МИКРОСВАЯ

Полезная модель относится к строительству, а именно к конструкциям микросвай для зданий и сооружений, возводимых на слабых глинистых грунтах, и может быть использована для усиления и устройства фундаментов зданий и сооружений.
Уровень техники.
Известна трубообразная свая, подлежащая заключению в бетон, содержащая металлическую свайную трубу для забивания в грунт, отверстие/отверстия на верхнем конце свайной трубы для подачи бетонной массы во внутреннее пространство свайной трубы, и на нижнем конце свайный башмак, содержащий продольную секцию с по существу равномерной шириной и бугелем на верхнем конце, диаметр которого больше диаметра свайной трубы, при этом зона свайного башмака снабжена сквозными отверстиями для обеспечения выхода бетонной массы. [1].
Признаки аналога, совпадающие с существенными признаками заявляемой полезной модели, - металлическая свайная труба для забивания в грунт, отверстие/отверстия на верхнем конце свайной трубы для подачи бетонной массы во внутреннее пространство свайной трубы.
Причина, препятствующая получению в аналоге требуемого технического результата, заключается в том, что при нагнетании бетонной массы в полость, образованную в грунте свайным башмаком, невозможно обеспечить постоянство формы и размеров тела сваи. Кроме того, описываемая свая имеет сложную конструкцию.
Известна микросвая фирмы «Soilex» (Швеция), содержащая полую оболочку, инъекционную трубу и расширяющуюся оболочку, закрепленную на нижнем конце инъекционной трубы. Расширяющаяся оболочка представляет собой пачку сложенных определенным образом металлических листов, которая
после погружения в грунт расширяется под действием нагнетаемой в нее бетонной смеси, образуя эллиптическое основание сваи с заранее известной площадью сечения. При нагнетании бетонной смеси в расширяющуюся оболочку происходит уплотнение грунта вокруг основания сваи, что придает ей высокую несущую способность. Несущая способность сваи регулируется путем использования расширяющихся оболочек разных типоразмеров. Для восприятия растягивающих напряжений свая может содержать внутри трубы стальной элемент, например стержень периодического профиля (см. копию рекламного проспекта фирмы «Soilex»).
Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемой полезной модели, - инъекционная труба, на нижнем конце которой закреплена расширяющаяся оболочка.
Причина, препятствующая получению требуемого технического результата, заключается в том, что в слабых глинистых грунтах в условиях городской застройки металлическая расширяющаяся оболочка микросваи корродирует с образованием солей металлов, которые повышают агрессивность подземных вод по отношению к железобетонным конструкциям, а также вызывают электрохимическую коррозию металлических элементов, находящихся в грунте. Кроме этого, недостатком микросваи является сложность конструкции расширяющейся оболочки и высокий расход металла на изготовление микросваи.
Раскрытие полезной модели.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, - предотвращение разрушения железобетонных конструкций, находящихся в грунте, предотвращение загрязнения почвы и подземных вод солями металлов, упрощение конструкции микросваи, снижение расхода металла на ее изготовление, расширение арсенала имеющихся микросвай.
Поставленная задача была решена за счет того, что в известной микросвае, содержащей инъекционную трубу, на нижнем конце которой закреплена расширяющаяся оболочка, оболочка выполнена из легко деформируемого водонепроницаемого
материала с прочностью, обеспечивающей ее целостность при нагнетании бетона или водно-цементной суспензии, например, из резины, ткани или эластичного полимера. На нижнем конце инъекционной трубы, расположенном в расширяющейся оболочке, для обеспечения более полного заполнения оболочки бетонной смесью, выполнены отверстия.
Признаки заявляемой полезной модели, отличительные от признаков прототипа - выполнение расширяющейся оболочки из легко деформируемого водонепроницаемого материала с прочностью, обеспечивающей ее целостность при нагнетании бетона или водно-цементной суспензии, выполнение отверстий на нижнем конце инъекционной трубы, расположенном в расширяющейся оболочке. Отличительные признаки заявляемой полезной модели в совокупности с известными обеспечат предотвращение разрушения железобетонных конструкций, находящихся в грунте, предотвращение загрязнения почвы и подземных вод солями металлов, а также позволят упростить конструкцию микросваи, снизить расход металла на ее изготовление, расширить арсенал имеющихся свай.
Краткое описание чертежа.
На фигуре изображена предлагаемая микросвая. Микросвая содержит инъекционную трубу 1, расширяющуюся оболочку 2 и хомут 3 для крепления оболочки 2 к трубе 1 микросваи. На нижнем конце трубы 1 микросваи выполнены отверстия 4 для обеспечения более полного заполнения расширяющейся оболочки 2 бетонной смесью. Для восприятия горизонтальных и растягивающих нагрузок микросвая может быть усилена путем установки в инъекционной трубе 1 стального стержня, например, стержня периодического профиля.
Осуществление полезной модели.
Перед погружением микросваи в грунт на верхний конец инъекционной трубы 1, выполненной из металлической трубы, устанавливают запорный вентиль (кран), после чего из расширяющейся оболочки 2 удаляют воздух и перекрывают вентиль (кран). За счет того, что оболочка 2 выполнена из легко деформируемого материала, она приобретает сжатый вид. Материал оболочки
2 выбирают с прочностью, обеспечивающей ее целостность при нагнетании бетона или водно-цементной суспензии. Оболочка 2 может быть выполнена, например, из резины, ткани или эластичного материала. Микросваю погружают в грунт в обсадной трубе в предварительно пробуренную скважину. После погружения микросваи в грунт в инъекционную трубу 1 с помощью бетононасоса или штукатурной станции нагнетают мелкозернистый бетон или водно-цементную суспензию с различными добавками. Оболочка 2 под действием нагнетаемого материала расширяется и образует на нижнем конце микросваи эллипсовидное тело с заранее известной площадью сечения. В результате расширения оболочки 2 при нагнетании бетонной смеси грунт вокруг основания микросваи уплотняется. После набора бетоном прочности запорный вентиль демонтируется. Путем измерения объема нагнетаемой бетонной смеси контролируется несущая способность сваи, обеспечивается постоянство формы и размеров тела сваи.
Проведенные экспериментальные исследования с использованием микросваи с расширяющейся оболочкой из резины показали, что за счет образования большой площади опирания микросваи на грунт при расширении оболочки и уплотнения грунта вокруг образовавшегося эллипсовидного тела микросвая обладает высокой удельной несущей способностью.
Таким образом, выполнение расширяющейся оболочки из легко деформируемого прочного водонепроницаемого материала позволит упростить конструкцию микросваи и значительно снизить расход металла на ее изготовление, что предотвратит разрушение железобетонных конструкций, находящихся в грунте, загрязнение почвы и подземных вод солями металлов.
Источники информации:
1. Заявка на изобретение РФ №2001119476, кл. E 02 D 5/30, E 02 D 5/34
2. Рекламный проспект фирмы «Soilex».