СВАЯ В СТРУКТУРНО-НЕУСТОЙЧИВЫХ ГРУНТАХ

Полезная модель относится к области строительства, в частности к конструкциям забивных (вдавливаемых) свай.
Известен способ возведения сваи в структурно-неустойчивых грунтах, включающий образование скважины пробивной и укладку в нее твердеющего материала. После укладки твердеющего материала в скважину устанавливают сваю с уширенным оголовком и заглубляют ее в уложенный твердеющий материал на 0,5-1,5 м. затем зазор между стенками скважины и сваей заполняют сухим глинистым порошком, бетонируют ростверк (Авторское свидетельство СССР на изобретение SU №857 349 А1, опубликованное 23.08.81 г. Бюллетень №31).
Недостатки данного способа:
- многодельность, требующая машину для пробивки скважины, миксер для подвоза бетона, приспособление для засыпки глинистого порошка, сваепогружающую машину или кран для монтажа сборного элемента;
- сложность контроля плотности глинистого порошка, засыпанного в зазор 9-12 см.
Известна забивная свая, включающая ствол, состоящий из двух частей, сечение верхней из которых образовано фигурой, вписанной в фигуру, образующих сечение ее нижней части, верхняя часть ствола имеет сечение в форме четырехугольника с вогнутыми сторонами, на вогнутых поверхностях выполнены направляющие полозья, причем сечение полозьев у основания образуют фигуру, образующую сечение нижней части ствола сваи, а полости, образованные стенками скважины и вогнутыми поверхностями верхней части ствола сваи, заполнены в нижней части шарами, а в верхней - сборными элементами в виде сегментов с пазами, форма которых соответствует профилю направляющих полозьев (Авторское свидетельство СССР на изобретение SU №1663123 А1).
Недостатки данного способа: требуется несколько механизмов для устройства сваи (буровая установка, миксеры или бетононасосы, сваепогружающий агрегат), что обусловливает высокую стоимость и длительность устройства сваи.
Задача полезной модели - снижение стоимости, упрощение технологии, сокращение времени устройства сваи, снижение сил отрицательного трения на боковой поверхности сваи при замачивании, оттаивании, промерзании, набухании грунтов, тем самым повышение несущей способности.
Для решения поставленной задачи в конструкции сваи, включающей ствол постоянного сечения по всей длине, на котором устраивается уширение на расстоянии от нижнего конца сваи, равном глубине погружения в несущий грунт, размер местного уширения на 1-3 см превышает размер поперечного сечения сваи.
Технико-экономические преимущества предлагаемой сваи - простота конструкции, широкая область применения по грунтовым условиям.
На фиг. 1 изображена свая в грунте (разрез по грунту).
1 - ствол сваи, 2 - уширитель, 3 - грунт, в котором возникают силы отрицательного трения (силы направлены вниз при просадке или вверх при промерзании, набухании), 4 - несущий слой грунта.
Уширитель 2 толщиной 1-3 см изготавливается из металла (полоса, кругляк, квадрат, уголок), устанавливается на заводе либо на стройплощадке, в этом случае готовый уширитель крепится к стволу сваи путем клиньев, забиваемых между боковой поверхностью сваи и уширителем или штырем из обрезков арматуры, устраиваемым на заводе.
Процесс погружения сваи осуществляется следующим образом:
- на стволе сваи закрепляют уширитель;
- заводится свая в наголовник;
- погружается либо молотом, либо вибропогружателем, либо вдавливанием до требуемой отметки.
В процессе погружения уширитель прорезает грунт и между боковой поверхностью сваи и грунтом исключается боковое трение, что позволяет снизить энергоемкость погружения, увеличить глубину погружения сваи в несущий слой грунта, тем самым повышая несущую способность сваи и уменьшая силы отрицательного трения.