Свая

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Ц 9) сш Е 02 П 552 еа:1 ЛЬСТ но-строитель ружко ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ И АВТОРСКОМУ ОБИДЕ(71) Брестский инженерный институт(57) Изобретение может быть исползовано при воздействии свайных фу даментов из труб, трубчатых свай,и свай-оболочек. Цель изобретения состоит в повышении эффективности установки в грунт. Свая включает трубчатый ствол 1 с кольцевой диафрагмой 2 на нижнем конце. В полости 3 ствола 1 монтированы с возможностью осевого продольного перемещения концент рично расположенные поперечная диафрагма в виде опрокинутого стакана 4 и внутренняя 5, промежуточные б и наная 7 втулки, установленные нальцевую диафрагму 2. Втулки снабже ны фиксаторами 9, прикрепленными с1435707 возможностью отгиба внутрь к участкам10 их стенок, заключенным в Б-образных прорезях 8, выполненных в верхних частях втулок. В стенках ствола1 втулок 6, 7 выполнены окна или пазы со скошенными верхними кромками,взаимодействующими с фиксаторами 9втулок. Стакан 4 и втулки 5, 6 выполнены с дополнительными окнами 15 илипазами в стенках со скошенными нижними кромками 16 или оборудованы рас"положенными в зазорах между нимивнутренними верхними и наружныминижними упорами. Для выравниваниясопротивления погружению втулки выполнены равной длины, уменьшающейсяв направлении от внутренней втулкик наружной. Внутренний диаметр втулки 5 .принимается не менее внутреннего диаметра кольцевой диафрагмы 2,В процессе погружения в полость втулки 5 поступает грунт 13, после упора Изобретение относится, к строительству и можЕт быть использовано привозведении Фундаментов из труб, трубчатых свай и свай-оболочек,Целью изобретения является повышение эффективности установки в грунт.На фиг. 1 изображена предлагаемаясвая с дополнительными окнами в стенках стакана, промежуточных и внутренней втулок в начальный момент погружения в грунт, разрез; на фиг. 2 -то же, в процессе поднятия грунтовойпробкой внутренней втулки;на фиг,3 -разрез А-А на фиг. 1; на Фиг. 4 -узел 1 . 15на фиг, 1, на Фиг. 5 -узел 11 нафиг. 2; на фиг. 6 - свая, втулки истакан которой оборудованы расположенными в зазорах между ними внутренними верхними и наружными нижними 20упорами в начальный момент погружения, разрез,Свая содержит трубчатый ствол 1с кольцевой диафрагмой 2 на нижнемконце. В полости 3 ствола 1 монтированы с возможностью осевого продольного перемещения концентричноРасположенные поперечная диафрагма которого в дно 20 стакана 4 последний начинает подниматься относительно ствола 1. В момент расположенияокон 15 напротив фиксатора 9 втулки5, фиксатор 9 с участками 10 стенокотгибаются за счет взаимодействиясо скошенными кромками 12 окон 11втулки 6 внутрь до упора в нижниекромки 16 окон 15 стакана 4. При этомвтулка 5 выходит из зацепления свтулкой 6, что приводит к снижениюв этот момент до минимума сил трениямежду пробкой 13 и стенками втулки.Аналогично из зацепления поочередновыводятся втулки 6, 7. В конце процесса погружения торец втулки 7 упирается в упоры 14 и свая добиваетсядо получения проектного отказа иливтулки 5, 6, 7 и стакан 4 вместе спробкой 13 вынимаются иэ полости 3ствола 1, которая затем заполняетсябетоном. 2 з.п. Ф-лы, 6 ил. в виде опрокинутого стакана 4 и внутренняя 5, промежуточные 6 и наружная 7 втулки, установленные на кольцевую диафрагму 2. Каждая из втулокв верхней части выполнена с 6-образными прорезями 8 и снабжена фикса"торами 9, прикрепленными с внешнейстороны к заключенным в прорезях 8участкам 10 стенок с возможностьюотгиба внутрь, Для обеспечения возможности отгиба внутрь Фиксаторы 9прикрепляются к участкам 10 в нижней части последних. В стенках ствола 1, наружной 7 и промежуточных 6втулок устроены окна 11 со скошенными верхними кромками 12, взаимодействующими с фиксаторами 9 соответствующих втулок 5-7, внутри которыхпри погружении образуется грунтоваяпробка 13, С целью предотвращенияпопадания грунта в зазор между втулками, что может привести к их заклиниванию, внутренний диаметр внутренней втулки 5 принимается не менеевнутреннего диаметра кольцевой диаФрагмы 2. Ствол 1 снабжен упором 14,взаимодействующим с торцом втулки 714357в ее крайнем верхнем положении. Промежуточные 6 и внутренняя 5 втулкии стакан 4 могут быть выполнены с дополнительными окнами 15 .в стенкахсо скошенными нижними кромками 16,5взаимодействующими в крайнем верхнем положении втулок 5-7 с торцамизаключенных в прорезях 8 участков 10стенок втулок. Фиксаторы 9 смежныхвтулок 5-7 смещаются в плане по окружности относительно друг друга(фиг. 3). Дополнительные окна 15каждой из втулок 5 и 6 или стакана 4совпадают в продольном направлении спрорезями 8 (лежат в плане на одномрадиусе) рядом расположенных в наружном направлении втулок 6 и 7, а окна11 каждой из втулок 6 и 7 и ствола1 - с фиксаторами 9 рядом расположенных во внутреннем направлении втулок 5-7.Вместо окон 11 и 15 в стенкахствола 1, втулок 5-7 и стакана 4 могут выполняться пазы 17 (фиг. 6), в 25этом случае предотвращается попадание грунта в зазоры между стволом 1,втулками 5-7 и стаканом 4.Если позволяет зазор между стаканом 4 и втулками 5-7 последние оборудуются расположенными,в зазорахмежду ними внутренними верхними 18(фиг. 6) ограничивающими продольноеперемещение втулок 5-7 и стакана 435относительно друг друга и одновременно выполняющими роль центраторов,что позволяет отказаться от окон 15.Причем упоры 18 и 19, расположенныев одном зазоре, совпадают друг с дру Огом в продольном направлении (лежатв плане по окружности относительнопрорезей 8 втулок 5-7, образующихэтот зазор)угол скоса Ы (угол между плоскостью скоса и образующей) верхнихкромок 12 принимается не более,сагсгя Е, где Е - коэффициент тре ния материалов фиксаторов 9 по мате- .риалу втулок 5-7 и ствола 1, а угол 5 Оскосанижних кромок - не менее)агсг 8 Г. Суммарная длина втулок5-7 и стакана 4 принимается такой,чтобы после их фиксации и в крайнемверхнем положении относительно другдруга и ствола 1 в процессе установ-.ки в грунт верх стакана 4 находилсяниже верхнего торца ствола 1, а в1конце процесса погружения на,проект 07ную отметку обеспечивался бы проектный отказ,Установку сваи производят следующим образом.Забивкой, виброзабивкой, вибрациейили вдавливанием в грунт погружаюттрубчатый ствол 1 с предварительномонтированными в полости 3 втулками5-7 и стаканом 4, Для предотвращенияпадения стакана 4 вниз его дно 20выполняется с уширением 21. В процессе погруженияв полость внутреннейвтулки 5 .поступает грунт 13 (формируется грунтовая пробка), которыйподнимается относительно втулок иствола 1 до упора в дно 20 стакана4, при этом сопротивление погружению постоянно увеличивается за счетувеличения сил трения между грунтом 13 и стенками втулки 5. Перемещение втулки 5 вместе с грунтомвверх предотвращается фиксаторами 9,отгибу которых внутрь не дают стенки стакана 4, в которые упираютсяучастки 10 с фиксаторами 9 втулки 5.При дальнейшем погружении сваивместе с грунтом 13 поднимается относительно ствола 1 и стакан 4,Подъем стакана 4 происходит до техпор, пока его дополнительные окна 15не расположатся напротив участков10 с фиксаторами 9 втулки 5. Послечего фиксаторы 9 с участками 10 отгибаются за счет взаимодействия соскошенными кромками 12 окон 11 внутрьдо упора в нижние кромки 16 дополнительных окон 15 и втулка 5 выходитиз зацепления с втулками 6 и 7 и состволом 1.В случае выполнения втулок и стакана 4 с упорами 18 и 19 втулка 5выйдет из зацепления с втулкой б вмомент, когда упоры 18 и 19 втулок5 и б упрутся друг в друга, при этомнижняя кромка стакана 4 подниметсявыше фиксаторов 9 с участками 10 втул.ки 5, которые свободно отгибаютсявнутрь.В момент выхода втулки 5 из зацеп" ления силы трения грунта по внутренней стенке втулки 5 снижаются до минимума, так как при дальнейшем погружении сваи втулка 5 поднимается (перемещается вверх относительно ствола 1 и втулок б и 7) вместе с грунтом 13, а трение между стенками внутренней 5 и промежуточной 6 втулками незначительно. Аналогично из зацеп"15 5 О ления поочередно выводятся промежуточные 6, а затем и наружная 7 втулки.В конце процесса погружения верхний торец наружной втулки 7 упирается в упоры 14 и свая добивается до получения проектного отказа. При погружении сваи динамическими нагрузками после подъема Фиксаторов 9 внутренней втулки 5 выше торца промежуточной втулки 6 возможен возврат фиксаторов 9 с участками 10 стенок наружу, Чтобы этого не произошло,участки 10 с фиксаторами 9 каждой из втулок 5-7 перед установкой в полость 3 ствола 1 отгибаются внутрь или к нижним кромкам окон 11 крепятся упругие пластины 22 (фиг. 4 и 5), взаимодействующие с уступами, образованными фиксаторами 9 и участками 10 втулок 5-7.Для обеспечения равного сопротивления грунтовой пробки 13 погружению сваи перед выходом каждой из втулок 5-7 из зацепления с втулками 6 и 7 и стволом 1 втулки 5-7 выполняются азной длины, уменьшающейся в направлении от внутренней 5 к наружной 7 втулке (Фиг. 6), так как по мере погружения сваи давление на стенке втулок, остающихся в зацеплении, увеличивается за счет увеличения высоты грунтовой пробки 13 и более плотной структуры грунта (плотность грунта с повышением глубины залегания увеличивается),.поступающего в полость сваи, что,в свою очередь, приводит к возрастанию удельных сил трения, Длина втулок 5-7 подбирается на основании опытного погружения нескольких свай в условиях конкретной строительной площадки.Участки 10 стенок втулок 5-7 в верхней части могут выполняться с ослаблениями в виде пропилов 23 (фиг,6) или канавок 24 (Фиг, 5), что облегчает их отгиб внутрь (перед сборкой сваи и при погружении) и наружу (при сборке сваи). В случае необходимости заполнения полости 3 бетоном свая выполняется без упоров 14 и после выхода из зацепления фиксаторов 9 наружной втулки 7 со стволом 1 производят выемку втулок 5-7 со стаканом 4 из полости 3 ствола 1 с грунтовой пробкой 13 (что особенно эффективно в связных 5 10 15 20 25 ЗО грунтах), а затем полость 3 заполняется бетоном.Снабжение сваи концентрично расположенными втулками и стаканом, монтированными в полости ствола с возможностью осевого продольного перемещения, и системой фиксаторов, окон или пазов, упоров, обеспечивающих поочередный подъем втулок, начиная с внутренней, вместе с грунтовой пробкой позволяет на 15-307 снизить сопротивление погружению сваи в грунт за счет сброса до минимальных значений сил трения между грунтовой, пробкой и внутренними стенками в момент вывода из зацепления со стволомкаждой из втулок. Снижение сопротивления погружению, в свою очередь, приводит к уменьшению энергозатрат на устанЬвку сваи в грунт, мощности сваевдавливающих установок при погружении вдавливанием и повьш.ению КПД удара молота при погружении забивкой. Кроме того, снижается вероятность разрушения оголовков трубчатых свай, особенно при установке в грунт железобетонных свай, до момента погружения на проектную отметку, что определяет повышение надежности процесса установки. В совокупности снижение сопротивления погружению, мощности сваевдавливающих установок, повышение КПД молота и надежности при забивке сваи обусловливают повышение эффективностиустановки трубчатых свай. Формула изобретения 1. Свая, включающая трубчатый ствол с кольцевой диафрагмой на нижнем конце о т л и ч а ю щ а я с:.я тем, что, с целью повышения эффективности установки в грунт, она снабжена концентрично расположенными установленными на кольцевую диафрагму втулками и поперечной диафрагмой в виде опрокинутого стакана, смонтированными в полости ствола с возможностью осевого продольного перемещения, каждая из втулок в верхней части выполнена с П-образными прорезями и снабжена Фиксаторами прикрепленными свнешней стороны с возможностью отгиба внутрь к заключенным в прорезяхучасткам стенок, а в стенках стволанаружной,и промежуточных втулок выполнены окна или пазы со скошеннымиверхними кромками взаимодействующи ми с фиксаторами соответствующих втулок, причем внутренний диаметр внутренней втулки не менее внутреннего диаметра кольцевой диафрагмы,5 ствол снабжен упором, взаимодействующим с торцом наружной втулки в ее крайнем верхнем положении.2. Свая по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что промежуточные 10 и внутренняя втулки и стакан выполнены с дополнительными окнами или пазами в стенках со скошенными нижними 707 8 кромками, взаимодействующими в край-. нем верхнем положении этих втулок и стакана с торцами заключенных в прорезях участков стенок втулок. 3, Свая по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что втулки и стакан снабжены расположенными в зазорах между ними внутренними верхними и наружными нижними упорами для ограничения продольного перемещения втулок и стакана относительно друг друга.1435707 Редактор А.Ворович Корректор О,Кравц ова одписное каз 5618/2 Тираж б итета 4 твенно-полиграфическое предпрйятие, г. Ужгород, ул. Прое оиз ая,Составитель В Техред Л.Серд ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и13035, Москва, Ж, Раушск крытинаб.,