ТЕРЯЕМЫЙ НАКОНЕЧНИК ДЛЯ СООРУЖЕНИЯ БУРОНАБИВНОЙ СВАИ

Полезная модель относится к области строительства, в частности к техническим средствам для возведения свайного фундамента, сооружаемого из буронабивных свай по технологии Fundex (Фундеке).
Известен стальной теряемый наконечник, как часть устройства для создания буронабивной сваи [1], состоящий из цилиндрической части, посредством которой наконечник устанавливается на обсадной трубе, и полой конусообразной части, обеспечивающей погружение трубы в грунт. При поднятии обсадной трубы наконечник отсоединяется от трубы и остается в забое скважины, заполняется поступающим в скважину цементно-песочным раствором и служит в дальнейшем основанием сваи.
Недостатком данного технического решения является высокая металлоемкость изделия, и, как следствие, его дороговизна.
Известен также теряемый наконечник для изготовления набивной сваи [2], состоящий из жестко соединенных между собой конических и цилиндрических катков.
Недостатком данного технического решения является то, что в процессе погружения бурильной штанги в грунт на теряемом наконечнике приходится преодолевать значительное сопротивление грунта из-за не обтекаемой формы наконечника.
Известен теряемый наконечник для сооружения буронабивной сваи [3], выполненный из двух частей в виде конусообразного тела, при этом верхняя часть представляет собой усеченный конус, а нижняя часть образована закрепленным консольно со стороны меньшего основания по его оси симметрии несущим стержнем с рыхлителями в виде радиально установленных пластин.
Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность конструкции наконечника.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является теряемый железобетонный наконечник [4], включающий цилиндрическое основание, обеспечивающее фиксацию наконечника на трубе, и тело наконечника в виде конуса.
Недостатком данного технического решения является его невысокая прочность.
Задачей полезной модели является создание теряемого наконечника, обладающего низкой материалоемкостью с сохранением высоких прочностных свойств.
Поставленная задача решается за счет того, что в теряемом наконечнике для сооружения буронабивной сваи, включающем круглое основание, снабженное средством фиксации наконечника на обсадной трубе, выполненное с возможностью отсоединения от трубы при ее подъеме из скважины, и жестко присоединенное к нижней части основания тело наконечника с уменьшающейся площадью поперечного сечения от основания к вершине наконечника, выполненное из композитного бетонного материала, согласно полезной модели, основание и средство фиксации наконечника на трубе выполнены из металла, при этом основание имеет плоскую форму, а средство фиксации выполнено из, по меньшей мере, одной пары диаметрально закрепленных на основании элементов; тело наконечника выполнено в виде пирамиды, а в качестве композитного бетонного материала для его изготовления используется фибробетон.
Предпочтительно используется фибробетон на основе металлических волокон.
Кроме этого, элемент средства фиксации наконечника на трубе может быть выполнен с Т-образным радиальным сечением.
Помимо этого, тело наконечника может быть закреплено на основании посредством, по меньшей мере, одного армирующего стрежня.
Армирующие стержни могут быть закреплены на основании наконечника консольно.
Техническая сущность полезной модели состоит в том, что при поступательном движении обсадной трубы с пирамидальным теряемым наконечником осуществляется интенсивное рыхление грунта, позволяющее, в конечном итоге, разрушить уплотненный грунт перед наконечником, а, значит, уменьшить лобовое сопротивление и облегчить внедрение обсадной трубы в грунт. Кроме этого, изготовление основания наконечника из плоской металлической заготовки, а также использование в качестве материала, из которого изготавливается тело наконечника, фибробетона, позволяет уменьшить материалоемкость изделия, при сохранении его высоких прочностных свойств.
На фиг. 1 дан вертикальный разрез теряемого пирамидального наконечника, с частью обсадной трубы, на которой закреплен наконечник; на фиг. 2 - разрез Α-A на фиг. 1; на фиг 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 -разрез части обсадной трубы в грунте с установленным на ней наконечником; на фиг. 5 - разрез части извлеченной обсадной трубы с оставленным наконечником в забое скважины; на фиг. 6 - вид В на фиг. 5.
В технологическом процессе сооружения буронабивной сваи используется обсадная труба 1, на погружаемом конце которой установлен теряемый наконечник 2. Последний состоит из двух частей, верхняя из которых 3 представляет собой круглое плоское металлическое основание с диаметром, соизмеримым с диаметром обсадной трубы, снабженное средством 4 фиксации наконечника в трубе и выполненное из одной пары диаметрально закрепленных на основании элементов с Т-образным радиальным сечением (фиг. 3). Вторая часть наконечника представляет собой пирамидальное тело 5 (фиг. 2), выполненное из фибробетона на основе металлических волокон и армированное продольными стержнями 6, посредством которых оно закрепляется на металлическом основании 3 наконечника 2, при этом один из стержней 6 расположен по оси симметрии тела наконечника, а другие стержни закреплены на основании 3 на равноудаленном расстоянии от оси симметрии тела наконечника и также консольно, как и центральный стержень. Стержни 6 могут быть закреплены под любым углом к основанию 3 и в любом другом пространственном положении. Радиальная часть 4.1 (наиболее длинная) Т-образного фиксатора 4 приварена консольно к верхней поверхности основания наконечника. Перед бурением грунта этой частью фиксатор 4 входит в зацепление с трубой 1 посредством паза 7 (фиг. 6), соответственно устроенного на обсадной трубе 1. Часть 4.2 фиксатора служит для ограничения радиального перемещения наконечника 2 относительно трубы 1, тем самым обеспечивая фиксацию наконечника в трубе и ограничивая вращательные движения наконечника внутри трубы 1.
Предлагаемый теряемый наконечник работает следующим образом.
Обсадную трубу 1 с закрепленным на ней посредством фиксирующих элементов 4 наконечником 2 устанавливают по оси будущей буронабивной сваи и сообщают продольную осевую нагрузку. Наконечник 2, связанный с трубой 1, внедряется в грунт и, совершая поступательное движение своей нижней частью, разрушает грунт, рыхля его. По мере продвижения теряемый наконечник 2 полностью внедряется в грунт, рыхля последний гранями пирамидального тела 5, разрыхленный грунт оттесняет в радиальном направлении и уплотняет его, создавая остаточные напряжения. Известно, что разрыхленный грунт легче поддается уплотнению. При достижении проектной отметки по глубине погружения будущей буронабивной сваи обсадную трубу 1, используя поступательное движение в обратную сторону, извлекают, но не ранее, чем она будет заполнена арматурным каркасом или без такового и бетонной массой. Наконечник 2, отсоединяясь под весом бетонной массы, остается в забое скважины, образованной опусканием трубы, и служит в качестве основы для сваи.
Основным преимуществом использования фибробетона является то, что при его применении не нужно использовать в строительных работах специальных армирующих частей, таких, как арматурные пруты или сетка. Соответственно, что из данного преимущества вытекает еще несколько, а именно то, что значительно снижаются затраты на производство, а во вторых укорачивается временной интервал работ, поскольку не приходится проводить дополнительные работы по выкладке арматуры в бетон.
Источники информации:
1. GB 1352064 (A), МПК B02D 5/38, E02D 5/46, опубл. 1974.05.15.
2. RU 2278212, МПК B02D 5/56, B02D 5/66, опубл. 2006.06.20.
3. RU 2353729, МПК B02D 5/38, опубл. 2007.04.
4. RU 2139974, МПК E02D 5/34, опубл. 1999.10.20.