стыковое соединение секций составной сваи

Формула изобретения

Стыковое соединение секций составной сваи, включающее выступ и выемку, образованные на торцах соответственно нижней и верхней секций, выполненные по криволинейным поверхностям, имеющим радиусы постоянной равной кривизны и снабженные окаймлениями в виде металлических листов, жестко связанных между собой, и фиксатор, размещенный в соосных отверстиях, образованных в выступе и выемке, отличающееся тем, что криволинейная поверхность выступа снабжена плоской поверхностью, при этом линия пересечения плоской и криволинейной поверхностей выступа отстоит от боковых поверхностей нижней секции сваи с квадратным поперечным сечением на расстоянии

а от боковой поверхности нижней секции сваи с круглым поперечным сечением на расстоянии

где l - расстояние от линии пересечения плоской и криволинейной поверхностей выступа до боковых поверхностей нижней секции сваи, см;

b - длина стороны квадратного поперечного сечения нижней секции сваи, см;

d - диаметр круглого поперечного сечения нижней секции сваи, см;

- глубина технологического паза под сварочный шов в металлических листах, окаймляющих торцы верхней и нижней секции составной сваи, см;

R_b - расчетное сопротивление бетона сваи, МПа;

R_sc - расчетное сопротивление сжатию продольной арматуры сваи, МПа;

A _s - площадь продольной арматуры сваи, см ²;

R_lp - расчетное сопротивление смятию металлического листа, окаймляющего выступ, МПа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству, в частности, к стыковым соединениям секций составных свай.

Известно стыковое соединение секций составных свай, выполненное в виде рифленого железобетонного выступа, размещенного на торце верхней секции сваи, и закладной детали в виде стакана, размещенной на торце нижней секции (см. серию 1.011.1-10 «Сваи забивные железобетонные», выпуск 8 «Сваи составные сплошного квадратного сечения с ненапрягаемой арматурой. Рабочие чертежи», с.5, 6, черт.1).

Недостатком описанного стыкового соединения является высокая трудоемкость стыковки верхней и нижней секций свай. Это обусловлено тем, что конец рифленого железобетонного выступа можно завести в закладную деталь только вручную, при этом необходимо обязательно обеспечить соосность верхней и нижней секций, так как в противном случае при плотной посадке рифленого железобетонного выступа в закладную деталь нижней секции может произойти разрушение последней, а следовательно, стыковка секций не произойдет. Еще одним существенным недостатком этого соединения является то, что забивка нижней секции сваи должна производиться с применением специального подбабка сложной конструкции, который предохраняет закладную деталь (стакан) от деформации.

За прототип выбрано стыковое соединение секций составной сваи по патенту РФ на полезную модель №55797, МПК E02D 5/52, 5/30.

Стыковое соединение выполнено в виде выступа, образованного на торце нижней секции составной сваи, и выемки, образованной на торце верхней секции. Выступ и выемка выполнены по криволинейным поверхностям, имеющим радиусы постоянной равной кривизны, и снабжены окаймлениями в виде металлических листов, которые жестко связаны между собой, например, посредством сварки. Кроме того выступ и выемка снабжены соосными отверстиями, в которых размещен фиксатор.

Выбранное за прототип стыковое соединение значительно снижает трудоемкость ориентации и стыковки верхней и нижней секций сваи по сравнению с аналогом, описанным выше. Тем не менее оно имеет существенный недостаток.

Конструкция стыкового соединения требует применения при забивке нижней секции сваи специального подбабка, назначение которого предохранять от разрушения выступ, образованный на торцевой части нижней секции составной сваи.

Техническая задача изобретения состояла в разработке надежного стыкового соединения секций составной сваи, обеспечивающего быструю и качественную стыковку и не требующего применения специального подбабка при забивке нижней секции составной сваи.

Сущность изобретения заключается в том, что в стыковом соединении секций составной сваи, включающем выступ и выемку, образованные на торцах соответственно нижней и верхней секции, выполненные по криволинейным поверхностям, имеющим радиусы постоянной равной кривизны, и снабженные окаймлениями в виде металлических листов, жестко связанных между собой, и фиксатор, размещенный в соосных отверстиях, образованных в выступе и выемке, криволинейная поверхность выступа снабжена плоской поверхностью, при этом линия пересечения плоской и криволинейной поверхностей выступа отстоит от боковых поверхностей нижней секции сваи с квадратным поперечным сечением на расстоянии , а от боковой поверхности нижней секции сваи с круглым поперечным сечением на расстоянии , где

l - расстояние от линии пересечения плоской и криволинейной поверхностей выступа до боковых поверхностей нижней секции сваи, см;

b - длина стороны квадратного поперечного сечения нижней секции сваи, см;

d - диаметр круглого поперечного сечения нижней секции сваи, см;

- глубина технологического паза под сварочный шов в металлических листах, окаймляющих торцы верхней и нижней секции составной сваи, см;

R_b - расчетное сопротивление бетона сваи, МПа;

R_sc - расчетное сопротивление сжатию продольной арматуры сваи, МПа;

A _s - площадь продольной арматуры сваи, см ²;

R_lp - расчетное сопротивление смятию металлического листа, окаймляющего выступ, МПа.

Предлагаемая конструкция не требует применения подбабка при забивке нижней секции составной сваи. Ударную нагрузку воспринимает плоская поверхность, которой снабжена криволинейная поверхность выступа.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображено стыковое соединение секций составной сваи в продольном разрезе.

Стыковое соединение нижней секции 1 и верхней секции 2 составной сваи содержит выступ 3, образованный на торце нижней секции 1, и выемку 4, образованную на торце верхней секции 2. Выступ 3 и выемка 4 выполнены по криволинейным поверхностям, имеющим радиусы постоянной равной кривизны, и снабжены окаймлениями в виде металлических листов 5, 6. Криволинейная поверхность выступа 3 снабжена плоской поверхностью 7, при этом линия пересечения плоской 7 и криволинейной поверхностей выступа 3 отстоит от боковых поверхностей нижней секции 1 с квадратным сечением на расстоянии , а от боковой поверхности нижней секции сваи с круглым поперечным сечением на расстоянии , где

l - расстояние от линии пересечения плоской и криволинейной поверхностей выступа до боковых поверхностей нижней секции сваи, см;

b - длина стороны квадратного поперечного сечения нижней секции сваи, см;

d - диаметр круглого поперечного сечения нижней секции сваи, см;

- глубина технологического паза под сварочный шов в металлических листах, окаймляющих торцы верхней и нижней секции составной сваи, см;

R_b - расчетное сопротивление бетона сваи, МПа;

R_sc - расчетное сопротивление сжатию продольной арматуры сваи, МПа;

A _s - площадь продольной арматуры сваи, см ²;

R_lp - расчетное сопротивление смятию металлического листа, окаймляющего выступ, МПа.

Указанные формулы обуславливают соотношение размеров плоской поверхности 7 и криволинейной поверхности выступа 3 таким образом, чтобы криволинейная поверхность обеспечивала ориентирование в пространстве и облегченную стыковку верхней секции 2 с нижней секцией 1 сваи.

Металлический лист 5 снабжен арматурными выпусками 8, замоноличенными в теле нижней секции 1 составной сваи. Металлический лист 6 снабжен арматурными выпусками 9, замоноличенными в теле верхней секции 2.

В днище выемки 4 образовано отверстие, в котором жестко посажен один конец фиксатора 10. Второй конец фиксатора 10 свободно входит в соосное отверстие, образованное в выступе 3 и выполненное в виде стакана 11, внутри которого помещен самоотвердевающий материал 12. Металлические листы 5 и 6 жестко связаны между собой, например, посредством сварки по всему периметру поперечного сечения составной сваи (сварочный шов 13).

Соединение секций 1 и 2 составной сваи осуществляют следующим образом.

Забивают в грунт нижнюю секцию 1 сваи так, чтобы ее верхняя часть была доступна для последующей работы (стыковки). При этом ударная нагрузка воспринимается непосредственно плоской поверхностью 7 и окаймляющим ее металлическим листом, вследствие чего разрушение выступа 3 не происходит, а следовательно, отсутствует необходимость применять специальный подбабок.

После забивки нижней секции 1 в стакан 11 помещают самоотвердевающий материал 12, например, на основе эпоксидной смолы и осуществляют стыковку верхней 2 и нижней 1 секций сваи. Для этого опускают верхнюю секцию 2 таким образом, чтобы свободный конец фиксатора 10 вошел в стакан 11. Благодаря наличию на выступе 3 и выемке 4 криволинейных поверхностей, имеющих радиусы постоянной равной кривизны, облегчается стыковка и ориентирование в пространстве (в том числе соблюдение соосности) верхней секции 2 при ее стыковке с нижней секцией 1. После стыковки секции металлические листы 5 и 6 сваривают между собой, а затем осуществляют забивку сваи до проектной отметки.