Забивная свая

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(72) Авторы Чернюк Владимир Петрович Тимошук Наталья Александровна(73) Патентообладатель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(57) Забивная свая, содержащая призматический ствол с заостренным книзу наконечником,отличающаяся тем, что наконечник выполнен из призматической и пирамидальной частей, стыкующихся со стволом, причем длина призматической части составляет 5-10 см, а размеры поперечного сечения призматической и основания пирамидальной частей равны и превышают размеры поперечного сечения ствола на 5-10 см. Фиг. 1 Полезная модель относится к строительству, в частности к свайному фундаментостроению, а именно к конструкциям забивных свай, погружаемых статической, динамической,вдавливающей или вибрационной нагрузками, в тиксотропных рубашках или без них, и может быть использована в качестве свайных опор различных устройств, зданий и сооружений в промышленном, гражданском или сельскохозяйственном строительстве. 89372013.02.28 Известна стреловидная свая, содержащая призматический ствол с заостренным книзу наконечником, выполненным стреловидной формы 1. Недостатками такой сваи являются сложность изготовления и армирования стреловидного наконечника длиной до 7 м, повышенная энергоемкость погружения в грунт из-за больших сил трения и сцепления с боковыми поверхностями ствола и наконечника, нецелесообразность применения для снижения энергоемкости погружения тиксотропных рубашек из глинистых растворов из-за небольших размеров поперечного сечения ствола и наконечника. Более близким техническим решением по сущности и достигаемому результату является призматическая забивная железобетонная свая, включающая призматический ствол с заостренным книзу наконечником, с углублениями и пазами на боковых поверхностях ствола и наконечника 2. Применение такой сваи не дает должного эффекта по снижению энергоемкости погружения в грунт, в том числе и в тиксотропной рубашке, так как не имеется зазора между стволом сваи и грунтом, зато имеются значительные силы трения по боковой поверхности ствола сваи. Целью настоящей полезной модели является снижение энергоемкости погружения забивной сваи в грунт, в том числе и в тиксотропной рубашке, при одновременной простоте конструкции. Поставленная цель достигается тем, что в известной забивной свае, включающей призматический ствол с заостренным книзу наконечником, последний выполнен из призматической и пирамидальной частей, стыкующихся со стволом, причем длина призматической части составляет 5-10 см, а размеры поперечного сечения призматической и основания пирамидальной частей равны и превышают размеры поперечного сечения ствола на 5-10 см. Сопоставительный с прототипом анализ показывает наличие следующих отличий 1. Наконечник выполнен из призматической и пирамидальной частей. 2. Длина призматической части составляет 5-10 см. 3. Размеры поперечного сечения призматической и основания пирамидальной частей равны. 4. Размеры поперечного сечения призматической и основания пирамидальной частей превышают размеры поперечного сечения ствола на 5-10 см. Благодаря указанным отличиям, между стволом погружаемой сваи и грунтом в процессе забивки всегда будет иметь место зазор толщиной(510)/2(2,55) см, а заполнение его тиксотропным (глинистым) раствором всегда будет способствовать снижению энергоемкости погружения сваи за счет снижения удельных сил трения и сцепления грунта (путем смазки) с боковой поверхностью ствола. Такое погружение в других областях еще называют погружением в тиксотропных рубашках. Также известно, что погружение в тиксотропной рубашке снижает силы сцепления с боковой поверхностью ствола до 70 , а эти силы составляют более 50 от общего сопротивления грунта погружению сваи. Кроме того, после погружения сваи глинистый раствор затвердевает и склеивает частицы грунта со стволом, что, в свою очередь, повышает несущую способность сваи по грунту основания. Конструкция сваи достаточно проста в изготовлении (армирование ее не меняется по сравнению с типовой конструкцией), надежна и работоспособна при погружении в грунт и в процессе эксплуатации. Указанные выше отличия являются новыми и достаточными для достижения поставленной цели, что позволяет считать их существенными. Сравнение заявляемой сваи с другими решениями в данной области строительства не позволило выявить в них признаки, порочащие новизну данного технического решения,что свидетельствует о возможности признания его полезной моделью. 2 89372013.02.28 Сущность полезной модели поясняется фигурами, где на фиг. 1 в аксонометрии изображена предлагаемая забивная свая, общий вид на фиг. 2 - то же, в процессе погружения в грунт (в тиксотропной рубашке), продольный разрез. Обозначения 1 - ствол 2 - наконечник 3 - призматическая часть наконечника 4 - пирамидальная часть наконечника 5 - основание пирамидальной части 6 - тиксотропный(глинистый) раствор. Свая (фиг. 1) содержит призматический ствол 1 с заостренным книзу наконечником 2,который выполнен из призматической 3 и пирамидальной 4 частей, стыкующихся со стволом 1. Длина призматической части должна составлять 5-10 см (больше неэффективно изза увеличения материалоемкости сваи). Размеры поперечного сечения призматической 3 и основания 5 пирамидальной 4 частей равны и превышают размеры поперечного сечения ствола 1 на 5-10 см. Так что зазор между погружаемой сваей грунтом составляет (фиг. 2)(510)/2(2,55) см (больше иметь зазор не имеет смысла по той же причине - из-за увеличения материалоемкости изделия). Данные размеры оптимальны для погружения сваи как всухую, так и в тиксотропной рубашке, приводят к увеличению несущей способности по грунту основания (за счет увеличения лобового сопротивления грунта) и не приводят к значительному увеличению материалоемкости сваи (уширение составляет только призматическая часть 4 наконечника 2 сваи). Погружение сваи в грунт можно осуществлять всухую забивным способом, аналогично всем забивным сваям. При этом будет иметь место определенное снижение энергоемкости погружения сваи за счет наличия зазора между стволом сваи и грунтом. Однако выгоднее погружать такую сваю в тиксотропной рубашке. Для этого в грунте лопатой откапывают небольшой приямок (глубиной 30-40 см), заполняют его глинистым раствором 6, а затем в него забивают сваю. В процессе погружения ствол 1 сваи смазывается в приямке глинистым раствором 6, который и при дальнейшем погружении сваи смазывает ствол 1 в зазоре, созданном уширением (призматической частью 3) сваи, вплоть до ее забивки до проектной отметки, снижая тем самым энергоемкость погружения сваи в грунт. В дальнейшем глинистый раствор 6 в зазоре склеивает частицы грунта, поверхность ствола с грунтом, повышая тем самым несущую способность сваи по грунту основания. Таким образом, использование данной сваи, с одной стороны, снижает энергоемкость ее погружения в грунт, а с другой стороны, повышает несущую способность сваи по грунту основания, не меняя при этом армирование и незначительно изменяя только опалубливание и бетонирование сваи (только наконечника). Фиг. 2 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3