СВАЯ Российский патент 2016 года по МПК E02D5/30 

Описание патента на изобретение RU2594499C1

Изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям висячих свай, в том числе из бетона и железобетона, предназначенных для использования при возведении свайных фундаментов в связных и сыпучих грунтах, в том числе пониженной прочности, сезоннопромерзающих и вечномерзлых грунтах.

Из существующего уровня техники известна свая повышенной несущей способности, содержащая армирующий каркас из продольных стержней арматуры. На боковой поверхности сваи выполнены каналы для выхода нагнетаемого раствора через стальную трубу, причем верхний конец трубы выведен наружу над уровнем грунта. На месте одного или нескольких продольных стержней арматуры расположены соответственно одна или несколько стальных труб. Каждая труба имеет несколько расположенных в разных уровнях трубы отверстий для выхода через каналы нагнетаемого раствора. Нижние концы труб закрыты наглухо внутри сваи. Диаметры труб преимущественно равны диаметрам стержней арматуры (RU 2389850, МПК E02D 5/62, С1, опубл. 20.05.2010).

Недостатком такого технического решения является более сложная конструкция, предусматривающая использование вместо одного или нескольких продольных стержней арматуры одну или несколько стальных труб, имеющих несколько расположенных в разных уровнях трубы отверстий. Причем, поскольку каждая труба имеет несколько расположенных в разных уровнях трубы отверстий, то требуются дополнительные мероприятия, направленные на предохранение полостей используемых стальных труб от заполнения раствором в процессе изготовления сваи.

Так же известна свая, включающая ствол, состоящий из продольных расходящихся от центра элементов, причем продольные элементы в плане выполнены изогнутыми в одну и ту же сторону с образованием каждой парой смежных элементов в плане открытого наружу контура. При этом каждый продольный элемент может иметь в плане ломаную или криволинейную конфигурацию (RU 2109879, МПК E02D 5/30, E02D 27/35, С1, опубл. 24.04.1998).

Недостатком такого технического решения является сложность при изготовлении конструкции, которая заключается в том, что необходимо использовать сложные в изготовлении продольные элементы, которые в плане выполнены изогнутыми в одну и ту же сторону с образованием каждой парой смежных элементов в плане открытого наружу контура.

Наиболее близкими к заявляемому техническому решению являются сваи призматической формы сплошного поперечного сечения в виде квадрата, цельные и составные, с поперечным армированием ствола сваи (ГОСТ 19804-2012 «Сваи железобетонные заводского изготовления. Общие технические условия»). Сваи по ГОСТ 19804-2012 имеют призматическую форму со сплошным поперечным сечением в виде квадрата.

Недостатком такого технического решения является нерациональный расход материалов на единицу ее несущей способности.

Задачами, на решение которых направлено изобретение, являются: усовершенствование конструкции сваи, позволяющей рационально использовать материалы при изготовлении сваи, приводящее к повышению ее несущей способности при одновременном сохранении расхода бетона на ее изготовление, и обеспечении простоты ее изготовления.

Данный технический результат достигается тем, что предложена свая призматической формы сплошного поперечного сечения, цельная или составная с поперечным армированием ствола, в качестве формы поперечного сечения используется равносторонний треугольник, площадь Sтр которого равна площади Sкв квадратного поперечного сечения соответствующей сваи по ГОСТ 19804-2012 «Сваи железобетонные заводского изготовления. Общие технические условия»:

Sтр=Sкв

Известно, что площадь Sтp равностороннего треугольника равна:

,

где b - длина стороны равностороннего треугольника.

Площадь Sкв квадрата равна:

Sкв=a 2,

где а - длина стороны квадрата.

При условии равенства площадей равностороннего треугольника и квадрата длина стороны равностороннего треугольника определяется зависимостью:

Периметр Ркв квадрата равен:

Ркв=4·а.

Периметр Ртр равностороннего треугольника будет равен:

Таким образом, при равенстве площадей квадрата и равностороннего треугольника:

Ртркв.

Поскольку длина периметра равностороннего треугольника больше длины периметра квадрата равной равностороннему треугольнику площади и несущая способность сваи зависит от длины периметра ее поперечного сечения, то несущая способность сваи с поперечным сечением в форме равностороннего треугольника согласно СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85» при прочих равных условиях будет больше несущей способности сваи с поперечным сечением в форме квадрата.

Так, например, если использовать рассматриваемые сваи в качестве висячих забивных, то несущая способность Fd сваи длиной 7 метров с поперечным сечением в форме квадрата, длина стороны которого равна 0,3 метра, пылевато-глинистый грунт с показателем текучести IL=0,2 согласно СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85» определяется по формуле:

FdccRRA+uΣγcffihi],

где γс - коэффициент условий работы сваи в грунте; γcR - коэффициент условий работы грунта под нижним концом сваи; γcf - коэффициент условий работы грунта на боковой поверхности сваи, зависящий от способа образования скважины и условий бетонирования; R - расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи, кПа; А - площадь опирания на грунт сваи, м2; hi - толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м; ui - наружный периметр i-го сечения сваи, м; fi - расчетное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, кПа.

Согласно СП 24.13330.2011 «Свайные фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 2.02.03-85» коэффициент γс условий работы сваи в грунте принимается равным γс=1; коэффициент γcR условий работы грунта под нижним концом сваи принимается равным γcR=1; коэффициент γcf условий работы грунта на боковой поверхности сваи принимается равным γcf=1; расчетное сопротивление R грунта под нижним концом сваи для заданного вида грунта равно R=4300 кПа; площадь А опирания сваи на грунт равна А=0,3·0,3=0,09 м2; толщины слоев грунта, соприкасающихся с боковой поверхностью сваи, равны h1=h2=h3=2 м, h4=1 м; наружный периметр u сечения сваи равен u=4·0,3=1,2 м; расчетные сопротивления слоев грунта основания на боковой поверхности сваи равны f1=35 кПа, f2=48 кПа, f3=56 кПа, f4=59 кПа.

Таким образом, несущая способность Fd,кв висячей забивной сваи с поперечным сечением в форме квадрата будет равна:

Fd,квсcRRA+uΣγcffihi]=1·[1·4300·0,09+1,2·(1·35·2+1·48·2+1·56·2+1·59·1)]=791,4 кН.

Рассмотрим преимущества сваи с поперечным сечением в форме равностороннего треугольника (см. фиг.1).

Несущая способность Fd,тр висячей забивной сваи с поперечным сечением в форме равностороннего треугольника, имеющего периметр, равный u=4,56·0,3=1,368 м, будет равна:

Fd,mpсcRRA+uΣγcffihi]=1·[1·4300·0,09+1,368·(1·35·2+1·48·2+1·56·2+1·59·1)]≅848 кН.

Очевидно, что несущая способность Fd,тр сваи с поперечным сечением в форме равностороннего треугольника больше несущей способности Fd,кв сваи с поперечным сечением в форме квадрата. Поскольку длины рассчитанных свай одинаковы, а так же равны между собой площади их поперечного сечения, то расход материалов на изготовление свай будет одинаковым. Кроме того, треугольная форма поперечного сечения и отсутствие в ее составе сложных, в том числе изогнутых, элементов обеспечит простоту изготовления сваи.

Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволяет увеличить несущую способность сваи при одновременном сохранении расхода бетона на ее изготовление и одновременно обеспечить простоту ее изготовления.

Похожие патенты RU2594499C1

название год авторы номер документа
СВАЯ 2018
  • Русанова Анастасия Дмитриевна
  • Грузин Андрей Васильевич
RU2693628C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ БУРОИНЪЕКЦИОННОЙ СВАИ 2013
  • Ланчкин Сергей Викторович
  • Горностаев Альберт Васильевич
RU2561093C2
РАЗДЕЛИТЕЛЬНАЯ ШПУНТОВАЯ СТЕНКА 1993
  • Бронин Владимир Николаевич
RU2045621C1
СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ БУРОНАБИВНОЙ СВАИ 2012
  • Нежданов Кирилл Константинович
  • Туманов Вячеслав Александрович
  • Туманов Антон Вячеславович
RU2509842C2
СПОСОБ УСИЛЕНИЯ ФУНДАМЕНТОВ 2008
  • Прохоров Николай Ильич
  • Трещев Александр Анатольевич
  • Хренов Валерий Николаевич
  • Панин Алексей Николаевич
  • Моисеев Владимир Алексеевич
  • Огер Алексей Александрович
RU2360071C1
СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ СВАЙНО-ПЛИТНОГО ФУНДАМЕНТА 2013
  • Шпетер Александр Карлович
  • Семенюк Павел Николаевич
  • Родевич Виктор Викторович
  • Матвеев Андрей Вадимович
  • Назин Дмитрий Сергеевич
  • Папин Иван Владимирович
RU2548461C1
МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ СВАЯ 2018
  • Виноградов Владимир Алексеевич
RU2727988C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БУРОНАБИВНОЙ СВАИ 2009
  • Еремин Валерий Яковлевич
  • Молчанов Кирилл Дмитриевич
  • Буданов Алексей Александрович
  • Еремин Алексей Валерьевич
RU2389849C1
МНОГОЛОПАСТНАЯ ВИНТОВАЯ СВАЯ (ВАРИАНТЫ) 2018
  • Жуков Роман Вячеславович
  • Перепелов Кирилл Васильевич
  • Новиков Роман Сергеевич
RU2725348C2
Многолопастная винтовая свая 2023
  • Стриганов Юрий Павлович
RU2816722C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 594 499 C1

Реферат патента 2016 года СВАЯ

Изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям висячих свай, в том числе из бетона и железобетона. Предложена свая повышенной несущей способности сплошного сечения, цельной или составной, с поперечным армированием ствола. Поперечное сечение сваи выполнено в виде равностороннего треугольника, площадь которого равна площади поперечного сечения соответствующей сваи квадратного сечения. Длина стороны равностороннего треугольника определяется зависимостью:

где b - длина стороны равностороннего треугольника; а - длина стороны соответствующей сваи квадратного сечения. Технический результат - увеличение несущей способности сваи при одновременном сохранении расхода бетона на ее изготовление и одновременном обеспечении простоты ее изготовления. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 594 499 C1

Свая призматической формы сплошного поперечного сечения, цельная или составная, с поперечным армированием ствола, отличающаяся тем, что поперечное сечение сваи имеет форму равностороннего треугольника, площадь которого равна площади поперечного сечения соответствующей сваи квадратного сечения, а длина стороны определена зависимостью:

где b - длина стороны равностороннего треугольника;
а - длина стороны соответствующей сваи квадратного сечения.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2016 года RU2594499C1

Папка для ведения абриса при по левой съемке 1930
  • Шварц У.О.
SU19804A1
М., Стандартинформ, 2014
CN 201560424 U, 25.08.2010
CN 102505680 A, 20.06.2012
CN 103572753 A, 12.02.2014
СВАЯ ЗАБИВНАЯ 2013
  • Таратута Виктор Дмитриевич
  • Серга Георгий Васильевич
RU2536546C1

RU 2 594 499 C1

Авторы

Грузин Андрей Васильевич

Русанова Анастасия Дмитриевна

Антропова Любовь Борисовна

Ваганов Александр Юрьевич

Фомин Евгений Олегович

Даты

2016-08-20Публикация

2015-04-01Подача