Забивная железобетонная свая
Полезная модель направлена на повышение прочности и надежности сборной железобетонной забивной сваи при снижении ее себестоимости, и снижение трудозатрат на ее изготовление. Указанный технический результат достигается тем, что в забивной железобетонной свае, содержащей бетонный ствол из бетона марки В15-В25 и арматурный каркас, состоящий из продольной и поперечной арматуры, согласно полезной модели, арматурный каркас выполнен сварным и содержит в качестве продольной арматуры стержни диаметром 8-25 мм, выполненные из стали класса А600С с пределом текучести не менее 600 Н/мм2, временным сопротивлением не менее 740 Н/мм2, относительным удлинением 5 не менее 14% и углом загиба в холодном состоянии вокруг оправки диаметром равным трем диаметрам продольной арматуры, не менее 180°, а в качестве поперечной арматуры - сварные сетки, или спирали, или стержни, выполненные из свариваемой стали с возможностью образования угла загиба арматуры в каркасе не менее 90°. 3 илл.
Полезная модель относится к строительству, а именно к возведению фундаментов глубокого заложения, в частности к конструкциям сборных железобетонных свай.
Известны конструкции железобетонных свай сплошного прямоугольного сечения серии 1.011.1-10 (см.), которые состоят из бетонного ствола из бетона марки не ниже 20, продольной ненапрягаемой арматуры класса A-I (A240), А-II (А-300), и A-III (A400), сеток, поперечных стержней, объединенных в пространственный каркас. /ГОСТ 19804-91 «Сваи железобетонные забивные»/.
Наиболее близкой конструкцией является забивная железобетонная свая сплошного прямоугольного сечения, ствол которой выполнен из бетона марки не ниже В20, содержащая продольную арматуру и поперечную, в виде сеток, отдельных стержней, спирали из проволоки Вр-1 диаметром 5 мм, в том числе с образованием пространственного каркаса /Патент РФ 2182622, кл. E02D 5/00, публикация 20.05.2002/
Недостатками известных конструкций является недостаточно высокая прочность при значительной материалоемкости и себестоимости сваи из-за использования продольных стержней из стали более, низкого временного сопротивления разрыву класса А400С, А500С, плохой степени свариваемости и ограниченной возможности загиба арматуры. Кроме того, использование в качестве арматуры для сваи стали А500С ограничивает диапазон температур ее применения, в том числе в экстремальных ситуациях и в условиях Крайнего Севера. Кроме того, использование стали класса А500С для сборных железобетонных свай не дает возможности значительно снизить материалоемкость и требует перерасчета и дополнительных испытаний свай.
Техническая задача заключается в повышении прочности и надежности сборной железобетонной забивной сваи при снижении ее себестоимости, снижении трудозатрат на изготовление, за счет обеспечения возможности использования сварных соединений без снижения прочностных характеристик сваи.
Поставленная задача решается таким образом, что в железобетонной забивной свае, содержащей бетонный ствол из бетона марки В15-В25 и арматурный каркас, состоящий из продольной и поперечной арматуры, согласно полезной модели, арматурный каркас выполнен сварным и содержит в качестве продольной арматуры стержни диаметром 8-25 мм, выполненные из стали класса А600С с пределом текучести не менее 600 Н/мм2 временным сопротивлением не менее 740 Н/мм2, относительным удлинением 5 не менее 14% и углом загиба в холодном состоянии вокруг оправки диаметром равным трем диаметрам продольной арматуры, не менее 180°, а в качестве поперечной арматуры - сварные сетки, или спирали, или стержни, выполненные из свариваемой стали с возможностью образования угла загиба арматуры в каркасе не менее 90°. Кроме того, сварные сетки и спирали арматурного каркаса могут быть выполнены из проволоки диаметром 3,8 мм или 4,8 мм, а стержни - диаметром 6-10 мм.
Предлагаемая конструкция железобетонной забивной сваи отличается от известной тем, что арматурный каркас выполнен сварным и содержит в качестве продольной арматуры стержни диаметром 8-25 мм, выполненные из стали класса А600С с пределом текучести не менее 600 Н/мм 2, временным сопротивлением не менее 740 Н/мм2 , относительным удлинением 5 не менее 14% и углом загиба в холодном состоянии вокруг оправки диаметром равным трем диаметрам продольной арматуры, не менее 180°, а в качестве поперечной арматуры - сварные сетки, или спирали, или стержни, выполненные из свариваемой стали с возможностью образования угла загиба арматуры в каркасе не менее 90°.
Достигаемый технический результат заключается в оптимальном соотношении напряженно-деформируемого состояния конструкции, прочностных и эксплуатационных свойств используемых материалов (бетона и арматуры).
Использование в качестве продольной арматуры стержней из стали класса А600С с указанными свойствами позволяет расширить диапазон марок бетона для изготовления железобетонных свай, снизить материалоемкость, выполнять армирование в виде цельного сварного каркаса с возможностью гнутья поперечной и продольной арматуры на угол до 90° и в результате снизить трудозатраты на изготовление, а, следовательно, и снизить себестоимость изделия. Кроме того, использование свариваемых сталей обеспечивает возможность расширения области использования забивных железобетонных свай в широком диапазоне температур до - 70°С без снижения прочностных свойств.
На фиг.1 представлена забивная железобетонная свая (продольное сечение); фиг.2 - А-А фиг.1; фиг.3 - то же, что и на фиг.1, вариант поперечного армирования в виде стержней.
Забивная железобетонная свая содержит продольную арматуру 1, и поперечную арматуру в виде спирали 2 навитой на продольную арматуру 1 и приваренной к ней (см. фиг.1), или приваренных к продольной арматуре с образованием поперечных стержней 3 (см. фиг.3). Голова сваи усилена сетками 4. Забивная свая выполнена в виде ствола 5 сплошного квадратного сечения из бетона марок В15-30.
Пример расчета сваи С100.30-11, размером 10000×300×300 мм, тяжелый бетон марки В25, приведен в таблице. Для армирования используют в качестве продольной арматуры 4 стержня класса А600С диаметром 18 мм, в качестве поперечной спираль из проволоки класса Вр-I, диаметром 5 мм. Для сравнения в таблице приведены примеры расчета свай с армированием из стали класса А500С и А400.
Таблица | |||
Наименование показателя | Варианты армирования забивной сваи 100.30-11 | ||
4Ø20 А400 (35ГС) | 4Ø20 А500С | 4Ø18 А600С | |
Расход бетона, м3 | |||
Расход продольной рабочей арматуры, т | |||
Стоимость арматуры за тонну, руб | 26200 | 25850 | 27950 |
Стоимость требуемой продольной арматуры, руб |
Проведенные исследования показали, что забивные железобетонные сваи предлагаемой конструкции при меньшем проценте армирования обладают проектной прочностью, трещиностойкостью и деформативностью для восприятия требуемых усилий при снижении расхода продольной арматуры на 18-19%.
Кроме того, при применении в качестве продольной арматуры стержней из стали класса А600С возможно использование для поперечной арматуры экономичных промежуточных диаметров проволоки Вр-I 3,8 мм и 4,8 мм, свариваемых с продольной арматурой.
1. Забивная железобетонная свая, содержащая бетонный ствол из бетона марки В15-В25 и арматурный каркас, состоящий из продольной и поперечной арматуры, отличающаяся тем, что арматурный каркас выполнен сварным и содержит в качестве продольной арматуры стержни диаметром 8-25 мм, выполненные из стали класса А600С с пределом текучести не менее 600 Н/мм2, временным сопротивлением не менее 740 Н/мм2, относительным удлинением 5 не менее 14% и углом загиба в холодном состоянии вокруг оправки диаметром, равным трем диаметрам продольной арматуры, не менее 180°, а в качестве поперечной арматуры - сварные сетки, или спирали, или стержни, выполненные из свариваемой стали с возможностью образования угла загиба арматуры в каркасе не менее 90°.
2. Забивная железобетонная свая по п.1, отличающаяся тем, что сварные сетки и спирали арматурного каркаса выполнены из проволоки диаметром 3,8 или 4,8 мм, а стержни - диаметром 6-10 мм.