Спосіб зведення пальової опори

Реферат: Спосіб зведення пальової опори, що включає занурення в ґрунтову основу зовнішньої трубчастої палі та однієї або декількох внутрішніх паль (сердечника), розташованих в межах порожнини зовнішньої трубчастої палі. Для збільшення глибини занурення та/або застосування менш потужного обладнання занурення зовнішньої палі і внутрішнього сердечника здійснюють поперемінно покроково, чергуючи кроки занурення зовнішньої палі та сердечника, причому починають зведення пальових опор зануренням сердечника, а завершують - зануренням зовнішньої палі. UA 108018 C2 (12) UA 108018 C2 UA 108018 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Галуззю застосування винаходу є будівництво. Пропонований винахід може застосовуватися при зведенні споруд на палях-оболонках в складних для занурення паль інженерно-геологічних умовах або за відсутності можливості використання палебійного обладнання достатньої для занурення паль потужності. Відомий спосіб зведення палі-оболонки із застосуванням будь-якого із традиційних методів занурення трубчастих паль: забиванням, віброзануренням або вдавлюванням [1]. При використанні будь-якого методу необхідно подолати опір ґрунту під вістрям палі, тертя по зовнішній поверхні палі-оболонки, тертя по внутрішній поверхні палі-оболонки. В останньому випадку характерним є утворення в зоні вістря (за рахунок розвитку сил тертя по внутрішній поверхні палі-оболонки та в ґрунті в порожнині палі) так званої "ґрунтової пробки", що суттєво ускладнює (або робить неможливим) занурення палі в ґрунт. У цій ситуації, оскільки ґрунт під нижнім кінцем палі-оболонки опирається зануренню не по площі кільця, а по площі кола, доводиться прикладати до палі більш суттєві навантаження, тобто застосовувати устаткування для занурення паль більшої потужності, ніж при відсутності "ґрунтової пробки". Наслідком цього способу (крім додаткових матеріальних витрат на залучення устаткування підвищеної потужності і збільшення витрат палива) є екологічні проблеми, викликані підвищеним викидом вихлопних газів при роботі енергоблоків палебійного обладнання. При цьому також підвищуються рівні вібрації (при використанні віброзанурювачів) або динамічних впливів (при роботі молотів ударної дії). Найближчим аналогом пропонованого винаходу є спосіб зведення палі з використанням сердечника, коли після занурення зовнішньої трубчастої палі на проектну глибину в порожнину зовнішньої палі занурюють одну або декілька внутрішніх паль-сердечників, що підвищує несучу здатність комбінованої палі за рахунок ущільнення ґрунту усередині зовнішньої палі [2]. Недоліком цього способу є те, що він не вирішує проблеми занурення зовнішньої трубчастої палі на проектну глибину в розглянутому випадку утворення "ґрунтової пробки" в порожнині палі. В основу винаходу поставлена задача створення способу зведення пальових опор, в якому завдяки застосованій послідовності операцій забезпечується більш ефективне подолання опору ґрунту в порожнині палі-оболонки та запобігається утворення "ґрунтової пробки". За рахунок цього може бути збільшена глибина занурення палі та/або застосоване менш потужне (і відповідно, менш коштовне) палебійне обладнання, а також зменшене екологічне навантаження на навколишнє середовище в районі будмайданчика. Поставлена задача вирішується тим, що в способі зведення пальової опори, що включає занурення в ґрунтову основу зовнішньої трубчастої палі та однієї або декількох внутрішніх паль (сердечника), розташованих в межах порожнини зовнішньої трубчастої палі, згідно з винаходом, занурення зовнішньої палі і внутрішнього сердечника здійснюють поперемінно покроково, чергуючи кроки занурення зовнішньої палі і сердечника, причому починають зведення пальових опор зануренням сердечника, а завершують - зануренням зовнішньої палі. По закінченні занурення зовнішньої палі внутрішні палі-сердечники витягують з ґрунту і видаляють або зовнішню палю і сердечник жорстко з'єднують в надґрунтовій частині. Таким чином, в процесі зведення палі випереджаюче занурення сердечника (однієї або декількох внутрішніх паль) перешкоджає утворенню "ґрунтової пробки" всередині зовнішньої трубчастої палі та забезпечує можливість досягнення необхідної глибини занурення зовнішньої палі. У свою чергу, занурення зовнішньої трубчастої палі полегшує занурення сердечника, оскільки знижує тертя ґрунту по зовнішній бічній поверхні сердечника. На кресленні показаний пропонований спосіб зведення пальової опори. Ґрунт основи, у якому передбачається реалізація запропонованого способу, повинен дозволяти занурення паль традиційним палебійним обладнанням (тобто це піщаний, суглинковий та глинистий ґрунти) без використання додаткових ускладнюючих технологій (наприклад, підмиву ґрунту під тиском, розбурювання міцних порід та ін.). Технологічний процес починається зануренням палі-сердечника 1 (кресл., а). Палясердечник може бути традиційної конструкції, наприклад, у вигляді сталевої труби з зовнішнім діаметром у діапазоні 320-1020 мм та товщиною стінки 8-12 мм або призматичної залізобетонної з перерізом 40×40 або 45×45 см. Очевидно, що максимальний поперечний розмір сердечника повинен бути меншим, ніж внутрішній діаметр зовнішньої палі. Глибина занурення сердечника на цьому етапі визначається співвідношенням параметрів палісердечника (площа вістря, площа бічної поверхні), властивостей ґрунтової основи та потужності застосовуваного устаткування. Потім на палю-сердечник 1 надягають зовнішню трубчасту палю 2 більшого внутрішнього діаметра, ніж зовнішній поперечний розмір сердечника (це може бути сталева труба із зовнішнім діаметром у діапазоні значень 420-1220 мм та товщиною стінки 11 1 UA 108018 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 14 мм), яку занурюють уздовж сердечника (кресл., б); Глибина занурення трубчастої палі на цьому етапі визначається співвідношенням її параметрів (площа кільцевого перерізу нижнього кінця, площа бічної поверхні), властивостей ґрунтової основи та потужності застосовуваного устаткування. Подальші етапи (кресл., в, г, д і аналогічно) повторюють поперемінно покроково, чергуючи кроки занурення зовнішньої палі та сердечника, поки не досягнуть проектної глибини занурення трубчастої палі. На завершальному етапі (фіг. 1, e) сердечник витягують з ґрунту та видаляють. При необхідності сердечник може бути залишений для підвищення несучої здатності/міцності зовнішньої палі, тоді по закінченні занурення зовнішньої палі її жорстко з'єднують з сердечником у надґрунтовій частині пальової опори. Пропонований спосіб зведення пальової опори може бути реалізований із застосуванням будь-якого виду обладнання, що використовується для занурення паль. Наприклад, можуть бути застосовані: - молоти ударної дії (гідравлічні або дизельні) з енергією удару по палі до 200-400 кНм, масою ударної частини до 15-25 т таких розповсюджених марок, як, наприклад, S-90/S-120 (виробник ІНС Hydrohammer bv) або CG185/CG300 (виробник BSP International Foundation) - гідравлічні віброзанурювачі нормальної частоти з ексцентриковим моментом до 40-50 кгм та відцентровою силою до 1200-2000 кН таких розповсюджених марок як, наприклад, ICE 815C/1412C (виробник International Construction Equipment bv) або HF/HFBV (виробник ThyssenKrupp GfT/Müller) - гідравлічні палевдавлювальні машини, розвиваючі зусилля до 8 МН таких розповсюджених марок, як, наприклад, Giken, RTG, Fundex, Starke та ін. Найбільш швидкий варіант запропонованої технології зведення пальової опори може бути забезпечений при роботі тандему: паля-сердечник занурюється молотом ударної дії (гідравлічним або дизельним) або віброзанурювачем (вплив здійснюється на верхній кінець палі), а трубчаста паля занурюється удавлюванням (гідравлічний пристрій із захопленням бічній поверхні труби). У цьому випадку обидва пристрої (один - для занурення сердечника, інший для занурення труби) працюють незалежно; також можлива їх одночасна робота (з випереджаючим зануренням сердечника). Що стосується вилучення палі-сердечника на останньому етапі технологічного процесу, то для цього може бути також застосоване звичайне палебійне обладнання, яке використовують як для занурення, так і витягування паль. Вилучений сердечник може бути використаний при зведенні інших паль у аналогічний спосіб. До переваг запропонованого способу зведення палі можна віднести наступне. залежно від габаритів зовнішньої палі, необхідної глибини її занурення і властивостей ґрунтової основи уявляється можливим, варіюючи крок глибини занурення внутрішніх і зовнішніх паль, а також кількість розміри внутрішніх паль-сердечників, забезпечити: - досягнення значної глибини занурення зовнішньої трубчастої палі, чого не можна досягти при використанні відомих способів - використовувати менш потужне устаткування для занурення палі (відповідно знижувати витрати енергії при зануренні паль зменшувати екологічне навантаження на навколишнє середовище при виробництві робіт), оскільки не треба долати тертя усередині трубчастої палі (не утворюється "ґрунтова пробка") - при необхідності палі-сердечники, витягнуті після закінченню занурення зовнішньої трубчастої палі, можуть бути повторно (неодноразово) використані при зануренні інших трубчастих паль. Крім того, даний підхід може бути застосований при реконструкції та посиленні існуючих пальових споруд. У цьому випадку існуючі пальові опори використовуються як вже занурені сердечники для влаштування нових, більш потужних та довгих паль з труб. Останні занурюють, надівши на існуючі палі. Таким чином, можливість влаштування більш довгої, тобто занурюваної на велику глибину в ґрунтову основу, трубчастої палі забезпечується за рахунок того, що наявна всередині не існуюча паля (яку можна розглядати як сердечник) значно знижує сили тертя ґрунту по внутрішній поверхні трубчастої палі та перешкоджає утворенню "ґрунтової пробки". Відповідно кількість кроків занурення зменшується до одного, тобто палю-оболонку відразу занурюють уздовж розміщеної в її порожнині вже існуючої внутрішньої палі до проектної глибини. Джерела інформації: 1. Інженерна геологія. Механіка ґрунтів, основи та фундаменти / М.Л. Зоценко, В.І. Коваленко, А.В. Яковлєв [та ін.]. - Полтава, 2004. - С. 360-368. 2. Булатов Г.Я., Костюкова А.Ю. Технология возведения фундаментов - "свая в трубе" // Инженерно-строительный журнал. - 2008. - № 1. - С. 33-37. 60 2 UA 108018 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 1. Спосіб зведення пальової опори, що включає занурення в ґрунтову основу зовнішньої трубчастої палі та однієї або декількох внутрішніх паль (сердечника), розташованих в межах порожнини зовнішньої трубчастої палі, який відрізняється тим, що занурення зовнішньої палі і внутрішнього сердечника здійснюють поперемінно покроково, чергуючи кроки занурення зовнішньої палі та сердечника, причому починають зведення пальових опор зануренням сердечника, а завершують - зануренням зовнішньої палі. 2. Спосіб зведення пальової опори за п. 1, який відрізняється тим, що по закінченні занурення зовнішньої палі внутрішні палі-сердечники витягують з ґрунту і видаляють. 3. Спосіб зведення пальової опори за п. 1, який відрізняється тим, що по закінченні занурення зовнішньої палі і сердечника їх жорстко з'єднують в надґрунтовій частині. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3