Свая составная с цанговым стыком сейсмоустойчивая

Полезная модель относится к области строительства, в частности к конструкциям составных железобетонных свай.
Известна конструкция стыка составной железобетонной сваи, включающая размещенные на концах стыкуемых секций трубчатые металлические обоймы, одна из которых заведена в полость другой, обойма нижележащей секции снабжена вкладышем из однородного упругого материала, а нижний торец вышележащей секции - штырями, выполненными с зазубринами на боковой поверхности. При этом вкладыш может быть выполнен из древесины или другого подобного искусственного материала, обладающего упругими свойствами, например плотного вспененного полистирола (Авторское свидетельство SU 912 833 А1).
Недостатки конструкции - большой расход металла, погружение нижнего элемента производится с применением специального подбабка, предохраняющего закладное изделие от повреждения, антикоррозионная защита выполняется как на заводе-изготовителе, так и на стройплощадке, что снижает производительность сваепогружающего агрегата.
Известна также составная свая с цанговым стыком, включающая нижнюю, среднюю и верхнюю секции, соединенные заклиниванием закладных деталей, состоящие из расклешенной гильзы с дном, цанги с анкерной пластиной в торце, клина и прокладки. Торцы стыкуемых элементов выполнены в виде сферических сегментов, а между секциями устанавливаются двояковыгнутые сферические прокладки. (Патент RU 155 347).
Недостатки конструкции - не ослабляет силы сейсмического воздействия на здания и сооружения.
Задача полезной модели - снижение сейсмической нагрузки на здания и сооружения при землетрясениях.
Для решения поставленной задачи в конструкции сваи с цанговым стыком, включающую нижнюю, среднюю и верхнюю секции, торцы стыкуемых элементов выполнены в виде сферических сегментов, а между секциями устанавливаются двояковыгнутые сферические прокладки, радиусы сферических сегментов и радиусы двояковыгнутой прокладки равны 2-4 сторонам поперечных сечений секций свай, отличающейся тем, что цанга выполнена в виде стержня с анкерной пластиной, в нижней части имеет расширение, со сверлением и вертикальными разрезами, а гильза выполнена с расширенной частью и анкерной пластиной, в центре которой крепится клин в виде усеченного конуса, между торцом цанги и анкерной пластиной гильзы предусмотрен зазор размером, равным толщине упругой прокладки в центральной части, равным (1-1,5)А, где А - максимальная вертикальная амплитуда грунта при сейсмическом воздействии.
Технико-экономические преимущества предлагаемой составной сваи - ослабление сейсмического воздействия на здания и сооружения, что позволит снизить стоимость строительства в 1,2-1,5 раза.
На фиг. 1 изображен свайный стык (продольный разрез), соединяющий свайные секции 1 и 2, состоящий из цанги 3 с анкерной пластиной 4, гильзы 5 с расширенной частью внизу и анкерной пластиной 4, клина 6, закрепленного по центру анкерной пластины.
На фиг. 2 изображена цанга с расширенной частью 7 и скосом 8.
На фиг. 3 изображен поперечный разрез А-А на фиг. 2 со сверлением 9 и разрезами 10.
Процесс стыковки осуществляется следующим образом. Погружают молотом или вдавливающим агрегатом нижнюю секцию сваи до отметки головы сваи на 1,0-1,2 м выше планировочных отметок (для удобства стыковки), на голову сваи устанавливается прокладка. Совмещая вертикальные оси секций составной сваи, наводят верхнюю секцию на нижнюю и опускают ее, цанга входит в гильзу, и нижняя часть сжимается за счет пространства, образованного сверлением и разрезами.
При приложении усилия к свае (удары молота или вдавливание) клин входит в сверление в цанге и раздвигает части уширенной цанги, процесс стыковки завершен дальнейшее погружение осуществляется обычным образом до проектной отметки или до достижения проектного отказа.
При землетрясении под действием сейсмических сил в свае возникают дополнительные напряжения, под действием которых упругая прокладка сжимается, зазор между нижним торцом цанги и дном гильзы позволяет перемещаться секциям сваи, тем самым ослабляются сейсмические воздействия от вертикальных колебаний.
Горизонтальные колебания гасятся за счет некоторой подвижности соединения (ограниченный шарнир), a также большей упругости прокладки на ее краях, обусловленной большей ее толщины и упругости цанги, при этом момент не передается от нижней к верхней секции сваи.