Буроопускная стальная трубчатая термосвая с опорно-анкерным уширением

Полезная модель относится к области строительства различных объектов со свайными фундаментами на вечномерзлых грунтах, используемых по принципу I. Технической задачей полезной модели является увеличение несущей способности термосваи по грунту и повышение сопротивления сваи силам морозного пучения грунтов, а также снижение расхода металла на изготовление уширения в нижней части сваи. Указанная задача решена за счет того, что буроопускная стальная трубчатая термосвая имеет приваренный к нижнему торцу ствола сваи круглый плоский стальной опорный диск и несколько стальных вертикальных ребер жесткости, соединяющих диск со стволом сваи. При этом диаметр диска больше диаметра ствола сваи, и диск вместе с ребрами жесткости полностью расположен в толще вечномерзлого грунта. За счет диска увеличивается площадь опирания сваи на грунт, а за счет ребер жесткости возрастает поверхность смерзания сваи с вечномерзлым грунтом, окружающим сваю. Таким образом, предложенная полезная модель за счет применения опорного диска и ребер жесткости в нижней части термосваи позволяет повысить несущую способность сваи по грунту за счет увеличения площади опирания сваи на грунт и поверхности смерзания сваи с окружающим вечномерзлым грунтом. Одновременно с этим возрастает сопротивление сваи воздействию касательных сил морозного пучения, возникающих при промерзании пучинистых грунтов деятельного слоя.

Полезная модель относится к области строительства различных объектов со свайными фундаментами на вечномерзлых грунтах, используемых по принципу I.

Известны различные конструкции стальных трубчатых термосвай, являющихся одновременно сезоннодействующими охлаждающими устройствами - СОУ. Сведения о них содержатся в СНиП 2.02.04-88 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах (1), а также в учебных пособиях «Автодорожные деревянные мосты» (2) и «Основания и фундаменты» (3).

Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели является принятая за прототип полезная модель «Буроопускная термосвая с повышенной несущей способностью» (4). (Патент на полезную модель 66750 под таким названием получен в 2007 г.). Она состоит из трубчатого ствола, к верхнему торцу которого приварен опорный лист, а в нижней части ствола имеется уширение в виде круглой герметичной металлической емкости, заполняемой через отверстия в стволе сваи хладагентом (керосином). Диаметр емкости значительно превышает диаметр ствола сваи.

Недостаток указанной термосваи заключается в том, что для изготовления емкости требуется дополнительный расход металла и трудозатрат, а для заполнения - дополнительный объем хладагента.

Технической задачей полезной модели является увеличение несущей способности термосваи по грунту и повышение сопротивления сваи силам морозного пучения грунтов, а также снижение расхода металла на изготовление уширения в нижней части сваи.

Указанная задача решена за счет того, что буроопускная стальная трубчатая термосвая имеет приваренный к нижнему торцу ствола сваи круглый плоский стальной опорный диск и несколько стальных вертикальных ребер жесткости, соединяющих диск со стволом сваи. При этом диаметр диска больше диаметра ствола сваи, и диск вместе с ребрами жесткости полностью расположен в толще вечномерзлого грунта.

На фиг. 1 показана предлагаемая конструкция термосваи, где обозначено: поз. 1 - опорный блок ростверка; поз. 2 - болты; поз. 3 - опорный прямоугольный лист; поз. 4 - отверстие для заливки керосина; поз. 5 - ствол сваи; поз. 6 - скважина; поз. 7 - зона вечномерзлого грунта; поз. 8 - ребро жесткости; поз. 9 - опорный диск; поз. 10 - щебеночная подушка.

Буроопускная термосвая с опорно-анкерным уширением устраивается следующим образом. Предварительно пробуривается скважина 6 до проектной отметки в толще вечномерзлого грунта 7. На дне ее устраивается подушка 10 из щебня (каменного материала) толщиной 0,3-0,5 м. После этого в скважину устанавливается готовая свая без хладагента.

После установки сваи в скважину 6 зазор между сваей и скважиной заполняется непучинистым грунтом. Затем в сваю заливается хладагент (керосин), и на опорный лист 3 укладывается опорный блок ростверка 1.

В теплый период целесообразно для ускорения процесса смерзания сваи с вечномерзлым грунтом продуть ствол (трубу) холодным атмосферным воздухом, например, от воздушной турбохолодильной машины MTXMI-25P. Техническое описание ее и Инструкция по эксплуатации содержатся в источнике (5). После этого следует, при необходимости, заполнить сваю охлажденным хладагентом (керосином), используя для этого ту же машину MTXMI-25P.

Таким образом, предложенная конструкция буроопускной стальной трубчатой термосваи в нижней части позволяет увеличить ее несущую способность по грунту примерно в 2 раза, по сравнению, со сваей без уширения за счет увеличения площади опирания на грунт и поверхности смерзания сваи с окружающим мерзлым грунтом. Одновременно с этим возрастает сопротивление сваи воздействию касательных сил морозного пучения, возникающих при промерзании грунтов деятельного слоя.

Список литературы

1. СНиП 2.02.04-88 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах. М. 1989.

2. Телов В.И. и др. Автодорожные деревянные мосты. Томск - 1998.

3. Озорнин А.А., Светлов Л.П. Основания и фундаменты. СПб: ВАТТ, 2011.

4. Патент на полезную модель 66750. Буроопускная термосвая с повышенной несущей способностью (2007 г.).

5. Воздушная турбохолодильная машина MTXMI-25P. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. М.: 1983.

Буроопускная стальная трубчатая термосвая с опорно-анкерным уширением, состоящая из трубчатого ствола, имеющая приваренный к верхнему торцу ствола опорный лист, отличающаяся тем, что к нижнему торцу ствола сваи приварены круглый плоский стальной опорный диск и несколько стальных вертикальных ребер жесткости, соединяющих диск со стволом сваи, при этом диаметр диска больше диаметра ствола сваи, и диск вместе с ребрами жесткости полностью расположен в толще вечномерзлого грунта.

РИСУНКИ