Патент на изобретение №2378453

(54) СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ В ГРУНТЕ НЕСУЩЕ-ОГРАЖДАЮЩИХ ПРОТИВОФИЛЬТРАЦИОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области строительства, а именно к технологии и устройствам для возведения бетонно-цементогрунтовых несуще-ограждающих конструкций в грунте. Техническим результатом является сокращение технологического цикла, повышение надежности и качества при создании герметичной противофильтрационной конструкции путем создания цементогрунтового элемента нецилиндрической формы. Способ состоит из последовательного изготовления двух рядов свай, первого – из несуще-ограждающих набивных, установленных с зазором, второго – параллельного в зоне замыкания свай первого ряда, при этом в скважинах второго ряда последовательно размещают монитор с соплами, через которые проводят герметизацию зазоров между сваями первого ряда направленным воздействием струи раствора. Сваи первого ряда выполняют с зазором, равным 0,1-0,6 их диаметра, и расстоянием от оси свай первого ряда до оси свай второго 0,5-1,0 диаметра свай первого ряда. Сопла монитора выполнены под углом 0°-90° к вертикальной оси монитора и под углом 0°-180° в горизонтальной плоскости. 2 н.п. ф-лы, 7 ил.

Предлагаемый способ и устройство относятся к области строительства и могут быть использованы при возведении бетонно-цементогрунтовых несуще-ограждающих конструкций в грунте, в частности при сооружении подпорной стенки.

Известно устройство для размыва и заполнения прорезей в грунте при сооружении тонких противофильтрационных завес, включающее подъемный механизм, подвешенный на тросе, скважинный гидромонитор с боковыми и торцевыми соплами, установленный на трубах с подводящими шлангами (авт. свид. СССР 661064, БИ 17 от 05.05.79 г., Е02В 3(16)).

Недостатком указанных способа и устройства является ограниченные технологические возможности, т.е. необходимость предварительного бурения скважин с последующим опусканием гидромонитора, невозможность применения в слабых водонасыщенных грунтах.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ возведения в грунте ограждающих противофильтрационных конструкций из двух рядов свай – внутреннего несущего ряда из буронабивных, буроинъекционных, завинчивающихся и залавливаемых свай и наружного ряда из буротрамбованных свай, являющихся тампонирующими или замыкающими, которые изготавливают следующим способом: буровой установкой в грунт погружают шнек вплотную к двум сваям внутреннего ряда, пространство между которыми тампонируют. После погружения рабочего органа шнек пригружают навесным оборудованием. При обратном вращении шнека лопасти смещают песчано-цементную смесь поступательно вниз и вдавливают ее в стенки скважины. Под давлением поступающей смеси шнек, преодолевая пригруз, выдвигаясь из скважины, формирует тело буротрамбованной сваи (журнал “Основания, фундаменты, механика грунтов”, 4, 2002, Астраханов Б.А. Тенденции развития технологий устройства ограждений котлованов в условиях плотной городской застройки. М.: 2002, с.4-8).

Наиболее близким к изобретению является устройство для строительства заглубленных конструкций различного назначения с использованием струйной технологии, включающее буровую установку, монитор с боковыми соплами, подводящие трубы, регулировочные клапаны, регулятор сечения входного отверстия корпуса. Устройство перемещают вверх и вращают вокруг вертикальной оси (авт. свид. СССР 1622516, БИ 3 oт 23.01.91 г., E02D 3/12).

Недостатками указанного способа и устройства являются ограниченные технологические возможности из-за малого давления подачи песчано-цементной смеси, недостаточно высокая степень надежности (в зависимости от грунтов) для создания герметичных противофильтрационных конструкций, невысокая производительность из-за необходимости бурения лидерной скважины и сложность конструкции.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является расширение технологических возможностей использования способа и устройства для любого типа грунтов за счет высокого давления подачи закрепляющего раствора для создания герметизирующего цементогрунтового элемента нецилиндрической формы и повышения надежности конструкции.

Сущность изобретения заключается в том, что способ возведения в грунте несуще-ограждающих противофильтрационных конструкций включает последовательное изготовление двух рядов свай, первый из которых выполняют в виде несуще-ограждающих набивных свай, установленных с зазором, а второй выполняют параллельным и устанавливают в зоне замыкания свай первого ряда, при этом предварительно в скважинах второго ряда последовательно монтируют монитор с соплами, через которые герметизируют зазоры между сваями первого ряда направленным воздействием струи закрепляющего раствора. Сваи первого ряда выполняют с зазором, равным 0,1-0,6 их диаметра, и расстоянием от оси свай первого ряда до оси свай второго в пределах 0,5-1,0 диаметра свай первого ряда.

Устройство для осуществления способа возведения в грунте несуще-ограждающих противофильтрационных конструкций включает буровую установку, монитор с боковыми соплами, подводящие трубы, регулировочные клапаны, при этом сопла монитора выполнены под углом 0°-180° в горизонтальной плоскости.

Способ возведения в грунте несуще-ограждающих противофильтрационных конструкций и устройство для его осуществления поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид устройства, на фиг.2 – продольный разрез сооружаемой подпорной стенки, на фиг.3 – разрез котлована, закрепленного возведенной бетонно-цементогрунтовой стеной, выполняющей роль подпорной стенки, на фиг.4 – продольный разрез бурового снаряда, на фиг.5 – продольный разрез гидравлического монитора с соплами, на фиг.6 – поперечный разрез по 1-1 гидравлического монитора, на фиг.7 – устройство герметизирующей грунтоцементной шпонки.

Способ возведения в грунте несуще-ограждающих противофильтрационных конструкций состоит в следующем: по известным технологиям устраивают несуще-ограждающие сваи 1 диаметром d, затем в контактной зоне соседних свай, при условии что b=0,1d÷0,6d (что экспериментально установлено авторами), на расстоянии а буровой установкой 2 устраивают лидерную скважину 3 в направлении перпендикулярно-продольной оси несущих свай, при этом расположение продольной оси определяется соотношением: а=0,5d÷1,0d. При достижении соплами 5 гидромонитора 4 проектной глубины по трубам 6 через сальник-вертлюг 7 подают рабочую жидкость, при этом клапан 8 закрывается и вся жидкость изливается только из сопел. Вращение бурового снаряда останавливают, ориентируют гидромонитор 4 таким образом, чтобы ось центрального сопла была перпендикулярна оси ряда несущих свай, и начинают подъем гидромонитора 4, осуществляя размыв грунта в контактной зоне, образуют герметизирующий элемент 9 – грунтоцементную шпонку. Последовательно переходя от одной контактной зоны к другой, формируется несуще-ограждающая конструкция, обладающая противофильтрационными свойствами.

Устройство для возведения в грунте несуще-ограждающих противофильтрационных конструкций включает: сальник-ветлюг 7, трубы 6, гидромонитор 4, сопла 5, прямой клапан 8, обратный клапан 10, породоразрушающий элемент 11.

Сопла 5 гидромонитора 4 устроены по линии расположения под углом =0°90° к вертикальной оси монитора и под углом ₁=0°180° в горизонтальной плоскости. Количество сопел n3.

Предлагаемый способ и устройство обладают следующими преимуществами перед известными решениями аналогичного назначения.

– Возможность использования в любых типах грунтов.

– Повышение производительности (отсутствие лидерных скважин).

– Сокращение расхода закрепляющих материалов.

– Герметизирующий элемент может быть устроен с любой стороны несуще-ограждающих свай.

Формула изобретения

1. Способ возведения в грунте несуще-ограждающих противофильтрационных конструкций, включающий последовательное изготовление двух рядов свай, первый из которых выполняют в виде несуще-ограждающих набивных свай, установленных с зазором, а второй выполняют параллельным в зоне замыкания свай первого ряда, отличающийся тем, что предварительно в скважинах второго ряда последовательно монтируют монитор с соплами, через которые герметизируют зазоры между сваями первого ряда направленным воздействием струи закрепляющего раствора, причем сваи первого ряда выполняют с зазором, равным 0,1-0,6 их диаметра, и расстоянием от оси свай первого ряда до оси свай второго ряда в пределах 0,5-1,0 диаметра свай первого ряда.

2. Устройство для возведения в грунте несуще-ограждающих противофильтрационных конструкций, включающее буровую установку, монитор с боковыми соплами, подводящие трубы, регулировочные клапаны, отличающееся тем, что сопла монитора выполнены под углом 0-90° к вертикальной оси монитора и под углом 0-180° в горизонтальной плоскости.

РИСУНКИ