Свая
Иллюстрации
Реферат
Изобретение может быть использовано при.воздействии свайных фундаментов 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 концентрично расположенные поперечная диафрагма в виде опрокинутого стакана 4 и внутренняя 5, промежуточные 6 и наружная 7 втулки, установленные на кольцевую диафрагму 2. Втулки снабжены фиксаторами 9, прикрепленными с
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
«В (1?) ? д 4 Е 02 D 5!52
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4230552/31-33 (22) 15. 04. 87 (46) 07. 11.88. Бюл. Р 41 (71) Брестский инженерно-строительный институт (72) B.H.Ï÷åëèí А.К.Хвалюк, В.Н.Донской, В.П.Чернюк и А.Д.никитчик (53) 624.154.3(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР
В 1041639, кл. Е 02 D 5/52, 1981 .. (54) СВАЯ (57) Изобретение может быть HcIIQJIb зовано при. воздействии свайных фундаментов 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 концентрично расположенные поперечная диафрагма в виде опрокинутого стакана 4 и внутренняя 5, промежуточные 6 и наружная 7 втулки, установленные на кольцевую диафрагму 2. Втулки снабжены фиксаторами 9, прикрепленными с
1435707 возможностью отгиба внутрь к участкам
10 их стенок, заключенным в U-образных прорезях 8, выполненных в верхних частях втулок. В стенках ствола
1 втулок 6, 7 выполнены окна или пазы со скошенными верхними кромками, взаимодействующими с фиксаторами 9 втулок. Стакан 4 и втулки 5, 6 выполнены с дополнительными окнами l5 или пазами в стенках со скошенными нижними кромками 16 или оборудованы рас" положенными в зазорах между ними внутренними верхними и наружными нижними упорами. Для выравнивания сопротивления погружению втулки выполнены равной длины, уменьшающейся в направлении от внутренней втулки к 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 при возведении фундаментов из труб, трубчатых свай и свай-оболочек.
Целью изобретения является повышение эффективности установки в грунт.
На фиг. 1 изображена предлагаемая свая с дополнительными окнами в стенках стакана, промежуточных и внут- 10 ренней втулок в начальный момент погружения в грунт, разрез; на фиг. 2— то же, в процессе поднятия грунтовой пробкой внутренней втулки; на фиг.3— разрез А-А на фиг.1; на фиг. 4 -узел I; 15 на фиг, 1, на фиг. 5 -узел II на фиг. 2; на фиг. 6 — свая, втулки и стакан которой оборудованы расположенными в зазорах между ними внутренними верхними и наружными нижними 20 упорами в начальный момент погружения, разрез.
Свая содержит трубчатый ствол 1 с кольцевой диафрагмой 2 на нижнем конце. В полости 3 ствола 1 монтированы с возможностью осевого продольного перемещения концентрично
Расположенные поперечная диафрагма которого в дно 20 стакана 4 последний начинает подниматься относительно ствола 1. В момент расположения окон 15 напротив фиксатора 9 втулки
5, фиксатор 9 с участками 10 стенок отгибаются за счет взаимодействия со скошенными кромками 12 окон 11 втулки 6 внутрь до упора в нижние кромки 16 окон 15 стакана 4. При этом втулка 5 выходит из зацепления с втулкой 6, что приводит к снижению в этот момент до минимума сил трения между пробкой 13 и стенками втулки.
Аналогично из зацепления поочередно выводятся втулки 6, 7. В конце процесса погружения торец втулки 7 упирается в упоры 14 и свая добивается до получения проектного отказа или втулки 5, 6, 7 и стакан 4 вместе с пробкой 13 вынимаются иэ полости 3 ствола 1, которая затем заполняется бетоном. 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 втулок в верхней части выполнена с 6-образными прорезями 8 и снабжена фиксаторами 9, прикрепленными с внешней стороны к заключенным в прорезях 8 участкам 10 стенок с возможностью отгиба внутрь. Для обеспечения возможности отгиба внутрь фиксаторы 9 прикрепляются к участкам 10 в нижней части последних. В стенках ствола 1, наружной 7 и промежуточных 6 втулок устроены окна 11 со скошенными верхними KpoMKBhGi 12, взаимодействующими с фиксаторами 9 соответствующих втулок 5-7, внутри которых при погружении образуется грунтовая пробка 13. С целью предотвращения попадания грунта в зазор между втулками, что может привести к их заклиниванию, внутренний диаметр внутренней втулки 5 принимается не менее внутреннего диаметра кольцевой диафрагмы 2. Ствол 1 снабжен упором 14, взаимодействующим с торцом втулки 7
l4357 в ее крайнем верхнем положении. IIpoмежуточные 6 и внутренняя 5 втулки и стакан 4 могут быть выполнены с дополнительными окнами 15 .в стенках со скошенными нижними кромками 16, 5 взаимодействующими в крайнем верхнем положении втулок 5-7 с торцами заключенных в прорезях 8 участков 10 стенок втулок. Фиксаторы 9 смежных втулок 5-7 смещаются в плане по окружности относительно друг друга (фиг. 3). Дополнительные окна 15 каждой из втулок 5 и 6 или стакана 4 совпадают в продольном направлении с прорезями 8 (лежат в плане на одном радиусе) рядом расположенных в наружном направлении втулок 6 и 7., а окна
11 каждой из втулок 6 и 7 и ствола
1 — с фиксаторами 9 рядом расположен- 20 ных во внутреннем направлении втулок 5-7.
Вместо окон 11 и 15 в стенках ствола 1, втулок 5-7 и стакана 4 могут выполняться пазы 17 (фиг. -6), в 26 этом 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 зазорах между ними внутренними верхними 18 .и наружными нижними 19 упорами (фиг. 6) ограничивающими продольное перемещение втулок 5-7 и стакана 4
35 относительно друг друга и одновременно выполняющими роль центраторов, что позволяет отказаться от окон 15.
Причем упоры 18 и 19, расположенные
В ОднОм зазОре сОвпадают друг с дру 40 гом в продольном направлении (лежат в плане по окружности относительно прорезей 8 втулок 5-7, образующих этот зазор).
Угол скоса Ы (угол между плоскостью скоса и образующей) верхних кромок 12 принимается не более
ggarctg f, где f — коэффициент тре ния материалов фиксаторов 9 по мате- . риалу втулок 5-7 и ствола 1, а угол яО скоса нижних кромок — не менее
P ) arctg f. Суммарная длина втулок
5-:7 и стакана 4 принимается такой, чтобы после их фиксации и в крайнем верхнем положении относительно друг друга и ствола 1 в процессе установ-. ки в грунт верх стакана 4 находился ниже верхнего торца ствола 1, а в
1 конце процесса погружения на.проектб
07
4 ную отметку Обеспечивался бы проектный отказ.
Установку сваи производят следующим образом.
Забивкой, виброзабивкой, вибрацией или вдавливанием в грунт погружают трубчатый ствол 1 с предварительно монтированными в полости 3 втулками
5-7 и стаканом 4. Для предотвращения падения стакана 4 вниз его дно 20 выполняется с уширением 21. В процессе погруженияв полость внутренней втулки 5 ..поступает грунт 13 (формируется грунтовая пробка), который поднимается относительно втулок и ствола 1 до упора в дно 20 стакана
4, при этом сопротивление погружению постоянно увеличивается за счет увеличения сил трения между грунтом 13 и стенками втулки 5. Перемещение втулки 5 вместе с грунтом вверх предотвращается фиксаторами 9, отгибу которых внутрь не дают стенки стакана 4, в которые упираются участки 10 с фиксаторами 9 втулки 5.
При дальнейшем погружении сваи вместе с грунтом l3 поднимается относительно ствола 1 и стакан 4.
Подъем стакана 4 происходит до тех пор, пока его дополнительные окна 15 не расположатся напротив участков
10 с фиксаторами 9 втулки 5. После чего фиксаторы 9 с участками 10 отгибаются за счет взаимодействия со скошенными кромками 12 окон 11 внутрь до упора в нижние кромки 16 дополнительных окон 15 и втулка 5 выходит из зацепления с втулками 6 и 7 и со стволом 1.
В случае выполнения втулок и стакана 4 с упорами 18 и 19 втулка 5 выйдет из зацепления с втулкой 6 в момент, когда упоры 18 и 19 втулок
5 и б упрутся друг в друга, при этом нижняя кромка стакана 4 поднимется выше фиксаторов 9 с участками 10 втулки 5, которые свободно отгибаются внутрь.
В момент выхода втулки 5 из зацепления 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"
1435707
50 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
1 азной длины, уменьшающейся в направлении от внутренней 5 к наружной 7 втулке (фиг. 6), так как по мере
1 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.б) 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 ствбла 1 с грунтовой пробкой 13 (что особенно эффективно в связных
30 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 стволом каждой из втулок. Снижение сопротивления погружению, в свою очередь, приводит к уменьшению энергозатрат на установку 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 эффективности установки 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 U-образными прорезями и снабжена фиксаторами,, прикрепленными с внешней стороны с возможностью отгиба внутрь к заключенным в прорезях участкам стенок, а в стенках ствола наружной,и промежуточных втулок выполнены окна или пазы со скошенными верхними кромками„ взаимодействующими 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, отличающ а я с я тем, что промежуточные 1п 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 п. 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.
)435707
Узе 1
tZ
У и
1435707
Составитель В.Гоник
Техред Л.Сердюкова
Редактор А.Ворович
Корректор О.Кравцова
Заказ 5618/28
Тираж б37
Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4