WO2020139148A1 - Свая железобетонная с ненапрягаемой арматурой - Google Patents
Свая железобетонная с ненапрягаемой арматурой Download PDFInfo
- Publication number
- WO2020139148A1 WO2020139148A1 PCT/RU2019/000945 RU2019000945W WO2020139148A1 WO 2020139148 A1 WO2020139148 A1 WO 2020139148A1 RU 2019000945 W RU2019000945 W RU 2019000945W WO 2020139148 A1 WO2020139148 A1 WO 2020139148A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- pile
- frame
- rectangular
- reinforced concrete
- reinforcement
- Prior art date
Links
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
- E02D5/22—Piles
- E02D5/24—Prefabricated piles
- E02D5/30—Prefabricated piles made of concrete or reinforced concrete or made of steel and concrete
Definitions
- the invention relates to the field of construction, in particular, to the construction of long-length reinforced concrete piles with non-tensile reinforcement, subject to static and dynamic loads, and can be used in the construction of foundations of both small and heavy buildings and mainly in heaving soils.
- the main feature of heaving soils is that as a result of ice crystallization they are subject to frost heaving. Under these conditions, the pile is subject to compression and pushing it out of the ground, leading both to deformation of the pile and to the destruction of the foundation of the structure.
- the buoyant forces are directed strictly upwards and act on the entire surface of the pile, but most of it falls on the end of the pile, namely on the reinforced concrete support, which can not to a small extent by the forces of frost heaving, prevent the piles from being pushed out of the ground.
- Piles used in heaving soils are also known, in particular a pile including a hollow trunk, in the lower part of which a widened shoe is mounted with a protrusion placed in the cavity of the trunk with a gap relative to its walls, and a U-shaped glass is installed in the gap, a freely enclosing protrusion of the shoe, and the protrusion of the shoe is connected via a cable to the pile head (SU Ne585253, on.
- a pile which is an elongated steel pipe having a broadened tip with a screw anchor in the lower part, the diameter of the pipe at the height of the pile is 219 mm and made larger than the diameter of the pipe at the height of the pile, immersed to the depth of the active layer of heaving soil and equal to at least 159 mm. (RU 2441 1 15, op. 2012).
- the closest in technical essence is a reinforced concrete pile with non-tensioning reinforcement, which is a prefabricated rectangular spatial frame, consisting of the frame of the pile itself, formed by the longitudinal-transverse reinforcement and the spatial frame of the end (support) of the pile, which in the manufacture is combined with the rectangular spatial frame of the pile itself the spatial framework of the end of the pile is made in the form of a basket formed of eight longitudinal rods directed towards the spatial framework of the pile itself and fixed therein (patent RU N ° 77298, on. 2008, E02D 5/22).
- the disadvantages of this pile are the increased consumption of materials and the complexity of manufacturing structures, due to the implementation of the support in the form of a basket.
- the pile of the prototype has insufficient rigidity, strength and reliability of the structure, affecting its durability.
- the prototype pile is of limited use.
- the objective of the invention is the development of a universal pile, with the possibility of use in any soil, having increased operational reliability and structural strength, as well as with an extended service life.
- the technical results of the proposed piles are to increase the bearing capacity of the piles, to reduce material consumption, to increase reliability, stability, strength and durability.
- a known reinforced concrete pile with non-tensile reinforcement comprising a prefabricated rectangular spatial frame, consisting of a frame of the actual pile, formed by longitudinal-transverse reinforcement and a frame of the end of the pile, which in the manufacture is combined with a rectangular spatial frame of the actual pile
- the proposed pile is additionally contains a rectangular metal pipe with a rectangular head in its upper part, while its lower part is rigidly connected to the upper part of the frame of the pile itself
- the frame of the pile end in the manufacture is made in the form of a truncated cone, the base of which is formed from a ring and two crossed rods
- the concreted end of the pile is made in the form of a cylinder of circular cross-section to distribute the force from the structure over a large area and to prevent pulling out by frost heaving forces.
- the declared reinforced concrete pile with non-tensile reinforcement according to the conclusion of a technical examination has, compared with known similar piles, increased performance in terms of bearing capacity for vertical and horizontal load, reliability, stability, strength and durability.
- FIG. 1 - a rectangular spatial frame of the actual pile, formed by longitudinal-transverse reinforcement, the frame of the end (support) of the pile and a rectangular metal pipe.
- FIG. 2 partially concreted frame of the actual pile and the frame of the end of the pile;
- FIG. 3 pile reinforced concrete pile in the assembly with a rectangular metal pipe and head;
- the declared pile includes:
- Piles are made of well-known materials.
- reinforcing steel of the following types and classes is used:
- rod hot-rolled reinforcement of a periodic profile of classes ⁇ 300 ( ⁇ -ll) and ⁇ 400 ( ⁇ - ⁇ ) is used according to GOST 5781 and a diameter of the rods 10 mm;
- rolled carbon steel of class C 38/23 is used. This applies to the base 5 of the frame end of the pile and the rods 6 of the base.
- the reinforced concrete end of the pile in the form of a cylinder 9 of circular cross section (support) serves to distribute the force from the structure over a large area of soil and prevents the forces of frost heaving from being pulled out.
- Metal profile (rectangular) pipe 7 with a head are designed for strapping from a channel or welding with a profile pipe.
- the resulting spatial frame of the pile is prepared for laying in formwork and concreting.
- heavy or fine-grained concrete is used in accordance with GOST 26633 class in compressive strength not lower than B25.
- GOST 26633 class in compressive strength not lower than B25.
- fractionated crushed stone of natural stone or gravel is used, while the size of the fraction should be no more than 40 mm.
- the ratio of the areas of the cylinder of circular cross section and the cross section of the rectangular part of the pile is 1: 4.0-4.50, and the ratio of the lengths of a metal pipe without a head and piles with a support is from 1: 3.60 to 1: 4.90.
- the indicated indicators and their limits are determined according to technical drawings and technological documentation.
- the proposed pile is installed on smooth surfaces (platforms). When immersing piles in the soil, you can use a well with a diameter sufficient to immerse the bottom of the pile. The operation of the piles is allowed at a calculated outdoor temperature of minus 70 ° C inclusive and when the surface is heated to plus 45 ° C.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Paleontology (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Piles And Underground Anchors (AREA)
Abstract
Свая железобетонная с ненапрягаемой арматурой, изготовленная в опалубке для дальнейшего погружения в грунт, представляет собой сборный прямоугольный пространственный каркас, состоящий из каркаса сваи, образованной продольно-поперечной арматурой и каркаса конца сваи, который при изготовлении совмещают с прямоугольным пространственным каркасом собственно сваи. Свая содержит прямоугольную металлическую трубу с прямоугольным оголовком, в ее верхней части, при этом нижняя ее часть жестко соединена с верхней частью каркаса собственно сваи. Каркас конца сваи выполнен в форме усеченного конуса, основание которого образовано из кольца и двух скрещенных стержней, а забетонированный конец сваи - в форме цилиндра круглого сечения для распределения усилия от строения на большую площадь и предотвращения вырывания силами морозного пучения. Обеспечивается увеличение несущей способности сваи, снижении материалоемкости, а также повышение надежности, устойчивости, прочности и долговечности.
Description
СВАЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННАЯ С НЕНАПРЯГАЕМОЙ АРМАТУРОЙ.
Изобретение относится к области строительства, в частности, к конструкции длинномерным железобетонным сваям с ненапрягаемой арматурой, подверженным статической и динамической нагрузкам, и может быть использовано при возведении фундаментов как небольших, так и тяжелых строений и преимущественно в пучинистых грунтах.
Основной особенностью пучинистых грунтов является то, что в результате кристаллизации льда они подвержены морозному пучению. В этих условиях свая подвержена сжатию и выталкиванию ее из грунта, приводящие как к деформации сваи, так и к разрушению фундамента строения. Выталкивающие силы направлены строго вверх и действуют на всю поверхность сваи, но большая ее часть приходится на конец сваи, а именно на железобетонную опору, которая не в малой степени может силам морозного пучения, препятствовать выталкиванию свай из грунта. Учитывая сказанное, при разработке свай актуальной проблемой является конструктивные решения опор железобетонных свай, прямая функция которых направлена на повышение технических и эксплуатационных показателей сваи в целом.
Известна свая для возведения фундамента в пучинистых грунтах, представляющая собой расположенный в скважине ствол в виде заполненного бетонной смесью полого вертикального и открытого по торцам короба, с покрытием и жестко присоединенным к нему кольцевой диафрагмой с опорными элементами, в нижней части, при этом максимальный размер поперечного сечения короба меньше диаметра скважины, диаметр диафрагмы равен диаметру скважины, а полости между стенками короба и скважины заполнены местным грунтом, образующим совместно с покрытием короба противопучинную оболочку (SU, .N°l 564273, on. 1990 г., E02D 27/34).
Недостатками такой сваи являются: сложность конструкции, высокая материалоемкость и невысокая эффективность снижения усилий свайной опоры от морозного пучения грунта.
Так же известны сваи, используемые в пучинистых грунтах, в частности, свая, включающая полый ствол, в нижней части которого смонтирован уширенный башмак с выступом, размещенным в полости ствола с зазором относительно его стенок, причем в зазоре установлен П-образный стакан,
свободно объемлющий выступ башмака, а выступ башмака связан с помощью троса с наголовником сваи (SU Ne585253, on. 1977 г., E02D 5/44), или свая, представляющая собой удлиненную стальную трубу, имеющую в нижней части уширенный наконечник с винтовым анкером, при этом диаметр трубы на участке высоты сваи, равен 219 мм и выполнен больше диаметра этой трубы на участке высоты сваи, погружаемом на глубину деятельного слоя пучинистого грунта и равном не менее 159 мм. (RU 2441 1 15, оп. 2012 г.).
Недостатками указанных свай являются: сложность конструкции, ненадежность конструкции сваи в целом, наличие опоры сваи в виде уширенных наконечников, да еще с винтовым анкером, требуют выполнения скважины диаметром, существенно превышающем диаметр трубы сваи, а также необходимости заполнения большого по объему пространства между стенкой скважины и наружной поверхностью свай.
Наиболее близкой по технической сущности является свая железобетонная с ненапрягаемой арматурой, представляющая собой сборный прямоугольный пространственный каркас, состоящий из каркаса собственно сваи, образованной продольно-поперечной арматурой и пространственного каркаса конца (опоры) сваи, который при изготовлении совмещают с прямоугольным пространственным каркасом собственно сваи, при этом пространственный каркас конца сваи выполнен в виде корзины, образованной из восьми продольных стержней, направленных в сторону пространственного каркаса собственно сваи и в нем зафиксированных (патент RU N°77298, on. 2008 г., E02D 5/22).
Недостатками этой сваи являются повышенная материалоемкость и трудоемкость изготовления конструкции, обусловленные выполнением опоры в виде корзины. Кроме того, свая по прототипу имеет недостаточную жесткость, прочность и надежность конструкции, влияющие на ее долговечность. Свая по прототипу имеет ограниченное использование.
Задачей изобретения является разработка универсальной сваи, с возможностью использования в любых грунтах, имеющей повышенную эксплуатационную надежность и прочность конструкции, а также с увеличенным сроком службы.
Технические результаты предлагаемой сваи заключаются в увеличении несущей способности сваи, в снижении материалоемкости, в повышении
надежности, устойчивости, прочности и долговечности.
Технические результаты достигаются тем, что в известная железобетонная свая с ненапрягаемой арматурой, включающая сборный прямоугольный пространственный каркас, состоящий из каркаса собственно сваи, образованной продольно-поперечной арматурой и каркаса конца сваи, который при изготовлении совмещают с прямоугольным пространственным каркасом собственно сваи, предложенная свая дополнительно содержит прямоугольную металлическую трубу с прямоугольным оголовком, в ее верхней части, при этом нижняя ее часть жестко соединена с верхней частью каркаса собственно сваи, каркас конца сваи при изготовлении выполнен в форме усеченного конуса, основание которого, образовано из кольца и двух скрещенных стержней, а забетонированный конец сваи выполнен в форме цилиндра круглого сечения для распределения усилия от строения на большую площадь и предотвращения вырывания силами морозного пучения.
Заявленная свая железобетонная с ненапрягаемой арматурой по заключению технической экспертизы имеет по сравнению с известными аналогичными сваями повышенные показатели в части несущей способности на вертикальную и горизонтальную нагрузку, надежности, устойчивости, прочности и долговечности.
Сущность полезной модели поясняется рисунками, на которых схематично представлена заявленная свая и где:
на фиг. 1 - прямоугольный пространственный каркас собственно сваи, образованный продольно-поперечной арматурой, каркас конца (опоры) сваи и прямоугольная металлическая труба.
на фиг. 2 - частично забетонированные каркас собственно сваи и каркас конца сваи;
на фиг. 3 - свая железобетонная свая в сборке с прямоугольной металлической трубой и оголовком;
на фиг. 4 - железобетонная свая, установленная в грунте.
Заявленная свая включает:
1 - каркас собственно сваи; 2 - продольная арматура собственно сваи, 3 - поперечная арматура собственно сваи; 4 - каркас конца сваи (форма усеченного конуса); 5 - основание каркаса конца сваи; 6 - стержни основания каркаса конца сваи; 7 - прямоугольная металлическая труба; 8 -
прямоугольный оголовок; 9 - забетонированный каркас конца сваи (форма цилиндра круглого сечения).
Сваю выполняют из известных материалов.
Для армирования свай используют арматурную сталь следующих видов и классов:
- в качестве ненапрягаемой продольной арматуры 2 используют стержневую горячекатаную арматуру периодического профиля классов А300 (А-ll) и А400 (А-Ш) по ГОСТ 5781 и диаметром стержней 10 мм;
- в качестве ненапрягаемой поперечной арматуры 3 используют арматурную сталь класса А240 (A-I) и диаметром стержней 6 мм;
- для деталей и соединительных накладок используют, как правило, прокатную углеродистую сталь класса С 38/23. Это относится к основанию 5 каркаса конца сваи и стержням 6 основания.
Для изготовления сборного прямоугольного пространственного каркаса, включающего каркас 1 собственно сваи и каркас 4 конца сваи практически необходима только стержневая арматура, что существенно упрощает организацию производства сваи и снижает энергозатраты. В тоже время повышаются надежность конструкции, прочность и долговечность за счет наличия металлической прямоугольной трубы 7, в верхней части сваи, конструкции арматуры собственно сваи, а также конструкции арматуры конца сваи в виде усеченного конуса.
Железобетонный конец сваи в форме цилиндра 9 круглого сечения (опора) служит для распределения усилия от строения на большую площадь грунта и препятствует вырыванию силами морозного пучения. Металлическая профильная (прямоугольная) труба 7 с оголовком предназначены для выполнения обвязки из швеллера либо обварки профильной трубой.
Полученный пространственный каркас сваи подготавливают для укладки в опалубку и бетонированию. При бетонировании сваи используют тяжелый или мелкозернистый бетон по ГОСТ 26633 класса по прочности на сжатие не ниже В25. В качестве крупного заполнителя для бетона применяют фракционированный щебень из естественного камня или гравия, при этом размер фракции должен быть не более 40 мм.
В заявленной бетонированной свае соотношения площадей цилиндра круглого сечения и сечения прямоугольной части сваи, равно 1 :4,0-4,50, а
соотношения длин металлической трубы без оголовка и сваи с опорой, равно от 1 :3,60 до 1 :4,90. Указанные показатели и их пределы определены по техническим чертежам и технологической документации.
Предлагаемую сваю устанавливают на ровных поверхностях (площадках). При погружении сваи в грунт можно использовать скважину с диаметром, достаточным для погружения нижней части сваи. Эксплуатация сваи допускается при расчетной температуре наружного воздуха до минус 70°С включительно и при нагревании поверхности до плюс 45 °С.
Испытания опытного образа показали, что установленная заявленная свая, не восприимчива к тем процессам, которые проходят в верхних слоях грунта и даже сильное промерзание на мягких, и сильно подвижных глинах, не способно «поднять» сваю. Соответственно и строение, возведенное на таких сваях, будет стоять ровно и не покосится даже после самой холодной зимы. Прилагаемые результаты лабораторных испытаний контрольного образца сваи на морозостойкость, проведенные ООО «ЛЕНСУДЭКСПЕРТ» показали, что долговечность сваи составляет 107 лет, что позволяет присвоить заявленной свае статус «Вековая свая°».
Claims
Формула изобретения
Свая железобетонная с ненапрягаемой арматурой, изготовленная в опалубке для дальнейшего погружения в грунт, представляющая собой сборный прямоугольный пространственный каркас, состоящий из каркаса собственно сваи, образованной продольно-поперечной арматурой и каркаса конца сваи, который при изготовлении совмещают с прямоугольным пространственным каркасом собственно сваи, отличающаяся тем, что свая дополнительно содержит прямоугольную металлическую трубу с прямоугольным оголовком, в ее верхней части, при этом нижняя ее часть жестко соединена с верхней частью каркаса собственно сваи, каркас конца сваи при изготовлении выполнен в форме усеченного конуса, основание которого образовано из кольца и двух скрещенных стержней, а забетонированный конец сваи выполнен в форме цилиндра круглого сечения для распределения усилия от строения на большую площадь и предотвращения вырывания силами морозного пучения.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018146280A RU2686739C1 (ru) | 2018-12-25 | 2018-12-25 | Свая железобетонная с ненапрягаемой арматурой |
| RU2018142280 | 2018-12-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2020139148A1 true WO2020139148A1 (ru) | 2020-07-02 |
Family
ID=66430504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2019/000945 WO2020139148A1 (ru) | 2018-12-25 | 2019-12-13 | Свая железобетонная с ненапрягаемой арматурой |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2686739C1 (ru) |
| WO (1) | WO2020139148A1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU77298U1 (ru) * | 2008-02-05 | 2008-10-20 | Александр Петрович Марфутов | Свая железобетонная с ненапрягаемой арматурой |
| RU2375521C1 (ru) * | 2008-07-11 | 2009-12-10 | Общество с Ограниченной ответственностью ООО "Технокомспецстрой" | Способ возведения свайного фундамента под большие нагрузки |
| RU2510441C1 (ru) * | 2012-08-07 | 2014-03-27 | Александр Григорьевич Леонтьев | Способ возведения сваи неглубокого заложения |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU85495U1 (ru) * | 2008-12-29 | 2009-08-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ГОУВПО "ТГАСУ") | Конструкция инъектора для устройства инъекционной сваи |
| RU87718U1 (ru) * | 2009-01-11 | 2009-10-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ГОУВПО "ТГАСУ") | Инъекционная свая |
| RU2583793C1 (ru) * | 2015-04-02 | 2016-05-10 | Общество с ограниченной ответственностью ДЭЙТЭРИЧ ИНВЕСТМЕНТС | Винтовая свая |
-
2018
- 2018-12-25 RU RU2018146280A patent/RU2686739C1/ru active
-
2019
- 2019-12-13 WO PCT/RU2019/000945 patent/WO2020139148A1/ru active Application Filing
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU77298U1 (ru) * | 2008-02-05 | 2008-10-20 | Александр Петрович Марфутов | Свая железобетонная с ненапрягаемой арматурой |
| RU2375521C1 (ru) * | 2008-07-11 | 2009-12-10 | Общество с Ограниченной ответственностью ООО "Технокомспецстрой" | Способ возведения свайного фундамента под большие нагрузки |
| RU2510441C1 (ru) * | 2012-08-07 | 2014-03-27 | Александр Григорьевич Леонтьев | Способ возведения сваи неглубокого заложения |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2686739C1 (ru) | 2019-04-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2651259C (en) | Post-tension pile anchor foundation and method therefor | |
| CN104652475B (zh) | 一种桁架式挡土墙 | |
| AU2013273463B2 (en) | Ribbed foundation for superstructures and method for producing the foundation | |
| Kumari | Concrete filled steel tubular (CFST) columns in composite structures | |
| US20210324598A1 (en) | Post-Tension Tube Foundation and Method of Assembling Same | |
| RU2472900C1 (ru) | Способ усиления ленточного фундамента | |
| RU2686739C1 (ru) | Свая железобетонная с ненапрягаемой арматурой | |
| US3256694A (en) | Structural piles and methods of preparing pipe foundations | |
| US10662605B2 (en) | Post-tension tube foundation and method of assembling same | |
| CN111101526A (zh) | 一种用于红黏土基坑基于微型钢管桩的垂直开挖支护体系 | |
| RU87718U1 (ru) | Инъекционная свая | |
| CN108590037A (zh) | 一种新型的配筋空心钢管高强混凝土柱 | |
| CN110863613B (zh) | 一种内置塑料排水管的无粘接预应力钢管混凝土巨型柱的施工方法 | |
| CN112593480A (zh) | 一种植生混凝土装配式桥墩 | |
| CN103061334A (zh) | 离心浇筑预应力钢筋砼工形截面支护桩 | |
| CN111980058A (zh) | 具有耗能减震功能的混凝土挡土墙结构 | |
| CN208023734U (zh) | 装配式钢管混凝土柱-独立基础-混凝土圈梁一字形连接节点 | |
| CN220927934U (zh) | 一种地下室柱顶隔震的挡土墙结构 | |
| AU2021255455B2 (en) | Post-tension tube foundation and method of assembling same | |
| CN220284864U (zh) | 一种坡地沉入式线路搭建基础 | |
| CN211898427U (zh) | 一种用于红黏土基坑基于微型钢管桩的垂直开挖支护体系 | |
| CN219586747U (zh) | 深基坑支护结构 | |
| CN220686089U (zh) | 一种深基坑微型钢管桩复合支护结构 | |
| RU2401911C1 (ru) | Фундамент с гибкой шайбой | |
| CN202139864U (zh) | 嵌入式网状拉索组合抗震梁 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 19902365 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 19902365 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |