Балка ростверка

Полезная модель относится к области строительства, может быть использовано при устройстве свайных фундаментов.
Из уровня техники известны сборный ростверк свайных фундаментов, выполненный в виде усеченной пирамиды с арматурой, установленной по расчету только у верхней грани (RU 94026921, МПК E02В 27/14, опубл. 20.05.1996), а также сборный ростверк свайных фундаментов, выполненный из двух элементов усеченной пирамиды, устанавливаемой малым основанием на сваю, и ростверковой плиты, закрепленной на большом основании пирамиды, пирамида выполнена полой внутри, а ростверковая плита снабжена по контуру упором, охватывающим пирамиду по кольцу и взаимодействующим с ней (RU 2124092, МПК E02D 27/14, опубл. 27.12.1998).
Недостатком известных решений является то, что соединения сваи с ростверком шарнирное. Сваи должны забиваться до отметки без разрушения оголовка. При разрушении свай не решен вопрос технологии обетонирования
(Оголовки свайных фундаментов. Типовой проект. Серия 90. ЦНИИЭПжилища. Москва. Оголовки свайных фундаментов. Типовой проект. Серия 125. КБ по железобетону им. А. А. Якушева. г. Пенза). Необходимо отметить, что пирамида в патенте RU 2124092 имеет сложную конфигурацию с точки зрения ее изготовления.
Известен свайный фундамент, содержащий сваю со сборным ростверком в виде железобетонного оголовка с центральным отверстием. Оголовок выполнен в комбинированном армировании из стержневой и дисперсной в виде фибры арматуры (RU 164009,                  МПК Е02D 27/14, опубл. 20.08.2016).
Недостатком данного решения является то, что судя по чертежу данный оголовок выполняет функции несъемной опалубки. Нагрузка на сваю 1 передается через бетон омоноличивания 5.
Известен способ возведения комбинированного фундамента (свайно-плитного, свайно-ленточного, свайно-столбчатого), с использованием задавливаемых свай включает устройство на поверхности грунта «фундамента-ростверка» с отверстиями для пропуска свай и закладными деталями для последующего крепления к ним установки задавливания, возведение на «фундаменте-ростверке» верхних конструкций сооружения, компенсацию реактивного усилия при задавливании свай весом возведенной части здания и замоноличивание свай в ростверке. Задавливание и замоноличивание свай начинают после возведения здания до определенного количества этажей, когда нагрузка на «фундамент-ростверк» от веса возводимых конструкций превысит величину нагрузки, необходимой для задавливания одной сваи , но будет не больше расчетного сопротивления грунта под подошвой «фундамента-ростверка» (RU 2667163, МПК E02D 27/34, опубл. 17.09.2018).
Недостаток заключается в том, что данное изобретение может применяться на сложных объектах, где для организации работ необходимо разработать ППР или Технологические карты и работу должны выполнять люди, имеющие специальную подготовку.
Наиболее близким техническим решением к заявленной полезной модели является оголовок свайный из серии 1.111.1-4.1-4.0.0.0 СБ (Маклакова Т. Г. Конструкции гражданских зданий / Т. Г. Маклакова, С. М. Наносова. – М. : Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2012. – С. 87).
Недостатком прототипа является  то, что оголовок на одну или две сваи поперечного сечения составляет не менее чем 300×300 мм для промышленных и многоэтажных гражданский зданий.
Технический результат заключается в том, что балка ростверка позволит создать свайный фундамент из свай малого поперечного сечения для малоэтажного домостроения.
Технический результат достигается за счет того, что балка ростверка выполнена из железобетона и имеет на нижней стороне не менее трех сужающихся к верху углублений, предназначенных для размещения в каждом из них (или части их) верхней части соответствующей сваи фундамента, при этом верх каждого из упомянутых углублений утончен с формированием мембраны, предназначенной для пробивания отверстия над размещенной в данном углублении верхней частью сваи с возможностью бетонирования через пробитое отверстие. Углубления могут быть выполнены в виде конуса, колокола или пирамиды. Балка ростверка может дополнительно содержать на своих гранях закладные детали, приваренные к арматурному каркасу балки и расположенные в углублениях для размещения соединительных элементов, предназначенных для соединения балок между собой.
На фиг. 1 представлен общий вид балки ростверка, на фиг. 2 показаны продольный и поперечный разрезы балки ростверка, на фиг. 3 показано соединение балок друг с другом при устройстве пространственного ростверка.
Осуществление полезной модели. Балка ростверка выполнена из железобетона (фиг. 1) и имеет на нижней стороне не менее трех сужающихся к верху углублений 1 (фиг. 2), предназначенных для размещения в каждом из них верхней части соответствующей сваи 2 фундамента, при этом верх каждого из упомянутых углублений 1 утончен с формированием мембраны 3 (фиг. 2), предназначенной для пробивания отверстия над размещенной в данном углублении верхней частью сваи 2 с возможностью бетонирования через пробитое отверстие. При этом у балки используются только те углубления 1, которые необходимы для данного свайного поля. Углубления 1 могут быть выполнены в виде конуса, колокола или пирамиды. Балка ростверка может дополнительно содержать на своих гранях закладные детали 3 (фиг. 3), приваренные к арматурному каркасу балки и расположенные в углублениях 1 для размещения соединительных элементов 5, предназначенных для соединения балок между собой.
Балку ростверка изготавливают по обычной технологии изготовления железобетонных конструкций, то есть в обычной прямоугольной опалубке, имеющей формообразователи для углублений 1, в опалубку устанавливаются арматурные каркасы и они заполняются бетоном. Извлечение балок из форм производится за петли 6, которые также потом будут использоваться при монтаже.
По сравнению с известным решением заявленное позволяет облегчить конструкцию ростверка, сэкономить бетон и использовать балки ростверка, как законченный монтажом фундамент под малоэтажное домостроение. Сваи под балками ростверка, располагаются там, где прикладывается нагрузка на фундамент. Неиспользуемые углубления таким образом облегчат саму конструкцию. Конструкция стыков балок ростверка позволяет сделать жесткий ростверк с минимумом использования монолитного бетона.