Результат интеллектуальной деятельности: СОСТАВНАЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННАЯ СВАЯ

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при усилении фундаментов существующих зданий и сооружений.

Известны многосекционные вдавливаемые сваи «Мега», изготавливаемые из сборных железобетонных секций, поперечные сечения которых могут быть круглыми или квадратными, со сквозным каналом по оси секции. Сами секции имеют три вида: нижняя (первая), рядовая и головная. Нижняя (первая) секция может иметь заостренный наконечник, а при установке в слабые грунты - без заострения; головная секция имеет большую площадь поперечного сечения, чем у рядовой секции. Секции свай устанавливаются последовательно методом вдавливания до тех пор, пока нижний конец сваи не достигнет проектной отметки, после чего в сквозной канал, образованный в теле сваи, опускают арматуру и инъектируют раствор цемента [Механика грунтов, основания и фундаменты: Учеб. Пособие М 55 для строит. Спец. Вузов / С.Б. Ухов, В.В. Семенов, В.В. Знаменский и др.; Под ред. С.Б. Ухова.- 2-е изд., перераб. И доп. - М.: Высш. Шк., 2002. - с. 544-545] или (https://studopedia.su/14_18649_usilenie-fundamentov-vdavlivaemimi-svayami.html. дата просмотра 29.11.2018).

Недостатками известного аналога являются недостаточная надежность сопряжения элементов в конструкции в целом, необходимость изготовления арматурного каркаса, низкая технологичность и возможная вероятность смещения отдельных элементов относительно оси сваи вследствие нарушения технологии вдавливания.

Известны составные вдавливаемые сваи «Мега», принятые в качестве прототипа, устраиваемые из сборных железобетонных секций заводского изготовления, имеющих цилиндрические углубления, расположенные сверху и снизу у рядовой секции, снизу у верхней секции, сверху у первой (нижней) секции. Секции устанавливаются друг на друга торцевыми гранями по мере погружения, причем, их сопряжение производится при помощи вертикальных штырей, а для обеспечения контакта между секциями на стыке их торцевых частей укладывается выравнивающий слой из быстросхватывающегося цементного раствора. Наращивание секций производится до тех пор, пока расчетная несущая способность сваи не достигнет заданной величины [Госстрой СССР Центральный научно-исследовательский и проектно-эксперементальный институт промышленных зданий и сооружений ЦНИИПромзданий «Каталог конструктивных решений по усилению и восстановлению строительных конструкций промышленных зданий», Москва 1987 г. - с. 295-296, прототип].

Недостатком прототипа является низкая надежность контакта между железобетонными секциями сваи, обусловленная наличием полостей в теле сваи, низкая технологичность.

Технической проблемой, решаемой изобретением, является создание надежной технологичной конструкции вдавливаемой домкратом сваи из составных железобетонных секций, сопряжение которых будет обеспечивать совместную работу конструкции.

Для решения технической проблемы предложена составная железобетонная свая, включающая последовательно задавленные с помощью домкрата под фундаментом здания нижнюю, промежуточные и верхнюю секции заводского изготовления и их стыки с центрально размещенными в стыкуемых торцах фиксаторами и с цементным слоем между торцами секций, причем фиксаторы установлены в цилиндрических углублениях, которые выполнены вверху нижней секции, внизу и вверху промежуточных секций и внизу верхней секции. Согласно изобретению, новым является то, что в промежуточных и в верхней секциях сваи выполнено сквозное центральное отверстие, сообщающееся с цилиндрическими углублениями, а в качестве фиксатора в стыках установлена стальная перфорированная труба, внешний диаметр которой меньше диаметра цилиндрических углублений, а внутренний диаметр не меньше диаметра сквозного центрального отверстия, при этом все полости и стыки в теле составной сваи зацементированы посредством их заполнения инъектируемым сверху через сквозное центральное отверстие цементно-песчаным раствором.

На фиг. 1 схематично изображена составная железобетонная свая, продольный разрез, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 1.

Составная железобетонная свая содержит нижнюю секцию 1, снабженную наконечником, наличие которого для слабых грунтов не является обязательным; промежуточные секции 2; верхнюю секцию 3; цилиндрические углубления 4 вверху нижней секции, внизу и вверху промежуточных секций и внизу верхней секции; фиксатор 5 в виде стальной перфорированной трубы, установленный между секциями в цилиндрических углублениях 4; центральное сквозное отверстие 6 в промежуточных и в верхней секции, сообщающееся с углублениями 4 и заполняемое цементно-песчаным раствором; омоноличенную часть 7; опорную балку 8; фундамент 9.

Возведение составной железобетонной сваи осуществляется следующим образом. Под фундаментом 9 захватками разрабатывают траншею шириной 1 м и глубиной не менее 1,5 м и устраивают под ним опорную балку 8 из металла или железобетона, распределяющую нагрузку от домкрата при вдавливании секций свай. Для этих целей наиболее рациональным является использование гидродомкрата. Нижнюю секцию 1 сваи с заостренным наконечником (в слабых грунтах без заострения) устанавливают на дно траншеи под опорную балку совместно с домкратом, с помощью которого вдавливают нижнюю секцию сваи строго вертикально в грунт основания. Затем домкрат убирают, и в цилиндрическое углубление 4 секции сваи устанавливают фиксатор 5 в виде стальной перфорированной трубы, на который сверху устанавливают промежуточную секцию 2 сваи совместно с домкратом, и аналогично повторяют процесс вдавливания. Наращивание и погружение секций и установку фиксаторов 5 производят до тех пор, пока свая не достигнет проектной отметки под нагрузкой, превышающей расчетную в 1,5…1,8 раза, что контролируется по манометру. Последней устанавливают верхнюю секцию 3. Затем систему расклинивают специальными стойками (условно не показано), устанавливаемыми между опорной балкой 8 и верхней секцией 3 и позволяющими передать усилие со сваи непосредственно на фундамент 9, после чего домкрат демонтируют, а через центральное отверстие 6 верхней секции подают цементно-песчаный раствор, заполняющий сами отверстия 6 в верхней 3 и в промежуточных секциях 2, а также заполняющий через перфорацию фиксатора 5 зазоры в углублениях 4 и между стыкуемыми торцами секций сваи, обеспечивая при этом целостность конструкции. После этого пространство со стойками между верхней секцией 3 и опорной балкой 8 бетонируют для образования омоноличенной части 7.

Таким образом, технический результат, достигаемый при использовании изобретения, заключается в повышении надежности составной железобетонной сваи и ее технологичности за счет обеспечения совместностной работы секций сваи и целостности ее конструкции.