СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ СВАИ В ВЕЧНОМЕРЗЛОМ ГРУНТЕ
METHOD OF ERECTING PILES IN PERMAFROST SOILS

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении свайных фундаментов на вечномерзлых грунтах.
Известен способ возведения фундамента при отрицательной температуре наружного воздуха на вечномерзлом основании, включающий разработку котлована, возведение тела фундамента и обратную засыпку котлована грунтом с одновременной подачей воды до полного насыщения грунта засыпки с последующим промораживанием водонасыщенного грунта при температуре окружающего воздуха (Авторское свидетельство СССР №487206, дата приоритета 24.09.1973, дата публикации 05.10.1975, авторы: Цалюк И.Г. и др., RU).
Недостатками известного способа являются: ограниченная область использования из-за необходимости выполнения работ только в зимнее время при отрицательной температуре окружающего воздуха, а также неоднородность состава грунта засыпки, не позволяющая получить монолит смерзшегося грунта высокой прочности с необходимой силой сцепления с боковой поверхностью тела фундамента.
Известен способ возведения сваи в вечномерзлом грунте, принятый в качестве прототипа, включающий пробуривание скважины, установку в нее ствола сваи, заполнение пространства между стволом сваи и стенками скважины кусками мерзлого водонасыщенного грунта, после чего с помощью паровой иглы производят оттаивание верхней части пространства до превышения уровня образующейся при оттаивании грунтовой массы над кусками мерзлого грунта (Патент РФ №2039158 С1, дата приоритета 06.01.1993, дата публикации 09.07.1995, автор Хафизов P.М., RU, прототип).
Недостатком прототипа является малая сопротивляемость сваи от действия крутящего момента, потеря устойчивости при внезапном оттаивании.
Технической проблемой, решаемой изобретением, является повышение несущей способности сваи, возводимой в вечномерзлом грунте, путем обеспечения сопротивляемости сваи крутящему моменту при оттаивании.
Для решения технической проблемы предложен способ возведения сваи в вечномерзлом грунте, включающий пробуривание скважины, установку сваи в забой, заполнение пространства между сваей и стенками скважины и растепление части грунта с помощью паровой иглы. Согласно изобретению, новым является то, что растепление части грунта осуществляют после пробуривания скважины в призабойной зоне, при этом паровую иглу устанавливают в забой скважины и оттаивают грунт до необходимой для беспрепятственной установки сваи глубины, извлекают паровую иглу, и в растопленную часть грунта с помощью вибропогружателя опускают ствол сваи, а заполнение пространства между сваей и стенками скважины осуществляют горячим раствором глины с цементом.
Согласно изобретению, в способе осуществляют ступенчатое пробуривание скважины с уменьшением диаметра каждой последующей полости.
На фиг. 1 схематично изображена трехступенчатая скважина с паровой иглой в забое скважины, продольный разрез, этап растепления части грунта; на фиг. 2 изображена возведенная в трехступенчатой скважине свая, продольный разрез, завершающий этап.
Способ возведения сваи в вечномерзлом грунте осуществляют следующим образом. На поверхности грунта 1 бурят скважину 2 диаметром, значительно большим, чем диаметр сваи, глубиной 0,5-1 м, причем соотношение диаметров скважины и сваи принято равным, например, 1:0,4. Ниже получившейся полости бурят скважину 3 глубиной 0,5-1 м от первоначальной скважины при соотношении диаметров скважины и сваи, например, 1:0,6. Далее бурят третью скважину 4 глубиной 0,5-1 м при соотношении диаметров скважины и сваи, например, 1:0,7. В забой полученной трехступенчатой скважины опускают паровую иглу 5 (фиг. 1). После прогрева грунта на глубину, необходимую для беспрепятственной установки сваи, вибропогружателем устанавливают ствол сваи 6 в растепленный грунт. Далее заполняют полость между сваей и стенками скважины горячим раствором глины с цементом 7 (фиг. 2). При этом повышается несущая способность сваи, ее сопротивляемость опрокидыванию, сохраняется устойчивость при внезапном оттаивании за счет увеличенного диаметра устья скважины.
Таким образом, технический результат, достигаемый при реализации способа возведения сваи в вечномерзлом грунте, заключается в повышении несущей способности сваи и ее сопротивляемости опрокидыванию, а также в сохранении устойчивости при внезапном оттаивании.