Свая Советский патент 1992 года по МПК E02D5/38 

сл

С

Изобретение позволяет повысить несущую способность сваи, коррозионную стойкость, снизить металлоемкость и повысить морозостойкость ствола сваи в зоне сезонного промерзания и оттаивания грунта за счет того, что защитная оболочка тела сваи выполнена в виде стакана, а днище стакана совмещено с подошвой ствола, причем стакан выполнен из бетона на основе самора с- ширяющегося цемента, который в пределах зоны сезонного промерзания и оттаивания грунта содержит пористый заполнитель с объемной массой, меньшей объемной массы растворной части. 1 ил.

Изобретение относится к строительству, а именно к устройству фундаментов из набивных железобетонных свай в водона- сыщенных грунтах с высокой агрессивностью грунтовой воды по отношению к материалу свай.

Известна набивная железобетонная свая, включающая арматурный каркас, бетонный ствол и защитную противокоррозионную оболочку, которая соединена с арматурным каркасом металлической перемычкой и выполнена из металла с отрицательным по отношению к арматуре потенциалом, растворяющегося с образованием ионов, дающих с компонентами бетона уплотняющие его соединения 1.

Недостатками известной сваи являются ее относительно низкая несущая способность вследствие малого адгезионного сцепления поверхности металлической оболочки с грунтом, высокая металлоемкость, незащищенность материала торца связи от

агрессивного воздействия грунтовых вод, а также низкая морозостойкость тела сваи.

Известна свая, включающая железобетонный ствол с наружной оболочкой, установленной вокруг верхней сваи с зазором, в котором размещено заполнение из теплоизоляционного материала, причем верхний и нижний торцы оболочки расположены на определенном расстоянии от поверхности грунта 2.

Недостатками известной сваи являются ее относительно низкая несущая способность вследствие малой площади боковой поверхности сваи, низкая коррозионная стойкость материала сваи.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является свая, включающая ствол с защитной оболочкой - металлической гидроизоляцией в виде стакана, охватывающего ствол в пределах зоны сезонного промерзания и оттаивания грунта 3.

М VI

ю

VI О 00

Одним из недостатков известной сваи является ее недостаточная несущая способность на вертикальную нагрузку за счет малого адгезионного сцепления металлического стакана и тела сваи с грунтом. Кроме этого, свая обладает недостаточной несущей способностью на горизонтальную и моментную нагрузки в силу того, что металлический стакан нарушает целостность бетонной оболочки сваи.

При действии горизонтальной или мо- ментной нагрузки на сваю, а также их совместного действия между бетонной частью сваи и днищем стакана будут образовываться трещины, что приведет к коррозии арматуры. Другим недостатком является то, что бетонная часть сваи, незащищенная металлической оболочкой, в условиях подземных агрессивных вод подвергается коррозии. К тому же сам металлический стакан ничем не защищен от такого воздействия.

Свая также обладает большой металлоемкостью из-за наличия металлического стакана и недостаточной морозостойкостью в зоне сезонного промерзания и оттаивания грунта при изготовлении сваи в грунте, так как металлический стакан обладает невысокой теплоизоляционной способностью, что приводит к замерзанию бетона в процессе его твердения.

Целью изобретения является повышение несущей способности сваи, коррозионной стойкости, а также снижение ее металлоемкости и повышение морозостойкости ствола сваи в зоне сезонного промерзания и оттаивания грунта.

Цель достигается тем, что в известной свае, включающей ствол с арматурным каркасом и защитной оболочкой, выполненной в виде стакана, днище стакана совмещено с подошвой ствола, причем стакан выполнен из бетона на основе саморасширяющегося цемента, который в пределах зоны сезонного промерзания и оттаивания грунта содержит пористый заполнитель с объемной массой, меньшей объемной массы растворной части.

Указанные отличительные признаки не встречаются ни в одном из известных технических решений, следовательно, предлагаемая конструкция сваи обладает новизной и существенными отличиями.

На чертеже изображена свая в разрезе, состоящая из ствола 1 с оболочкой, выполненной в виде стакана, стенки 2 которого расположены по боковой поверхности, а днище 3 совмещено с подошвой 4 сваи. Стенки 2 стакана содержат арматурный каркас 5 и часть стакана 6 с пористым заполнителем, расположенные в зоне сезонного промерзания и оттаивания грунта.

Предлагаемая свая устраивается следующим образом.

В грунте разбуривается или пробивается скважина, в нее подается тиксотропная суспензия и расчетное количество пористого заполнителя бетона, которое определяется из условия, что объем должен быть

0 достаточен для заполнения части 6 стенки 2 стакана в зоне сезонного промерзания и оттаивания грунта. Затем в скважину соос- но с ней опускается труба, имеющая диаметр, меньший диаметра скважины,

5 заглушенная снизу с отверстием, в котором установлен обратный клапан. Между забоем скважины и трубой оставляется зазор, равный толщине днища стакана 3. При опускании трубы излишки суспензии вылива0 ются из скважины, а пористый заполнитель бетона остается в скважине, В пространство между трубой и стенкой скважины опускается арматурный каркас 5. После этого в трубу подается растворная часть бетона на

5 основе саморасширяющегося цемента под некоторым давлением, которая проникает через обратный клапан в пространство между стенками и трубой, вытесняя суспензию, поднимая вверх заполнитель и распределя0 ясь между ним, При этом формируются днище стакана 3, являющееся подошвой сваи 4, и стенки 2 стакана. Из-за того, что заполнитель имеет объемную массу, меньшую объемной массы растворной части бетона, он

5 поднимается вверх. А в силу того, что в скважину подано расчетное количество пористого заполнителя, определенное из того условия, что его объем должен буть достаточен для заполнения части 6 стенки 2 ста0 капа в зоне сезонного промерзания грунта, он будет собираться именно в этой зоне.

После заполнения пространства между трубой и стенкой скважины в трубу подается обычный бетон, который формирует ствол 1

5 сваи, Труба поднимается.

Совмещение днища стакана с подошвой сваи позволяет защищать ствол и подошву от агрессивного воздействия грунтовых вод.

0 А так как стакан выполнен из бетона на саморасширяющемся цементе, который за счет эффекта сульфатного расширения при его гидратации увеличивается в объеме и тем самым уплотняет грунт, то повышается

5 адгезионное сцепление сваи с грунтом, а также трение по боковой поверхности сваи и, как следствие, повышается несущая способность сваи.

Применение саморасширяющегося це- мента позволяет также уплотнить бетон

ствола сваи и охватывающего ствол стакана, за счет чего повышается коррозионная стойкость сваи.

Выполнение стакана из бетона позволяет заменить металлическую гидроизоляцию бетонной, чем достигается экономия металла.

Для повышения морозостойкости сваи в зоне сезонного промерзания грунта бетон стакана включает в себя пористый заполнитель с объемной массой, меньшей объемной массы растворной части бетона, чем достигается надежная теплоизоляция тела сваи от мерзлого грунта.

Материал, имеющий малую объемную массу, обладает высокой теплоизоляцион- ной способностью. Как известно, растворная часть бетона обладает малой теплоизоляционной способностью из-за того, что составляющие ее компоненты (например, кварцевый песок) обладают большой объемной массой. Поэтому для повышения теплоизоляционной способности части стакана, находящейся в зоне сезонного промерзания и оттаивания грунта, в нее введен заполнитель с объемной массой, меньшей объемной массы растворной части, чем достигается надежная теплоизоляция этой части сваи от гоозлого грунта.

Кроме того, в процессе изготовления предлагаемой сваи из-за высокой экзотер- мии твердения бетона на саморасширяющемся цементе в зоне сезонного промерзания грунта тело сваи находится в нормальных для твердения температурно- влажностных условиях, что приводит к более интенсивному набору бетоном проектной прочности и повышению морозостойкости.

Формула изобретения

Свая, включающая ствол с арматурным каркасом и защитной оболочкой, выполненной в виде стакана, отличающаяся тем, что, с целью повышения несущей способности сваи, коррозионной стойкости, а также снижения ее металлоемкости и повышения морозостойкости ствола в зоне сезонного промерзания и оттаивания грунта, днище стакана совмещено с подошвой ствола, причем стакан выполнен из бетона на основе саморасширяющегося цемента, который в пределах зоны сезонного промерзания и оттаивания грунта содержит пористый запол- нитель с объемной массой, меньшей объемной массы растворной части.