СВАЯ

Полезная модель относится к области строительства, в частности, к сооружению фундаментов в многолетне-мерзлых и сезоннопромерзающих грунтах.
Известна свая, состоящая из отдельных секций, состыкованных одна с другой и, расположенной в пучинистом слое грунта сборной защитной противопучинной оболочки, не соприкасающейся со сваей (см. патент США №4070867, E02D 5/22, 27/44, 31.12.78).
Недостатком ее является высокая сборность и сортаментность, что ограничивает область ее применения и удлиняет сроки строительства из-за большого количества технологических операций. Кроме того, расположение защитной противопучинной оболочки в деятельном слое без анкеровки при воздействии сил морозного пучения постепенно приведет к поднятию ее из грунта и оголению ствола сваи, а затем и к выпучиванию самой сваи.
Известна также свая, возводимая на пучинистых грунтах, включающая ствол и противопучинное покрытие в виде гидроизоляционного покрытия на участке сезонно-отапливающего слоя грунта (см. авторское свидетельство СССР №638671, E02 5/22, опубл. 25.12.78. Бюллетень №47).
Недостатком такой сваи является низкая надежность ее работы, т.к. гидроизоляционное покрытие, например, на основе битума и его производных разрушается при забивке сваи силами трения о грунт. Кроме того, при действии знакопеременных температур, покрытие подвержено растрескиванию. В связи с этим, его применение возможно как временное мероприятие в условиях воздействия сил морозного пучения грунта. В масштабном строительстве использование такой конструкции сваи экономически не оправдано, требует большого расхода гидроизоляционного материала и трудозатрат на нанесение его на боковую поверхность сваи.
Наиболее близким аналогом по технической сущности является свая (см. авторское свидетельство СССР №717220, МПК E02D 5/48), включающая ствол с вертикальной полостью в нижней части, открытой с лидирующего торца ствола, в стенках ствола в зоне расположения полости, выполнены сквозные, сообщающиеся с полостью радиальные каналы.
Недостатком рассматриваемой сваи является непригодность ее применения в пучинистых грунтах, так как в момент забивки сваи через сквозные радиальные каналы вдоль ствола, особенно в рыхлых грунтах, создается более уплотненная грунтовая зона, что при промораживании грунта в зимний период времени ускорит процесс миграции влаги к фронту промерзания и увеличит силы пучения и его выдергивающее воздействие на сваю. Для их исключения и удерживания сваи в проектном положении требуется выполнение специальных противопучинных мероприятий, например, раскопку шурфа вокруг сваи на глубину промерзания грунта, гидрофобную или полимерную обмазку боковой поверхности сваи и обратную засыпку грунта непучинистым грунтом.
Технической задачей заявляемой полезной модели является снижение воздействия сил морозного пучения за счет уменьшения смерзания грунта с боковой поверхностью сваи.
Поставленная задача достигается за счет того, что свая, включающая ствол с выполненными в нем сквозными каналами, расположенными ярусами по высоте ствола, снабжена размещенными в сквозных каналах упругими элементами, выполненными из полиэтилена, резины и т.п., причем количество сквозных каналов определяется по формуле:
,
н
2
где Q - нормативная сила, удерживающая сваю от выпучивания, т/м;
- нормативная сила трения грунта по боковой поверхности сваи, т/м;
т
F - площадь боковой поверхности сваи в зоне промерзания, м;
o
F - площадь сечения канала, м.
На чертеже изображена свая - продольный разрез.
Предлагаемая конструкция включает ствол 1, погруженный в грунт 2, в котором по высоте сезоннопромерзающего слоя выполнены поярусно сквозные отверстия 3, с размещенными в них упругими элементами 4 из полиэтилена, фторопласта, резины и т.п. Диаметр отверстий выбирается из условия равнопрочности сваи в зоне их размещения и не превышает 100 мм. Отверстия могут быть выполнены перпендикулярно, либо под углом к продольной оси сваи.
Устройство работает следующим образом.
Сваю погружают забивкой в грунт с анкеровкой ниже слоя максимального промерзания и оттаивания грунта, которая на чертеже обозначена пунктиром. При промерзании грунт 2 смерзается с боковой поверхностью сваи и в процессе пучения воздействует на сваю. В зонах размещения отверстий 3 смерзание не происходит, так как упругие элементы 4 воспринимают деформации пучения и, сжимаясь, гасят их, срабатывают как демпферы. Происходит нейтрализация сил морозного пучения и, чем больше таких отверстий с упругими элементами в свае, тем меньшее воздействие морозного пучения она претерпевает. Упругие элементы 4 выполняются заподлицо с боковой поверхностью сваи. После оттаивания грунта и окончания воздействия сил морозного пучения упругие элементы восстанавливают свое первоначальное положение. Отверстия в стволе сваи производят при ее изготовлении в заводских условиях, а закладку упругих элементов монтируют либо там же, либо непосредственно на стройплощадке.
Технический эффект от применения предлагаемой конструкции заключается в снижении воздействия сил морозного пучения благодаря наличию упругих элементов, а также в уменьшении глубины забивки свай.