ЗАБИВНАЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННАЯ СВАЯ

Полезная модель относится к строительству, а именно к возведению фундаментов глубокого заложения, в частности к конструкциям сборных железобетонных свай.
Известны конструкции железобетонных свай сплошного прямоугольного сечения серии 1.011.1-10 (см.), которые состоят из бетонного ствола из бетона марки не ниже 20, продольной ненапрягаемой арматуры класса A-I (A240), А-II (А-300), и A-III (A400), сеток, поперечных стержней, объединенных в пространственный каркас. /ГОСТ 19804-91 «Сваи железобетонные забивные»/.
Наиболее близкой конструкцией является забивная железобетонная свая сплошного прямоугольного сечения, ствол которой выполнен из бетона марки не ниже В20, содержащая продольную арматуру и поперечную, в виде сеток, отдельных стержней, спирали из проволоки Вр-1 диаметром 5 мм, в том числе с образованием пространственного каркаса /Патент РФ №2182622, кл. E02D 5/00, публикация 20.05.2002/
Недостатками известных конструкций является недостаточно высокая прочность при значительной материалоемкости и себестоимости сваи из-за использования продольных стержней из стали более, низкого временного сопротивления разрыву класса А400С, А500С, плохой степени свариваемости и ограниченной возможности загиба арматуры. Кроме того, использование в качестве арматуры для сваи стали А500С ограничивает диапазон температур ее применения, в том числе в экстремальных ситуациях и в условиях Крайнего Севера. Кроме того, использование стали класса А500С для сборных железобетонных свай не дает возможности значительно снизить материалоемкость и требует перерасчета и дополнительных испытаний свай.
Техническая задача заключается в повышении прочности и надежности сборной железобетонной забивной сваи при снижении ее себестоимости, снижении трудозатрат на изготовление, за счет обеспечения возможности использования сварных соединений без снижения прочностных характеристик сваи.
2
2
5
Поставленная задача решается таким образом, что в железобетонной забивной свае, содержащей бетонный ствол из бетона марки В15-В25 и арматурный каркас, состоящий из продольной и поперечной арматуры, согласно полезной модели, арматурный каркас выполнен сварным и содержит в качестве продольной арматуры стержни диаметром 8-25 мм, выполненные из стали класса А600С с пределом текучести не менее 600 Н/мм временным сопротивлением не менее 740 Н/мм, относительным удлинением δ не менее 14% и углом загиба в холодном состоянии вокруг оправки диаметром равным трем диаметрам продольной арматуры, не менее 180°, а в качестве поперечной арматуры - сварные сетки, или спирали, или стержни, выполненные из свариваемой стали с возможностью образования угла загиба арматуры в каркасе не менее 90°. Кроме того, сварные сетки и спирали арматурного каркаса могут быть выполнены из проволоки диаметром 3,8 мм или 4,8 мм, а стержни - диаметром 6-10 мм.
2
2
5
Предлагаемая конструкция железобетонной забивной сваи отличается от известной тем, что арматурный каркас выполнен сварным и содержит в качестве продольной арматуры стержни диаметром 8-25 мм, выполненные из стали класса А600С с пределом текучести не менее 600 Н/мм, временным сопротивлением не менее 740 Н/мм, относительным удлинением δ не менее 14% и углом загиба в холодном состоянии вокруг оправки диаметром равным трем диаметрам продольной арматуры, не менее 180°, а в качестве поперечной арматуры - сварные сетки, или спирали, или стержни, выполненные из свариваемой стали с возможностью образования угла загиба арматуры в каркасе не менее 90°.
Достигаемый технический результат заключается в оптимальном соотношении напряженно-деформируемого состояния конструкции, прочностных и эксплуатационных свойств используемых материалов (бетона и арматуры).
Использование в качестве продольной арматуры стержней из стали класса А600С с указанными свойствами позволяет расширить диапазон марок бетона для изготовления железобетонных свай, снизить материалоемкость, выполнять армирование в виде цельного сварного каркаса с возможностью гнутья поперечной и продольной арматуры на угол до 90° и в результате снизить трудозатраты на изготовление, а, следовательно, и снизить себестоимость изделия. Кроме того, использование свариваемых сталей обеспечивает возможность расширения области использования забивных железобетонных свай в широком диапазоне температур до - 70°С без снижения прочностных свойств.
На фиг.1 представлена забивная железобетонная свая (продольное сечение); фиг.2 - А-А фиг.1; фиг.3 - то же, что и на фиг.1, вариант поперечного армирования в виде стержней.
Забивная железобетонная свая содержит продольную арматуру 1, и поперечную арматуру в виде спирали 2 навитой на продольную арматуру 1 и приваренной к ней (см. фиг.1), или приваренных к продольной арматуре с образованием поперечных стержней 3 (см. фиг.3). Голова сваи усилена сетками 4. Забивная свая выполнена в виде ствола 5 сплошного квадратного сечения из бетона марок В15-30.
Пример расчета сваи С100.30-11, размером 10000×300×300 мм, тяжелый бетон марки В25, приведен в таблице. Для армирования используют в качестве продольной арматуры 4 стержня класса А600С диаметром 18 мм, в качестве поперечной спираль из проволоки класса Вр-I, диаметром 5 мм. Для сравнения в таблице приведены примеры расчета свай с армированием из стали класса А500С и А400.
Таблица
Наименование показателя
Варианты армирования забивной сваи 100.30-11
4Ø20 А400 (35ГС)
4Ø20 А500С
4Ø18 А600С
Расход бетона, м<sup>3</sup>
<img file="00000002.tif" he="10" wi="7" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000003.tif" he="10" wi="7" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000003.tif" he="10" wi="7" img-content="undefined" img-format="tif" />
Расход продольной рабочей арматуры, т
<img file="00000004.tif" he="11" wi="14" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000005.tif" he="11" wi="14" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000006.tif" he="10" wi="14" img-content="undefined" img-format="tif" />
Стоимость арматуры за тонну, руб
26200
25850
27950
Стоимость требуемой продольной арматуры, руб
<img file="00000007.tif" he="11" wi="11" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000008.tif" he="11" wi="11" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000009.tif" he="10" wi="11" img-content="undefined" img-format="tif" />
Проведенные исследования показали, что забивные железобетонные сваи предлагаемой конструкции при меньшем проценте армирования обладают проектной прочностью, трещиностойкостью и деформативностью для восприятия требуемых усилий при снижении расхода продольной арматуры на 18-19%.
Кроме того, при применении в качестве продольной арматуры стержней из стали класса А600С возможно использование для поперечной арматуры экономичных промежуточных диаметров проволоки Вр-I 3,8 мм и 4,8 мм, свариваемых с продольной арматурой.