Свая

Изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям свай, погружаемых методом статического вдавливания посредством вдавливаемых установок или методом динамического погружения с помощью сваебойных агрегатов. Свая выполнена в виде призматического ствола с пирамидальным наконечником, на боковых гранях которого по всей длине выполнены продольные пазы, углубляющиеся в направлении к наконечнику. Новым является то, что угол наклона пирамидальных граней наконечника с осью ствола составляет 30°-45°, продольные пазы углубляются в направлении к наконечнику так, что образуют с осью ствола угол 10°-24°, при этом пазы имеют в поперечном сечении форму трапеции с основанием, расположенным на боковой грани ствола, а ширина паза составляет 0,3-0,5 ширины боковой грани. Технический результат изобретения состоит в снижении усилия погружения сваи при сохранении высокой несущей способности. 4 ил.

 

Изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям свай, погружаемых методом статического вдавливания посредством вдавливаемых установок или методом динамического погружения с помощью сваебойных агрегатов.

Известна свая, включающая сужающийся книзу ствол с продольными сужающимися выемками на боковых гранях и продольными ребрами, при этом продольные ребра расположены в нижней части ствола соосно с выемками, а каждое ребро выполнено треугольным в поперечном сечении и расширяющимся книзу в виде прямоугольного треугольника в продольном сечении с основанием, расположенным в уровне нижнего торца ствола, и вершиной в месте примыкания к соответствующей выемке (Авторское свидетельство СССР № 1493744, МПК Е 02 D 5/30, 1987г.).

Недостатком данной сваи является низкая технологичность изготовления, поскольку конструкция сваи предусматривает использование одноразовых опалубков сложной конфигурации, что существенно удорожает их изготовление и увеличивает трудоемкость. Поточное производство указанных свай организовать невозможно.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является свая, выполненная в виде призматического ствола с пирамидальным наконечником, на боковых гранях которого по всей длине выполнены продольные пазы, расширяющиеся и углубляющиеся в направлении наконечника (Патент РФ № 2049856, МПК Е 02 D 5/30, 1992г.).

Основным недостатком данной сваи являются существенные затраты энергии при ее погружении. Затраты энергии зависят как от скорости погружения, так и конструктивного выполнения сваи. При забивке свай в грунт значительное усилие приходится на преодоление сопротивления грунта разрушению. Наличие пазов на всей длине ствола, включая наконечник, позволяет снизить усилие при погружении сваи. Процесс раздвижки и выдавливания грунта осуществляется в пределах высоты пирамидального наконечника сваи, именно в этой зоне возникают максимальные напряжения в грунте. Снизить усилие погружения возможно за счет оптимального конструктивного выполнения наконечника сваи.

Задача, положенная в основу заявляемого изобретения, заключается в снижении усилия погружения сваи при сохранении высокой несущей способности.

Поставленная задача достигается тем, что свая, выполненная в виде призматического ствола с пирамидальным наконечником, на боковых гранях которого по всей длине выполнены продольные пазы, углубляющиеся в направлении к наконечнику, согласно заявляемому техническому решению угол наклона пирамидальных граней наконечника с осью ствола составляет 30° - 45°, продольные пазы углубляются в направлении к наконечнику так, что образуют с осью ствола угол 10°-24°, при этом пазы имеют в поперечном сечении форму трапеции с основанием, расположенным на боковой грани ствола, а ширина паза составляет 0,3-0,5 ширины боковой грани.

Выполнение пирамидального наконечника с углом наклона граней к оси ствола 30°-45°и продольных пазов, углубляющихся в направлении к наконечнику так, что поверхность паза образует с осью ствола сваи угол 10°-24°, обеспечивает оптимальное заострение наконечника. Это позволяет грунту под заостренным наконечником сваи выдавливаться в менее напряженную зону, что снижает лобовое сопротивление грунта, а следовательно, снижает усилие погружения сваи. Продольные пазы, имеющие форму трапеции, ширина которых составляет 0,3-0,5 ширины боковой грани, позволяют увеличить площадь контакта боковой поверхности сваи с грунтом, что способствует повышению ее несущей способности.

На фиг. 1 изображен продольный разрез сваи;

на фиг. 2 - сечение по А-А;

на фиг. 3 - сечение по Б-Б;

на фиг. 4 - вид по стрелке В.

Свая включает призматический ствол 1 с пирамидальным наконечником 2. Угол наклона пирамидальных граней наконечника с осью ствола составляет 30-45° На боковых гранях ствола вдоль всей длины выполнены продольные пазы 3, которые углубляются в направлении к наконечнику так, что образуют с осью ствола угол 10-24°. Пазы имеют в поперечном сечении форму трапеции, в которой большее основание расположено на боковой грани ствола (фиг.2), а его ширина составляет 0,3-0,5 ширины боковой грани.

Влияние угла наклона пирамидальных граней наконечника к оси ствола и угла наклона продольного паза к оси ствола, а также определение оптимальной ширины и формы продольного паза оценивалось экспериментально. Для чего создавались одинаковые условия погружения свай, каждая из которых отличалась или углом наклона грани наконечника к оси ствола, или углом наклона продольного паза к оси ствола, или шириной и формой продольного паза.

Экспериментально установлено, что оптимальным является угол наклона пирамидальных граней наконечника к оси ствола 30-45°, которому соответствуют минимальные усилия погружения сваи в грунт. Максимальные усилия при погружении приходятся на сваи с углом наклона граней наконечника к оси ствола до 30°. Это объясняется возрастающим лобовым сопротивлением грунта погружению сваи, так как площадь контакта наконечника с грунтом увеличивается. При увеличении угла наклона граней наконечника к оси ствола свыше 50 усилие погружения сваи резко возрастает, что объясняется увеличением сопротивления грунта погружению наконечника сваи.

У всех свай с продольными пазами, углубляющимися в направлении к наконечнику, существенное снижение усилия погружения отмечено при угле наклона паза к оси ствола 10°-24°.

Значительное влияние на усилие погружения оказывает площадь контакта боковой поверхности сваи с грунтом, которая может изменяться за счет изменения ширины паза и его профиля. Снижение усилий погружения наблюдалось при ширине паза 0,3-0,5 ширины боковой поверхности грани.

Большее значение ширины паза принимать нецелесообразно, так как это приведет к снижению прочности и устойчивости сваи, а следовательно, к снижению несущей способности сваи по материалу. При этом выполнение паза в виде трапеции обеспечивает максимальную площадь контакта сваи с грунтом, что повышает несущую способность сваи по грунту.

Таким образом, оптимальная конструктивная форма выполнения наконечника сваи, определяемая как углом наклона пирамидальных граней наконечника к оси ствола, так и углом наклона к оси ствола продольных, углубляющихся в направлении к наконечнику пазов, позволяет снизить сопротивление грунта при погружении сваи, а рациональная форма и размеры продольных пазов способствует повышению несущей способности сваи.

Источники информации:

1. Авторское свидетельство СССР №1493744, МПК Е 02 D 5/30, 1987г. - аналог.

2. Патент РФ №2049856, МПК Е 02 D 5/30, 1992г. - прототип.

Свая, выполненная в виде призматического ствола с пирамидальным наконечником, на боковых гранях которого по всей длине выполнены продольные пазы, углубляющиеся в направлении к наконечнику, отличающаяся тем, что угол наклона пирамидальных граней наконечника с осью ствола составляет 30 - 45°, продольные пазы углубляются в направлении к наконечнику так, что образуют с осью ствола угол 10 - 24°, при этом пазы имеют в поперечном сечении форму трапеции с основанием, расположенным на боковой грани ствола, а ширина паза составляет 0,3-0,5 ширины боковой грани.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к трубообразным сваям, заключенным в бетон. .

Свая // 2205920
Изобретение относится к области строительства при устройстве свайных фундаментов из забивных свай. .

Изобретение относится к области строительных конструкций, в частности к области железобетонных забивных свай, и может найти применение при изготовлении железобетонных свай сплошного сечения.

Изобретение относится к строительству, в частности к свайным фундаментам, и предназначено для устройства фундаментов на наклонных сваях. .

Свая // 2130993
Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении зданий и сооружений, в частности при выполнении свай фундаментов, а также колонн, стоек и т.п.

Свая // 2117097
Изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям свай открытого профиля, возводимых в условиях сезонной и вечной мерзлоты, и технология их возведения.

Свая // 2109879
Изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям свай, предназначенных для использования при возведении свайных фундаментов в грунтах пониженной прочности.

Свая // 2091540
Изобретение относится к области строительства и касается конструкции сваи, предназначенной для работы на горизонтальные нагрузки. .

Изобретение относится к области строительства, в частности к свайным фундаментам. .

Свая // 2076172

Изобретение относится к области строительства, а именно к фундаментостроению

Изобретение относится к строительству, а именно к способам установки свай открытого профиля при возведении свайных фундаментов зданий и сооружений

Изобретение относится к области фундаментостроения, а именно к технологии возведения свай неглубокого заложения, в том числе в слабых грунтах и агрессивной грунтовой среде для сооружения малоэтажных жилых зданий, коттеджей, бунгало, дачных домиков, складов, павильонов и объектов другого назначения. Способ возведения сваи неглубокого заложения включает проходку исходной скважины и установку в ней ствола сваи. Ствол сваи устраивают из одинарной стальной трубы либо придают ему телескопическую конфигурацию с использованием для этого стальных труб большего диаметра с плавными переходами от одного участка ствола к другому, принимая длину второй трубы l2 в интервале от 1/3 до 1/10 от полной длины сваи L, а в случае применения третьей трубы, составляющей ствол сваи, ее длину l3=l2-l2' (где l2' - длина укороченной второй трубы) принимают в интервале от 1/6 до 1/20 от полной длины сваи L. Нижний конец ствола оснащают плоской стальной пятой, имеющей форму многоугольника, квадрата, круга, кольца, либо выполняют пяту в виде решетки из металлического профиля. Ствол сваи располагают при этом в центре исходной скважины, свободное пространство которой заполняют на глубину l2 или l2'+l3 крупным, средним и мелким обломочным материалом, например щебнем, а вышележащий объем скважины - мокрым кварцевым песком в смеси с извлеченным при проходке исходной скважины грунтом с последующим тромбованием материала заполнителя. Полость же самого ствола оставляют пустой или заливают бетонной смесью после, либо без введения в нее арматурного каркаса с задействованием для нормативного уплотнения бетона вибрационных механизмов. Технический результат состоит в повышении несущей способности свайных фундаментов, обеспечении экологической безопасности, снижении материалоемкости. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении тяжелых сооружений, которые устраиваются на сжимаемых грунтах в районах с повышенной сейсмичностью. Для увеличения несущей способности и снижения материалоемкости сваю устраивают следующим образом. Выполняют бурение скважины для вертикального буронабивного ствола 1. Изготавливают буронабивной ствол 1 с полостью для забивного ствола 3. Выполняют работы по устройству забивного ствола 3 и заполняют оставшееся пространство между буронабивным и забивным стволами мелкозернистым бетоном 5. После устраивают монолитный ростверк 6 и жестко соединяют получившуюся конструкцию сваи с ним. 2 ил.

Изобретение относится к строительству оснований и фундаментов с использованием свай-оболочек, в районах распространения многолетнемерзлых грунтов. Свая-оболочка с зафиксированным внутри сваи заполнителем и заглушкой на верхнем торце, установленная в многолетнемерзлом грунте, с внутренней полостью, заполненной непучинистым материалом. Заполнение полости осуществляют частично, только выше уровня нижней границы слоя сезонного промерзания-оттаивания грунта, при этом верхняя поверхность заполнителя герметизируется от проникновения воды. Технический результат состоит в повышении надежности сваи, уменьшении расхода материала при изготовлении сваи, удешевлении работ. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

Свая // 2594499
Изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям висячих свай, в том числе из бетона и железобетона. Предложена свая повышенной несущей способности сплошного сечения, цельной или составной, с поперечным армированием ствола. Поперечное сечение сваи выполнено в виде равностороннего треугольника, площадь которого равна площади поперечного сечения соответствующей сваи квадратного сечения. Длина стороны равностороннего треугольника определяется зависимостью: где b - длина стороны равностороннего треугольника; а - длина стороны соответствующей сваи квадратного сечения. Технический результат - увеличение несущей способности сваи при одновременном сохранении расхода бетона на ее изготовление и одновременном обеспечении простоты ее изготовления. 1 ил.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении свайных фундаментов преимущественно в просадочных с I типом грунтовых условиях, насыпных, высокопористых глинистых, песчаных и других слабых грунтах с пониженной несущей способностью в их природном или техногенном сложении. Способ устройства забивной сваи, по которому выполняют скважину, заполняют ее грунтовым материалом без уплотнения и забивают в нее сваю. Скважину выполняют пробивкой с образованием по боковой поверхности и по дну скважины уплотненной зоны грунта. После пробивки скважины создают уширенное основание путем засыпки в скважину жесткого грунтового материала в нижней ее части на высоту не менее двух диаметров скважины с последующим втрамбовыванием грунтового материала и созданием уширенного основания. После чего осуществляют заполнение скважины грунтовым материалом без уплотнения. Сваю забивают с заглублением ее в уширенное основание с формированием дополнительной зоны уплотненного грунтового материала вокруг сваи. Технический результат состоит в повышении несущей способности сваи в слабых грунтах, снижении трудоемкости. 3 з.п. ф-лы, 12 ил.
Наверх