СВАЙНЫЙ ФУНДАМЕНТ

Изобретение относится к области строительства, а именно к плитно-свайным фундаментам.
Известны плитно-свайные фундаменты, в которых первоначально сваи не соединены с бетонной подготовкой и плитой ростверка и фундамент работает как плитный. После передачи расчетной части нагрузки на плиту 40-60% сваи соединяются с бетонной подготовкой или плитой ростверка и на оставшуюся часть нагрузки фундамент работает как плитно-свайный /патент РФ №85500, кл. E02D 27/12, публ. 10.08.2009/.
Наиболее близким является конструкция свайного фундамента, включающего железобетонные сваи, шарнирно соединенные головами с плитой ростверка в технологических отверстиях с возможностью вертикального перемещения ростверка в процессе строительства здания до включения в работу свай /патент РФ №100097, кл. E02D 27/12, публ. 10.12.2010/.
Недостатком известных технических решений является необходимость выполнения сложных работ по заделке бетоном соединений свай с бетонной подготовкой или плитой ростверка в процессе возведения здания, сооружения. Другим недостатком является то, что сваи невозможно располагать непосредственно под колонной или стеной, т.к. при этом будет закрыт доступ к шарнирному соединению, что приводит к нерациональному расположению свай и увеличению их количества.
Технической задачей полезной модели является упрощение работ и трудоемкости возведения свайного фундамента за счет исключения работ по бетонированию соединения сваи с плитой ростверка.
Поставленная задача решается таким образом, что в свайном фундаменте, включающем железобетонные сваи, шарнирно соединенные головами с плитой ростверка в технологических отверстиях с возможностью вертикального перемещения ростверка в процессе строительства здания до включения в работу свай, согласно полезной модели, каждая свая снабжена стальным наконечником, выполненным в форме усеченного конуса или усеченной пирамиды, жестко соединенного с головой сваи посредством выпусков арматуры сваи и монолитного бетона, а в плите ростверка жестко заделан соразмерный наконечнику сваи стальной стакан, расположенный с зазором от наконечника сваи на величину расчетной осадки плиты ростверка. При этом наконечник сваи может быть выполнен высотой не менее 15 см, а угол наклона стенок не более 45°, а в зазоре между наконечником сваи и стаканом ростверка может быть размещена упруго-пластичная прокладка, которая может быть выполнена, например, из нескольких слоев гидроизоляционной пленки или стеклоткани на мастике.
Предлагаемая конструкция свайного фундамента отличается от известной тем, что каждая свая снабжена стальным наконечником, выполненным в форме усеченного конуса или усеченной пирамиды, жестко соединенного с головой сваи посредством выпусков арматуры сваи и монолитного бетона, а в плите ростверка жестко заделан соразмерный наконечнику сваи стальной стакан, расположенный с зазором от наконечника сваи на величину расчетной осадки плиты ростверка.
После погружения или изготовления голову сваи с выпусками арматуры обрамляют оголовком из монолитного бетона в стальной опалубке - наконечнике в виде усеченного конуса или усеченной пирамиды в зависимости от формы сечения сваи с толщиной стенки 4-8 мм. Затем на оголовок надевают соразмерный наконечнику стальной стакан вверх дном в усеченной части. Стакан устанавливают с зазором, равным расчетной осадке плиты ростверка как плитного фундамента. После этого производят бетонирование плиты ростверка и стакан с анкерами заделывают в плиту ростверка. По мере нагружения плиты ростверка зазор между наконечником сваи и стаканом постепенно закрывается, пока дно стакана не упрется в торец наконечника. Таким образом, произойдет соединение плиты ростверка и свай и фундамент начнет работать как плитно-свайный.
Исходя из того, что возможные осадки плиты ростверка до соединения со сваями могут составить 5-10 см, а минимальная заделка сваи в ростверк составляет 5 см, высоту наконечника следует принимать не менее 15 см. Во избежание передачи на плиту ростверка больших распорных усилий, угол наклона стенок наконечника и стакана к вертикали принимают не более 45°.
Технический результат - обеспечение самостоятельного соединения сваи с плитой ростверка после достижения заданной нагрузки на плиту от строящегося здания, исключая сложные работы по омоноличиванию стыков и устройству дополнительных свай вблизи колонн.
На чертеже представлен в разрезе свайный фундамент.
Свайный фундамент состоит из железобетонных свай 1 с арматурными выпусками 2 и наконечником 3, закрепленным на голове сваи Посредством арматурных выпусков 2 и монолитным бетоном 4. Свая 1 соединена с плитой ростверка 5, в которой заделан стальной стакан 6, соразмерный наконечнику 3 сваи 1. Стакан закреплен в бетоне плиты ростверка 5 посредством анкеров 7, приваренных к стакану 6. Свая 1 соединена с плитой ростверка 5 с зазором, в котором размещена упругая прокладка 8.
Свайный фундамент возводят следующим образом.
На выпусках арматуры 2 из сваи 1 крепится наконечник 3 и заливается бетоном. После твердения бетона 4 на него устанавливается с расчетным зазором стальной стакан 6, выполненный соразмерным наконечнику 3 и фиксируется. Затем к стакану 6 приваривают анкера 7 и бетонируют плиту ростверка 5. Для обеспечения плавности передачи усилия на сваю 1 и исключения концентрации напряжений за счет возможной неточности установки стального стакана 6 зазор между ними заполняют несколькими слоями гидроизоляционной пленки или стеклоткани на мастике или другого упруго-пластичного материала 8.
Использование полезной модели позволит выполнить соединение свай с плитой ростверка в процессе возведения здания, сооружения без дополнительных технологических операций, что заметно упростит и удешевит соединение. Кроме того, предлагаемое соединение снимает ограничения в расположении свай в ростверке, что позволит располагать сваи наиболее оптимально, непосредственно под нагрузкой и за счет этого на 10-15% сократить их количество, а также заметно уменьшить моменты в плите ростверка.