Цанговый стык повышенной прочности и ударостойкости составной железобетонной сваи

Забивная железобетонная составная свая квадратного сечения со скрытым цанговым стыком по патенту на полезную модель «Цанговый стык составной сваи» RU 76029. U1 от 10.09.2008 г. автора Буланкина Н.Ф. обладает определенным недостатком: - Ограничена несущая способность сваи по ее материалу в зоне цангового стыка (не более 60 т.с.). - Ограничена по применению сваи в определенных грунтовых условиях: погружения сваи только в пылеватоглинистые грунты пластичной консистенций, не содержащих крупных включений или прослоек плотного слоя песка и крупнообломочных грунтов мощностью слоя более 0,5 метра. - Использование сваи по принципу ее работы только как «висячей» сваи. В практике строительства встречаются площадки строительства с более прочными видами грунтов различной мощности, залегаемых на разных глубинах и применение составных свай с цанговым стыком по патенту на полезную модель RU 76029. U1 от 10.09.2008 г. не возможно из-за низкой прочности и ударостойкости бетона сваи на концах цангового стыка звеньев сваи. Предлагаемой полезной моделью достигнута цель по обеспечению прочности и ударостойкости сваи в зоне цангового стыка равной по величинам со сваей сплошного сечения с ненапрягаемой продольной арматурой. Зона бетона звена сваи в цанговом стыке усилена сварной обоймой из листовой стали формой в плане в виде симметричного неравностороннего восьмиугольника, к меньшим сторонам которого приварена электросваркой продольная арматура сваи. Внутри обоймы в 2^х уровнях во взаимноперпендикулярных направлениях расположены по два металлических стержня, концы которых приварены в тавр к большим сторонам обоймы. При ударе молота сваебойного агрегата по голове сваи большая часть вертикальной силы удара передается обоймой на продольную арматуру сваи за счет сварных швов соединения обоймы с продольной арматурой сваи. Возникающая в бетоне при ударе молота горизонтальная составляющая усилия растяжения воспринимается поперечными стержнями, установленными внутри перпендикулярно стенкам обоймы, а так же поперечными сетками типового армирования головы сваи. Изготовление и установка металлической обоймы производится на заводе при изготовлении арматурного каркаса и элементов цанги и при забивке свай не вызывает появления электросварных работ на стыке звеньев сваи. При строительстве жилых 12-16 этажных домов в городе Кемерово на стройплощадке, сложенной (до 10-12 метров) плотными просадочными суглинками I типа, а ниже (до 10 метров) - плотными супесями, предлагаемые полезной моделью составные сваи общей длиной 21-22 метра были забиты на проектные отметки с погружением на необходимую величину в галечниковый слой грунта, залегаемый под слоем супеси.

1. Описание полезной модели.

1.1. Наименование полезной модели.

Цанговый стык повышенной прочности и ударостойкости составной железобетонной сваи.

1.2. Область техники, к которой относится полезная модель.

Полезная модель относится к строительной отрасли. Раздел фундаментостроение.

1.3. Уровень техники.

Заявителям известны сведения об устройстве свайных фундаментов зданий с применением забивных железобетонных составных свай со скрытым цанговым и сварным стыками звеньев составной сваи.

- «Цанговый стык составной сваи». Патент на полезную модель RU 76029. U1 от 10.09.2008 г.;

- Межгосударственный стандарт ГОСТ 19804-91 «Сваи железобетонные. Технические условия»

1.4. Раскрытие полезной модели.

Сущность полезной модели заключается в выравнивании прочности материала составной сваи в зоне цангового стыка с прочностью материала сваи за пределами цангового стыка.

Составная свая с цанговым стыком по патенту на полезную модель RU 76029. U1 от 10.09.2008 г., согласно инженерного расчета, имеет показатель прочности по материалу сваи в зоне размещения элементов цанги не более 60 т.с.; этот показатель определил применение этих свай только в пластичных пылеватоглинистых грунтах, при отсутствии в них крупных включений и слоев песчаных и крупнообломочных грунтов мощностью более 0,5 метра. Полезной моделью повышение прочности ударостойкости сваи из тяжелого бетона в зоне размещения элементов цанги обеспечивается совместно с бетоном металлической обоймой (поз.5; поз.6) формой в плане в виде разностороннего восьмиугольника, меньшие стороны которого приварены электросваркой к продольной арматуре сваи (поз.7), внутри обоймы размещена поперечная арматура из восьми металлических стержней (поз.8) в двух уровнях во взаимно перпендикулярных направлениях. Концы стержней поперечной арматуры приварены в тавр электросваркой к большим сторонам обоймы (поз.6).

Стенки обоймы в угловых стыках соединены друг с другом электросваркой.

Предлагаемая полезной моделью обойма отличается от известных в технике обойм, используемых в составных железобетонных забивных сваях.

Обоймы изготавливаются и устанавливаются в арматурный каркас звена сваи на заводе.

На стройплощадке при забивке составных свай обоймы стыкуемых звеньев сваи электросваркой не соединяются.

Устройство металлической обоймы с приваренной к ее стенкам поперечной и продольной арматур сваи, согласно инженерного расчета, обеспечивает прочность сваи в зоне размещения элементов цанги в два раза (до 120-125 т.е.) и, как следствие, повышает ударостойкость цангового стыка.

1.5. Технический результат.

1.5.1. Увеличивается прочность сваи по материалу в зоне цангового стыка до прочности для цельного сплошного сечения.

1.5.2. Расширяется область применения составных свай по грунтовым условиям из-за возможности забивки составной сваи в более плотные и прочные грунты и получения при этом несущей способности сваи по грунту равной, или больше несущей способности сваи по материалу.

1.5.3. Достигается экономия в стоимости и трудоемкости устройства свайных фундаментов в 1,5-2 раза по сравнению с использованием составных свай с цанговым стыком без усиления концов звеньев свай в зоне элементов цанги за счет уменьшения числа свай в фундаменте.

Экономия стоимости по забивке предлагаемых составных свай относительно стоимости составных свай со сварными стыками достигает 350-380%.

1.5.4. При забивке свай на стройплощадке не требуется проведение работ по электросварке стыка.

1.6. Осуществление полезной модели.

Составные сваи с цанговым стыком повышенной прочности и ударостойкости зоны стыка нашли широкое применение для устройства свайных фундаментов при строительстве многоэтажных жилых домов в г.Кемерово на территориях, где прочные несущие слои грунтов залегают на глубинах 16-20 метров, перекрытые сверху слоями просадочных суглинков и супесей с различным по величине числом пластичности.

2. Краткое описание чертежей.

2.1 Фигура 1.

На фигуре 1 представлен общий вид составной сваи с цанговым стыком повышенной прочности и ударостойкости, где:

поз.1 - верхнее звено составной сваи;

поз.2 - нижнее звено составной сваи;

поз.3 - плоскость цангового стыка звеньев сваи;

поз.4 - скрытая цанга;

поз.5 - металлическая обойма на концах звеньев составной сваи.

2.2. Фигура 2.

На фигуре 2 представлен план и разрез металлической обоймы, где:

поз.6 - стенки обоймы;

поз.7 - продольная арматура звена сваи;

поз.8 - стержни поперечной арматуры обоймы, приваренные в тавр к стенкам обоймы через сквозные раззенкованные отверстия;

Буквами означено: «a» - сторона поперечного сечения звена сваи;

«h ₁» - высота обоймы;

«h₂ » - расстояние между поперечными стержнями.

Цанговый стык повышенной прочности и ударостойкости составной железобетонной сваи, отличающийся тем, что повышенную прочность и ударостойкость зоны цангового стыка сваи создает совместно с бетоном металлическая обойма с приваренной к ней продольной и поперечной арматурой сваи, располагаемая на концах стыкуемых звеньев, при их изготовлении.