Свая-оболочка с заданной несущей способностью



Свая-оболочка с заданной несущей способностью
Свая-оболочка с заданной несущей способностью

 


Владельцы патента RU 2400597:

Ковалевский Алексей Алексеевич (RU)
Васюк Владислав Константинович (RU)

Изобретение относится к строительству, в частности строительству мостов, мостовых переходов, портовых гидротехнических, оградительных и берегоукрепительных сооружений свайного типа, а также свайных конструкций для ледостойких сооружений морских нефтепромыслов. Свая-оболочка выполнена из пустотелых металлических или железобетонных цилиндров, собранных с помощью электросварки или болтовых соединений. Для увеличения несущей способности и улучшения технологических возможностей во внутренней полости сваи установлена диафрагма, обеспечивающая формирование уплотненной зоны грунта под острием, регулирующая глубину ее погружения и заданную несущую способность. Диафрагма выполнена в виде усеченного конуса, ориентированного в сторону головы сваи и с отверстием в верхней его части. Технический результат состоит в увеличении несущей способности, снижении материалоемкости и трудозатрат. 2 ил.

 

Область техники (использование): в области строительства, в частности - при строительстве мостов, мостовых переходов, портовых гидротехнических, оградительных и берегоукрепительных сооружений свайного типа, а также свайные конструкции для ледостойких сооружений морских нефтепромыслов.

Уровень техники (аналоги и прототип):

Известна железобетонная свая-оболочка /1/, состоящая из нескольких секций длиной 6-8 метров, соединяемых по мере погружения с помощью болтовых стыков.

Известна также металлическая свая-оболочка /2/, состоящая из нескольких секций длиной до 12 метров, соединяемых по мере погружения с помощью электросварных стыков.

Однако вышеуказанные сваи-оболочки при погружении не могут формировать уплотненную зону грунта под острием, теряя при этом, в зависимости от грунтовых условий, до 60-80% несущей способности.

Сущность изобретения.

Свая-оболочка с заданной несущей способностью содержит во внутренней полости диафрагму в виде усеченного конуса, закрепленную на расчетной длине, считая от острия сваи. Диафрагма должна быть ориентирована конусом в сторону головы сваи, причем усеченная часть конуса должна быть открыта для свободного выхода при погружении воздуха или воды.

Причем длина сваи от острия до диафрагмы зависит от начальной плотности грунта и учитывает увеличение плотности грунта, находящегося в полости в процессе погружения сваи-оболочки на проектную отметку.

Технический результат.

Значительное увеличение несущей способности за счет формирования уплотненной зоны грунта у острия сваи-оболочки и учет расчетного сопротивления по грунту по площади сечения - брутто.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является свая-оболочка, включающая полый сборный из металлических или железобетонных секций ствол.

Недостатком свай-оболочек является в отсутствие в уровне ее острия уплотненной зоны грунта, а несущая способность по острию значительно снижена, так как расчетное сопротивление по грунту учитывается только по площади сечения - нетто /2/.

Задачей, на решение которой направлено техническое решение, является значительное увеличение несущей способности сваи-оболочки за счет устройства в ее полости диафрагмы.

Технический результат, который достигается при решении поставленной задачи, выражается в том, что при погружении сваи-оболочки грунт между диафрагмой и острием начинает уплотняться. Увеличение плотности грунта внутри полости вызовет формирование уплотненной зоны грунта у ее острия, чего не было у сваи-оболочки без диафрагмы.

Сопоставительный анализ существенных признаков предлагаемого технического решения с существенными признаками аналога и прототипа свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».

При этом отличительные признаки формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.

Признак «… внутри полости устроена диафрагма … позволяет грунту, размещенный во внутренней полости сваи-оболочки, менять свою структуру. При погружении сваи-оболочки грунт сжимается между диафрагмой и острием, тем самым автоматически сначала создает грунтовую пробку внутри оболочки, а затем уплотненную зону грунта в уровне острия».

Конструктивное выполнение.

На фиг.1 приведено техническое решение сваи-оболочки. Свая-оболочка состоит из двух секций (1, 2), в области соединения которых установлена диафрагма (3).

Работа сваи-оболочки.

Свая-оболочка работает с окружающим грунтом основания следующим образом.

Свая-оболочка, фиг.2, снабженная диафрагмой (3), при погружении свободно проходит через толщу воды (9). Воздушная пробка между диафрагмой и водной поверхностью не образуется по причине открытой верхней части усеченного конуса диафрагмы. При этом свая-оболочка работает с грунтом основания (10) только внутренней и внешней боковой поверхностями и площадью острия (нетто).

При дальнейшем погружении сваи-оболочки, фиг.1, вся вода, расположенная между диафрагмой и поверхностью грунта, свободно переливается через отверстие в верхней части усеченного конуса до момента касания всей площади поверхности диафрагмы с грунтом основания.

В процессе дальнейшего погружения сваи-оболочки грунт под нижней поверхностью диафрагмы начнет уплотняться, формируя внутри оболочки плотное ядро (4), от поверхности которого по плоскостям скольжения (6) грунтовая масса также уплотнится, тем самым формируя грунтовую пробку и плотное ядро (5) у острия сваи-оболочки. При дальнейшем погружении сваи грунт, находящийся в области острия начинает двигаться по плоскостям скольжения (7), формируя объемную уплотненную зону грунта (8). С формированием уплотненной зоны грунта у острия дальнейшее погружение сваи-оболочки станет невозможным из-за быстрого нарастания сопротивления уплотненного грунта по острию.

В этом случае несущая способность сваи-оболочки, фиг.1, будет состоять из двух составляющих - несущей способности по острию с площадью поперечного сечения (брутто) и по боковой поверхности. При этом обеспечивается повышенная, на 40-60%, несущая способность.

Экономия материала и трудозатрат составит не менее 50%.

1. Сваи в гидротехническом строительстве. В.Г.Федоровский, С.Н.Левачев, С.В.Курилло, Ю.М.Колесников, Учебное пособие. - М., Издательство АСВ, с.18 (прототип).

2. Руководство по проектированию свайных фундаментов. НИИОСП им. Н.М.Герсеванова. Госстроя СССР, Москва, Стройиздат, 1980, с.117.

Свая-оболочка из пустотелых металлических или железобетонных цилиндров, собранных с помощью электросварки или болтовых соединений, отличающаяся тем, что для увеличения несущей способности и улучшения технологических возможностей во внутренней полости сваи установлена диафрагма, обеспечивающая формирование уплотненной зоны грунта под острием, регулирующая глубину ее погружения и заданную несущую способность, при этом диафрагма выполнена в виде усеченного конуса, ориентированного в сторону головы сваи и с отверстием в верхней его части.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройству свай. .

Изобретение относится к области строительства, в частности к техническим средствам для возведения свайного фундамента, сооружаемого из буронабивных свай. .

Изобретение относится к строительству, а именно к области сооружения оснований и фундаментов в многолетнемерзлых грунтах. .

Изобретение относится к области строительства, а именно к возведению фундаментов с использованием буроинъекционных свай, а также может относиться к подпорным стенкам, сооружаемым с использованием буроинъекционных свай.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при изготовлении железобетонных буронабивных свай в скважинах с обсадной трубой при возведении фундаментов зданий и сооружений.

Изобретение относится к области строительства, а именно к способу возведения набивной сваи большого диаметра в просадочном грунте большой толщины. .

Свая // 2263746
Изобретение относится к фундаментостроению. .

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению, и может быть использовано при устройстве свайных фундаментов из буронабивных свай. .

Изобретение относится к области строительства, в частности к фундаментостроению, и может быть использовано при возведении свайных фундаментов в сезонно-мерзлых грунтах.

Изобретение относится к области строительства, в частности к способам возведения в грунте набивных опорных конструкций, в том числе свайных фундаментов, инъекционных анкеров, стен в грунте, набивных армогрунтовых конструкций и других геотехнических конструкций различного назначения, используемых как при строительстве новых сооружений, так и при реконструкции или усилении существующих сооружений, и конструкциям, возведенным этим способом.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для возведения свайных фундаментов в слабых и пучинистых грунтах

Изобретение относится к области строительства, в частности к устройствам, используемым для укрепления фундамента зданий и сооружений и предотвращения их разрушения в сейсмически неблагоприятных районах

Изобретение относится к строительству, а именно к основаниям зданий и сооружений

Изобретение относится к фундаментостроению и может быть использовано при изготовлении набивных свай

Изобретение относится к строительству, в частности к технологии возведения свайного фундамента в вытрамбованных скважинах в неустойчивых, водонасыщенных или насыпных грунтах, и может быть использовано при подготовке оснований и устройстве фундаментов в промышленном, гражданском и жилищном строительстве

Изобретение относится к области строительства, в частности к фундаментостроению, и может быть использовано при возведении малоэтажных зданий и сооружений на водонасыщенных глинистых основаниях

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для образования скважин при возведении буронабивных свай

Изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям свай, и может быть использовано при возведении свайных фундаментов при строительстве зданий и сооружений, и прежде всего - мостовых опор, сооружаемых на слабых грунтах, в первую очередь, на грунтах речных или морских акваторий

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при сооружении буронабивных свай в грунтах с неустойчивой прослойкой. Способ возведения буронабивной сваи в грунте, преимущественно вблизи существующих фундаментов, включает погружение полой обсадной трубы с наконечником в грунт за счет одновременного ее вращения и вдавливания в грунт под внешним осевым усилием, размещение металлического каркаса и заполнение скважины бетоном. Перед погружением обсадной трубы методом вращательного бурения бурят скважину на глубину, не превышающую уровень верхней кромки слабого грунта. Затем извлекают шнек, на нижнем конце шнека устанавливают отрезок обсадной трубы, опускают его в скважину и погружают в грунт на глубину, перекрывающую прослойку слабого грунта, отсоединяют отрезок обсадной трубы от шнека и извлекают шнек из скважины. Технический результат состоит в обеспечении надежности работы сваи в условиях боковых нагрузок, снижении материалоемкости производства сваи. 1 ил.
Наверх