СПОСОБ СООРУЖЕНИЯ ФУНДАМЕНТНОЙ ОПОРЫ
METHOD FOR CONSTRUCTION OF FOUNDATION SUPPORT

Изобретение относится к строительству, в частности к строительству опор мостов, сооружений свайного типа с большим диаметром.
Известна монолитная железобетонная свая-оболочка большого диаметра (Патент РФ №141512, дата публикации 10.06.2014), включающая обсадную трубу, внутри которой в ее нижнем конце послойно утрамбован щебень и размещена труба меньшего диаметра и длины, между трубами размещена вертикальная арматура с фиксаторами ее положения и бетон, причем арматура с прикрепленной к ней горизонтальной сеткой расположена ниже внутренней трубы на величину, равную толщине плиты, которая установлена поверх щебня между трубами, а вокруг сваи сверху послойно утрамбован щебень, в который погружено приспособление из железобетона, выполненное в виде усеченного с наружной стороны цилиндра, причем защитный слой в плите для горизонтальной сетки увеличен до 5-7 см, при диаметре обсадной трубы более 2 м в плите выполняется двойная горизонтальная сетка, установленная с двусторонним защитным слоем по 5-7 см.
Недостатками известной сваи является высокая сложность изготовления, низкое качество готовой конструкции.
Наиболее близким аналогом к заявляемому способу являются технологические карты «сооружение фундаментов опор мостов из опускных колодцев» (Центральный институт нормативных исследований и научно-технической информации «Оргтрансстрой» министерства транспортного строительства, Москва, 1976).
Комплекс работ по устройству фундаментов из сборно-монолитных опускных колодцев включает следующие основные технологические процессы: планировка площадки для сооружения колодца; изготовление монолитной секции колодца; погружение монолитной секции колодца; установка блоков сборной секции колодца; омоноличивание стен сборной секции колодца; погружение сборной секции колодца; заполнение шахт колодца бетоном.
Основными недостатками известного аналога также является высокая сложность изготовления, низкое качество готовой конструкции.
Задачей предлагаемого изобретения является устранение перечисленных недостатков для достижения таких технических результатов, как технологичность изготовления и создание долговечной фундаментной опоры.
Поставленная цель достигается следующим образом: способ сооружения фундаментной опоры с использованием опускного колодца и проходческой машины, при котором планируют площадь для сооружения колодца, изготавливают секции колодца, формируют оболочку колодца, осуществляют погружение оболочки колодца, при этом используют секции колодца в виде колец, на спланированную площадь устанавливают первое кольцо и подвешивают проходческую машину рабочим органом вниз, проходческая машина начинает выработку грунта внутри первого кольца, в образовавшуюся полость опускается первое кольцо, к верхнему торцу первого кольца крепят нижний торец второго кольца, каждый раз, когда следующее кольцо погружается, к нему крепят следующее кольцо, причем на протяжении всего процесса проходки, выработанный грунт в виде пульпы откачивают на поверхность при помощи насоса и шлангов; по достижении нужной глубины проходка прекращается, готовую оболочку фундаментной опоры герметизируют и из нее выкачивают остаточную воду, далее производят нагнетание цементного раствора в зазор между готовой оболочкой и грунтом.
Способ сооружения фундаментной опоры, в частности, может характеризоваться тем, что используют технологию погружения опускного колодца в тиксотропной рубашке.
Способ сооружения фундаментной опоры, в частности, может характеризоваться тем, что выработка грунта ведется под водой, без использования водопонижения.
Способ сооружения фундаментной опоры, в частности, может характеризоваться тем, что в качестве проходческой машины используют стволопроходческий комплекс фрезерного типа.
Способ сооружения фундаментной опоры, в частности, может характеризоваться тем, что подъем грунта на поверхность осуществляется в пульпообразном виде при помощи системы гидротранспорта.
Способ сооружения фундаментной опоры, в частности, может характеризоваться тем, что вся конструкция опускного колодца также поддерживается в подвешенном состоянии при помощи системы тросов, проходящих в зазоре между оболочкой и грунтом.
Способ сооружения фундаментной опоры, в частности, может характеризоваться тем, что в качестве кольцевых секций колодца используют монолитные секции в виде цилиндрических колец, выполняемых бетонированием при помощи скользящей опалубки, установленной стационарно на поверхности, причем бетонирование осуществляют одновременно с опусканием колодца.
Способ сооружения фундаментной опоры, в частности, может характеризоваться тем, что в качестве кольцевых секций колодца используют составные секции в виде цилиндрических колец.
Способ сооружения фундаментной опоры, в частности, может характеризоваться тем, что кольцевые секции колодца соединяют с использованием резьбового соединения.
Способ сооружения фундаментной опоры, в частности, может характеризоваться тем, что готовую оболочку фундаментной опоры герметизируют, нагнетая цементный раствор в зазор между оболочкой и грунтом.
Способ сооружения фундаментной опоры, в частности, может характеризоваться тем, что в процессе герметизации фундаментной опоры ее дно бетонируют.
Способ сооружения фундаментной опоры, в частности, может характеризоваться тем, что применяют сборно-монолитную конструкцию, состоящую из составного первичного кольца и далее вторичной монолитной оболочки, выполняемой внутри нее при помощи скользящей опалубки.
Способ сооружения фундаментной опоры, в частности, может характеризоваться тем, что разработанный при проходке грунт вывозят к месту захоронения, а вода возвращается в транспортный контур.
Способ сооружения фундаментной опоры, в частности, может характеризоваться тем, что проходческую машину подвешивают с помощью мостовых опорных конструкций с домкратами.
Способ сооружения фундаментной опоры, в частности, может характеризоваться тем, что проходческую машину подвешивают внутри оболочки фундаментной опоры в распор с помощью крепежных боковых элементов.
Способ сооружения фундаментной опоры, в частности, может характеризоваться тем, что спланированную площадь для сооружения колодца перед началом работ бетонируют.
На чертеже изображена сооружаемая фундаментная опора, где цифрами обозначены:
1. Формируемая фундаментная опора, собираемая из цилиндрических колец.
2. Проходческая машина.
3. Спланированная площадка.
4. Поверхность грунта.
5. Трос для подвешивания проходческой машины.
6. Рабочий орган (фреза) проходческой машины.
7. Образующаяся в грунте полость.
8. Насос.
9. Шланг для откачки пульпы на поверхность.
10. Кабель электропитания.
11. Зазор между готовой оболочкой и грунтом.
12. Поверхность грунта внутри шахты.
13. Тросы подвешивания оболочки.
14. Мостовая опорная конструкция с домкратами.
15. Крепежные боковые элементы.
Заявляемый способ сооружения фундаментной опоры осуществляется следующим образом.
На заводе железобетонных изделий изготавливаются железобетонные кольца с заранее заданными параметрами высоты и диаметра, а также, возможно, резьбовыми отверстиями и т.д. Готовые кольца доставляются на заранее спланированную площадку 3 и одно на другое выкладываются на поверхность грунта 4. На месте сооружения фундаментной опоры собираются цилиндрические кольца 1, как правило, высотой до 5 метров. Секции колец могут соединяться между собой, например, при помощи резьбового соединения (на чертеже не показано) и вся конструкция, при помощи тросов подвешивания оболочки 13, крепится к мостовой опорной конструкции с домкратами 14, также установленной на поверхности грунта 4. Далее проходческую машину 2, при помощи троса для подвешивания проходческой машины 5, подвешивают к опорной конструкции 14. Кроме того, проходческая машина 2 может быть закреплена внутри цилиндрических колец 1 при помощи крепежных боковых элементов 15. Также, в качестве кольцевых секций колодца могут использоваться монолитные секции в виде цилиндрических колец, выполняемых бетонированием при помощи скользящей опалубки, установленной стационарно на поверхности, причем бетонирование осуществляют одновременно с опусканием колодца. Либо применяют сборно-монолитную конструкцию, состоящую из составного первичного кольца и далее вторичной монолитной оболочки, выполняемой внутри нее при помощи скользящей опалубки.
Далее, подачей напряжения по кабелю электропитания 10, проходческая машина 2 приводится в действие и начинает при помощи рабочего органа проходческой машины 6 выработку грунта внутри нижнего кольца. В качестве проходческой машины может быть использован стволопроходческий комплекс фрезерного типа. Таким образом, под действием силы тяжести цилиндрические кольца 1 начинают опускаться в образующуюся в грунте полость 7. Также, в целях уменьшения трения между поверхностью грунта внутри шахты 12 и цилиндрическими кольцами 1, возможно использование технологии погружения в тиксотропной рубашке. При этом разработка грунта может вестись под водой, без использования водопонижения. Выдача разрушенного грунта, смешенного с водой, осуществляется в пульпообразном виде при помощи насоса 8 и шланга для откачки пульпы на поверхность 9. На поверхности грунт сепарируется от воды. Грунт вывозится к месту захоронения, а вода возвращается в транспортный контур. По мере необходимости к уже углубленной конструкции наращиваются цилиндрические кольца 1, крепящиеся при помощи резьбового соединения. По достижении нужной глубины проходка прекращается. Дно бетонируется и выкачивается остаточная вода. Далее производится нагнетание цементного раствора в зазор, между готовой оболочкой и грунтом 11. Нагнетание ведется через отверстия, предусмотренные в обделке колодца (на чертеже не показано). В случае применения сборно-монолитной конструкции далее устраивается внутренняя вторичная оболочка из монолитного бетона. После чего опора готова к нагружению.
В результате применения технологии опускного колодца с одновременным разбуриванием грунта и удалением пульпы достигается заявляемый технический результат, а именно технологичность изготовления и создание долговечной фундаментной опоры.
Промышленная применимость.
Заявляемый способ сооружения фундаментной опоры может с успехом применяться при сооружении опор мостов на любой глубине, при этом за счет полой конструкции значительно экономятся строительные ресурсы.