Сборная железобетонная бурозавинчиваемая свая

 

Полезная модель направлена на повышение прочности сваи при погружении ее в грунт и обеспечение возможности работы ее как сваи фундамента самостоятельно. Указанный технический результат достигается тем, что сборная железобетонная бурозавинчиваемая свая состоит из железобетонного ствола, который имеет форму параболоида вращения с арматурным каркасом из продольных стержней и поперечной навивки арматуры. На боковой поверхности ствола выполнена предварительно напряженная непрерывная или прерывистая с переменным шагом в соответствии с распределением усилий в стволе, возникающих при ввинчивании сваи в грунт, винтовая навивка, которая зафиксирована на продольном стержне арматурного каркаса железобетонного ствола. Винтовая навивка на боковой поверхности ствола выполнена в направлении противоположном поперечной навивке арматуры арматурного каркаса железобетонного ствола. 4 з.п.ф.; 4 илл.

Полезная модель относится к строительству, а именно к конструкциям сборных железобетонных свай и может быть использована для возведения фундаментов зданий и сооружений, устройства геотехнических ограждений.

Известны конструкции свай, представляющие собой цилиндрическую, металлическую полую трубу с закрытым нижним концом, на наружной поверхности которой выполнены винтовые выступы. /RU патент 22073084, E02D 5/38, публ. 10.02.1997/.

Наиболее близкой конструкцией к заявляемой свае является бурозавинчиваемая железобетонная свая, содержащая железобетонный ствол переменного сечения с каркасом из продольной и поперечной арматуры и закрепленной на боковой поверхности ствола винтовой навивки из металлопроката, /RU патент 2204653, кл. E02D 5/38, публ. 20.05.2003/.

Недостатками известных конструкций является недостаточная прочность железобетона на воздействие нагрузки при погружении, слабая шнековая производительность винтовой навивки, низкая скорость погружения, невысокая эффективность работы свай в составе группы.

Техническая задача заключается в улучшении эксплуатационных и технологических свойств сборной железобетонной бурозавинчиваемой сваи при снижении материалоемкости, расширение области применения для различных грунтовых условий, расширение области использования в геотехническом строительстве как свайного элемента заводского изготовления.

Поставленная задача решается таким образом, что в сборной железобетонной бурозавинчиваемой свае, состоящей из железобетонного ствола переменного сечения с арматурным каркасом из продольных стержней и поперечной навивки арматуры, закрепленной на боковой поверхности ствола винтовой навивки и разрыхляющего наконечника, согласно полезной модели, железобетонный ствол сваи имеет форму параболоида вращения, а винтовая навивка на боковой поверхности ствола выполнена предварительно напряженной непрерывной или прерывистой с переменным шагом в соответствии с распределением усилий, возникающих при ввинчивании сваи в грунт, или шнековой производительности, и зафиксирована на продольном стержне арматурного каркаса железобетонного ствола, причем винтовая навивка на боковой поверхности ствола выполнена в направлении противоположном поперечной навивке арматуры арматурного каркаса железобетонного ствола. При этом винтовая навивка на боковой поверхности железобетонного ствола выполнена по длине сваи с переменным шагом, изменяемым прямо пропорционально диаметру сечения ствола. Или винтовая навивка на боковой поверхности железобетонного ствола выполнена по длине сваи с переменным шагом, изменяемым обратно пропорционально диаметру сечения ствола. Кроме того, свая выполнена с постоянным коэффициентом армирования по длине. Поверхность сваи может быть волнистого профиля, с глубиной впадин не более 1/3 диаметра винтовой навивки.

Предлагаемая конструкция сваи отличается от известной тем, что железобетонный ствол сваи имеет форму параболоида вращения, а винтовая навивка на боковой поверхности ствола выполнена предварительно напряженной непрерывной или прерывистой с переменным шагом в соответствии с распределением усилий, возникающих при ввинчивании сваи в

грунт, и зафиксирована на продольном стержне арматурного каркаса железобетонного ствола, причем винтовая навивка на боковой поверхности ствола выполнена в направлении противоположном поперечной навивке арматуры арматурного каркаса железобетонного ствола. При этом винтовая навивка на боковой поверхности железобетонного ствола может быть выполнена по длине сваи с переменным шагом, изменяемым прямо или обратно пропорционально диаметру сечения ствола. Кроме того, свая может быть выполнена с постоянным коэффициентом армирования по длине. Поверхность сваи может быть волнистого профиля, с глубиной впадин не более 1/3 диаметра винтовой навивки.

Выбранная форма железобетонного ствола - параболоида вращения, обеспечивает эффективную работу сваи в группе за счет более равномерного распределения усилия в грунте при экономии материала сваи.

Выполнение армирования и навивки обеспечивают повышенную прочность сваи при ввинчивании ее в грунт и возможность работы ее как сваи фундамента или геотехнического ограждения самостоятельно. Расчет оптимального армирования проводят из расчета сохранения постоянного коэффициента армирования по длине сваи. Фиксация предварительно напряженной навивки на продольном стержне арматурного каркаса, обеспечивает снижение материалоемкости за счет включения навивки в работу ствола на кручение. Для уменьшения усилия кручения навивка может быть выполнена прерывистой. Переменный шаг навивки обеспечивает повышение производительности погружения сваи в грунт за счет повышения производительности шнековой проходки, и прочности сваи за счет распределения арматуры в соответствии с эпюрой крутящих моментов в сечении. Выполнение боковой поверхности ствола волнистого профиля с глубиной впадин более 1/3 диаметра винтовой навивки

утрачивает полезную работу предварительного напряжения винтовой навивки.

Технический результат - упрощение погружения железобетонных свай при устройстве фундаментов и геотехнических сооружений, снижение энергоресурсов за счет выполнения оптимальной формы ствола для минимального сопротивления трению при погружении, улучшения совместной работы винтовой навивки ствола за счет ее предварительного напряжения, выполнения переменного шага, а также снижение материалоемкости за счет оптимального армирования по длине конструкции и возможность исключения закладных элементов для фиксации винтовой навивки.

На фиг.1 представлена свая; фиг.2 - А-А фиг.1; фиг.3 - тоже, что и на фиг.1 - вариант армирования; фиг.4 - узел А фиг.3.

Свая состоит из железобетонного ствола 1, арматурного каркаса 2 из продольных стержней 3 и поперечной навивки арматуры 4, предварительно напряженной навивки 5, зафиксированной сваркой в местах на продольном стержне 6 арматурного каркаса 2. Стержень 6 приварен к арматурному каркасу 2 снаружи поперечной навивки арматуры 4. На конце сваи расположен разрыхляющий наконечник 7.

На фиг.1 показан вариант выполнения винтовой навивки с переменным шагом изменяемым прямо пропорционально диаметру сечения ствола сваи, а на фиг.3 вариант выполнения сваи с винтовой навивкой с шагом, изменяемым обратно пропорционально диаметру сечения ствола. Продольный вертикальный арматурный стержень 6 закреплен в бетонном теле ствола 1 с внешней стороны арматурного каркаса 2, к которому приваривается каждый виток винтовой преднапряженной навивки 5. Для увеличения степени сцепления сваи с грунтом и улучшения ее работы параболоидную поверхность ствола

выполняют с волнистым профилем (см. фиг.4). Ствол сваи 1 выполнен из бетона класса В 25.

Погружение сваи осуществляют следующим образом.

Для возведения свайного фундамента используют стандартное оборудование. Сваю с разрыхляющим наконечником 7 погружают до проектной отметки путем одновременного вращения и вдавливания в грунт под собственным весом и внешним усилием. При погружении сваи часть объема грунта в зоне вокруг сваи уплотняется, что особенно необходимо при устройстве свай в сильно сжимаемых грунтах. Другая часть грунта по винтовой навивки 5 выходит на поверхность в отвал, ее удаляют.

Работа сваи происходит следующим образом.

При погружении сваи часть (большая) объема грунта благодаря шнековой работе навивки 5 транспортируется на поверхность, причем, благодаря переменному шагу навивки транспортирование грунта происходит более эффективно, что позволяет устраивать подобные сваи в слабосжимаемых грунтах. Другая часть грунта (меньшая) уплотняется. Возникающие усилия при погружении сваи на глубину, близкую к проектной, воспринимаются предварительным напряжением навивки 5 и постоянному коэффициенту армирования, что позволяет делать ствол 1 сваи меньшего сечения. При этом достигается снижение расхода материалов. Волнистая поверхность сваи с глубиной впадин не более 1/3 диаметра позволяет сделать винтовую навивку предварительно напряженной. Железобетонный ствол сваи переменного по длине сечения позволяет облегчить погружение сваи, обеспечить эффективную работу сваи в группе за счет более равномерного распределения усилия в грунте.

1. Сборная железобетонная бурозавинчиваемая свая, состоящая из железобетонного ствола переменного сечения с арматурным каркасом из продольных стержней и поперечной навивки арматуры, закрепленной на боковой поверхности ствола винтовой навивки и разрыхляющего наконечника, отличающаяся тем, что железобетонный ствол сваи имеет форму параболоида вращения, а винтовая навивка на боковой поверхности ствола выполнена предварительно напряженной непрерывной или прерывистой с переменным шагом в соответствии с распределением усилий в стволе, возникающих при ввинчивании сваи в грунт, и зафиксирована на продольном стержне арматурного каркаса железобетонного ствола, причем винтовая навивка на боковой поверхности ствола выполнена в направлении, противоположном поперечной навивке арматуры арматурного каркаса железобетонного ствола.

2. Сборная железобетонная бурозавинчиваемая свая по п.1, отличающаяся тем, что винтовая навивка на боковой поверхности железобетонного ствола выполнена по длине сваи с переменным шагом, изменяемым прямо пропорционально диаметру сечения ствола.

3. Сборная железобетонная бурозавинчиваемая свая по п.1, отличающаяся тем, что винтовая навивка на боковой поверхности железобетонного ствола выполнена по длине сваи с переменным шагом, изменяемым обратно пропорционально диаметру сечения ствола.

4. Сборная железобетонная бурозавинчиваемая свая по п.1, отличающаяся тем, что свая выполнена с постоянным коэффициентом армирования по длине ствола.

5. Сборная железобетонная бурозавинчиваемая свая по п.1, отличающаяся тем, что ее бетонная поверхность выполнена волнистой, с глубиной впадин не более 1/3 диаметра винтовой навивки.



 

Похожие патенты:

Машина для погружения, установки, закручивания, завинчивания металлических винтовых свай-фундаментов опор линий автоблокировки зса-1 относится к строительству, более конкретно, к машинам для установки металлических винтовых свай-фундаментов с «поля» под опоры автоблокировки в грунтах до IV группы на железных дорогах Российской Федерации.

Винтовые железобетонные забивные составные сваи относятся к строительству, в частности к конструкциям забивных свай, позволяющих устанавливать их с помощью воздушного носителя, например вертолета.

Свая // 118324

Изобретение относится к фундаментам глубокого заложения, а именно к конструкциям забивных свай
Наверх