Замковое свайное соединение

Полезная модель относится к устройствам для возведения сооружений и фундаментов зданий или дорожных магистралей на разных типах грунта и может быть применена в строительной или транспортной промышленности для обеспечения быстрого и надежного соединения свай между собой и таким образом оперативного их наращивания.
Известно замковое свайное соединение, которое содержит основание со стержнями для закрепления на свае, которое содержит стыковочный штифт и стакан для ответного стыковочного штифта другого замкового свайного соединения, при этом стакан имеет канал для установки пальца, фиксирующего стыковочный штифт в стакане [US2009022545, дата приоритета: 22.01.2009 г., МПК: E02D 5/30].
Недостатком известного технического решения является низкая надежность фиксации пальца в канале, так как она обеспечивается только за счет фрикционных сил, вследствие чего при транспортировании или ударном воздействии на соединенные сваи может произойти самопроизвольный демонтаж пальца из канала и разъединение соединенных замком свай.
Известно замковое свайное соединение, которое содержит основание со стержнями для закрепления на свае, которое содержит стыковочный штифт и стакан для ответного стыковочного штифта другого замкового свайного соединения, при этом стакан имеет канал для установки пальца, фиксирующего стыковочный штифт, а в начале канала установлено стопорное пружинное кольцо, фиксирующее положение пальца в канале [FL59839, дата приоритета: 30.06.1981 г., МПК: E02D 5/24, E02D 5/52].
Преимуществом известного технического решения является наличие в начале канала для установки пальца пружинного кольца, обеспечивающего фиксацию положения пальца в этом канале. Однако недостатком известного технического решения является высокий риск заклинивания пружинного кольца, фиксирующего положение пальца в канале, в разжатом положении, вследствие чего после прохождения через него пальца может быть затруднено его возвращение к исходной форме, что приведет к тому, что палец останется незафиксированным в канале, что также может привести к его самопроизвольному демонтажу.
Известно замковое свайное соединение, которое содержит основание со стержнями для закрепления на свае, которое содержит стыковочный штифт и стакан для ответного стыковочного штифта другого замкового свайного соединения, при этом стакан имеет канал для установки пальца, фиксирующего стыковочный штифт, а в конце канала в проточку установлено лепестковое стопорное кольцо, прижатое к каналу втулкой, установленной в проточку [EP2186944, дата приоритета: 19.05.2010 г., МПК: E02D 5/52].
Преимуществом прототипа перед известным техническим решением является низкий риск заклинивания лепесткового стопорного кольца за счет его установки в конце канала и ограничения таким образом возможности взаимодействия с ним инородных частиц или загрязнений. Однако недостатком прототипа является высокая сложность конструкции замкового свайного соединения, обусловленная тем, что фиксация лепесткового стопорного кольца в канале обеспечивается за счет проточки и втулки, установленной в проточку, т.е. по сути двумя высокоточными элементами. При этом процесс изготовления такого свайного соединения заключается в первоначальной расточке канала, затем изготовлении подходящей для него втулки, а затем запрессовывании втулки в канал, что также существенно усложняет процесс производства и контроль качества готового изделия. При этом впоследствии при применении такой конструкции существует риск ослабления соединения между втулкой и каналом из-за температурных перепадов или попадания в место соединения канала и втулки маслосодержащих продуктов, вследствие чего может возникнуть смещение втулки в канале и расфиксирование лепесткового стопорного кольца, что может привести к самопроизвольному демонтажу пальца из канала, и потере соединения двух или более свай. Указанный недостаток в значительной степени ухудшает технологические характеристики замкового свайного соединения.
Техническая проблема, на решение которой направлена полезная модель, заключается в необходимости улучшения технологических характеристик замкового свайного соединения.
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в упрощении конструкции замкового свайного соединения.
Сущность полезной модели заключается в следующем.
Замковое свайное соединение содержит основание со стержнями для закрепления на свае, которое содержит стыковочный штифт со сквозным отверстием и стакан для ответного стыковочного штифта другого замкового свайного соединения, при этом стакан имеет канал для установки пальца, в конце которого расположен кольцевой фиксатор пальца. В отличие от прототипа кольцевой фиксатор пальца зафиксирован в канале посредством обжатия его конца.
Основание обеспечивает функцию несущей конструкции для компонентов замкового свайного соединения. Основание преимущественно имеет полую коробчатую конструкцию и может быть открыто с одной стороны для обеспечения возможности расположения замкового свайного соединения на свае и повышения надежности его закрепления на нем.
Стержни для закрепления на свае обеспечивают возможность закрепления замкового соединения в структуре сваи. Стержни могут быть представлены в виде строительной арматуры или винтовых элементов, при этом стержни для повышения фрикционных сил могут иметь изогнутую форму. В преимущественном варианте стержни могут быть закреплены на внутренней поверхности полого корпуса с противоположной поверхности от стыковочного штифта и стакана для ответного стыковочного штифта. При этом также стержни могут быть присоединены непосредственно с противоположной стороны от места установки стыковочного штифта, или к стыковочному штифту, выступающему с противоположной стороны, или к стакану, что снижает риск возникновения скручивающих нагрузок в элементах состыкованных замковых соединений.
Стыковочный штифт со сквозным отверстием обеспечивает возможность соединения между собой двух замковых свайных соединений. Стыковочный штифт может иметь любую форму и размер, которые обеспечат соответствие предъявляемым к нему требованиям к деформационной стойкости.
Стакан для ответного стыковочного штифта другого замкового свайного соединения обеспечивает возможность центрирования положения замковых свайных соединений друг относительно друга. Стакан для ответного стыковочного штифта расположен таким образом, чтобы его ось вращения совпадала с центральной осью ответного стыковочного штифта. Также стакан может быть расположен таким образом, чтобы его ось вращения совпадала с осью стержня. Форма стакана преимущественно повторяет форму ответного штифта, а высота стакана преимущественно равна или превышает высоту выступающей над основанием части стыковочного штифта. Стакан присоединен к основанию, при этом стакан для ответного стыковочного штифта преимущественно располагается на одной стороне основания со стыковочным штифтом.
Канал для установки пальца обеспечивает возможность фиксирования ответного стыковочного штифта в стакане и распределяет нагрузку, действующую на соединенные сваи по стакану и основанию. Преимущественно канал для установки пальца расположен поперечно стакану и пересекает его через боковую сторону. Канал имеет ответную пальцу форму. Длина канала может соответствовать или превышать длину пальца. Ширина канала может быть незначительно меньше ширины пальца, что обеспечивает посадку пальца с натягом и повышает надежность его фиксации в канале. Канал может иметь в поперечном сечении любую форму, но преимущественно его форма повторяет форму кольцевого фиксатора и/или пальца. Канал может быть представлен в виде отрезка металлической трубки или трубы.
Кольцевой фиксатор пальца препятствует самопроизвольному демонтажу пальца из канала. Кольцевой фиксатор пальца может быть представлен в виде стопорной пружинной шайбы или разрезанного пружинного кольца. При этом кольцевой фиксатор пальца может быть представлен лепестковой шайбой, что дополнительно снижает риск заклинивания кольцевого фиксатора в открытом положении и таким образом повышает надежность фиксации пальца в канале. В этом случае палец выполняется редуцированным с ответной канавкой на конце.
Кольцевой фиксатор пальца зафиксирован в канале посредством обжатия его конца. Под концом канала подразумевается та его часть, которая пересекает стакан и расположена ближе к центру основания. За счет того, что кольцевой фиксатор пальца зафиксирован посредством обжатия конца канала, обеспечивается одновременно плотный контакт между поверхностью канала и поверхностью кольцевого фиксатора пальца и снижается риск попадания в кольцевой фиксатор инородных тел и загрязнений, что совокупно повышает надежность закрепления самого фиксатора внутри канала и надежность фиксации пальца в этом канале и упрощает конструкцию и процесс производства замкового свайного соединения. Обжатие конца канала может обеспечиваться за счет деформационного воздействия на наружную поверхность канала и редуцирования этого участка. Обжатие конца канала может обеспечиваться до величины диаметра кольцевого фиксатора пальца и в некоторых случаях может незначительно превышать его, но не более, чем на 1-2%, иначе может произойти деформирование кольцевого фиксатора, что приведет к невозможности выполнения его функций.
Дополнительно канал может содержать колпачок, установленный на его конце, повышающий деформационную стойкость обжатого участка канала, что повышает надежность закрепления кольцевого фиксатора пальца в канале. При этом края колпачка могут быть обжаты по принципу кронен пробки, за счет чего достигается дополнительное упрочнение обжатого участка канала, что повышает надежность закрепления кольцевого фиксатора пальца в канале, тем самым повышая надежность фиксации пальца в канале для установки пальца замкового свайного соединения.
Элементы устройства могут быть выполнены из металла, в том числе из закаленных и пружинных марок стали, и могут быть соединены между собой разъемными или неразъемными способами.
Полезная модель может быть выполнена из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «промышленная применимость».
Полезная модель обладает ранее не известной из уровня техники совокупностью существенных признаков, отличающейся тем, что кольцевой фиксатор пальца зафиксирован в канале посредством обжатия его конца. При этом за счет фрикционных сил, возникающих между поверхностью канала и поверхностью кольцевого фиксатора пальца, обеспечивается надежное его закрепление в канале без необходимости применения дополнительных конструктивных элементов в виде проточки канала или канавки на внутренней поверхности канала, благодаря чему не только упрощается процесс изготовления замкового свайного соединения, но и обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в упрощении конструкции замкового свайного соединения, тем самым улучшаются технологические характеристики замкового свайного соединения.
Полезная модель обладает ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «новизна».
Полезная модель поясняется следующими фигурами.
Фиг.1 (а-в) – Процесс закрепления кольцевого фиксатора пальца в канале посредством обжатия конца канала, представленный на местном разрезе.
Фиг.2 – Замковое свайное соединение, установленное на свае, содержащее колпачок на конце обжатого канала, вид сбоку.
Фиг.3 – Замковые свайные соединения, установленные на двух сваях и зафиксированные пальцами, вид сбоку.
Фиг. 4 – Стакан замкового свайного соединения по фиг. 2, местный разрез.
Для иллюстрации возможности реализации и более полного понимания сути полезной модели ниже представлен вариант ее осуществления, который может быть любым образом изменен или дополнен, при этом настоящая полезная модель ни в коем случае не ограничивается представленным вариантом.
Замковое свайное соединение содержит основание 1 со стержнями 2 для закрепления на свае. Основание 1 содержит стыковочный штифт 3 и стакан 4 для ответного стыковочного штифта другого замкового свайного соединения, при этом стакан 4 имеет канал 5 для установки пальца, пересекающий его через боковую сторону. В конце канала 5 расположен кольцевой фиксатор 6 пальца и зафиксирован в канале 5посредством обжатия его конца, при этом на конце канала 5 установлен колпачок 7.
Полезная модель работает следующим образом.
Стержни 2 фиксируются внутри структуры бетонной сваи 8, за счет чего обеспечивается закрепление замкового свайного соединения на ее конце. В процессе соединения сваи 8 со сваей 9, содержащей другое замковое свайное соединение, осуществляется установка стыковочного штифта 3 в ответный стакан (не указан на фигурах) замкового свайного соединения сваи 9 и ответного стыковочного штифта (не указан на фигурах) замкового свайного соединения сваи 9 в стакан 4. После состыковки свай 8 и 9 осуществляется установка пальца 10 в канал 5, при этом конец пальца 10 фиксируется в лепестковом кольцевом фиксаторе 6. При этом за счет того, что кольцевой фиксатор 6 пальца зафиксирован в канале 5 посредством обжатия его конца, при ударном воздействии на палец 10происходит деформация наружного края кольцевого фиксатора 6, за счет чего повышается сила фрикционного взаимодействия между ним и внутренней поверхностью канала 5, что в дальнейшем препятствует самопроизвольному демонтажу пальца 10 из канала 5. При этом за счет усиления конца канала по периферии колпачком 7 снижается риск деформирования конца канала 5 при ударном воздействии на палец 10, что снижает риск потери фрикционного взаимодействия между кольцевым фиксатором 6 и внутренней поверхностью канала5. При этом за счет того, что замковое соединение по прочности превышает прочность свай, снижается риск их разрушения.
Таким образом, достигается технический результат, заключающийся в упрощении конструкции замкового свайного соединения, тем самым улучшаются технологические характеристики замкового свайного соединения.