АРМИРОВАННАЯ ПЕСЧАНАЯ СВАЯ ДЛЯ ФУНДАМЕНТОВ НА ВОДОНАСЫЩЕННЫХ ГЛИНИСТЫХ ОСНОВАНИЯХ Российский патент 2024 года по МПК E02D5/38 

Изобретение относится к области строительства, в частности к фундаментостроению, и может быть использовано при возведении малоэтажных зданий и сооружений на водонасыщенных глинистых основаниях.

Известно использование песчаных свай для уплотнения насыщенных водой песков, содержащих органические остатки, или заторфованных и песчаных дрен для ускорения процесса консолидации слабых водонасыщенных пылевато-глинистых грунтов (см. Далматов Б.И. Механика грунтов, основания и фундаменты. Ленинград: Стройиздат, 1988, с. 303-305, рис. 12.6, 12.7).

В качестве основного недостатка этого технического решения следует выделить высокую деформативность свай и, как следствие, невозможность передачи нагрузок от фундаментов на песчаные сваи.

Из известных технических решений наиболее близким к предлагаемому изобретению (т.е. прототипом) является армированная песчаная свая для фундаментов на водонасыщенных глинистых основаниях, включающая размещение в грунте основания цилиндрической песчаной сваи. По внешнему контуру свая армируется геосинтетической сеткой и нетканым геосинтетическим материалом, работающими на растяжение и стесняющими поперечные деформации песчаного грунта (см. RU №2476643, МПК Е02Д 5/38, 2013 г.).

Основными недостатками устройства-прототипа являются относительная сложность и дороговизна конструкции армированию песчаной сваи.

Задачей изобретения является упрощение и удешевление конструкции армированной песчаной сваи для фундаментов на водонасыщенных глинистых основаниях.

Для решения поставленной задачи в армированной песчаной свае для фундаментов на водонасыщенных глинистых основаниях, включающей размещенную в глинистом основании и сформированную с помощью инвентарной трубы цилиндрическую песчаную сваю, армированную по своему внешнему контуру трубчатым эластичным цилиндром, работающим на растяжение и стесняющим поперечные деформации песка расположенного внутри трубчатого эластичного цилиндра, трубчатый эластичный цилиндр выполнен из утилизированных металлокордных автопокрышек одинакового типоразмера, которые скреплены между собой по смежным боковым фланцам утилизированных автопокрышек для выполнения функции внутренних эластичных колец жесткости, при этом трубчатый эластичный цилиндр расположен по всей высоте сваи с одинаковым шагом внутренних эластичных колец жесткости.

Сущность изобретения заключается в том, что трубчатый эластичный цилиндр выполнен из утилизированных металлокордных автопокрышек одинакового типоразмера, которые скреплены между собой по смежным боковым фланцам утилизированных автопокрышек для выполнения функции внутренних эластичных колец жесткости, при этом трубчатый эластичный цилиндр расположен по всей высоте сваи с одинаковым шагом внутренних эластичных колец жесткости.

Первый новый признак предлагаемого изобретения, заключающийся в том, что трубчатый эластичный цилиндр выполнен из утилизированных металлокордных автопокрышек одинакового типоразмера, которые скреплены между собой по смежным боковым фланцам утилизированных автопокрышек для выполнения функции внутренних эластичных колец жесткости, позволяет предложенному техническому решению приобрести новые свойства, заключающиеся в том, что исходная армированность трубчатого эластичного цилиндра упрощает конструкцию, не требуя армирования трубчатый эластичного цилиндра отдельным армирующим элементом, а кольца жесткости, располагаемые равномерно по всей высоте, позволяют более надежно воспринимать растягивающие напряжения и стеснять поперечные деформации песчаного грунта сваи, для формирования армированного трубчатого эластачного цилиндра используются общедоступные отходы эластичного материала, имеющего внутреннее армирование в виде металлокорда, также достигается формирование эластичного трубчатого цилиндра за счет оригинальных геометрических параметров и механических свойств, свойственных утилизированным металлокордным автопокрышкам одинакового типоразмера.

Второй новый признак предлагаемого изобретения, заключающийся в том, что трубчатый эластичный цилиндр расположен по всей высоте сваи с одинаковым шагом внутренних эластичных колец жесткости, позволяет предложенному техническому решению приобрести новые свойства, заключающиеся в том, что за счет оригинальной геометрии утилизированных однотипных металлокордных автопокрышек при укладке их в стопку и скреплении по образовавшимся контактам, как бы естественным образом в полученном трубчатом эластичном цилиндре образуются внутренние кольцевые ребра, которые не только способствуют упрощению формирования трубчатого эластичного цилиндра, но и образуют кольцевые ребра жесткости, которые включаются в работу армированной песчаной сваи, повышая ее несущую способность.

Указанные новые признаки и свойства предложенного технического решения отсутствуют в известных технических решениях и позволяют предложенному техническому проявить эффективность, заключающуюся в том, что достигается упрощение и удешевление конструкции песчаной сваи для фундаментов на водонасыщенных глинистых основаниях.

Все вышеуказанное позволяет утверждать, что предложенное техническое решение соответствует основным критериям изобретения «новизна» и «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 показан промежуточный этап внедрения песчаной армированной сваи в основание; на фиг.2 показано проектное положение песчаной армированной сваи в водонасыщенном глинистом основании.

На фиг.1 и 2 показаны следующие элементы предложенного изобретения: 1 - глинистое основание; 2 - инвентарная труба; 3 - утилизированные автопокрышки с металлокордом; 4 - внутренние кольца жесткости; 5 - песок; 6 - фундамент.

Армированная песчаная свая для фундаментов на водонасыщенных глинистых основаниях, включающая размещенную в глинистом основании 1 и сформированную с помощью инвентарной трубы 2 цилиндрическую песчаную сваю, армированную по своему внешнему контуру трубчатым эластичным цилиндром 3, работающим на растяжение и стесняющими поперечные деформации песчаного грунта, который выполнен из утилизированных металлокордных автопокрышек одинакового типоразмера, которые скреплены между собой по смежным боковым фланцам утилизированных автопокрышек для выполнения функции внутренних эластичных колец жесткости 4, при этом трубчатый эластичный цилиндр 3 расположен по всей высоте сваи 2 с одинаковым шагом внутренних эластичных колец жесткости 4.

Армированную песчаную сваю для фундаментов на водонасыщенных глинистых основаниях возводят следующим образом.

В водонасыщенное глинистое основание 1 погружают инвентарную трубу 2 забивкой или вибрированием, затем из внутренней полости этой трубы 2 извлекают грунт 1. Надо отметить, что внутренний диаметр инвентарной трубы 2 должен быть на 3-5 мм больше внешнего диаметра используемых утилизированных автопокрышек 3. Комплектуют утилизированные автопокрышки 3 с металлокордом одинакового типоразмера в вертикально стопку. Количество утилизированных автопокрышек 3 в одной стопке должно быть таким, чтобы высота этой стопки соответствовала высоте формируемой песчаной сваи. При сборке однотипных утилизированных металлокордных автопокрышек 3 в стопку они скрепляются между собой по смежным контактирующим боковым фланцам, например, резиновым клеем, образуя таким образом пустотелый эластичный цилиндр с расположенными по всей его высоте с одинаковым шагом внутренними эластичными кольцами жесткости 4.

Этот эластичный цилиндр опускается в полость инвентарной трубы 2. Затем в полость эластичного цилиндра, находящегося в полости инвентарной трубы 2, укладывается порциями песок 5 с трамбовкой, и постепенно извлекают трубу 2. При этом эластичная труба из утилизированных металлокордных автопокрышек 3 фиксируется в проектном положении в толще водонасыщенного глинистого основания 1. После внедрения песчаной армированной сваи в водонасыщенное глинистое основание 1, на него устанавливается фундамент 6.

Технико-экономическая эффективность предложенного изобретения, по сравнению с прототипом, заключается в том, что значительно упрощается и удешевляется конструкция песчаной сваи для фундаментов на водонасыщенных глинистых грунтах, т.к. армирование песчаной сваи достигается за счет использования общедоступных отходов, обладающих оригинальными геометрическими и механическими свойствами.

Изобретение относится к области строительства, в частности к фундаментостроению, и может быть использовано при возведении малоэтажных зданий и сооружений на водонасыщенных глинистых грунтах. Армированная песчаная свая для фундаментов на водонасыщенных глинистых основаниях включает размещенную в глинистом основании и сформированную с помощью инвентарной трубы цилиндрическую песчаную сваю, армированную по своему внешнему контуру трубчатым эластичным цилиндром, работающим на растяжение и стесняющим поперечные деформации песка, расположенного внутри трубчатого эластичного цилиндра. Трубчатый эластичный цилиндр выполнен из утилизированных металлокордных автопокрышек одинакового типоразмера, которые скреплены между собой по смежным боковым фланцам утилизированных автопокрышек для выполнения функции внутренних эластичных колец жесткости. Трубчатый эластичный цилиндр расположен по всей высоте сваи с одинаковым шагом внутренних эластичных колец жесткости. Технический результат состоит в обеспечении упрощения и удешевления конструкции армированной песчаной сваи для фундаментов на водонасыщенных глинистых основаниях. 2 ил.

Армированная песчаная свая для фундаментов на водонасыщенных глинистых основаниях, включающая размещенную в глинистом основании и сформированную с помощью инвентарной трубы цилиндрическую песчаную сваю, армированную по своему внешнему контуру трубчатым эластичным цилиндром, работающим на растяжение и стесняющим поперечные деформации песка, расположенного внутри трубчатого эластичного цилиндра, отличающаяся тем, что трубчатый эластичный цилиндр выполнен из утилизированных металлокордных автопокрышек одинакового типоразмера, которые скреплены между собой по смежным боковым фланцам утилизированных автопокрышек для выполнения функции внутренних эластичных колец жесткости, при этом трубчатый эластичный цилиндр расположен по всей высоте сваи с одинаковым шагом внутренних эластичных колец жесткости.