Свая

АНИЕ ИЗОБРЕТ И ОПИ У тов переменной толщины, выполненных с наклонными или ступенчатымв обращенными друг к другу гранями, с увеличивающимся расстоянием между ними к верхнему торцу сваи, верхнюю клиновидную диафрагму и нюкною диафрагму, которая имеет ло включает имею- крайней мере вертикальную грань, размещенную йз размещенных между вертикальными элементами. 1 зп.ф-лы, 5.ил. альных эпеменКомитет Российской Федерации по патентам И товарным знакам(76) Кашка Борис Зиновьевич(67) Сущность изобретеащ сваящий оголовок ствол выполненныйна расстоянии друг от друга вертикИзобретение относится к строительству, а именно к конструкциям свайных фундаментов и может быть использовано при строительстве промышленных, жилых и общественных зданий,Известны двутавровые сваи, обладающие большей жесткостью в плоскости стенки при одной и той же площади сечения по сравнению с прямоугольной сваей. Однако при погружении двутавровой сваи грунт заклинивается между полками в ее нижней части примерно на высоте 2,0-2,5 м от нижнего торца сваи, и в дальнейшем свая погружается совместно с образовавшейся грунтовой пробкой. Поэтому при погружении сваи в глинистые грунты, особенно высокопористые, пространство между полками выше грунтовой пробки не заполняется грунтом или же туда попадает грунт в разрыхленном состоянии. Вследствие этого сцепление между. грунтом и боковой поверхностью сваи выше грунтовой пробки имеется только по внешним поверхностям полок, А стенка и внутренние грани полок с грунтом не взаимодействуют, что приводит к снижению несущей способности двутавровой сваи.Наиболее близким техническим решением является свая, включающая имеющий оголовок ствол, выполненный иэ размещенных на расстоянии друг от друга вертикальных элементов, объединенных между собой, по крайней мере, двумя диафрагмами.Известная свая характеризуется высокой удельной несущей способностью, но имеет ряд недостатков. При погружении известной сваи грунт, размещенный между вертикальными элементами. получает интенсивное уплотнение поскольку клиновидные диафрагмы вытесняют грунт, а вертикальные элементы препятствуют распространению этого грунта в стороны, А с увеличением степени уплотнения грунта увеличивается сила его сцепления с внутренней боковой поверхностью вертикальных элементов и с поверхностью наклонных граней верхней и, нижней диафрагм. При выполнении вертикальных элементов клиновидными в продольном направлении, обращенными уширенной стороной к оголовку сваи, интенсивность уплотнения грунта, размещенного между вертикальными элементами, возрастает, так как торцевые наклонные грани вертикальных элементов также при погружении сваи уплотняют грунт. Поскольку сила сцепления грунта с боковой поверхностью ствола препятствует погружению сваи, то для ее погружения необходимо применять более мощное свае бойное оборудование. что приводит к увеличению энергозатрат, как на погружение известной сваи, так и на транспортирование агрегата на объект производства работ, Кроме того, с увеличением степени уплотнения грунта, размещенного между вертикальными элементами, сила его сцепления с боковой поверхностью становитсятакой, что этот грунт заклинивается междувертикальными элементами и наклонной10 гранью верхней диафрагмы, вследствие чего в дальнейшем свая погружается вместе собразовавшейся грунтовой пробкой. В результате этого пространство между вертикальными элементами и наклонной гранью15 диафрагмы в верхней части ствола либо незаполняется грунтом, либо туда попадаетгрунт в разрыхленном состоянии. Поэтомуэтот участок ствола не взаимодействует сгрунтом основания, что приводит к сниже 20 нию несущей способности известной сваи.Как известно, с увеличением глубины залегания однородного слоя грунта его несущаяспособность увеличивается. А наклонныеторцевые грани вертикальных элементов,25 . выполненных клиновидными в продольномнаправлении, имеют по высоте ствола одинаковую ширину, то есть и одинаковую площадь наклонных граней по всей длинествола, что не позволяет рационально ис 30 пользовать более высокую несущую способность основания, расположенного набольшем расстоянии от поверхности грунта.Цель изобретения - снижение энергозатрат при погружении и повышение несу 35 щей способности за счет вовлечения всовместную работу увеличенного объемагрунта.На фиг.1- изображена свая, общий вид;на фиг.2 - разрез А-А на фиг,1; на фиг.З -40 общий вид сваи, вариант выполнения; нэфиг.4 - разрез Б-Б на фиг.З; на фиг.5 -продольный разрез сваи, погруженной вгрунт на проектную отметку,Свая .включает оголовок 1, верхнюю45 клиновидную диафрагму 2, вертикальныеэлементы 3, нижнюю диафрагму 4, промежуточную диафрагму 5, наклонные, обращенныедруг к другу грани 6 вертикальных элементов3, вертикальную грань 7 диафрагмы 4, разме 50 щенную между вертикальными элементами,Для пояснения взаимодействия сваи с грун том основания на фиг.5 показана уплотнен. ная зона 8, Зона 8 ограничивает массивуплотненного околосвайного грунта.55 Свая работает следующим образом.При погружении нижнего участка стволасваи происходит прорезка грунта вертикальными элементами 3 и нижней диафрагмой 4. Со стороны верхнего торца нижнейдиафрагмы 4 между вертикальными элемен 2004686тами образуется пустота в виде щели. При дальнейшем погружении сваи эта пустота заполняется грунтом, расположенным между вертикальными элементами 3, вследствие воздействия на него вибрации от ударов 5 молота сваебойного агрегата при одновременном обжатии этого грунта в вертикальном направлении силой сцепления его с боковой поверхностью внутренних граней вертикальных элементов. При последующем погруже нии сваи возрастает интенсивность уплотнения грунта, размещенного между вертикальными элементами, поскольку происходит задавливание в его пространство грунта, вытесняемого наклонными гранями 15 торцевых поверхностей вертикальных элементов, при одновременном погружении в этот грунт верхней диафрагмы 2. Однако сила сцепления этого гручта с боковой поверхностью внутренних граней 6 вертикаль ных элементов 3 не возрастает, поскольку эти грани выполнены наклонными с увеличивающимся расстоянием между ними к верхнему торцу сваи, Это обьясняется тем, что между грунтом и наклонными гранями 6 25 в момент погружения сваи образуется некоторый зазор, равный величине проекции на горизонтальную плоскость наклона граней 6 и в течение короткого промежутка времени этот зазор не заполняется грунтом. Поэтому 30 трение между грунтом и боковой поверхностью внутренних наклонных граней 6 вертикальных элементов в момент погружения практически отсутствует. Вследствие этого исключается возможность образования 35 грунтовой пробки, а пространство между вертикальными элементами полностью заполняется грунтом,Предохраняет образование грунтовых пробок также наличие, по крайней мере, в 40 нижней диафрагме вертикальной грани 7, расположенной между вертикальными элементами, так как при этом в пространстве между вертикальными элементами вытесняется диафрагмой меньше грунта, чем и 45 ограничивается давление и сцепление этого грунта с боковой поверхностью диафрагмы и внутренними гранями вертикальных элементов. Таким образом, за счет наличия обращенных друг к другу наклонных граней 50 вертикальных элементов ствола с увеличивающимся расстоянием между ними к верхнему торцу сваи и наличия, по крайней мере, в нижнел диафрагме вертикальной грани, размещенной между вертикальными эле:;,ентами, обеспечивается снижение энергозатрат при погружении сваи при одновременном увеличении ее несущей способности, Поскольку на верхнем участке ствола сваи пространство между вертикальными элементами перекрывается наклонной гранью верхней диафрагмы и нижней гранью оголовка 1, то на последнем этапе погружения, в грунт, размещенный между вертикальными элементами погружается нижняя грань оголовка 1 и наклонная грань верхней диафрагмы, вследствие чего этот грунт получает дополнительное уплотнение.Поскольку все пространство между вертикальными элементами заполняется уплотненным грунтом, то нагрузка от сваи передается в разных уровнях на уплотненный грунт основания, чем обеспечивается повышение несущей способности сваи. Так как вертикальные элементы ствола сваи имеют переменную толщину, причем уширенная грань наклонной торцевой поверхности вертикальных элементов расположена в нижней части ствола сваи, то через эту увеличенную площадь наклонной поверхности передается нагрузка на глубоко расположенные, более прочные слои грунта основания, чем также обеспечивает повы. ение несущей способности сваи.Наибольший эффект достигается для сваи длиной 6 - 8 м с размерами в уровне верхнего торца 1,0 х 1,0 м, а обращенные друг к другу грани 6 вертикальных элементов разведены кверху под углом 0,4-1,2 градуса,В результате использования описанной конструкции сваи обеспечивается снижение энергозатрат при ее погружении в 1,3- 1,4 раза и снижение материалоемкости фундаментов в 1,2-1,3 раза за счет более высокой несущей способности предложенной сваи в сравнении со сваей, выбранной за прототип,Формула изобретения1. СВАЯ, включающая имеющий оголовок ствол, выполненный из размещенных на расстоянии друг от друга вертикальных элементов, обьединенных между собой по 5 крайней мере двумя диафрагмами, отличающаяся тем, что, с целью снижения энергозатрат при погружении и повышения несущей способности за счет вовлечения в совместную работу увеличенного обьема 10 2004686 8грунта, вертикальные элементы имеют переменную толщину и выполнены с наклонными или. ступенчатыми, обращенными одна к другой гранями с увеличивающимся расстоянием между ними к.верхнему торцу сваи.2, Свая по п,1, отличающаяся тем, чтопо крайней мере нижняя диафрагма имеет вертикальную грань, размещенную между вертикальными элементами.2004686 Составитель В. ГоникТехред М.Моргентал корректор А, Мотыль Редактор Н. Семенова Тираж Подпис НПО "Поиск" Роспатента3035, Москва, Ж-ЗЬ, Раущская наб., 4/5 Заказ 3 роизводственно-и ельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10