СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ СВАЙНОГО ФУНДАМЕНТА
METHOD TO ERECT PILE FOUNDATION

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.