Жесткое стыковое соединение модульных свай

Полезная модель относится к области строительства, в частности, к конструкции стыковых соединений строительных элементов, преимущественно, составных свай. Задачей полезной модели является улучшение эксплуатационных характеристик стыкового соединения свайных модулей путем повышения прочности стыка к динамическим и горизонтальным нагрузкам при погружении сваи в грунт. Для стыковки свайных модулей 1 и 2 в гнездо в виде глухого отверстия забивают с натягом стыковочный стержень 5, накладные пластины 6 и 7 плотно прижимаются выступами 10 друг к другу. В момент стыковки свайных модулей 1 и 2 включают сварочную машину 9 для контактной сварки типа КС-011, происходит мгновенное оплавление выступов 10 накладных пластин 6 и 7. При этом на верхний модуль 2 прикладывают вес сваебойного агрегата и в таком состоянии выдерживают стыкуемый узел до полного схватывания и набора прочности стыка, после чего производят дальнейшую забивку составной сваи. После остывания шва 8 получают жесткое стыковое соединение, что позволяет повысить прочностные характеристики стыка к динамическим и горизонтальным нагрузкам при погружении сваи в грунт и в период ее эксплуатации. 2 з.п. ф-лы, 13 ил.

Полезная модель относится к области строительства, в частности, к конструкциям стыковых соединений строительных элементов, преимущественно, составных свай.

Известна составная свая, содержащая соединительные элементы в виде накладки, прикрепляемой к закладным элементам стыкуемых свайных секций (патент RU 2045623, опубл. 10.10.1995, E02D5/52). Известно также, что составные сваи называют модульными, а их секции -модулями.

Известна модульная свая, свайный модуль которой включает железобетонный ствол с выступом и заплечиками на верхнем торце и гнездом под выступ на нижнем торце (А.С. SU 1561574, опубл. 27.06.1996, E02D 5/30).

Недостатком таких свай является сложность их конструкций в изготовлении.

Известны более простые конструкции стыковых соединений модулей забивной сваи. Такие соединения содержат металлический стержень, выступающий из нижнего торца одного свайного модуля, согласно одной из конструкций, выполненного в виде закладной гильзы (А.С. SU 1557258, опубл. 15.04.1990, E02D5/52) или, согласно другой конструкции - в виде соосного канала непосредственно в теле свайного модуля, при этом соединение также включает уплотнительную прокладку с отверстием под стержень (А.С. SU 1393878, опубл. 07.05.1988, E02D 5/52).

Недостатком вышеописанных конструкций модульных свай является то, что при их погружении в грунт торцевые кромки свайных модулей подвержены сколу под действием динамических нагрузок, такой скол нередко является неисправимым браком, требующим замены погружной сваи.

Известно самоблокирующееся стыковое соединение свайных модулей (патент US 3625012, опубл. 07.12.71, E02D 5/22). Свайный модуль такой составной сваи содержит железобетонный ствол, ограниченный двумя плоскими торцами. Первое гнездо в виде соосного стволу глухого отверстия под металлический стыковочный стержень, выполненного на первом торце, второе гнездо виде закладной гильзы, сосной стволу на втором торце, металлическую пластину с центральным отверстием, закрепленную во втором торце с помощью закладных элементов и прилегающую к нему, причем пластина не выступает за пределы второго торца, а закладная гильза примыкает краями к центральному отверстию в пластине.

Недостатком этой конструкции является то, что при погружении сваи в грунт сколу больше подвержены кромки торца, который не закрыт пластиной, а на торце, который закрыт пластиной, сколу больше подвержены кромки по углам этого торца.

Наиболее близким по технической сущности заявляемому техническому решению является устройство «Модульная свая (варианты)», выбранное в качестве прототипа (патент RU 2299950, опубл. 27.05.2007, E02D 5/52). Свайный модуль этой сваи содержит железобетонный ствол, на плоских торцах свайного модуля, перпендикулярных его оси, выполнены гнезда в виде глухих отверстий, в которые при стыковании соседних свайных модулей забивают стыковочные стержни, выполненные из стержневой горячекатаной арматурной стали. Торцы свайного модуля ограничены торцевыми пластинами с размерами в плане, соответствующими размерам торцов, имеющими сквозные центральные отверстия, совмещенными с гнездами. Торцевые пластины прикреплены сваркой к элементам каркаса при помощи анкеров из арматурных стальных стержней. К каждой торцевой пластине приварена распределительная пластина со сквозным центральным отверстием. Углы торцевых пластин срезаны вырезами в форме треугольника с катетами 30 мм.

Недостатком такой конструкции является ненадежность работы соединительного элемента свайных модулей при воздействии динамических и горизонтальных нагрузок, в частности, при погружении сваи в грунт

Задачей заявляемого технического решения является улучшение эксплуатационных характеристик стыкового соединения свайных модулей путем повышения прочности стыка к динамическим и горизонтальным нагрузкам при погружении сваи в грунт.

Поставленная задача решается таким образом, что в известном техническом решении, содержащем модульную сваю, включающую свайный модуль, содержащий ствол, ограниченный торцами, по меньшей мере, одно звено, по меньшей мере, на одном торце в виде глухого отверстия, выполненное с возможностью вставки в него стыковочного стержня для стыковки со смежным свайным модулем, торцевую пластину со сквозным отверстием, совмещенным с продольным гнездом, которая закреплена на том же торце с помощью закладных элементов и прилегает к нему, причем торцевая пластина не выступает за пределы второго торца, имеет дополнительно накладную пластину, которая закреплена снаружи на торцевой пластине, прилегая к ней, и имеет сквозное отверстие, совмещенное с отверстием в торцевой пластине, дополнительно приварены накладные пластины, выполненные с размерами, соответствующими размерами торцевой пластины. Накладные пластины имеют по меньшей мере 4 выступа высотой не более 5 мм каждый, которые расположены по всему периметру пластины на равноудаленном расстоянии друг от друга и имеют кубическую или цилиндрическую или прямоугольную или трапецеидальную форму.

Сущность технического решения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен разрез стыкового соединения модульной сваи; вид по стрелкам А-А на пластины 6 и 7; на фиг.2, 4, 6, 8, 10, 12 - представлено сечение А-А; на фиг.3, 5, 7, 9, 11, 13 - представлены их поперечные сечения Б-Б и В-В.

Жесткое стыковое соединение модульных свай включает в себя нижнюю модульную сваю 1 и верхнюю модульную сваю 2, торцы свайных модулей 1 и 2 ограничены торцевыми пластинами 3 и 4, соответствующими размерам и форме торцов. К торцевым пластинам 3 и 4 прикреплены сваркой накладные пластины 6 и 7. Наружные поверхности торцевых 3 и 4 и накладных 6 и 7 пластин имеют лакокрасочное и/или оцинкованное антикоррозийное покрытие. Накладные пластины 6 и 7 выполнены из профильного или прокатного или штампованного стального листа сечением не более 5 мм.

Устройство работает следующим образом.

Для стыковки свайных модулей 1 и 2 в гнездо в виде глухого отверстия (не показано) забивают с натягом стыковочный стержень 5, накладные пластины 6 и 7 плотно прижимаются выступами 10 друг к другу. В момент стыковки свайных модулей 1 и 2 включают сварочную машину 9 для контактной сварки типа КС-011, (http://induktor.ru/produktsiya/ks011/html) происходит мгновенное оплавление выступов 10 накладных пластин 6 и 7, при этом на верхний модуль 2 прикладывают вес сваебойного агрегата (не показан) и в таком состоянии выдерживают стыкуемый узел до полного схватывания и набора прочности стыка, после чего производят дальнейшую забивку составной сваи. В результате, после остывания контактного шва 8 получают жесткое стыковое соединение, что позволяет повысить прочностные характеристики стыка к динамическим и горизонтальным нагрузкам при погружении сваи в грунт и в период ее эксплуатации.

1. Модульная свая, включающая свайный модуль, содержащий ствол, ограниченный торцами, по меньшей мере, одно продольное гнездо, по меньшей мере, на одном торце в виде глухого отверстия, выполненное с возможностью вставки в него стыковочного стержня для стыковки со смежным свайным модулем, торцевую пластину со сквозным отверстием, совмещенным с продольным гнездом, которая закреплена на том же торце с помощью закладных элементов и прилегает к нему, причем торцевая пластина не выступает за пределы второго торца, имеет дополнительно накладную пластину, которая закреплена снаружи на торцевой пластине, прилегая к ней, и имеет сквозное отверстие, совмещенное с отверстием в торцевой пластине, отличающаяся тем, что накладные пластины выполнены с размерами, соответствующими размерам торцевой пластины и имеют выступы кубической или цилиндрической или прямоугольной или трапецеидальной формы, которые расположены по всему периметру пластин на равноудаленном расстоянии друг от друга, причем свайные модули сварены между собой оплавлением выступов накладных пластин сварочной машиной.

2. Свая по п.1, отличающаяся тем, что накладные пластины выполнены из профильного или прокатного или штампованного стального листа.