровой сваи является отсутствие возможности полного удаления рыхлого и разжиженного грунта, а также осадка, которые остаются под подошвой сваи, что снижает ее несущую способность и повышает деформативность. Техническим результатом настоящего изобретения является превращение всего рыхлого и разжиженного грунта и осадка на дне скважины в грунтобетон, а также предотвращение обвала грунта в зоне уширения за счет заполнения нижней части скважины цементным раствором перед уширением скважины. Задача изобретения заключается в повышении несущей способности буровой сваи и снижении ее деформативности. Указанный технический результат и поставленная задача достигаются за счет того,что в буровой свае, содержащей основной ствол и уширение в своей нижней зоне, уширение выполнено из грунтобетона, полученного путем перемешивания цементного раствора с неудаленным грунтом из уширенной части скважины и донным осадком, а нижняя поверхность ствола сваи и уширения представляют единую поверхность без уступов. Указанный технический результат и поставленная задача в способе возведения буровой сваи, включающем образование скважины и подачу в скважину цементного раствора с последующим перемешиванием его с грунтом, достигаются тем, что после заполнения цементным раствором нижней части скважины производят уширение путем одновременного перемешивания срезаемого при этом грунта и донного осадка с цементным раство 2 11274 1 2008.10.30 ром, после чего извлекают уширитель из скважины, в которую затем устанавливают арматуру, после чего скважину бетонируют. Сравнение заявляемых технических решений с прототипом позволило установить их соответствие критерию новизна, так как они не известны из уровня техники. Заявляемые буровая сваи и способ ее возведения соответствуют критерию промышленная применимость, так как они осуществимы с помощью доступных технических средств. Заявляемые устройство и способ возведения буровой сваи соответствуют критерию изобретательский уровень, так как не следуют явным образом из уровня техники и совместное использование таких существенных признаков способа, как подача в скважину цементного раствора перед началом уширения, уширение сваи с одновременным перемешиванием срезаемого грунта и донного осадка с цементным раствором с помощью уширителя, не было известно ранее. В результате использования совокупности заявленных отличительных признаков нижняя уширенная часть буровой сваи оказывается выполненной из грунтобетона, состоящего из смеси цементного раствора, местного грунта и осадка. Прочность такого грунтобетона достаточна для восприятия им напряжений в нижней части буровой сваи, где возникают только сжимающие напряжения. При этом исключена прослойка разжиженного грунта под подошвой сваи. Сущность изобретения поясняется чертежами фиг. 1, на которой изображен продольный разрез заявленной буровой сваи, и фиг. 2-7, на которых схематично представлен заявленный способ. Заявляемая свая, схематично показанная на фиг. 1, содержит ствол 1 из бетона и уширение 2 из грунтобетона. Заявляемый способ возведения буровой сваи реализуется, например, следующим образом. Выполняют скважину 3 с обсадкой трубами 4, при этом скважина может быть заполнена буровым водой 5 (фиг. 2), затем заполняют нижнюю часть скважины 3 цементным раствором 6 (фиг. 3). Затем опускают в скважину уширитель 7 (фиг. 4) и поднимают обсадные трубы 4(фиг. 3) на высоту уширения сваи. Приводят в действие уширитель 7 и выполняют уширение 2 с одновременным перемешиванием срезаемого при этом грунта и донного осадка с цементным раствором 6(фиг. 6). После создания уширения 2 из грунтобетона уширитель 7 извлекают из скважины, в которую затем устанавливают арматурный каркас (на фигурах не показан), после чего производят заполнение буровой сваи бетонной смесью по обычной технологии при помощи бетонолитных труб (фиг. 7). Так как в нижнюю часть уширения поступает грунта больше, а в верхнюю меньше,содержание грунта снизу вверх уменьшается, а прочность грунтобетона возрастает. Заявляемое изобретение реализовано в следующих неограничивающих примерах. Пример 1. Возведение заявленной буровой сваи в случае бурения без обсадных труб. После завершения бурения скважину на высоту 1,2-1,5 диаметра уширения заполняют цементным раствором с соотношением водацемент - 0,4-0,5. Далее производят уширение сваи с одновременным перемешиванием грунта, разрабатываемого при уширении сваи, недоизвлеченного при зачистке скважины и скопившегося на дне скважины осадка с цементным раствором, заполняющим нижнюю часть скважины. Уширение сваи и перемешивание срезаемого при этом грунта с цементным раствором осуществляют одновременно, непосредственно в самой скважине уширителем, выполняющим функции уширителя и мешалки. После полного уширения основного ствола сваи и перемешивания грунта с цементным раствором уширитель извлекают, устанавливают арматурный каркас,3 11274 1 2008.10.30 бетонолитные трубы и производят заполнение буровой сваи бетонной смесью по обычной технологии. При этом низ бетонолитных труб заглубляют в верхнюю зону уширяемой части буровой сваи из грунтобетона на глубину не менее 0,5 м. В результате получают сваю, в которой уширенная часть сваи заполнена смесью из грунтобетона, состоящего из цементного раствора и местного грунта в соотношении ориентировочно 11, а остальная часть сваи состоит из железобетона. Пример 2. Возведение заявленной буровой сваи в случае бурения с обсадными трубами. Работы выполняются по технологии, описанной в примере 1, но отличаются от нее тем, что перед выполнением уширения обсадные трубы поднимают на высоту уширения сваи. После завершения уширения скважины уширитель извлекают и устанавливают арматурный каркас. В последующем производят бетонирование сваи по обычной технологии с использованием бетонолитных труб. Источники информации 1. Патент РФ 2224068, МПК Е 02 5/34, 5/62, 2004 (прототип). 2. Механизация строительства мостов. - Санкт-Петербург Изд-во ДНК, 2005. - С. 6364 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4