RU62619U1 - PILE - Google Patents

Abstract

Свая относится к строительству, а именно к устройству свайных фундаментов.Pile refers to the construction, namely the construction of pile foundations.

Технический результат заключается в увеличении несущей способности сваи.The technical result is to increase the bearing capacity of piles.

Свая содержит железобетонный ствол и оболочку, путем погружения ствола в заполненную смесью грунта с цементом скважину. Оболочка расположена по всей высоте подземной части ствола сваи.The pile contains a reinforced concrete shaft and a shell by immersing the shaft in a well filled with a mixture of soil and cement. The shell is located along the entire height of the underground part of the pile shaft.

Предлагаемая свая позволяет увеличить несущую способность за счет создания оболочки, увеличивающей размеры подземной части сваи и способствующей увеличению сил сопротивления на контакте тела сваи с грунтом, удерживающих сваю от просадки.The proposed pile can increase the bearing capacity by creating a shell that increases the size of the underground part of the pile and contributes to an increase in the resistance forces at the contact of the pile body with the ground, which keep the pile from subsidence.

Кроме того, предлагаемая конструкция сваи позволяет использовать типовые железобетонные сваи, не изменяя их размеров, что исключает затраты на перенастройку технологии изготовления свай.In addition, the proposed design of the piles allows the use of typical reinforced concrete piles without changing their size, which eliminates the cost of reconfiguring the manufacturing technology of piles.

Description

Полезная модель относится к строительству, а именно к устройству свайных фундаментов.The utility model relates to construction, namely to the construction of pile foundations.

Сваи различаются по режиму их работы на висячие, удерживающая способность которых достигается силами трения на контакте подземной части тела сваи и окружающей грунтовой среды, и сваи-стойки, погружаемые до упора в скальный грунт.Piles differ in their mode of operation for hanging, the holding capacity of which is achieved by friction at the contact of the underground part of the body of the pile and the surrounding soil environment, and pile piles, submerged completely into rocky soil.

В своем большинстве на практике работают висячие железобетонные сваи, передающие нагрузку от сооружения на основание через поверхность подземной части сваи в результате проявления сил трения на контакте этой поверхности и грунтовой окружающей среды.Most of them work in practice, hanging reinforced concrete piles that transfer the load from the structure to the base through the surface of the underground part of the pile as a result of the manifestation of friction forces at the contact of this surface and the soil environment.

Главным показателем, оценивающим несущую способность сваи, является ее сопротивление погружению, которое должно быть не менее расчетного и которое в свою очередь зависит от значений таких параметров сваи как размеры ее поперечного сечения, шага в ряду длины сваи, а также грунтовых условий. Следовательно, чтобы увеличить несущую способность сваи необходимо увеличить либо сечение сваи, либо ее длину. Это приводит к существенным затратам на перенастройку технологии изготовления свай.The main indicator evaluating the bearing capacity of a pile is its resistance to immersion, which should be no less than calculated and which in turn depends on the values of such parameters of the pile as the dimensions of its cross section, step in a series of pile lengths, and also soil conditions. Therefore, in order to increase the bearing capacity of a pile, it is necessary to increase either the cross-section of the pile or its length. This leads to significant costs for reconfiguring the technology of manufacturing piles.

Проблема состоит в том, чтобы увеличить несущую способность сваи, не изменяя ее размеров.The problem is to increase the bearing capacity of the pile without changing its size.

Известна свая Кваша [1].Known Kvasha pile [1].

Свая представляет собой полый железобетонный столб, в нижней части которого расположены раскрывающиеся элементы, выполненные с переменным сечением и объединенные между собой переменными по толщине и разрушаемыми бетонными перемычками. Сечение элементов и толщина перемычек к низу конструкции уменьшаются, а диаметр полости между элементами увеличивается, при этом The pile is a hollow reinforced concrete pillar, in the lower part of which there are expanding elements made with a variable cross-section and united between each other by thickness and destructible concrete lintels. The cross-section of the elements and the thickness of the jumpers to the bottom of the structure are reduced, and the diameter of the cavity between the elements increases, while

армирование элементов выполнено из продольной, предварительно напряженной арматуры, установленной в радиальной плоскости симметрии каждого элемента.the reinforcement of the elements is made of longitudinal, prestressed reinforcement installed in the radial plane of symmetry of each element.

Заглубление сваи в грунт осуществляют следующим образом. Сваю погружают в грунт на проектную отметку. Одновременно с погружением полость сваи набивают сыпучим материалом и производят его уплотнение. В результате уплотнения в полости сваи набивного материала разрушаются бетонные перемычки, элементы изгибаются, сжимаются боковые слои грунта и свая раскрывается.The penetration of piles into the soil is as follows. Pile immersed in soil at the design level. Simultaneously with immersion, the cavity of the pile is filled with bulk material and compacted. As a result of compaction, concrete lintels are destroyed in the cavity of the pile of stuffed material, the elements bend, the lateral layers of soil are compressed and the pile opens.

Известная конструкция сваи позволяет повысить несущую способность за счет объемного обжатия набивного материала и сжатия боковых слоев грунта. Это обусловлено тем, что раскрывающиеся элементы существенно ограничивают выпор набиваемого материала и тем самым обеспечивают его объемное обжатие. Кроме того, при раскрытии сваи осуществляется сжатие боковых слоев грунта. Таким образом, раскрытая свая с повышенной плотностью набивки и с уплотненным околосвайным грунтом работает под нагрузкой как единый грунтосвайный массив.The known design of the piles can increase the bearing capacity due to volumetric compression of the printed material and compression of the lateral layers of the soil. This is due to the fact that the disclosing elements significantly limit the outburst of the stuffed material and thereby ensure its volumetric compression. In addition, when opening the piles, the lateral layers of the soil are compressed. Thus, an open pile with increased packing density and with compacted near-pile soil works under load as a single soil-pile array.

Недостаток известной сваи заключается в том, что ее несущая способность увеличивается за счет изменения конструкции сваи. Следовательно, эта свая не является типовой железобетонной сваей, а требует индивидуального изготовления. Это приводит к существенным затратам на перенастройку технологии изготовления свай.A disadvantage of the known piles is that its bearing capacity increases due to changes in the design of the piles. Therefore, this pile is not a typical reinforced concrete pile, but requires individual manufacture. This leads to significant costs for reconfiguring the technology of manufacturing piles.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является забивная свая [2].The closest in technical essence and the achieved result is a driven pile [2].

Свая предназначена преимущественно для просадочных грунтов второго типа, для набухающих и насыпных грунтов.The pile is intended primarily for subsidence soils of the second type, for swellable and bulk soils.

Забивная свая включает железобетонный ствол с уширенной нижней частью и защитную оболочку из антифрикционного материала, A driven pile includes a reinforced concrete shaft with a widened lower part and a protective sheath made of antifriction material,

например глинистого раствора, расположенную в верхней части ствола.for example a clay solution located in the upper part of the trunk.

Изготовление защитной оболочки сваи осуществляется следующим образом.The manufacture of a protective sheath of piles is as follows.

Перед погружением на верхнюю часть ствола надевают защитный кожух с системой для нагнетания антифрикционного материала.Before immersion, a protective cover with a system for pumping antifriction material is put on the upper part of the barrel.

Сваю погружают через весь слой просадочного грунта, а ее нижний уширенный конец заглубляют в непросадочный грунт.A pile is immersed through the entire layer of subsiding soil, and its lower, broadened end is buried in non-subsiding soil.

После этого защитный кожух извлекают. Одновременно с извлечением кожуха с помощью системы нагнетают антифрикционный материал. Вокруг сваи образуется защитная оболочка из антифрикционного материала, например глинистого раствора.After that, the protective casing is removed. Simultaneously with the removal of the casing, antifriction material is injected using the system. Around the pile, a protective sheath is formed of an antifriction material, for example, a clay solution.

Свая работает следующим образом.The pile works as follows.

Свая, погруженная в грунт, опирается на уширенную нижнюю часть.A pile submerged in the ground rests on a widened lower part.

Возникающее при этом в грунтовом массиве внутреннее давление уменьшается, что приводит к прекращению просадки и увеличению несущей способности. В свою очередь защитная оболочка из антифрикционного материала (глинистый раствор), служащая в качестве смазки верхней части ствола сваи, находящейся в просадочном грунте, способствует устранению негативного трения между проседающим самоуплотняющимся просадочным грунтом и сваей. В результате исключается дополнительная нагрузка на сваю со стороны просадочного грунта, что приводит к увеличению ее несущей способности.The internal pressure arising in this case in the soil mass is reduced, which leads to the cessation of subsidence and an increase in the bearing capacity. In turn, a protective sheath made of antifriction material (clay mud), which serves as a lubricant for the upper part of the pile shaft located in subsidence soil, helps eliminate negative friction between subsiding self-compacting subsidence soil and pile. As a result, additional load on the pile from the side of subsiding soil is excluded, which leads to an increase in its bearing capacity.

Известная забивная свая позволяет повысить несущую способность сваи за счет исключения воздействия сил негативного трения на нее. Это обусловлено тем, что в процессе эксплуатации сваи в случае замачивания грунтов глинистый раствор, окружающий сваю, теряет свою прочность, что приводит к снижению негативного трения на сваю и увеличению ее несущей способности.Known driven pile can increase the bearing capacity of piles by eliminating the effects of negative friction forces on it. This is due to the fact that during the operation of the pile in the case of soil soaking, the clay solution surrounding the pile loses its strength, which leads to a decrease in negative friction on the pile and an increase in its bearing capacity.

Недостатком известной забивной сваи является то, что увеличение несущей способности является незначительным.A disadvantage of the known driven pile is that the increase in bearing capacity is negligible.

Это обусловлено тем, что защитная оболочка только исключает дополнительную нагрузку на сваю от просадочного слоя грунта, но не изменяет поперечное сечение сваи в ее подземной части. Кроме того, при использовании сваи в слабых не просадочных грунтах защитная оболочка не способствует увеличению сил трения на контакте тела сваи с грунтом, окружающим сваю, поскольку не происходит дополнительное уплотнение окружающей сваю грунтовой среды. В результате силы сопротивления по боковой поверхности сваи, удерживающие ее от просадок, не изменяются и несущая способность сваи не увеличивается.This is due to the fact that the protective shell only eliminates the additional load on the pile from the subsiding soil layer, but does not change the cross section of the pile in its underground part. In addition, when using the pile in weak non-subsiding soils, the protective shell does not contribute to an increase in the frictional forces at the contact of the pile body with the soil surrounding the pile, since there is no additional compaction of the soil surrounding the pile. As a result, the resistance forces along the side surface of the pile, which keep it from subsidence, do not change and the bearing capacity of the pile does not increase.

Задачей предлагаемой сваи является создание такой конструкции сваи, которая позволяет увеличить ее несущую способность, за счет увеличения поперечного сечения подземной части сваи и сил сопротивления на контакте тела сваи с грунтом, удерживающих сваю от просадок.The objective of the proposed pile is to create such a design of the pile, which allows to increase its bearing capacity, by increasing the cross section of the underground part of the pile and the resistance forces at the contact of the pile body with the ground, which keep the pile from subsidence.

Поставленная задача решается следующим образом.The problem is solved as follows.

В известной конструкции сваи, содержащей железобетонный ствол и оболочку, оболочка выполнена путем погружения ствола в заполненную смесью грунта с цементом скважину и расположена по всей высоте подземной части ствола сваи.In a known construction of a pile containing a reinforced concrete shaft and a sheath, the sheath is made by immersing the shaft in a well filled with a mixture of soil and cement and is located along the entire height of the underground part of the pile shaft.

Отличительными признаками предлагаемой сваи от известной наиболее близкой к ней являются, выполнение оболочки путем погружения ствола в заполненную смесью грунта с цементом скважину и расположение ее по всей высоте подземной части ствола сваи. Следовательно, предлагаемая свая соответствует критерию охраноспособности «новизна».Distinctive features of the proposed pile from the known closest to it are the execution of the shell by immersing the trunk in a well filled with a mixture of soil and cement and its location along the entire height of the underground part of the pile shaft. Therefore, the proposed pile meets the eligibility criterion of "novelty."

Наличие этих отличительных признаков способствует увеличению несущей способности сваи. Это обусловлено тем, что в процессе эксплуатации в оболочке из сухой спрессованной смеси грунта с цементом происходит схватывание цемента и тем самым увеличивается поперечное сечение подземной части сваи. Увеличение поперечного сечения подземной части сваи приводит к дополнительному уплотнению окружающей сваю грунтовой среды. Это способствует расширению напряженной зоны в окружающей сваю грунтовой среде и увеличению сил сопротивления на контакте тела сваи с грунтом. Следовательно, большая часть грунтовой среды будет работать на удержание сваи от просадок, что приводит к увеличению несущей способности сваи.The presence of these distinctive features helps to increase the bearing capacity of piles. This is due to the fact that during operation in the shell of a dry pressed mixture of soil with cement, cement sets in and thereby increases the cross section of the underground part of the pile. An increase in the cross section of the underground part of the pile leads to an additional compaction of the surrounding soil environment. This helps to expand the stress zone in the soil surrounding the pile and increase the resistance forces at the contact of the pile body with the soil. Therefore, most of the soil will work to keep the piles from subsidence, which leads to an increase in the bearing capacity of the piles.

Изготовление забивной сваи осуществляется следующим образом.The manufacture of driven piles is as follows.

В качестве сваи берут типовую железобетонную сваю и погружают в предварительно образованную и заполненную смесью грунта с цементом лидерную скважину.A typical reinforced concrete pile is taken as a pile and immersed in a leader well pre-formed and filled with a mixture of soil with cement.

На фиг.1 показан общий вид забивной сваи, на фиг.2 - процесс изготовления забивной сваи.Figure 1 shows a General view of a driven pile, figure 2 - the manufacturing process of a driven pile.

Забивная свая содержит железобетонный ствол 1 и оболочку 2 из смеси грунта с цементом.A driven pile contains a reinforced concrete barrel 1 and a shell 2 of a mixture of soil with cement.

Процесс изготовления забивной сваи осуществляется следующим образом.The manufacturing process of a driven pile is as follows.

Перед погружением сваи образуется лидерная скважина 3. Полученная лидерная скважина 3 заполняется смесью грунта с цементом 4, после чего, с помощью вибропогружателя 5, железобетонный ствол 1 сваи погружается в заполненную смесью грунта с цементом скважину 3. В результате вокруг ствола 1 сваи образуется оболочка 2.Before the pile is submerged, a leader well 3 is formed. The resulting leader well 3 is filled with a mixture of soil with cement 4, after which, using a vibrator 5, the reinforced concrete shaft 1 of the pile is immersed in a well 3 filled with a mixture of soil with cement. As a result, a shell 2 is formed around the trunk 1 of the pile .

Свая работает следующим образом.The pile works as follows.

Образованная вокруг сваи оболочка увеличивает сечения подземной части сваи, приводит к дополнительному уплотнению The sheath formed around the pile increases the sections of the underground part of the pile, leading to additional compaction

грунтовой среды, окружающей сваю, и увеличению сил сопротивления на контакте тела сваи с грунтом, удерживающих сваю от просадки. В результате чего повышается несущую способность сваи.of the soil environment surrounding the pile, and an increase in the resistance forces at the contact of the pile body with the soil, which keep the pile from subsidence. As a result, the bearing capacity of the pile increases.

Таким образом, предлагаемая свая позволяет использовать типовые железобетонные сваи, увеличивая их несущую способность за счет создания вокруг них оболочки, увеличивающей размеры подземной части сваи и способствующей увеличению сил сопротивления на контакте тела сваи с грунтом, удерживающих сваю от просадки. Кроме того, использование типовых железобетонных свай исключает затраты на перенастройку технологии изготовления свай.Thus, the proposed pile allows the use of typical reinforced concrete piles, increasing their bearing capacity by creating a sheath around them, increasing the size of the underground part of the pile and contributing to an increase in the resistance forces at the contact of the pile body with the ground, which keep the pile from subsidence. In addition, the use of standard reinforced concrete piles eliminates the cost of reconfiguring piling technology.

Источники информации, принятые во внимание:Sources of information taken into account:

1. Патент 2047689 РФ, МПК⁶ Е02D 5/44, Е02D 5/54, Е02D 7/00. Свая Кваша и способ заглубления ее в грунт / А.Д.Кваша, П.А.Аббасов (РФ). - №5008252/33; Заявлено 13.11.1991.1. Patent 2047689 of the Russian Federation, IPC ⁶ E02D 5/44, E02D 5/54, E02D 7/00. Kvasha pile and the method of deepening it into the ground / A.D. Kvasha, P.A. Abbasov (RF). - No. 5008252/33; Announced on 11/13/1991.

2. Патент 2204652 РФ, МПК⁷ Е02D 5/38, Е02D 27/34. Забивная свая и способ ее устройства / А.Н.Драновский, М.А.Прыгунов(РФ); КГАСА (РФ). - №2001127463/03; Заявлено 09.10.2001; Опубл. 20.05.2003, Бюл. №14.2. Patent 2204652 of the Russian Federation, IPC ⁷ E02D 5/38, E02D 27/34. Hammered pile and method of its construction / A.N. Dranovsky, M.A. Prygunov (RF); KGASA (RF). - No. 2001127463/03; Stated October 9, 2001; Publ. 05/20/2003, Bull. Number 14.

Claims (1)

Забивная свая, содержащая железобетонный ствол и оболочку, отличающаяся тем, что оболочка выполнена путем погружения ствола в заполненную смесью грунта с цементом скважину и расположена по всей высоте подземной части ствола сваи.

A driven pile containing a reinforced concrete shaft and a sheath, characterized in that the sheath is made by immersing the shaft in a well filled with a mixture of soil and cement and is located along the entire height of the underground part of the pile shaft.