RU221379U1

RU221379U1 - Пирамидальная свая

Info

Publication number: RU221379U1
Application number: RU2023123686U
Authority: RU
Inventors: Алексей Вячеславович Глушков; Илья Вячеславович Глушков; Вячеслав Евгеньевич Глушков; Александр Сергеевич Загайнов
Filing date: 2023-09-13
Publication date: 2023-11-02

Abstract

Полезная модель относится к области строительства, а именно для возведения свайных фундаментов при строительстве зданий и сооружений различного назначения. Пирамидальная свая с боковыми вырезами позволяет снизить материалоемкость и повысить несущую способность при действии вертикальных нагрузок. Поставленная задача решается тем, что по боковым граням вдоль пирамидальной сваи выполняются вырезы, причем отношение объема вырезов V_вырез к объему сплошной сваи V_сваи составляет V_вырез/V_сваи = 0,10 ÷ 0,20, а уклон боковых граней сваи i_p находится в пределах i_p = 0,07 ÷ 0,25.

Description

Полезная модель относится к области строительства, а именно для возведения свайных фундаментов при строительстве зданий и сооружений различного назначения.

Известна конструкция фундамента из пирамидальных свай с переменным сечением по длине сваи (Б.И. Далматов «Механика грунтов, основания и фундаменты». Стройиздат: М. 1981. с. 180). Взаимодействие между основанием и фундаментом из пирамидальных свай заключается в их совместной работе.

Наиболее близким к полезной модели аналогом является конструкция фундамента из пирамидальных свай с углом наклона боковых граней от 4° до 14° (фиг. 2, 3) (Справочник геотехника. Основания, фундаменты и подземные сооружения. Ред. В.А. Ильичева, Р.А. Мангушева. М.: АСВ. 2016 г. с. 165).

Недостатком этих конструкций фундаментов является низкая несущая способность и повышенная материалоемкость.

Технический результат заключается в повышении несущей способности на действие вертикальных нагрузок.

Технический результат достигается тем, что по боковым граням вдоль сваи выполняются вырезы, причем отношение объема вырезов V_вырез к объему сплошной сваи V_сваи составляет V_вырез/V_сваи = 0,10 ÷ 0,20, а уклон боковых граней сваи i_p находится в пределах i_p = 0,07 ÷ 0,25. В пирамидальных сваях по боковой поверхности устраиваются продольные вырезы за счет использования пустотообразователей в заводских условиях (фиг. 2, 3).

Конструкция фундамента из сборных пирамидальных свай 1 с вырезами 2 по боковым граням вдоль сваи выполняется в грунте природного сложения 3.

Забивные пирамидальные сваи погружают в грунт 3 свайными дизель-молотами. Для большей эффективности погружения вес ударной части свайного молота должен быть не меньше веса самой сваи с наголовником, надеваемым на голову сваи 1 для защиты ее от разрушения ударами молота.

На фиг. 1 показано, как при погружении пирамидальной сваи 1 вокруг боковых граней и острия сваи 1 создается уплотненная зона 4 с повышенными прочностными и деформационными характеристиками грунта.

При действии нагрузки Р 5 на сваю 1 нагрузка передается через сваю сначала на уплотненную зону 4, а затем на грунты природного сложения.

Армирование пирамидальной сваи осуществляется напрягаемым центральным стержнем без поперечного армирования, в голове сваи устанавливаются две сетки для восприятия поперечных растягивающих усилий, возникающих при ударах свайного молота по свае.

Фундамент из пирамидальных свай работает следующим образом. Пирамидальные сваи при уклоне боковых граней сваи i_p = 0,07 ÷ 0,25 используются только как висячие сваи (сваи трения) при передаче на них преимущественно вертикальных нагрузок. Несущая способность висячей пирамидальной сваи обеспечена силами трения по боковой поверхности сваи f _i и расчетным сопротивлением грунта под острием R.

Кроме того, пирамидальная форма сваи обуславливает работу сваи под нагрузкой «враспор», подобно объемному клину. Это позволяет создавать вокруг боковых граней сваи большой объем уплотненного грунта.

Исследование напряженно-деформированного состояния основания пирамидальных свай с боковыми вырезами произведено с использованием метода конечных элементов в упругопластической постановке (фиг.4,5). Поставленная задача решалась с использованием геотехнического комплекса PLAXIS 3D в пространственной постановке. Прогноз осадок и несущей способности основания выполнен с учетом образования зон предельного равновесия в активной зоне крестообразных фундаментов. В результате расчетов построены графики зависимости осадки от нагрузки S = f(P) (фиг.7) для пидамидальной сваи с вырезами по боковой поверхности (2) и без них (1) (грунт связный). Расчеты показали, что в зависимости S = f(P) носят нелинейный характер.

Для висячих пирамидальных свай (свай трения) целесообразно выполнять вырезы по боковой поверхности по длине сваи. Вырезы увеличивают площадь боковой поверхности пирамидальной сваи, соприкасающейся с грунтом основания. В сравнении со сплошной пирамидальной сваей без вырезов для пирамидальной сваи с вырезами характерно условие: чем больше площадь боковой поверхности, соприкасающейся с грунтовым основанием, тем больше несущая способность, обусловленная силами трения (фиг. 6). При использовании пирамидальной сваи с вырезами по боковой поверхности несущая способность сваи увеличивается в 10-15% при сходных инженерно-геологических условиях в связных грунтах.

Полезная модель поясняется чертежами:

на фиг. 1 изображено схема устройства пирамидальной сваи с боковыми вырезами в основании;

на фиг. 2 изображена пирамидальная свая (вид сверху) сплошного сечения (слева) и с вырезами по боковой поверхности (справа);

на фиг. 3 изображена пирамидальная свая (вид сбоку) сплошного сечения (слева) и с вырезами по боковой поверхности (справа);

на фиг. 4 изображена пространственная расчетная схема метода конечных элементов (вертикальные нагрузки, расчетная свая, основание);

на фиг. 5 изображено сравнение расчетных моделей пирамидальной сваи без вырезов и пирамидальной сваи с вырезами по боковой поверхности;

на фиг. 6 изображено сравнение расчетных моделей пирамидальной сваи без вырезов и пирамидальной сваи с вырезами по боковой поверхности (вид сверху);

на фиг. 7 изображены графики зависимости осадки пирамидальной сваи от нагрузки S=f(P): 1 – с вырезами, 2 – без вырезов.

Claims

Пирамидальная свая, отличающаяся тем, что по боковым граням вдоль сваи выполнены вырезы, причем отношение объема вырезов V_вырез к объему сплошной сваи V_сваи составляет V_вырез/V_сваи= 0,10 ÷ 0,20 а уклон боковых граней сваи i_p находится в пределах i_p= 0,07 ÷ 0,25.