БУРООПУСКНАЯ ДЕРЕВЯННАЯ СВАЯ-СТОЙКА ПОД ДВЕ НАСАДКИ

Полезная модель (далее ПМ) относится к устройству свайно-стоечных фундаментов опор временных автодорожных мостов. Она, в частности, может быть применена для устройства таких фундаментов на вечномерзлых грунтах, используемых в качестве оснований по принципу II [1,2].
Известна «Буроопускная деревянная свая с уширенной пятой для вечномерзлых грунтов» (патент на ПМ №165407, зарегистрировано 27.09.2016 г) [3] По сути эта свая является стойкой. Указанная свая принята в качестве прототипа ПМ. Эта свая имеет ряд недостатков.
1. На ствол сваи опирается одна насадка, при этом ствол сваи оказывается недогруженным, т.к. сопротивление древесины сжатию и смятию вдоль волокон до трех раз превышает сопротивление сжатию насадок поперек волокон [4, табл. 2.1].
2. Для опирания деревянных прогонов двух соседних пролетов моста на одну насадку необходимо выполнить опиливание (стесывание) концов всех прогонов «на клин» с уклоном 1:5 [5]. При этом, естественно, уменьшается вдвое площадь опирания на насадку обоих концов каждого прогона. Следствием этого является снижение расчетной нагрузки с прогонов на насадку, а через нее и на сваю-стойку по сравнению с положением, когда прогоны опирались бы на большую площадь концов прогонов без их опиливания (стесывания) «на клин». Сокращается также расчетная длина прогонов, т.к. меньшая площадь опирания прогонов на насадки ведет к снижению грузоподъемности прогонов и всего пролетного строения.
3. Возрастают объемы древесины и трудозатрат на изготовление прогонов, а именно на запиливание обоих концов каждого прогона «на клин». При этом теряется определенный объем древесины, выделенной на изготовление прогонов.
Технической задачей полезной модели является разработка такой конструкции сваи-стойки, которая может воспринимать большую нагрузку с прогонов соседних пролетов моста.
Указанная техническая задача решена за счет того, что буроопускная деревянная свая-стойка под две насадки состоит из круглого ствола с уширенной деревянными бобышками пятой, отличается тем, что оголовок сваи выполнен уширенным двумя деревянными бобышками, жестко соединенными со стволом сваи хомутами и стяжными болтами.
Конструкция предлагаемой свай-стойки под две насадки показана на рисунке, где обозначено: фиг. 1 - вид сваи-стойки по фасаду моста; фиг. 2 - вид оголовка (верха) сваи-стойки сбоку; фиг. 3 - вид поперечного сечения оголовка сваи-стойки по А-А; фиг. 4 - вид поперечного сечения свай-стойки по Б-Б; поз. 1 - ствол свай-стойки из бревна; поз. 2 - деревянные бобышки; поз. 3 - хомуты из стальной полосы; поз. 4 - стяжные болты; поз. 5 - прокладник; поз. 6 - насадки; поз. 7 - прогоны; поз. 8 - блок настила; поз. 9 -штыри; поз. 10 - скважина; поз. 11 - вечномерзлый грунт; поз. 12 - подушка из крупнообломочного грунта.
Изготовление сваи-стойки (далее СС) и ее размещение в скважине 10 производится в следующей технологической последовательности.
Саму сваю могут изготавливать, например, на типовом пункте заготовки мостовых конструкций (ПЗМК), схема которого показана в [5 рис. 6,5]. На этом ПЗМК изготавливают и другие элементы СС (2, 5, 6), прогоны 7, блоки настила 8. Стальные элементы 3, 4, 9 поступают на ПЗМК готовыми или их изготавливают в передвижной мастерской, размещенной также на ПЗМК.
Параллельно с изготовлением СС на оси моста производят бурение скважин 10. В водонасыщенных грунтах бурение скважин 10 может производиться под защитой обсадных стальных труб достаточного диаметра (0,5-0,6 м) [6]. Глубина скважины 10 должна быть достаточной для устройства на дне грунтовой распределительной подушки 12 высотой не менее 0,5 м из щебня, гравия, галечника, песчано-гравийной смеси. Такая подушка позволяет передать нагрузку с торца сваи на всю площадь забоя (дна) скважины 10. Одновременно подушка позволяет повысить до 30% несущую способность СС по грунту [7]. В пучинистых оттаявших вечномерзлых грунтах 11 подошва СС должна размещаться на 0,25 м ниже глубины деятельного слоя (оттаивания-промерзания) [2].
Перед установкой СС в скважину 10 грунтовую подушку 12 уплотняют сбрасыванием трамбовки с высоты 3-5 м не менее 5 раз или применением вибротраомбовок. Для этой операции используют стреловой автокран.
Проектное положение СС в скважине 10 фиксируется деревянными клиньями (не менее 3-х), которые удаляют после засыпки (с уплотнением) грунтом зазора между скважиной 10 и СС.
После этого головы всех СС фундамента (или опоры) срезают на одной отметке строго перпендикулярно вертикальной оси СС. На спиленные головы свай укладывают прокладники 5 и прикрепляют их к стволу СС 1 и к бобышкам 2 гвоздями. Прокладники 5 изготавливают толщиной не менее 5 см из досок твердых пород древесины (или деревослоистых пластиков) На прокладники 5 укладывают концы двух насадок 6. Насадки 6 крепят к СС штырями 9 через отверстия в прокладниках 5.
Последующие работы выполняют в соответствии с указаниями, изложенными в технологических картах, Руководстве [5] или проекте производства работ (ППР).
Таким образом, предлагаемая ПМ позволяет более полно использовать несущую способность сваи-стойки по грунту, повысить грузоподъемность прогонов моста или увеличить длину прогонов при сохранении их грузоподъемности. Снижаются трудозатраты на изготовление прогонов.
Использованные источники
1. СНиП 2.02.04-88 Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах -М: 1988 г.
2. СП 32-101-95 Проектирование и устройство опор мостов в районах распространения вечномерзлых грунтов - М.: 1996 г.
3. Патент №165407 от 27.09.2016 «Буроопускная деревянная свая с уширенной пятой для вечномерзлых грунтов».
4. Технические условия проектирования военных автодорожных мостов и переправ (ТУВАМ). - М.: Воениздат 1974 г.
5. Военные мосты на жестких опорах. Руководство. - М.: Воениздат. 1982 г.
6. Растегаев И.К. Технология и механизация работ по строительству свайных фундаментов на вечномерзлых грунтах. - Л.: Стройиздат 1980 г.
7. Справочник по строительству на вечномерзлых грунтах. - Л.: Стройиздат. 1977 г.