УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БУРОНАБИВНОЙ СВАИ

Полезная модель относится к строительству и может быть использована для изготовления буронабивных свай, в том числе при усилении существующих фундаментов.
При усилении существующих фундаментов от бурения скважин разуплотняется грунт под фундаментами и фундамент дает осадку. При устройстве буронабивной сваи выполняется опрессовка заполненной бетонным раствором скважины избыточным давлением. При этом, чем выше давление опрессовки, тем выше качество буронабивной сваи и меньше деформации существующих фундаментов от бурения под ними скважин.
Известно устройство для сооружения буронабивных свай, которое состоит из полых герметичных шнеков для бурения скважины, через которые в скважину подается бетонная смесь и производится постепенное извлечение шнеков с одновременной опрессовкой скважины путем создания избыточного давления бетонной смеси в скважине.
Недостатком этого устройства является невозможность подъема давления опрессовки в скважине выше, чем гидростатическое давление раствора. Это происходит из-за наличия щелей между стенкой скважины и подающейся наверх выбуренной породой по реборде шнека.
Этот недостаток устраняется тем, что искусственно создается грунтовая пробка, отделяющая нижнюю часть скважины, подлежащую опрессовке от верхней ее части. При использовании такого метода удается поднять давление опрессовки не выше величины 0,2-0,3 Мпа только на короткое время, а затем происходит пробой пробки и выход раствора, что сопровождается падением его давления. /Патент РФ №95687, кл. E02F 5/16, публ. 10.07.2010 г./
Наиболее близким аналогом к предлагаемой конструкции устройства является устройство для изготовления буронабивной сваи, включающее 2
трубу-кондуктор и инъектор для подачи раствора и опрессовки грунта стенок скважины и трамбовку, смонтированную в трубе-кондуктор. /Патент РФ №2525896, Кл. E02D 5/42, публ. 10.06.2014/.
Недостатком этого устройства является также неэффективность опрессовки грунта, которая влечет за собой перерасход вяжущего и низкую несущую способность сваи.
Техническая задача заключается в повышении несущей способности сваи путем эффективного уплотнения стенок грунта скважины и снижение расхода бетонной смеси.
Поставленная задача решается таким образом, что в устройстве для изготовления буронабивной сваи, включающем трубу-кондуктор и инъектор с обтюратором для подачи раствора, согласно полезной модели, на поверхности трубы-кондуктора по окружности смонтирован пакер в виде эластичной оболочки с возможностью подачи в оболочку сжатого воздуха или гидравлической жидкости и увеличения ее размера на 20-30% превышающего затрубное пространство скважины.
Предлагаемая конструкция отличается от известной тем, что на поверхности трубы-кондуктора по периметру смонтирован пакер в виде эластичной оболочки, с возможностью подачи в оболочку сжатого воздуха или гидравлической жидкости и увеличения ее толщины до размера на 20-30% превышающего пространство между трубой-кондуктором и стенкой скважины (затрубное пространство).
Такая конструкция позволяет изолировать пространство между трубой-кондуктором и стенкой скважины при ее опрессовке бетонным раствором и увеличить давление опрессовки, тем самым повысить степень уплотнения грунта при минимальном расходе бетонной смеси, ускорить процесс сооружения свай и снизить трудоемкость процесса. Выбранные 3
параметры опрессовки обеспечивают оптимальное проникновение раствора в грунт стенок скважины, а параметры давления подачи воздуха или гидравлической жидкости обеспечивают расширение эластичной оболочки пакера и максимальное ее прилегание к стенкам скважины.
На чертеже представлено устройство для изготовления буронабивной сваи.
Устройство состоит из трубы-кондуктора 2, инъектора 3 с обтюратором 4, пакера 5. В верхней части скважины 1 устанавливают трубу-кондуктор 2, в который помещается инъектор 3, через который подается бетон под давлением в скважину 1. Для того, чтобы бетон по затрубному пространству не выходил на дневную поверхность в нижней части на поверхности трубы-кондуктора 2 в затрубном пространстве установлен эластичный пакер 5, в который по дополнительной трубке 6 подают под давлением сжатый воздух или гидравлическую жидкость для увеличения его объема с целью перекрытия затрубного пространства и отделения нижней опрессуемой части скважины 7 от верхней части 8, сообщающейся с атмосферой.
Устройство работает следующим образом.
С помощью бурового става бурят скважину и затем заполняют ее мелкозернистым бетоном. После заполнения скважины бетоном в нее на заданную глубину помещают трубу-кондуктор 2, затем в трубу-кондуктор 2 устанавливают инъектор 3 с обтюратором 4, затем приводят в действие пакер 5 путем его накачивания сверху гидравлической жидкостью (водой) до давления, превышающего давление опрессовки на 10-20%. При этом эластичный разжимной пакер 5 увеличивается в объеме и, упираясь в стенки скважины, разделяет скважину на две полости, нижняя 7 из которых превращается при этом в герметичную. Затем удерживая давление гидравлической жидкости в разжимном эластичном пакере 5 производят 4
накачивание бетона сверху через инъектор и трубу-кондуктор в нижнюю герметичную часть 8 скважины 1и выдерживают заданное давление опрессовки в течение заданного интервала времени (обычно 5-10 минут). Длина интервала скважины, подлежащая опрессовке определяется разностью длин трубы-кондуктора 2 и глубины скважины 1. В случае выхода бетонного раствора на поверхность повышают давление в пакере 5 до прекращения выхода раствора. После опрессовки нижней части скважины в интервале глубины от ее забоя до уровня установки пакера 5, давление в пакере сбрасывают до нуля, при этом оболочка пакера уменьшается в объеме и трубу кондуктор поднимают, описанную операцию опрессовки повторяют, и так до заданной в проекте глубины опрессовки. После заполнения бетоном и опрессовки скважины в нее производят установку арматурного каркаса, на чем устройство буроинъекционной сваи завершается.