УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ СКВАЖИН ПОД БУРОНАБИВНЫЕ СВАИ
DEVICE FOR FORMATION OF WELLS FOR AUGER PILES

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для образования скважин при возведении буронабивных свай.
Известны устройство для образования скважин в грунте, содержащее забиваемые обсадные трубы с оставляемым в грунте конусным наконечником (Справочник проектировщика. Основания, фундаменты и подземные сооружения. / Под ред. Е.А.Сорочана и Ю.Г.Трофименкова. М., Стройиздат, 1985, стр.542-544), и устройство для изготовления набивных свай без выемки грунта (Пособие по производству работ при устройстве оснований и фундаментов (к СНиП 3.02.01-83). М, Стройиздат, 1986). Однако упомянутое устройство не обеспечивает снижения бокового трения при погружении забивкой и извлечении обсадных труб, так как трубы и наконечник имеют один диаметр, что существенно увеличивает энергозатраты на весь процесс образования скважин. Кроме этого, в процессе погружения не исключается, при упругом ударе, отскок обсадных труб от оставляемого наконечника, что может способствовать поступлению грунта и грунтовых вод в полость обсадных труб, вследствие чего тело свай будет забетонировано с перерывами и не обеспечит восприятия нагрузки от сооружения.
Известен способ изготовления набивной сваи с уширенной пятой (RU 2037602 C1, E02D 5/34, E02D 5/38, опубл. 19.06.1995), при котором обсадная труба с самораскрывающимся наконечником погружается в грунт вибратором, затем заполняется бетонной смесью, частично поднимается с одновременным раскрытием наконечника и осуществляется взрыв ВВ. Недостатком упомянутого способа является отсутствие расширителя у наконечника, что существенно увеличивает боковое трение как при забивке, так и при извлечении обсадной трубы.
Также известен рабочий орган для устройства винтонабивных свай (RU 2385383 С1, МПК E02D 5/56, опубл. 27.03.2010), состоящий из обсадной трубы, башмака с винтовой лопастью и теряемого наконечника, погружаемый в грунт завинчиванием с последующим бетонированием через обсадную трубу с одновременным ее вывинчиванием и оставлением теряемого наконечника в грунте.
Негативной стороной упомянутого изобретения является большая вероятность того, что при левом вращении конусный наконечник не вывернется, плотно заклиненный в резьбе в процессе правого вращения, и будет вращаться влево вместе с обсадной трубой и винтовой лопастью.
Наиболее близкими по технико-технологической сущности являются способ и конструкция наконечника для сооружения буронабивной сваи (RU 2353729 С2, МПК E02D 5/38, опубл. 27.04.2009), включающие погружение инвентарной обсадной трубы с теряемым наконечником путем придания ей вращательного движения, в процессе которого осуществляется рыхление грунта перед наконечником, который остается на проектной отметке низа сваи в процессе ее бетонирования через обсадную трубу, вывинчиваемую после бетонирования из наконечника.
Существенным недостатком упомянутого способа является необходимость использования энергоемкого оборудования для создания большого крутящего момента, необходимого для преодоления лобового и бокового сопротивления грунтов.
Задачей предлагаемого изобретения является облегчение погружения забивкой обсадных труб и их извлечения в процессе бетонирования тела набивных свай за счет снижения бокового трения, а также исключение поступления грунта и грунтовых вод внутрь обсадных труб в процессе их погружения.
Решение поставленной задачи достигается тем, что погружаемые ударным устройством трубы, свинчиваемые в процессе забивки на правой резьбе, соединяются согласно изобретению левой резьбой с оставляемым в грунте расширителем, имеющим цилиндроконическую форму с диаметром цилиндрической части, большим диаметра обсадных труб, и расчетную площадь боковой поверхности, обеспечивающую уплотнение грунта при забивке, снижая, таким образом, боковое трение по всему стволу скважины, что облегчает спуск и подъем колонны обсадных труб; при этом внутри цилиндрической части выполнена левая резьба под нижнюю обсадную трубу, также имеющую левую резьбу, а конусная часть расширителя снабжена четырьмя упорными ребрами, которые создают упор в грунте при вывинчивании нижней обсадной трубы правым вращением из оставляемого в грунте расширителя. Резьбовое соединение обсадных труб между собой и с расширителем исключает поступление грунтов и грунтовых вод в полость обсадных труб.
На фиг.1 изображено предлагаемое устройство.
Устройство для образования скважин под буронабивные сваи состоит из оставляемого в грунте цилиндроконического расширителя 1 с выполненной в его цилиндрической части левой резьбой 2, а в конической части снабженного 4-мя упорными ребрами 3. В расширитель 1 на левой резьбе 2 ввинчивается обсадная труба 4, соединяемая с остальными трубами 5 на правой резьбе.
Устройство работает следующим образом. С помощью бурильно-сваебойной машины, например БМ-811, оснащенной ударным устройством 6, вращателем труб и крановым оборудованием, оставляемый в грунте цилиндроконический расширитель 1, заранее свинченный на левой резьбе 2 с нижней обсадной трубой 4, устанавливается в вертикальном положении на поверхности земли 7 и соединяется традиционными способами с ударным устройством 6. Затем расширитель 1 с трубой 4 погружается ударным устройством 6 до положения, при котором место соединения трубы 4 и ударного устройства 6 находиться несколько выше поверхности земли 7. После этого ударное устройство 6 и труба 4 разъединяются, и осуществляется наращивание следующей трубы. Далее операции по погружению и наращиванию труб 5 повторяются до достижения проектной отметки низа сваи.
После окончания погружения устройства во внутреннюю полость трубы 4 традиционными методами подается бетонная смесь объемом, превосходящим в 1,2 раза внутренний объем трубы 4, после чего правым вращением колонна труб 4 и 5 вывинчивается из расширителя 1, при этом ребра 3 препятствуют одновременному вращению труб 4, 5 и расширителя 1, создавая упор в грунте, и способствуют вывинчиванию колонны труб 4 и 5. Следующим этапом осуществляется подъем крановым оборудованием колонны труб 4 и 5 на длину одной трубы. В дальнейшем процессы подачи бетона, подъема и развинчивания труб повторяются до извлечения из скважины последней трубы 4, после чего в забетонированную скважину опускается металлокаркас. При густой бетонной смеси металлокаркас может быть опущен в скважину до начала бетонирования.