ШПУНТОВАЯ СВАЯ КОМПОЗИТНАЯ

Полезная модель относится к области строительства, а именно к шпунтовым ограждениям, используемым для укрепления берегов естественных и искусственных водных путей и водоемов, и укрепления грунта при земляных и гидротехнических работах, а также подпорных стен различного назначения в других отраслях строительства.
В качестве ближайших аналогов предлагаемых технических решений выбрана шпунтовая свая Ω - образного профиля, известная из патента RU №151817, опубликованного 20.04.2015, автор: Жириков Анатолий Григорьевич. Шпунтовая свая Ω - образного профиля, изготовленная из полученного пултрузией полимерного материала, армированного наполнителем, включающая среднюю часть с трапециевидным поперечным профилем, состоящую из основания и двух боковых сторон, расположенных с наклонами в наружные стороны относительно основания, первую полку, являющуюся продолжением первой боковой стороны средней части, параллельную основанию средней части и снабженную профилированным краем Т-образной охватываемой формы, вторую полку, являющуюся продолжением второй боковой стороны средней части, параллельную основанию средней части и снабженную профилированным краем U-образной охватывающей формы, отличающаяся тем, что в местах соединения боковых сторон средней части с основанием средней части и в местах соединения боковых сторон средней части с обеими полками выполнены утолщения, причем боковые стороны средней части расположены с наклоном 100-125° относительно основания и обеих полок. Как показала практика эксплуатации, шпунтовая свая, описанная в RU 151817, и служащая для сооружения защитных стенок (ограждений) не решает, в полной мере, задачи по обеспечению надежности и долговечности сооружений и, соответственно, конструкция сваи имеет ресурсы для дальнейшего совершенствования.
Известен еще один аналог по патенту RU №115372, опубликованный 27.04.2012, авторы: Жириков Анатолий Григорьевич и Куманов Юрий, в котором шпунтовое ограждение, представляет собой сплошную стенку из шпунтовых свай с Ω - образным поперечным профилем, изготовленных из полимерного материала, армированного наполнителем из стекловолокна, соединенных между собой посредством стыковки профилированного края с охватываемой формой и профилированного края с охватывающей формой и скрепленных наружным горизонтальным силовым поясом, закрытую сверху, по меньшей мере, одним П-образным профилем, изготовленным из полимерного материала, армированного наполнителем из стекловолокна. К недостаткам данного аналога относится невысокие физико-механические свойства, ввиду того, что в качестве армирующего материала используется стекловолокно.
Технические параметры базальтовых волокон, по сравнению со стеклянным алюмоборосиликатного состава, имеют большой модуль упругости, повышенную абсолютную прочность после термообработки, превосходит его по щелоче- и кислостойкости, а также температурному диапазону эксплуатации. По основным физико-химическим показателям базальтовые волокна близки к стеклянным, а по термо- и химической стойкости, долговечности, экологической безопасности значительно их превосходят.
2
Введение разнообразных усиливающих наполнителей является традиционным способом улучшения этих свойств, достаточных для того, чтобы наполненные полимеры можно было использовать как конструкционные материалы. Установлено, что добавление наночастиц диоксида кремния Таркосил увеличивают физико-механические свойства композитного материала. (Haiyan, Li, Zhisheng Zhang, Xiaofei Ma. Synthesis and characterization of epoxy resin modified with nano-SiO and γ-glycidoxypropyltrimethoxy silane. - ScienceDirect., 2007. - V. 201.)
Предлагается шпунтовая свая, изготовленная из полученного пултрузией полимерного материала, армированного наполнителем из базальтового волокна с добавлением наночастиц диоксида кремния Таркосил, включающая среднюю часть с трапециевидным поперечным профилем, состоящая из основания и двух боковых сторон, расположенных с наклонами в наружные стороны относительно основания и с закругленными замками типа Ларсен по краям, обеспечивающие прочное крепление профилей друг с другом.
Отдельные шпунты при забивке дизельными молотами или вибропогружателями, переворачивают друг относительно друга на 180° (если смотреть в профиль) и соединяют, вставляя один шпунт в боковой паз (замок) соседнего. Сплошная стенка из шпунтовых свай образует шпунтовое ограждение. Предложенная шпунтовая свая типа Ларсен может соответствовать форме и/или габаритам приведенным на фиг. 1. Предусмотренный замковый механизм позволяет обеспечивать соединение-разъединение свай без потери времени и сил.
Конструкция сваи включает среднюю часть с трапециевидным поперечным профилем, состоящую из основания 1 и двух боковых сторон 2. На концах боковых сторон расположены замковые соединения 3, при соединении которых образуется соединение 4.
Предложена шпунтовая свая типа Ларсен, изготовленная из композитного материала, полученного пултрузией - термообработкой исходного материала при его протяжке через формообразующую фильеру. Для материала, получаемого методом пултрузии, при котором исключено неравномерное термическое линейное расширение, характерна постоянная поперечная структура, что позволит повысить прочностные свойства сваи. В качестве исходного материала использована полимерная, например полиуретановая, термореактивная матрица (основа) и армирующий наполнитель, в качестве которого в первую очередь использовано базальтовое волокно. Также, возможно использование в качестве основы эпоксидной, виниловой, полиэфирной смолы, а в качестве наполнителя стекловолокно или углеволокно.