ШПУНТОВАЯ СВАЯ Z/S-ОБРАЗНОГО ПРОФИЛЯ

Предлагаемая группа техническое решение 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.
В качестве ближайших аналогов предлагаемых технических решений выбрана шпунтовая свая Z/S-образного профиля, известная из патента US 7182551, изготовленная из полученного пултрузией полимерного материала, армированного наполнителем из стекловолокна. Шпунтовая свая известной конструкции включает среднюю часть, первую полку, являющуюся продолжением средней части, и снабженную профилированным краем Т-образной охватываемой формы, вторую полку, являющуюся продолжением средней части и снабженную профилированным краем U-образной охватывающей формы. Упомянутые первая и вторая полки параллельны друг другу, а средняя часть расположена с наклоном относительно данных полок. Как показала практика эксплуатации, шпунтовая свая, описанная в US 7182551, 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. Соответственно, шпунтовая свая предложенной конструкции будет обладать повышенными прочностными качествами и большей долговечностью.
Указанный технический результат достигается при использовании шпунтовой сваи Z/S-образного профиля, изготовленной из полученного пултрузией полимерного материала, армированного наполнителем. Предложенная шпунтовая свая включает среднюю часть, первую полку, являющуюся продолжением средней части, и снабженную профилированным краем T-образной охватываемой формы, вторую полку, являющуюся продолжением средней части и снабженную профилированным краем U-образной охватывающей формы. Упомянутые первая и вторая полки параллельны друг другу, а средняя часть расположена с наклоном относительно данных полок. В отличие от аналога предложенная шпунтовая свая изготовлена из полимерного материала, например, из стекломатериалов и полиуретана, модифицированного наночастицами цинка. В местах соединения средней части с полками выполнены утолщения, причем полки параллельны друг другу, а средняя часть расположена относительно полок с наклоном 100÷125°. Профилированные края с охватываемой и с охватывающей формой обеспечивают соединение с соответствующим профилированным краем с охватывающей и охватываемой формой аналогичной шпунтовой сваи, образуя узел шпунтового ограждения. Два профиля образуют Ω-образную конструкцию, включающую равнобедренную трапецию, в которой средние части профилей являются ее боковыми сторонами, а пара соединенных между собой полок верхнее (меньшее) основание трапеции. Предложенная шпунтовая свая Z/S-образного профиля соответствует форме и/или габаритам, приведенным на фиг. 1 и фиг. 2.
Предложена шпунтовая свая Z/S-образного (зет-образного {Z-образного} и/или эс-образного {S-образного}) профиля, изготовленная методом пултрузии на основе двухкомпонентного полиуретана, то есть предложена свая 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 может быть использовано стекловолокно. Также, возможно использование в качестве основы эпоксидной, виниловой, полиэфирной смолы, а в качестве наполнителя углеволокна или базальтового волокна. Использование полимерного материала, например, полиуретана, модифицированного наночастицами цинка в изооктане, обеспечивает биоцидные, в первую очередь фугницидные, свойства сваи, что увеличивает ее долговечность за счет предотвращения повреждения сваи микроорганизмами: грибками и бактериями.
Конструкция сваи включает среднюю часть 1, первую полку 2, являющуюся продолжением средней части 1, и снабженную профилированным краем 3 T-образной охватываемой формы, вторую полку 4, являющуюся продолжением средней части 1 и снабженную профилированным краем 5 U-образной охватывающей формы. Первая 2 и вторая 4 полки параллельны друг другу, средняя часть 1 расположена с наклоном относительно данных полок 2, 4. В местах соединения средней части 1 с полками 2, 4 выполнены утолщения (приливы) толщиной 12 мм, обеспечивающие дополнительную прочность сваи. Полки 2, 4 параллельны друг другу, средняя часть 1 расположена относительно полок 2, 4 с наклоном 100÷125° (в отработанном варианте 113°), указанный угол наклона боковых полок 2, 4, выбранный экспериментально также обеспечивает повышенные прочностные свойства сваи. Профилированные края 3, 5 с охватываемой 3 и с охватывающей 5 формой обеспечивают соединение 6 с соответствующим профилированным краем с охватывающей 5 и охватываемой 3 формой аналогичной шпунтовой сваи, образуя узел шпунтового ограждения, например, учитывающий неровности рельефа - излучину водоема. Два профиля могут образовать Ω-образную конструкцию, включающую равнобедренную трапецию, в которой средние части 1 профилей являются ее боковыми сторонами, а одна из пар полок 2, 4 верхнее (меньшее) основание трапеции.
Забитые в грунт шпунтовые сваи образуют ограждение (стенку) требуемой кривизны и протяженности, исходя из особенностей рельефа. Шпунтовое ограждение может быть сооружено вдоль берега естественного или искусственного водоема, котлована или выемки и т.п. для его предохранения от разрушения и осыпания. Таким образом, предложенная группа технических решений позволит повысить качество ограждений, используемых при гидротехнических работах, земляных работах и эксплуатации естественных и искусственных водных путей.