Устройство для изготовления буроинъекционной конической сваи
DEVICE FOR MANUFACTURING OF BORED TAPERED PILE

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для усиления фундаментов мелкого заложения как строящихся зданий и сооружений, так и существующих при их реконструкции и ремонте.
Известна буронабивная свая, включающая расширяющийся кверху ствол (см. патент SU 1043258, МПК E02D 5/50 - аналог).
Известна конструкция забивной сваи с раскрывающимися лопастями (см. патент RU 2063496, МПК E02D 5/54 - аналог).
Известна конструкция инъекционного анкера, состоящего из штанг с центральным инъекционным каналом, объединяемых соединительными муфтами, и буровой коронки (см. патент DE 3400182 А1, МПК E02D 5/80 - прототип).
Общим недостатком известных конструкций является более низкая несущая способность.
Техническим результатом является увеличение несущей способности при изготовлении буроинъекционной конической сваи.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для изготовления буроинъекционной конической сваи, состоящем из последовательно соединенных штанг с центральным инъекционным каналом, объединяемых соединительными муфтами, и бурового устройства на конце нижней штанги, согласно изобретению буровое устройство выполнено в виде буровой головки, состоящей из раскрывающихся лопастей, шарнирно закрепленных на конце нижней штанги и имеющих винтовой профиль, а также отверстия для подачи рабочего раствора.
Новизна изобретения заключается в том, что изменена конструкция буровой головки буроинъекционной сваи. Буровая головка состоит из трех раскрывающихся при подъеме лопастей, через отверстия которых проходит рабочий раствор, размывающий грунт и заполняющий конусное уширение. Использование данной конструкции позволяет получить буроинъекционную сваю конической формы, обладающую большей несущей способностью по сравнению с цилиндрической.
По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружено подобного решения, что свидетельствует об изобретательском уровне заявки.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано бурение скважины через существующий фундамент здания и достижение проектной отметки буроинъекционной сваи; на фиг. 2 - формирование буроинъекционной конической сваи при смене первоначального направления поступательно-вращательного движения буровой головки; на фиг. 3 - изъятие буровой головки из скважины; на фиг. 4 показана конструкция буровой головки буроинъекционной конической сваи; на фиг. 5 - вид буровой головки сверху; на фиг. 6 - сечение А-А; на фиг. 7 - сечение Б-Б; на фиг. 8 - положение лопастей буровой головки при ее подъеме (вид сверху); на фиг. 9 - положение лопастей буровой головки при ее подъеме (вид сбоку).
Устройство для изготовления буроинъекционной конической сваи при усилении фундамента мелкого заложения 1 в скважине 2 содержит тягу из нескольких штанг 3, соединенных между собой соединительными муфтами 4. На нижней штанге 5 расположена съемная буровая головка 6. Она состоит из трех раскрывающихся буровых лопастей 7, внутри которых устроены отверстия 9 для прохождения рабочего раствора 8. Наружная поверхность лопастей 7 представляет собой винтовой профиль. Лопасти 7 шарнирно закреплены на нижней штанге 5 сваи. В нижней части нижней штанги 5 расположены лопасти 10, внутри которых устроены отверстия 11 для прохождения рабочего раствора 8. Рабочий раствор 8 подводится к буровой головке 6 через центральный инъекционный канал 12 в штангах 3 и 5.
Устройство буроинъекционной конической сваи выполняется в следующей последовательности:
На штангу 5 накручивают буровую головку 6 и посредством бурильной техники погружают в грунт. В процессе погружения сваю наращивают при помощи штанг 3, соединяя их соединительными муфтами 4. При достижении проектной отметки происходит смена направления вращения и подъем конструкции сваи с одновременной подачей под давлением 0,6-0,8 МПа рабочего раствора 8 через центральный инъекционный канал 12 и отверстия 9 в буровых лопастях 7. Подача раствора под давлением способствует уплотнению грунта в околосвайном пространстве, а также расширению диаметра сваи. По мере подъема конструкции сваи давление рабочего раствора постепенно (0,2-0,3 МПа/м) увеличивается до 1,2-1,6 МПа. При этом буровые лопасти 7 раскрываются под действием трения о грунт и выходящего под давлением рабочего раствора 8 из отверстий 9 буровых лопастей 7 и отверстий 11 лопастей 10 буровой головки 6, формируя буроинъекционную коническую сваю. Вышеуказанные значения давления подачи раствора принимаются в зависимости от грунтовых условий строительной площадки. При большем давлении подачи раствора возможно разрушение существующего фундамента.