модульная свая (варианты)

Формула изобретения

1. Модульная свая, включающая свайный модуль, который содержит ствол, ограниченный торцами, по крайней мере одно продольное гнездо по крайней 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, отличающаяся тем, что дополнительно содержит накладную пластину, которая закреплена снаружи на торцевой пластине, прилегая к ней, и имеет сквозное отверстие, совмещенное с отверстием в торцевой пластине, причем накладная пластина выполнена с размерами в плане меньше, чем соответствующие размеры торцевой пластины, и закреплена на торцевой пластине так, что края торцевой пластины выступают за пределы накладной пластины.

2. Свая по п.1, отличающаяся тем, что содержит второе продольное гнездо на другом торце.

3. Свая по п.2, отличающаяся тем, что содержит вторую торцевую пластину с отверстием на другом торце, совмещенным со вторым продольным гнездом.

4. Свая по п.1, отличающаяся тем, что размеры и форма в плане торцевой пластины соответствуют размерам и форме торца.

5. Свая по п.1, отличающаяся тем, что ствол выполнен из железобетона, а торцевая пластина и накладная пластина выполнены из стали.

6. Свая по п.5, отличающаяся тем, что ствол содержит стальной армирующий каркас, включающий продольные и поперечные армирующие элементы.

7. Свая по п.6, отличающаяся тем, что поперечные армирующие элементы расположены более плотно вблизи торцов.

8. Свая по п.6, отличающаяся тем, что закладные элементы выполнены стальными и скреплены со стальным армирующим каркасом сваркой.

9. Свая по п.1, отличающаяся тем, что закладные элементы выполнены в виде анкеров.

10. Свая по п.1, отличающаяся тем, что продольное гнездо выполнено соосно стволу.

11. Свая по п.1, отличающаяся тем, что выполнена постоянного квадратного поперечного сечения.

12. Свая по п.1, отличающаяся тем, что укомплектована стальным стыковочным стержнем.

13. Свая по п.1, отличающаяся тем, что укомплектована уплотнительной прокладкой с размерами и формой, соответствующими размерам и форме торца, имеющей сквозное отверстие под стыковочный стержень.

14. Модульная свая, включающая свайный модуль, который содержит ствол с поперечным сечением в форме многоугольника, ограниченный торцами, по крайней мере одно продольное гнездо по крайней 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, прилегает к нему и имеет размеры и форму многоугольника, соответствующие размерам и форме многоугольника поперечного сечения ствола, отличающаяся тем, что углы торцевой пластины срезаны так, что соответствующие углы торца выступают за пределы торцевой пластины в местах срезов углов.

15. Свая по п.14, отличающаяся тем, что содержит второе продольное гнездо на другом торце.

16. Свая по п.15, отличающаяся тем, что содержит вторую торцевую пластину с отверстием на другом торце, совмещенным со вторым продольным гнездом.

17. Свая по п.14, отличающаяся тем, что ствол выполнен из железобетона, а торцевая пластина выполнена из стали.

18. Свая по п.17, отличающаяся тем, что ствол содержит стальной армирующий каркас, включающий продольные и поперечные армирующие элементы.

19. Свая по п.18, отличающаяся тем, что поперечные армирующие элементы расположены более плотно вблизи торцов.

20. Свая по п.18, отличающаяся тем, что закладные элементы выполнены стальными и скреплены со стальным армирующим каркасом сваркой.

21. Свая по п.14, отличающаяся тем, что закладные элементы выполнены в виде анкеров.

22. Свая по п.14, отличающаяся тем, что продольное гнездо выполнено соосно стволу.

23. Свая по п.14, отличающаяся тем, что выполнена постоянного квадратного поперечного сечения.

24. Свая по п.14, отличающаяся тем, что укомплектована стальным стыковочным стержнем.

25. Свая по п.14, отличающаяся тем, что укомплектована уплотнительной прокладкой с размерами и формой, соответствующими размерам и форме торца, имеющей сквозное отверстие под стыковочный стержень.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства, в частности к свайным фундаментам, а именно к забивным модульным сваям.

Известны различные конструкции составных свай, собираемых из отдельных свайных секций. Например, известна составная свая, содержащая соединительные элементы в виде накладки, прикрепляемой к закладным элементам стыкуемых свайных секций (патент RU 2045623, опубл. 10.10.1995). Известно, что составные сваи также называют модульными, а их секции - модулями. Например, 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). Конструкции таких свай относительно сложны.

Известны более простые конструкции стыковых соединений модулей забивной сваи. Такие соединения содержат металлический стержень, выступающий из нижнего торца одного свайного модуля, и продольное гнездо под стержень с верхнего торца другого модуля, например, согласно одной из конструкций, выполненного в виде закладной гильзы (а.с. SU 1557258, опубл. 15.04.1990) 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).

Известно самоблокирующееся стыковое соединение свайных модулей, конструкция свайного модуля которого выбрана в качестве прототипа (патент US 3625012, опубл. 07.12.71). Свайный модуль этой модульной 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 в виде закладной гильзы сосной стволу на втором торце, металлическую пластину с центральным отверстием, закрепленную на 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 отверстия в пластине.

Общим недостатком вышеописанных модульных свай является то, что при погружении таких свай в грунт торцевые кромки свайных модулей подвержены сколу под действием динамических нагрузок, такой скол нередко является неисправимым браком, требующим замены погруженной сваи. При этом в прототипе такому сколу больше подвержены кромки торца, который не закрыт пластиной, а на торце, который закрыт пластиной, сколу больше подвержены кромки по углам этого торца.

Решаемая техническая задача - повышение стойкости свайных модулей в местах их соединения к действию динамической нагрузки при погружении модульной сваи в грунт.

Предлагается два варианта выполнения модульной сваи.

Согласно первому варианту модульная свая включает свайный модуль, который содержит ствол, ограниченный торцами, по крайней мере одно продольное гнездо по крайней 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. Для перераспределения нагрузок с краев на центральную часть модульная свая дополнительно содержит накладную пластину, которая закреплена снаружи на торцевой пластине, прилегая к ней, и имеет сквозное отверстие, совмещенное с отверстием в торцевой пластине, причем накладная пластина выполнена с размерами в плане меньше, чем соответствующие размеры торцевой пластины, и закреплена на торцевой пластине так, что края торцевой пластины выступают за пределы накладной пластины.

Согласно второму варианту модульная свая включает свайный модуль, который содержит ствол с поперечным сечением в форме многоугольника, ограниченный торцами, по крайней мере одно продольное гнездо по крайней 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, прилегает к нему и имеет размеры и форму многоугольника, соответствующие размерам и форме многоугольника поперечного сечения ствола. Чтобы избежать угловых напряжений и, как следствие этого, скола защитного слоя на углах секций в момент их забивания, углы торцевой пластины модульной сваи срезаны так, что соответствующие углы торца выступают за пределы торцевой пластины в местах срезов углов.

По обоим вариантам предусмотрены частные случаи исполнения, описанные ниже.

Для облегчения установки стыковочных стержней модульная свая может содержать второе продольное гнездо на другом торце, при этом модульная свая может соответственно содержать вторую торцевую пластину с отверстием на другом торце, совмещенным со вторым продольным гнездом, где размеры и форма в плане торцевой пластины модульной сваи могут соответствовать размерам и форме торца. Возможно изготовление ствола модульной сваи из железобетона, а торцевой пластины и накладной пластины - из стали. Ствол модульной сваи может содержать стальной армирующий каркас, включающий продольные и поперечные армирующие элементы, при этом лучше, когда поперечные армирующие элементы модульной сваи будут расположены более плотно вблизи торцов. Закладные элементы модульной сваи могут быть выполнены стальными и скреплены со стальным армирующим каркасом сваркой, при этом лучше, когда закладные соединительные элементы модульной сваи выполнены в виде анкеров. Для удобства установки стыковочного стержня лучше, когда продольное гнездо модульной сваи выполнено соосно стволу. Модульная свая может быть выполнена постоянного квадратного поперечного сечения. При установке готовая модульная свая может иметь в комплекте стальные стыковочные стержни и уплотнительные прокладки, желательно при этом, чтобы их размеры и форма соответствовали размерам и форме торца, где прокладка может иметь сквозное отверстие под стыковочный стержень.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 показан в разрезе главный вид свайного модуля. На фиг.2 и фиг.3 показаны виды сбоку на торцевые части свайного модуля, слева и справа соответственно. Пунктирными линиями на фиг.1 показаны дополнительные элементы стыкового соединения свайных модулей.

Изобретение поясняется на примере железобетонной модульной сваи, предназначенной для строительства свайных фундаментов по безотходной технологии.

Свая выполняется из железобетонных свайных модулей 1 длиной 6 м сплошного квадратного поперечного сечения 300×300 мм полной заводской готовности. Свайный модуль 1 (см. фиг.1) изготовлен из тяжелого бетона класса В 25 и армирован пространственным каркасом, который состоит из рабочей продольной арматуры 2, поперечных хомутов 3 и сеток 4. В качестве продольной арматуры 2 применяется стержневая горячекатаная арматурная сталь класса А-111, а для поперечного армирования, то есть хомутов 3 и сеток 4, применяется проволока класса Вр-1. На плоских торцах свайного модуля 1, перпендикулярных его оси, выполнены гнезда 5 в виде глухих отверстий, в которые при стыковании соседних свайных модулей забивают стыковочные стержни 6, выполненные из стержневой горячекатаной арматурной стали класса А-111. Торцы свайного модуля 1 ограничены торцевыми пластинами 7 с размерами в плане, соответствующими размерам торцов, имеющими сквозные центральные отверстия 8, совмещенными с гнездами 5 (см. фиг.2). Торцевые пластины 7 прикреплены сваркой к элементам каркаса 2-4 при помощи анкеров 9 из арматурных стальных стержней, при этом поперечные хомуты 3 заложены вблизи торцов на глубину заложения анкеров 9 с меньшим шагом, чем по остальной длине свайного модуля 1, такой шаг составляет 50 мм и 100 мм соответственно, а сетки 4 также заложены вблизи торцов на глубину заложения анкеров 9. К одной торцевой пластине 7 приварена распределительная пластина 10 с размерами в плане 200×200 мм, также имеющая сквозное центральное отверстие 11 (см. фиг.3). Наружные поверхности пластин 7 и 10 имеют лакокрасочное и/или оцинкованное антикоррозийное покрытие, они выполнены из стального листа толщиной 5 мм. Углы торцевых пластин 7 срезаны вырезами 12 в форме треугольников с катетами 30 мм. Выполнение накладной пластины 10 с размерами, меньшими чем у торцевой пластины 7, позволяет перераспределять динамическую нагрузку забивки по площади торца с его краев к центральной части, а вырезы 12 снижают вероятность скола углов торцов. Для облегчения первоначальной установки стыковочного стержня 6 по краям центральных отверстий 8 и 11 выполнены наружные фаски.

При стыковке свайных модулей 1 в гнездо 5 выступающего верхнего торца погруженного в грунт свайного модуля 1 забивают с натягом стыковочный стержень 6, который при этом проходит через центральные отверстия 8 и 11 в пластинах 7 и 10. На стыковочный стержень 6 надевают уплотнительную пластиковая прокладку 13 (см. фиг.1) и далее насаживают следующий свайный модуль 1, на нижнем торце которого отсутствует накладная пластина 10, при этом верхний конец стыковочного стержня 6 с натягом входит в гнездо 5 через центральное отверстие 11, после чего продолжают забивку модульной сваи на необходимую глубину.

Приведенный пример использован только для целей иллюстрации возможности осуществления изобретения и ни в коей мере не ограничивает объем правовой охраны, представленный в формуле изобретения, при этом специалист в данной области техники относительно просто способен реализовать и другие пути осуществления изобретения.