САМОЗАХВАТЫВАЮЩИЙ СТЫК АСОСКОВА

Полезная модель относится к строительству, в частности к конструкции стыков составных прямолинейных железобетонных элементов, в том числе соединений свай при возведении фундаментов, колонн при монтаже каркаса зданий и т.д.
Известно стыковое соединение секций составной сваи (Патент RU 55797, МПК Е020 5/52, опубл. 27.08.2006 г.), которое выполнено в виде выступа, образованного на торце нижней секции составной сваи, и выемки, образованной на торце верхней секции. Выступ и выемка выполнены по криволинейным поверхностям, имеющим радиусы постоянной равной кривизны. Выступ и выемка снабжены окаймлениями в виде металлических листов, которые жестко связаны между собой сваркой. Кроме того, выступ и выемка снабжены соосными отверстиями, в которых размещен фиксатор. Металлические листы снабжены арматурными выпусками, замоноличенными в теле соответствующей секции сваи и жестко связаны между собой.
Недостатком этого устройства является сложность при выполнении, так как выступ и выемка должны быть выполнены с радиусами постоянной равной кривизны и должны иметь соосные отверстия, в которые заводится фиксатор. Кроме того, для создания такого стыкового соединения требуется применение специального подбабка, назначение которого предохранить разрушение выступа, образованного на торцевой части нижней секции составной сваи. Все это увеличивает трудоемкость Создания стыковочного соединения и влияет на его качество и надежность.
Известен также цанговый стык составной сваи, который является наиболее близким по технической сущности и выбран нами за прототип, (Патент RU 76029, МПК E02D 27/12, опубл. 10.09.2008 г.), содержащий стыкуемые элементы сваи (нижнюю и верхнюю стыковочную секцию сваи), в верхней секции сваи забетонирована, выполненная из трубы, цанга с анкерной пластиной. Свободный конец цанги выполнен с продольными прорезями, обеспечивающими возможность расклинивания, и снабжен отверстием, в. котором установлен клин. В нижнем стыкуемом элементе (нижней стыковочной секции сваи) забетонирована гильза с раструбом на ее нижнем конце, который заглушен анкерной пластиной. Гильза при стыковке охватывает установленную в ней расклиненную цангу.
Недостатком этого решения является ненадежность стыкового соединения. Во время погружения секций сваи, клин цанги создает радиальные напряжения, стремится раздуть гильзу, а гильза - бетон, который на растяжение работает плохо или вообще не работает. Для достижения конкретных нагрузок растяжения соединения, могут возникнуть напряжения разрушающие соединения секций сваи.
Основная техническая задача, решаемая полезной моделью, состоит в разработке самозахватывающего стыка, обеспечивающего повышение надежности несущей способности стыка на растяжение, ликвидацию вредных для стыка распорных напряжений, простоту изготовления и монтажа, и сокращение металлоемкости стыкового соединения.
Поставленная задача и технический результат достигаются тем, в самозахватывающем стыке, включающем стыковочные секции, гильзу, соединительный элемент, согласно предложенному решению, в каждой стыковочной секции забетонирована гильза, выполненная из трубы, имеющей расширение с одного торца и фаской, выполненной под углом 60° с другого торца, в начале расширения трубы приварен компенсатор, выполненный в виде пластины с отверстием, диаметр которого равен наружному диаметру трубы, а к торцу с расширением приварена донная пластина, соединительный элемент выполнен составным и состоит из трубы с фасками под углом 30° от оси в сторону наружной образующей на толщину стенки трубы и конусов, которые вставлены с торцов трубы, причем форма и размер конусов и внутренней расширяющейся части трубы гильзы идентичны, на наружную часть трубы соединительного элемента надето пластмассовое кольцо с металлической прокладкой.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид самозахватывающего стыка, на фиг.2 - вид устройства до сборки, на фиг.3 - общий вид гильзы, на фиг.4 - общий вид соединительного элемента.
Самозахватывающий стык состоит из двух одинаковых гильз, каждая из которых выполнена из трубы 1, с одного торца труба 1 выполнена с расширением, а с другого конца с фаской под углом 60°. К трубе 1 со стороны расширяющегося торца приварена донная пластина 2, образующая дно гильзы, другая пластина (компенсатор) 3, идентичная по размерам и форме донной пластине 2, выполнена с отверстием, диаметр которого равен наружному диаметру трубы 1, и приварена в начале расширения трубы 1. К донной пластине 2 и компенсатору 3 приварены с противоположных сторон анкера 4. Соединительный элемент выполнен составным и состоит из трубы 5 и конусов 6. Наружный диаметр трубы 5 соединительного элемента меньше на 1-2 мм внутреннего диаметра узкой части трубы 1 гильзы. Толщина стенки трубы 5 соединительного элемента выполнена из расчета усилия стыка на растяжение, но не менее 4 мм. Конусы 6 и внутренняя часть трубы 1 гильзы выполнены по форме и размерам идентичными. На трубу 5 соединительного элемента надето пластмассовое кольцо 7, снабженное металлической пластиной 8. Внутренний диаметр пластмассового кольца 7 равен наружному диаметру трубы 5 соединительного элемента. Гильзы установлены в верхнюю секцию 9 и нижнюю секцию 10.
Сварная гильза устанавливается в процессе технологии изготовления верхней и нижней секции 9 и 10 по оси соединения свай. В процессе монтажа фундамента погружается нижняя секция 10 сваи. В отверстие в верхней части нижней секции 10 сваи, которое образует гильза, свободно вставляется соединительный элемент в сборе (труба 5, два конуса 6 и пластмассовое кольцо 7, металлическая прокладка 8). На выступающую из нижней секции 10 сваи часть соединительного элемента одевается верхняя секция 9 сваи отверстием, образованным гильзой в своей нижней части. Под действием веса сваи и нагрузки для дальнейшего погружения секций сваи, в соединении происходит следующее: донная пластина 2 гильз верхней и нижней секций 9 и 10 свай давит на конуса 6 соединительного элемента. Конуса 6 соединительного элемента двигаются навстречу, развальцовывая трубу 5 соединительного элемента, заполняют пространство расширенной части гильзы, труба 5, в свою очередь достигает своей фаской донной пластины 2 гильзы и кромка фаски трубы 5 загибается и тем самым завальцовывает конуса 6. В то же время, гильзы верхней и нижней секции 9 и 10 сближаясь, опрессовывают пластмассовое кольцо 7 своими фасками, достигая, таким образом герметизацию гильз. Развальцевавшаяся верхняя и нижняя часть соединительного элемента, заполнив пространство расширенной части гильз, соединяет верхнюю и нижняя секции 9 и 10 сваи, тем самым удерживает их от выдавливания во время действия растягивающих нагрузок. Стыковка секций сваи завершена, свая продолжает погружение в грунт. Компенсатор 3 уравновешивает напряжения, возникающие внутри гильзы, не передавая их на бетон. Фаска, выполненная на торце трубы 1 гильзы, обеспечивает более полную герметизацию.
Количество соединительных элементов по сечению соединяемых секций принимается в зависимости от величины площади сечения и расчетных нагрузок, действующих на соединительные секции.
Таким образом, самозахватывающийся стык является качественным герметичным соединением многих линейных железобетонных элементов испытывающих центрально сжатые и растянутые нагрузки.