СВАЯ Российский патент 1997 года по МПК E02D5/30 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в конструкциях свайных фундаментов зданий, сооружений, работающих на горизонтальную нагрузку, а также в качестве составных элементов возводимых в грунте подземных сооружений, их стен, возводимых методом "стена в грунте", элементов подпорных конструкций, причалов и тому подобных сооружений, ограждений котлованов, траншей при возведении заглубленной в грунт части сооружений или реконструкций и усиления подобных сооружений.

Известна свая, работающая на постоянно направленные изгибные нагрузки, включающая железобетонный ствол с продольной полостью, размещенной в растянутой зоне ствола [1]
Такая конструкция позволяет рационально использовать свойства бетона и арматуры и позволяет сократить расход арматуры свай, предназначенных для использования в конструкциях подпорных стен, фундаментов под эстакады и арочные сооружения, противооползневых сооружений. Однако эта конструкция требует дополнительных конструктивных мероприятий для использования при возведении подземных сооружений или заглубленных в грунт частей зданий, сооружений, связанных с использованием метода "стена в грунте", или необходимостью вскрытия котлована для последующего возведения конструкций подземной части.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является свая, имеющая многогранный железобетонный ствол с наружным накладным продольным металлическим элементом по патенту [2]
В этой конструкции накладной элемент выполнен в виде уголков, расположенных по углам ствола. Наличие такого элемента повышает несущую способность сваи на вертикальную нагрузку. Однако такая конструкция не способствует повышение несущей способности сваи на горизонтальную нагрузку, а при использовании сваи в качестве составного элемента подземной части конструкций, возводимых с использованием разрабатываемого в грунте котлована, т.е. в качестве элементов ограждения, возводимых в грунте подземных или частично заглубленных в грунт сооружений требуется проведение дополнительных мероприятий для создания непрерывного ограждения, создающего непрерывный гидроизоляционный экран и одновременно позволяющий обеспечить передачу как вертикальных, так и горизонтальных нагрузок.

Задачей настоящего изобретения является повышение экономичности конструкции сваи, воспринимающей наряду со сжимающей силой значительный изгибающий момент, при одновременном повышении ее эксплуатационных качеств.

Поставленная задача решается за счет того, что в свае, имеющей многогранный железобетонный ствол с наружным накладным продольным металлическим элементом, накладной продольный металлический элемент выполнен в виде листа, расположенного на одной из граней ствола и имеющего, по крайней мере, на верхней части длины ствола ширину, превышающую ширину этой грани ствола с образованием относительно ограничивающих эту грань ребер равновеликих, продольных, консольных свесов, причем накладной элемент выполнен длиной, превышающей длину ствола с образованием относительно нижнего его торца поперечного консольного свеса, причем ствол снабжен параллельным поперечному консольному свесу закладным металлическим элементом, расположенным на нижнем торце ствола у его грани, удаленной от поперечного консольного свеса и выступающим за пределы нижнего торца ствола. При этом наружные кромки продольных свесов накладного металлического элемента и, по крайней мере, часть продольных ребер ствола, удаленных от грани, на которой расположен накладной элемент, могут быть размещены в плане на одной окружности, причем остальные продольные ребра ствола размещены внутри зоны, ограниченной этой окружностью; ствол может быть выполнен с центральной сквозной полостью; по крайней мере, грани ствола, смежные с гранью, на которой расположен накладной металлический элемент, могут быть выполнены с продольными пазами ломаного или криволинейного очертания; свая может быть снабжена расположенными под нижним торцом ствола металлическими элементами в виде вертикальных стержней или полос, прикрепленных соответственно к поперечному консольному свесу накладного металлического элемента и закладному металлическому элементу.

На фиг. 1 изображена свая, вид сбоку; на фиг. 2 то же, вид по А-А на фиг 1; на фиг. 3 сечение сваи, вариант выполнения ствола трапециевидного сечения; на фиг. 4 то же, вариант выполнения ствола прямоугольного сечения с пазами на части граней.

Свая включает многогранный железобетонный ствол 1, на одной из граней 2 которого расположен накладной продольный металлический элемент в виде листа 3. Лист 3, по крайней мере, на верхней части длины имеет ширину, превышающую ширину грани ствола, на которой он расположен, вследствие чего образуются продольные равновеликие, относительно ребер 4, ограничивающих грань 2, консольные свесы 5.

Накладной элемент в виде листа 3 выполнен длиной, превышающей длину ствола 1 с образованием относительно нижнего его торца 6 поперечного консольного свеса 7, а ствол снабжен закладным металлическим элементом 8, расположенным параллельно поперечному консольному свесу 7 на нижнем торце 6 ствола 1 у его грани 9, удаленной от поперечного консольного свеса 7. Наружные кромки 10 продольных свесов 5 листа 3 и, по крайней мере, часть продольных ребер 11 ствола, удаленных от грани 2, на которой расположен лист 3, могут быть размещены в плане на одной окружности, причем остальные продольные ребра 12 размещены внутри зоны, ограниченной этой окружностью.

Ствол 1 может быть выполнен с центральной сквозной полостью 13. По крайней мере, грани 14 ствола 1, смежные с гранью 2, на которой расположен накладной лист 3, могут быть выполнены с продольными ломаными или криволинейными пазами 15. Свая может быть снабжена расположенными под нижним торцом 6 металлическими элементами 16 в виде полос или стержней, прикрепленных соответственно к поперечному консольному свесу 7 и закладному металлическому элементу 8.

Сваю возводят следующим образом.

В грунте образуют, преимущественно бурением, скважину 17, в которой устанавливают и закрепляют ствол 1, имеющий накладной лист 3 и при необходимости металлический закладной элемент 8. Скважину могут выполнять глубиной равной или большей длины ствола. Для удержания стенок скважин от обрушения при необходимости может быть использован тиксотропный раствор или извлекаемая обсадная труба. Скважину заполняют твердеющим материалом до установки ствола или после установки через полость 13. Вид твердеющих материалов определяется грунтовыми условиями и условиями работы самой конструкции, ее назначением и требуемой величиной несущей способности. Околоствольное пространство скважины заполняют до расчетного уровня, определяемого условиями работ сваи, причем в качестве материала заполнения возможно использование строительного раствора, а также других твердеющих материалов, в том числе набухающих при твердении, например бетона на расширяющемся цементе.

Заявляемая конструкция проста в изготовлении, надежна и позволяет при одновременном повышении несущей способности значительно упростить производство работ по дальнейшей гидроизоляции сооружения.

Изобретение относится к области строительства и касается конструкции сваи, предназначенной для работы на горизонтальные нагрузки. Свая включает многогранный железобетонный ствол, на одной из граней которого расположен накладной металлический элемент в виде листа, имеющего, по крайней мере, на верхней части длины ширину, превышающую ширину этой грани ствола с образованием относительно ограничивающих эту грань ребер равновеликих, продольных, консольных свесов. Накладной элемент может быть выполнен длиной, превышающей длину ствола с образованием относительно нижнего его торца, поперечного консольного свеса, причем ствол снабжен закладным металлическим элементом, расположенным параллельно поперечному консольному свесу на нижнем торце ствола у его грани, удаленной от поперечного консольного свеса. Наружные кромки продольных свесов накладного листа и, по крайней мере, часть продольных ребер ствола, удаленных от грани, на которой расположен накладной лист, могут быть размещены в плане на одной окружности, а остальные продольные ребра ствола размещены внутри зоны, ограниченной этой окружностью. Ствол может иметь центральную сквозную полость. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Свая, имеющая многогранный железобетонный ствол с наружным накладным продольным металлическим элементом, отличающаяся тем, что накладной продольный металлический элемент выполнен в виде листа, расположенного на одной из граней ствола и имеющего по крайней мере на верхней части длины ствола ширину, превышающую ширину этой грани ствола, с образованием относительно ограничивающих эту грань ребер равновеликих продольных консольных свесов, причем накладной элемент выполнен длиной, превышающей длину ствола с образованием относительно нижнего его торца поперечного консольного свеса, причем ствол снабжен параллельным поперечному консольному свесу закладным металлическим элементом, расположенным на нижнем торце ствола у его грани, удаленной от поперечного консольного свеса и выступающим за пределы нижнего торца ствола. 2. Свая по п. 1, отличающаяся тем, что наружные кромки продольных свесов накладного металлического элемента и по крайней мере часть продольных ребер ствола, удаленных от грани, на которой расположен накладной элемент, размещены в плане на одной окружности, причем остальные продольные ребра ствола размещены внутри зоны, ограниченной этой окружностью. 3. Свая по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что ствол выполнен с центральной сквозной полостью. 4. Свая по пп. 1 3, отличающаяся тем, что по крайней мере грани ствола, смежные с гранью, на которой расположен накладной металлический элемент, выполнены с продольными пазами криволинейного или ломаного очертания. 5. Свая по пп. 1 4, отличающаяся тем, что она снабжена расположенными под нижним торцом ствола металлическими элементами в виде вертикальных стержней или полос, прикрепленных соответственно к поперечному консольному свесу накладного металлического элемента и закладному металлическому элементу.