(57) 1. Способ строительства свайного фундамента, включающий этапы, при которых
строят на грунте (2) фундаментную структуру (1), имеющую по меньшей мере одно сквозное отверстие (4);
вставляют металлическую сваю (3), содержащую колонну (9) и по меньшей мере одну нижнюю основную головку (10), в указанное отверстие (4) так, что основная головка (10) сваи (3) контактирует с грунтом (2);
статически прилагают по меньшей мере одну осевую нагрузку к свае (3) для заглубления сваи (3) в грунт (2); и
крепят заглубленную сваю (3) в осевом направлении к фундаментной структуре (1);
отличающийся тем, что поперечные размеры основной головки (10) превышают поперечные размеры отверстия (4) при заглублении основной головки (10) в грунт.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что основная головка (10) первоначально отсоединена от колонны (9) и при строительстве фундаментной структуры (1) ее размещают в контакте с грунтом (2) под фундаментной структурой и, по существу, соосно с отверстием (4), при этом колонну (9) вводят в зацепление с основной головкой (10), когда колонну (9) вставляют в отверстие (4).
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что поперечный размер основной головки (10) выполняют регулируемым и основную головку сжимают до поперечного размера, меньшего, чем поперечный размер отверстия (4), для прохода сквозь отверстие (4), а после этого расширяют до поперечного размера, превышающего поперечный размер отверстия (4) при контакте с грунтом 2.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что поперечный размер основной головки (10) регулируют посредством привода, создающего относительное скольжение между по меньшей мере двумя участками основной головки (10).
5. Способ по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что по меньшей мере один соединительный элемент (5) прикрепляют к фундаментной структуре (1) рядом с отверстием (4), причем статическую осевую нагрузку на сваю (3) для заглубления сваи (3) в грунт (2) прилагают с использованием фундаментной структуры (1) как реактивного элемента.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что к фундаментной структуре (1) у отверстия (4) добавляют соответствующий балласт, лежащий на фундаментной структуре (1).
7. Способ по одному из пп.1-6, отличающийся тем, что балласт физически отделен от фундаментной структуры (1) и не лежит на ней, при этом осевую нагрузку на сваю (3) для заглубления сваи (3) в грунт (2) прилагают, используя балласт как реактивный элемент.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что балласт содержит массу, лежащую на грунте.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что массу балласта временно закрепляют на грунте (2) посредством множества временных свай или болтов, временно внедренных в грунт (2).
10. Способ по п.8 или 9, отличающийся тем, что массу балласта устанавливают на подвижной структуре.
11. Способ по одному из пп.1-10, отличающийся тем, что осевую нагрузку прилагают посредством соответствующего толкающего устройства (21), содержащего по меньшей мере два гидравлических домкрата, расположенных на противоположных сторонах колонны (9); при этом подвижный выходной элемент каждого домкрата прикреплен к фиксированной горизонтальной плите, а корпуса двух гидравлических домкратов захватывают колонну (9) для зацепления с колонной (9) и для смещения колонны (9) вниз, когда выходные элементы домкратов выдвинуты из корпусов гидравлических домкратов; причем корпуса двух гидравлических домкратов захватывают колонну (9) посредством клиньев, которые стремятся сжать колонну (9), когда корпуса гидравлических домкратов опускаются.
12. Способ по одному из пп.1-11, отличающийся тем, что основная головка (10) содержит соединительный элемент (14) для зацепления с колонной (9) и крепления колонны (9) поперек основной головки (10); при этом колонна (9) определена цилиндрической трубой, имеющей внутренний канал (11); при этом соединительный элемент (14) определен цилиндрическим элементом, который зацеплен с нижней частью внутреннего канала (11).
13. Способ по одному из пп.1-12, отличающийся тем, что колонна (9) определена цилиндрической трубой, имеющей внутренний канал (11); при этом после завершения заглубления во внутренний канал (11) подают, по существу, пластичный первый цементный материал (32), определенный бетоном, подаваемым во внутренний канал (11).
14. Способ по одному из пп.1-13, отличающийся тем, что основная головка (10) по мере заглубления формирует в грунте (2) основной канал (28) большего поперечного размера, чем поперечный размер колонны (9), и в участок (30) основного канала (28), не занятый колонной (9), подают, по существу, пластичный второй цементный материал (31).
15. Способ по п.14, отличающийся тем, что нагнетательный канал (16) сформирован в фундаментной структуре (1) и имеет первый конец (18), выступающий из фундаментной структуры (1), и второй конец (19), заканчивающийся на грунте (2) рядом с отверстием (4) и на соответствующем участке основного канала (28); при этом по нагнетательному каналу (16) в основной канал (28) под давлением подают второй цементный материал (31).
16. Способ по п.15, отличающийся тем, что перед заглублением сваи (3) любую воду, имеющуюся под фундаментной структурой (1), откачивают через нагнетательный канал (16).
17. Способ по п.14, отличающийся тем, что второй цементный материал (31) под давлением нагнетают посредством нагнетательного канала (50), который определен по меньшей мере одной трубой (51), нижний конец которой расположен по меньшей мере у одного сквозного отверстия (52) в колонне (9).
18. Способ по п.17, отличающийся тем, что сквозное отверстие (52) в колонне (9) расположено рядом с основной головкой (10).
19. Способ по п.17 или 18, отличающийся тем, что второй цементный материал (31) нагнетают под давлением по нагнетательному каналу (50) во время заглубления сваи (3) множеством не одновременных шагов.
20. Способ по пп.17, 18 или 19, отличающийся тем, что второй цементный материал (31) нагнетают под давлением по нагнетательному каналу (50) после заглубления сваи (3).
21. Способ по одному из пп.17-20, отличающийся тем, что перед заглублением сваи (3) любую воду, имеющуюся под фундаментной структурой (1), откачивают через нагнетательный канал (50).
22. Способ по одному из пп.14-21, отличающийся тем, что отверстие (4) оснащают изнутри уплотнительным кольцом (15), которое взаимодействует с внешней цилиндрической поверхностью колонны (9), когда колонна (9) вставлена в отверстие (4).
23. Способ по одному из пп.14-22, отличающийся тем, что ко второму цементному материалу (31) добавляют по меньшей мере одну добавку для уменьшений потенциальной адгезии грунта (2) ко второму цементному материалу (31).
24. Способ по одному из пп.14-22, отличающийся тем, что ко второму цементному материалу (31) добавляют по меньшей мере одну гидрофобную добавку, чтобы сделать второй цементный материал (31) по существу водонепроницаемым еще до отверждения.
25. Способ по п.24, отличающийся тем, что при работе в водоносном пласте второй цементный материал (31) нагнетают под давлением, превышающим давление проточной воды.
26. Способ по одному из пп.1-25, отличающийся тем, что к фундаментной структуре (1) прикреплен по меньшей мере один соединительный элемент (5), расположенный рядом с отверстием (4); при этом свая (3) прикреплена в осевом направлении к фундаментной структуре (1) путем крепления к соединительному элементу (5) горизонтальной металлической плиты (33), установленной поверх сваи (3) для взаимодействия с верхним концом (22) сваи (3).
27. Способ по п.26, отличающийся тем, что между металлической плитой (33) и верхним концом (22) сваи (3) размещают тело из упругого материала.
28. Способ по любому из пп.1-27, отличающийся тем, что по меньшей мере один соединительный элемент (5) прикрепляют к фундаментной структуре (1) рядом с отверстием (4), при этом соединительный элемент (5) образован цилиндрической металлической обсадной трубой (5), которая обсаживает отверстие (4), имеет участок (7), выступающий вверх от фундаментной структуры (1), и прикреплена к фундаментной структуре (1).
29. Способ по п.28, отличающийся тем, что металлическую трубу (5) прикрепляют к фундаментной структуре (1) по меньшей мере одним металлическим кольцом (6), интегрально соединенным с фундаментной структурой (1).
30. Способ по п.29, отличающийся тем, что металлическую трубу (5) прикрепляют к фундаментной структуре (1) по меньшей мере двумя металлическими кольцами (6), соединенными интегрально с фундаментной структурой (1), при этом между фундаментной структурой (1) и грунтом (2) проложено изоляционное покрытие (48), которое прикреплено у отверстия (4) к металлической трубе (5) путем закладки свободной кромки изоляционного покрытия (48) между двумя кольцами (6) и пропускания сквозь изоляционное покрытие (48) множества винтов (49), каждый из которых привинчен к двум кольцам (6).
31. Способ по одному из пп.1-30, отличающийся тем, что колонну (9) выполняют из металла со множеством сегментов, которые могут быть идентичны или различны по форме и/или толщине и которые последовательно заглубляют сквозь соответствующее отверстие (4) и соединяют друг с другом для определения колонны (9).
32. Способ по одному из пп.1-31, отличающийся тем, что основная головка (10) содержит, по существу, круглую плоскую плиту (12), имеющую зазубренную внешнюю кромку (13).
33. Способ по одному из пп.1-32, отличающийся тем, что свая (3) содержит по меньшей мере одну заходную головку (34), расположенную соосно с основной головкой (10) и под основной головкой (10), которая имеет центральное отверстие (37); при этом заходная головка (34) содержит удлиненный корпус (36), который проходит вверх сквозь центральное отверстие (37) в основной головке (10) и зацепляется с нижним концом (38) колонны (9).
34. Способ по п.33, отличающийся тем, что основную головку 10 зацепляют с колонной (9) по меньшей мере через один участок (39) удлиненного корпуса (36) заходной головки (34).
35. Способ по п.34, отличающийся тем, что колонна (9) образована цилиндрической трубой, имеющей внутренний канал (11), при этом удлиненный корпус (36) заходной головки (34) образован цилиндрическим трубчатым корпусом (36), который вставлен во внутренний канал (11) и содержит кольцо (39), соединенное интегрально с внешней поверхностью трубчатого корпуса (36) и которое зацеплено с нижним концом (38) колонны (9) для крепления колонны (9) в осевом направлении к трубчатому корпусу (36); при этом основная головка (10), зацеплена с колонной (9) через кольцо (39).
36. Способ по одному из пп.33-35, отличающийся тем, что заходная головка (34) при заглублении формирует в грунте (2) заходной канал (40), поперечный размер которого превышает поперечный размер удлиненного корпуса (36), соединенного с заходной головкой (34); при этом одновременно с заглублением сваи (3) в участок заходного канала (40), не занятый удлиненным корпусом (36), подают, по существу, пластичный второй цементный материал (31).
37. Способ по п.36, отличающийся тем, что второй цементный материал (31) подают под давлением по нагнетательному каналу, который образован по меньшей мере одной трубой, имеющей нижний конец, расположенный у заходной головки (34).
38. Способ по п.37, отличающийся тем, что удлиненный корпус (36) является трубчатым телом, имеющим внутренний канал, в котором расположена труба, определяющая нагнетательный канал.
39. Способ по одному из пп.33-38, отличающийся тем, что заходную головку (34) прикрепляют к соответствующему удлиненному корпусу (36) посредством соединительного механизма для скольжения заходной головки (34) относительно удлиненного корпуса (36).
40. Способ по п.39, отличающийся тем, что соединительный механизм выполняют с возможностью дистанционного управления посредством привода.
41. Способ по п.39, отличающийся тем, что соединительный механизм допускает скольжение заходной головки (34) относительно удлиненного корпуса (36), когда сила, приложенная к заходной головке (34), превысит данное пороговое значение.
42. Способ по одному из пп.33-41, отличающийся тем, что свая (3) содержит множество заходных головок (34), расположенных соосно с основной головкой (10) и под основной головкой (10), и которые формируют в грунте (2) заходной канал (40), определяющий «заход», через который заглубляется основная головка (10), при этом поперечные размеры заходных головок (34) увеличиваются, чтобы постепенно увеличивать поперечные размеры заходного канала (40).
43. Способ по одному из пп.33-42, отличающийся тем, что нижнюю часть, по меньшей мере, нижней заходной головки (34) заостряют.
44. Способ по п.43, отличающийся тем, что наклон заостренного конца нижней заходной головки (34) выполняют регулируемым при заглублении сваи (3) как функцию от характеристик грунта (2).
45. Способ по одному из пп.43 и 44, отличающийся тем, что нижнюю заходную головку (34) вращают с данной частотой вокруг ее центральной оси симметрии.
46. Способ по п.45, отличающийся тем, что нижняя заходная головка (34) содержит множество спиральных канавок для ввинчивания нижней заходной головки (34) в грунт (2).
47. Способ по одному из пп.33-46, отличающийся тем, что поперечный размер заходной головки (34) регулируют во время заглубления сваи (3).
48. Способ по п.47, отличающийся тем, что поперечный размер заходной головки (34) регулируют посредством привода, создающего относительное скольжение по меньшей мере между двумя участками заходной головки (34).
49. Способ по одному из пп.1-48, отличающийся тем, что основную головку выполняют заостренной.
50. Способ по п.49, отличающийся тем, что наклон заостренного конца основной головки (10) выполняют с возможностью регулирования при заглублении сваи (3) как функции характеристик грунта (2).
51. Способ по п.50, отличающийся тем, что наклон заостренного конца основной головки (10) изменяют по меньшей мере между двумя отдельными конфигурациями так, чтобы подстраиваться при заглублении сваи (3) к характеристикам грунта (2).
52. Способ по пп.49, 50 или 51, отличающийся тем, что основную головку (10) вращают с данной частотой вокруг ее центральной оси симметрии.
53. Способ по п.52, отличающийся тем, что основная головка (10) содержит множество спиральных канавок для ввинчивания основной головки (10) в грунт (2).
54. Способ по одному из пп.1-53, отличающийся тем, что рядом с отверстием (4) размещают металлическую плиту, имеющую центральное отверстие, соответствующее отверстию (4) и соединенную с фундаментной структурой (1) множеством винтов.
55. Способ по одному из пп.1-54, отличающийся тем, что перед креплением сваи (3) в осевом направлении к фундаментной структуре (1) сваю (3) предварительно нагружают направленным вниз осевым усилием данной интенсивности.
56. Способ по одному из пп.1-55, отличающийся тем, что при заглублении сваи (3) колонну (9) сваи (3) вращают вокруг ее вертикальной оси симметрии.
57. Способ по одному из пп.1-56, отличающийся тем, что перед заглублением сваи (3) формируют предварительный канал (45) соосно с основной головкой (10).
58. Способ по п.57, отличающийся тем, что предварительный канал (45) имеет поперечные размеры, немного превышающие поперечные размеры основной головки (10), и внутренние стенки предварительного канала (45) покрывают обсадной колонной (48) из листового металла.
59. Способ по одному из пп.57 или 58, отличающийся тем, что предварительный канал (45) заполняют материалом (46) малой прочности.
60. Способ по одному из пп.1-58, отличающийся тем, что поперечный размер основной головки (10) регулируют при заглублении сваи (3).
61. Способ по п.60, отличающийся тем, что поперечный размер основной головки (10) регулируют посредством привода, создающего относительное скольжение по меньшей мере между двумя участками основной головки (10).
62. Способ по одному из пп.60 или 61, отличающийся тем, что основная головка (10), по мере заглубления, формирует в грунте 2 основной канал (28), поперечные размеры которого превышают поперечные размеры колонны (9); при этом одновременно с заглублением сваи (3) в участок (30) основного канала (28), не занятый колонной (9), закачивают по существу пластичный второй цементный материал (31); при этом возможность регулировки поперечного размера основной головки (10) во время заглубления основной головки (10) в грунт (2) используют для увеличения поперечного размера основного канала (28) в концевом участке основного канала (28) для формирования утолщения с относительно большими поперечными размерами у нижнего концевого участка сваи (3).
63. Способ по п.62, отличающийся тем, что поперечный размер концевого участка сваи (3) увеличивают, вытягивая основную головку (10) вверх для деформирования концевого участка колонны (9).
64. Способ по одному из пп.1-63, отличающийся тем, что перед установкой колонны (9) в соответствующее отверстие (4) в отверстие (4) вставляют удлиненный элемент (53) так, чтобы удлиненный элемент (53) был обращен к сквозному пазу (54), выполненному в основной головке (10) и имеющему форму и размеры, обеспечивающие возможность прохода удлиненного элемента (53); при этом поверх удлиненного элемента (53) устанавливают плиту (55), имеющую поперечные размеры, по меньшей мере, равные поперечному размеру колонны (9) и, когда колонна (9) вставлена внутрь отверстия (4), нижний конец колонны (9) опирается на верхнюю поверхность плиты (55) для толкания удлиненного элемента (53) вниз и приведения плиты (55) в контакт с основной головкой (10); при этом когда плита (55) ложится на верхний конец основной головки (10), направленное вниз осевое усилие, приложенное к колонне (9), передается и на основную головку (10), и на удлиненный элемент (53) так, что и основная головка (10) и удлиненный элемент (53) совместно погружаются в грунт (2).
65. Способ по одному из пп.1-64, отличающийся тем, что основную головку (10) прикрепляют к колонне (9) посредством соединительного механизма, позволяющего основной головке (10) скользить относительно колонны (9).
66. Способ по п.65, отличающийся тем, что соединительным механизмом управляют дистанционно посредством привода.
67. Способ по п.66, отличающийся тем, что соединительный механизм разрешает скольжение основной головки (10) относительно колонны (9), когда сила, приложенная к основной головке (10), превышает данную пороговую величину.
68. Способ по одному из пп.1-67, отличающийся тем, что колонна (9) сваи (3) имеет разную толщину и/или форму вдоль продольной оси сваи (3); при этом колонна (9) выполнена из металла и содержит множество сегментов, которые последовательно заглубляют через соответствующее отверстие (4) и соединяют друг с другом для определения колонны (9); при этом составляющие сегменты колонны (9) имеют разную форму и/или толщину.
69. Способ по одному из пп.1-67, отличающийся тем, что свая (3) содержит рубашку из цементного материала (31), окружающую колонну (9), при этом поперечный размер рубашки из цементного материала (31) сваи (3) различен вдоль продольной оси сваи (3).
70. Способ по п.69, отличающийся тем, что разницу в поперечном размере рубашки цементного материала (31) получают путем регулирования поперечного размера основной головки (10) при заглублении основной головки (10).
71. Способ по п.69, отличающийся тем, что разницу в поперечном размере рубашки цементного материала (31) получают путем дифференциального нагнетания цементного материала (31) сквозь по меньшей мере одно сквозное отверстие (52), выполненное в колонне (9).
72. Способ по одному из пп.1-71, отличающийся тем, что включает этапы, при которых заглубляют по меньшей мере одну вспомогательную сваю в грунт (2) при строительстве фундаментной структуры (1) и извлекают вспомогательную сваю по окончании строительства фундаментной структуры (1), при этом для извлечения вспомогательной сваи к этой вспомогательной свае прилагают статическое вытягивающее усилие, генерируемое вытягивающим устройством, механически соединенным одним концом с верхним концом вспомогательной сваи и лежащим другим концом на фундаментной структуре (1), работающей как реактивный элемент.
| 
