КОМБИНИРОВАННАЯ СВАЯ Российский патент 2024 года по МПК E02D5/50 

Изобретение относится к строительству, а именно к конструкции комбинированных свай для свайных фундаментов.

Известна конструкция комбинированной сваи (RU 2052581 C1, МПК E02D 5/30, опубл. 20.10.1996, Бюл. № 2), в которой после погружения ствола по нему как по направляющей погружена сборная секция со скосом по нижнему торцу, а образовавшаяся полость выше верхнего торца между грунтом и стволом заполнена бетоном.

Данное техническое решение, принятое за прототип имеет следующие недостатки:

- оголовок сваи и ее верхняя часть в ряде случаев испытывают изгибающие моменты, для восприятия которых недостаточно сечения забивной сваи с объемлющим ее монолитным участком;

- погружение в полутвердые и твердые грунты ствола и сборной секции может быть крайне затруднено, что снижает область применения таких комбинированных свай.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков с целью увеличения несущей способности сваи, облегчения ее погружения и расширения области применения комбинированных свай.

Поставленная задача решается тем, что в комбинированной свае, включающей ствол и объемлющий его и жестко соединенный с ним полый усиливающий элемент, состоящий из нижней сборной секции с наружным скосом в нижней части и опирающегося на ее верхний торец примоноличенного к стволу монолитного участка, согласно предлагаемому техническому решению, нижняя сборная полая секция выполнена из железобетона марки В30-В45, цилиндрического или квадратного сечения, и в нижней части имеет форму усеченного конуса или пирамиды с углом наклона от 45 до 75 градусов к горизонтали. Увеличение угла наклона нижней части секции до 75 градусов будет облегчать погружение сборной секции в песчаных, полутвердых и твердых глинистых грунтах.

Прочность сборной секции по материалу зависит как от марки бетона, так и от длины вертикальной части и толщины стенок сборной секции. Чем меньше длина вертикальной части сборной секции, тем легче ее пгружение, т.к. меньше трение по боковой поверхности. С другой стороны необходимо конструктивно обеспечить восприятие этой секцией максимальных усилий при погружении, что может быть обеспечено при ее длине от 50 см и более. По этим же соображениям минимальная толщина стенок секции должна быть не менее 5 см, а угол верхнего торца сборной секции со стороны ее внутренней полости окантован по периметру стальным уголком, утопленным в бетон сборной секции заподлицо с ее поверхностью, с целью ее сохранности при передаче вдавливающего усилия через стальной переходник.

Заполнение полости монолитным бетоном обеспечивает совместную работу сборной секции и ствола, которая может быть достигнута при длине участка заполнения не менее 1,0 м и достаточной прочности бетона монолитного участка, которая должна приниматься не ниже В25.

Если согласно расчету армирования только ствола недостаточно, то заполненную бетоном полость выше сборной секции усиливают арматурным каркасом.

Кроме того, комбинированная свая может быть выполнена в предварительно подготовленном из бетона или цементно-песчаного раствора, или цементогрунта, или другого твердеющего раствора стволе буровой сваи до его твердения. Такая комбинация целесообразна в тех случаях, когда требуется дополнительное повышение несущей способности комбинированной сваи или, если непосредственно ниже дна котлована залегают песчанистые или прочные глинистые грунты, затрудняющие погружение как ствола, так и сборной секции.

Сущность конструкции поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана комбинированная свая со сборной секцией и монолитным участком; на фиг. 2 показана комбинированная свая со сборной секцией и армированным монолитным участком; на фиг. 3 показана комбинированная свая, выполненная в заранее подготовленном стволе буровой сваи.

В комбинированной свае, включающей ствол 1 и объемлющий его и жестко соединенный с ним полый усиливающий элемент, состоящий из нижней сборной секции 2 с наружным скосом в нижней части и опирающегося на ее верхний торец примоноличенного к стволу монолитного участка 3, согласно предлагаемому техническому решению, нижняя сборная полая секция 2 выполнена из железобетона марки В30-В45, цилиндрического или квадратного сечения, и в нижней части имеет форму усеченного конуса или пирамиды 4 с углом наклона от 45 до 75 градусов к горизонтали, а угол верхнего торца сборной секции со стороны ее внутренней полости окантован по периметру стальным уголком 5, утопленным в бетон сборной секции заподлицо с ее поверхностью.

Вертикальная часть нижней сборной секции 2 имеет длину не менее 50 см, а стенки имеют толщину не менее 5 см.

Монолитный участок 3 имеет длину не менее 1,0 м, выполнен из бетона не ниже В25 и усилен арматурным каркасом 6.

Кроме того, комбинированная свая может быть выполнена в предварительно подготовленном из бетона или цементно-песчаного раствора, или цементогрунта, или другого твердеющего раствора стволе буровой сваи 7 до его твердения.

Устройство предлагаемой комбинированной сваи осуществляют следующим образом.

В грунт погружают ствол 1, затем по нему как по направляющей погружают нижнюю сборную секцию 2, выполненную из железобетона марки В30-В45, цилиндрического или квадратного сечения, нижняя часть которой имеет форму усеченного конуса или пирамиды 4 с углами наклона от 45 до 75 градусов к горизонтали. Для увеличения прочности нижней сборной секции угол верхнего торца со стороны ее внутренней полости окантован по периметру стальным уголком 5, утопленным в бетон сборной секции заподлицо с ее поверхностью. По мере погружения сборной секции образующуюся полость заполняют бетоном 3 на глубину не менее чем 1 м. В необходимых случаях в свежеуложенный бетон погружают арматурный каркас 6. В ряде случаев целесообразно устройство предлагаемой комбинированной сваи в предварительно выполненном из бетона или цементно-песчаного раствора, или цементогрунта стволе буровой сваи 7 до его твердения, что может облегчить погружение забивной сваи и сборной секции и дополнительно повысить несущую способность комбинированной сваи, состоящей уже из трех технологий. Положительный опыт погружения забивных свай в стволы из бетона или цементно-песчаного раствора, или цементогрунта до его твердения по патентам авторов RU 176157 U1 и RU 118649 U1 на построенных объектах уже имеется.

Как показали опытные работы и статические испытания, выполненные автором во второй половине 80-х годов в г. Волгодонске, предложенная комбинированная свая имеет несущую способность, примерно в два раза превышающую несущую способность обычной забивной сваи.

Устройство комбинированных свай повышенной несущей способности по изобретению заслуживает внимания и достаточно широкого применения.

Изобретение относится к строительству, а именно к конструкции комбинированных свай для свайных фундаментов. Комбинированная свая включает ствол и объемлющий его и жестко соединенный с ним полый усиливающий элемент, состоящий из нижней сборной секции с наружным скосом в нижней части и опирающегося на ее верхний торец примоноличенного к стволу монолитного участка. Нижняя сборная полая секция выполнена из железобетона марки В30-В45, цилиндрического или квадратного сечения и в нижней части имеет форму усеченного конуса или пирамиды с углом наклона от 45 до 75 градусов к горизонтали. Угол верхнего торца сборной секции со стороны ее внутренней полости окантован по периметру стальным уголком, утопленным в бетон сборной секции заподлицо с ее поверхностью. Технический результат состоит в облегчении погружения сваи, увеличении ее несущей способности и расширении области применения комбинированных свай. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Комбинированная свая, включающая ствол и объемлющий его и жестко соединенный с ним полый усиливающий элемент, состоящий из нижней сборной секции с наружным скосом в нижней части и опирающегося на ее верхний торец примоноличенного к стволу монолитного участка, отличающаяся тем, что нижняя сборная полая секция выполнена из железобетона марки В30-В45, цилиндрического или квадратного сечения и в нижней части имеет форму усеченного конуса или пирамиды с углом наклона от 45 до 75 градусов к горизонтали, а угол верхнего торца сборной секции со стороны ее внутренней полости окантован по периметру стальным уголком, утопленным в бетон сборной секции заподлицо с ее поверхностью.

2. Комбинированная свая по п. 1, отличающаяся тем, что вертикальная часть нижней сборной секции имеет длину не менее 50 см.

3. Комбинированная свая по п. 1, отличающаяся тем, что стенки нижней сборной секции имеют толщину не менее 5 см.

4. Комбинированная свая по п. 1, отличающаяся тем, что монолитный участок имеет длину не менее 1,0 м и выполнен из бетона не ниже В25.

5. Комбинированная свая по любому из пп. 1, 4, отличающаяся тем, что монолитный участок усилен арматурным каркасом.

6. Комбинированная свая по любому из выше указанных пунктов, отличающаяся тем, что выполнена в предварительно подготовленном из бетона или цементно-песчаного раствора, или цементогрунта, или другого твердеющего раствора стволе буровой сваи до его твердения.