СВАЯ-ОБОЛОЧКА С ЗАДАННОЙ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТЬЮ Российский патент 2010 года по МПК E02D5/38 

Описание патента на изобретение RU2400597C2

Область техники (использование): в области строительства, в частности - при строительстве мостов, мостовых переходов, портовых гидротехнических, оградительных и берегоукрепительных сооружений свайного типа, а также свайные конструкции для ледостойких сооружений морских нефтепромыслов.

Уровень техники (аналоги и прототип):

Известна железобетонная свая-оболочка /1/, состоящая из нескольких секций длиной 6-8 метров, соединяемых по мере погружения с помощью болтовых стыков.

Известна также металлическая свая-оболочка /2/, состоящая из нескольких секций длиной до 12 метров, соединяемых по мере погружения с помощью электросварных стыков.

Однако вышеуказанные сваи-оболочки при погружении не могут формировать уплотненную зону грунта под острием, теряя при этом, в зависимости от грунтовых условий, до 60-80% несущей способности.

Сущность изобретения.

Свая-оболочка с заданной несущей способностью содержит во внутренней полости диафрагму в виде усеченного конуса, закрепленную на расчетной длине, считая от острия сваи. Диафрагма должна быть ориентирована конусом в сторону головы сваи, причем усеченная часть конуса должна быть открыта для свободного выхода при погружении воздуха или воды.

Причем длина сваи от острия до диафрагмы зависит от начальной плотности грунта и учитывает увеличение плотности грунта, находящегося в полости в процессе погружения сваи-оболочки на проектную отметку.

Технический результат.

Значительное увеличение несущей способности за счет формирования уплотненной зоны грунта у острия сваи-оболочки и учет расчетного сопротивления по грунту по площади сечения - брутто.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является свая-оболочка, включающая полый сборный из металлических или железобетонных секций ствол.

Недостатком свай-оболочек является в отсутствие в уровне ее острия уплотненной зоны грунта, а несущая способность по острию значительно снижена, так как расчетное сопротивление по грунту учитывается только по площади сечения - нетто /2/.

Задачей, на решение которой направлено техническое решение, является значительное увеличение несущей способности сваи-оболочки за счет устройства в ее полости диафрагмы.

Технический результат, который достигается при решении поставленной задачи, выражается в том, что при погружении сваи-оболочки грунт между диафрагмой и острием начинает уплотняться. Увеличение плотности грунта внутри полости вызовет формирование уплотненной зоны грунта у ее острия, чего не было у сваи-оболочки без диафрагмы.

Сопоставительный анализ существенных признаков предлагаемого технического решения с существенными признаками аналога и прототипа свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».

При этом отличительные признаки формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.

Признак «… внутри полости устроена диафрагма … позволяет грунту, размещенный во внутренней полости сваи-оболочки, менять свою структуру. При погружении сваи-оболочки грунт сжимается между диафрагмой и острием, тем самым автоматически сначала создает грунтовую пробку внутри оболочки, а затем уплотненную зону грунта в уровне острия».

Конструктивное выполнение.

На фиг.1 приведено техническое решение сваи-оболочки. Свая-оболочка состоит из двух секций (1, 2), в области соединения которых установлена диафрагма (3).

Работа сваи-оболочки.

Свая-оболочка работает с окружающим грунтом основания следующим образом.

Свая-оболочка, фиг.2, снабженная диафрагмой (3), при погружении свободно проходит через толщу воды (9). Воздушная пробка между диафрагмой и водной поверхностью не образуется по причине открытой верхней части усеченного конуса диафрагмы. При этом свая-оболочка работает с грунтом основания (10) только внутренней и внешней боковой поверхностями и площадью острия (нетто).

При дальнейшем погружении сваи-оболочки, фиг.1, вся вода, расположенная между диафрагмой и поверхностью грунта, свободно переливается через отверстие в верхней части усеченного конуса до момента касания всей площади поверхности диафрагмы с грунтом основания.

В процессе дальнейшего погружения сваи-оболочки грунт под нижней поверхностью диафрагмы начнет уплотняться, формируя внутри оболочки плотное ядро (4), от поверхности которого по плоскостям скольжения (6) грунтовая масса также уплотнится, тем самым формируя грунтовую пробку и плотное ядро (5) у острия сваи-оболочки. При дальнейшем погружении сваи грунт, находящийся в области острия начинает двигаться по плоскостям скольжения (7), формируя объемную уплотненную зону грунта (8). С формированием уплотненной зоны грунта у острия дальнейшее погружение сваи-оболочки станет невозможным из-за быстрого нарастания сопротивления уплотненного грунта по острию.

В этом случае несущая способность сваи-оболочки, фиг.1, будет состоять из двух составляющих - несущей способности по острию с площадью поперечного сечения (брутто) и по боковой поверхности. При этом обеспечивается повышенная, на 40-60%, несущая способность.

Экономия материала и трудозатрат составит не менее 50%.

1. Сваи в гидротехническом строительстве. В.Г.Федоровский, С.Н.Левачев, С.В.Курилло, Ю.М.Колесников, Учебное пособие. - М., Издательство АСВ, с.18 (прототип).

2. Руководство по проектированию свайных фундаментов. НИИОСП им. Н.М.Герсеванова. Госстроя СССР, Москва, Стройиздат, 1980, с.117.

Похожие патенты RU2400597C2

название год авторы номер документа
Сейсмостойкая свая-оболочка высокой несущей способности 2016
  • Ковалевский Алексей Алексеевич
RU2740391C2
СПОСОБ УСТАНОВКИ СВАИ В ВЕЧНОМЕРЗЛЫЙ ГРУНТ 1991
  • Ковалевский Алексей Алексеевич
RU2045625C1
Способ определения несущей способности свай 1989
  • Пойзнер Михаил Борисович
  • Дубровский Михаил Павлович
  • Бич Геннадий Макарович
  • Михайлов Алексей Андреевич
SU1645343A1
Свая 1980
  • Аристархов Владимир Владимирович
  • Долинский Артур Александрович
  • Кулешов Сергей Сергеевич
  • Бурин Николай Иванович
  • Наймарк Олег Самуилович
  • Пара Виктор Иванович
SU905372A1
МОРСКАЯ ЛЕДОСТОЙКАЯ ПЛАТФОРМА 1999
  • Суслин Д.Л.
RU2166023C2
СВАЯ И СПОСОБ ЕЕ ВОЗВЕДЕНИЯ 2012
  • Токарев Алексей Александрович
  • Веселов Александр Васильевич
  • Пермяков Михаил Борисович
RU2499100C1
Шпунтовая стенка 2018
  • Сорокин Александр Михайлович
  • Корченкин Владимир Гурьевич
RU2708155C1
Способ строительства военно-морской базы на открытом участке воды 2022
  • Добрышкин Евгений Олегович
  • Курашев Никита Владимирович
  • Васильев Анатолий Аркадьевич
  • Яковлев Алексей Владимирович
  • Борисова Дарья Владимировна
RU2797792C1
ОБОЛОЧКА БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА С ОПОРНЫМ КОЛЬЦОМ 2011
  • Цимбельман Никита Яковлевич
  • Беккер Александр Тевьевич
  • Храмцов Денис Александрович
RU2463408C1
СПОСОБ УСТРОЙСТВА ЗАБИВНОЙ СВАИ 2014
  • Крутов Владимир Иванович
  • Ковалёв Александр Семёнович
  • Ковалёв Владимир Александрович
RU2601630C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 400 597 C2

Реферат патента 2010 года СВАЯ-ОБОЛОЧКА С ЗАДАННОЙ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТЬЮ

Изобретение относится к строительству, в частности строительству мостов, мостовых переходов, портовых гидротехнических, оградительных и берегоукрепительных сооружений свайного типа, а также свайных конструкций для ледостойких сооружений морских нефтепромыслов. Свая-оболочка выполнена из пустотелых металлических или железобетонных цилиндров, собранных с помощью электросварки или болтовых соединений. Для увеличения несущей способности и улучшения технологических возможностей во внутренней полости сваи установлена диафрагма, обеспечивающая формирование уплотненной зоны грунта под острием, регулирующая глубину ее погружения и заданную несущую способность. Диафрагма выполнена в виде усеченного конуса, ориентированного в сторону головы сваи и с отверстием в верхней его части. Технический результат состоит в увеличении несущей способности, снижении материалоемкости и трудозатрат. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 400 597 C2

Свая-оболочка из пустотелых металлических или железобетонных цилиндров, собранных с помощью электросварки или болтовых соединений, отличающаяся тем, что для увеличения несущей способности и улучшения технологических возможностей во внутренней полости сваи установлена диафрагма, обеспечивающая формирование уплотненной зоны грунта под острием, регулирующая глубину ее погружения и заданную несущую способность, при этом диафрагма выполнена в виде усеченного конуса, ориентированного в сторону головы сваи и с отверстием в верхней его части.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2010 года RU2400597C2

ГОРБУНОВ-ПОСАДОВ М.И
и др
Основания, фундаменты и подземные сооружения
Справочник проектировщика
- М.: Стройиздат, 1985, с.156-159
Свая 1974
  • Перлей Евгений Миронович
  • Серебро Александр Яковлевич
  • Придчин Георгий Александрович
  • Егорова Эмилия Борисовна
SU542790A1
Свая 1981
  • Тройнин Виктор Ефимович
  • Зайцев Иван Митрофанович
  • Абакелия Григорий Евстафьевич
  • Авдеев Николай Алексеевич
SU1028779A1
Свая 1983
  • Зайцев Иван Митрофанович
  • Авдеев Николай Алексеевич
  • Поздняков Михаил Васильевич
  • Тройнин Виктор Ефимович
SU1204676A1
ТРУБООБРАЗНАЯ СВАЯ, ЗАКЛЮЧЕННАЯ В БЕТОН, СПОСОБ ЗАБИВАНИЯ СВАИ 1999
  • Лехтонен Йоуко
RU2236505C2
US 3625012 A, 07.12.1971.

RU 2 400 597 C2

Авторы

Ковалевский Алексей Алексеевич

Васюк Владислав Константинович

Даты

2010-09-27Публикация

2006-05-19Подача