СВАЯ

Полезная модель относится к мостостроению и направлена на повышение несущей способности фундаментов транспортных сооружений.
Известна свая, включающая в себя полый ствол, в нижней части которого жестко закреплена диафрагма, выполненная в виде вертикальной перегородки, причем каждая вертикальная перегородка в нижней части выполнена со скосом (см. а.с. 542790).
Недостатком этой сваи является то, что диафрагма в виде вертикальных стоек, жестко закрепленная в нижней части полой сваи не позволяет надежно фиксировать уплотненное состояние грунтового ядра в полости сваи, так как водный режим в разные периоды года (летний и зимний) и каждодневное изменение уровня воды изменяет его влажность, происходит набухание и выпирание грунтового ядра через сквозные отверстия между перегородками диафрагмы и сваи, что нарушает ее несущую способность.
Известны также трубчатые сваи, которые можно выбрать в качестве прототипа, в которых для повышения несущей способности и наращивания свай, в полость нижней забитой сваи вставляют железобетонный полый вкладыш, опирающийся на уплотненную грунтовую засыпку. На выступающую часть вкладыша насаживают железобетонную сваю с расположенным внутри нее жестким металлическим инвентарным кондуктором, которым производят дополнительное уплотнение грунта под основанием вкладыша и внутри него (Е.М. Перлей, Трубчатые железобетонные сваи и колодцы-оболочки, 1969 г, стр. 26).
Недостатком приведенной сваи является возможность фильтрации воды при изменении уровня воды в русле реки через грунтовое ядро и вкладыш, что способствует разуплотнению грунтового ядра. Полый вкладыш не может фиксировать уплотненное положение грунтового ядра в процессе эксплуатации, что снижает несущую способность сваи и, как следствие, надежность моста. Кроме того, в зимних условиях разуплотненное насыпное грунтовое ядро с повышенной влажностью может при замораживании разорвать ствол сваи, что также снижает срок службы моста.
Техническая задача, решаемая предложенной полезной моделью, заключается в повышение несущей способности сваи.
Техническое решение реализовано тем, что железобетонный вкладыш выполнен сплошным, снабжен закладными элементами и размещен между торцевыми поверхностями верхней и нижней полых частей. При этом присоединен к ним путем приварки колец к закладным элементам.
По сравнению с прототипом, предлагаемая конструкция позволяет надежно зафиксировать уплотненное состояние грунтового ядра в полости сваи, так как сплошная поверхность железобетонного вкладыша не позволяет происходить фильтрации воды через грунтовое ядро при любых уровнях воды и в разные периоды года. Кроме того, при размещении железобетонного вкладыша между торцевыми поверхностями наращиваемых свай не происходит выпучивание грунтового ядра и, как следствие, не происходит оседание самой полой сваи при любых нагрузках. Повышается несущая способность сваи и надежность моста в целом.
Полезная модель пояснена чертежом.
Свая состоит из верхней 1 и нижней 2 полых частей и железобетонного вкладыша 3. Железобетонный вкладыш выполнен сплошным и размещен между торцевыми поверхностями верхней и нижней полых частей. Торцевые поверхности сваи снабжены кольцами 4. Железобетонный вкладыш соединен сварным швом 5 закладными элементами 6 к кольцам 4. Закладные элементы могут быть выполнены, например, в форме колец.
Свая устанавливается следующим образом:
Сначала забивается в грунт нижняя полая часть 2, после этого на его торец устанавливают железобетонный вкладыш 3 и его закладной элемент 6 круговым швом приваривают к кольцу 4 нижней полой части. После этого над сборкой устанавливают верхнюю полую часть 1 и приваривают закладной элемент 6 к ее кольцу верхней полой части. После наращивания составную сваю продолжают забивать до достижения проектной глубины.
В процессе эксплуатации, при изменении уровня воды в русле реки с горизонта меженных вод (ГМВ) до горизонта высоких вод (ГВВ), а также при обратном процессе, происходит фильтрация воды через грунтовое ядро в верхнюю часть сваи. Уровень воды в свае уравновешивается с уровнем воды в русле реки, в результате чего из грунтового ядра вымываются мелкие частицы и происходит его разуплотнение, в следствии чего свая теряет несущую способность. Сплошной вкладыш 3 предлагаемой сваи, соединяющий сварным швом 5 нижнюю 2 и верхнюю 1 часть сваи, препятствует просачиванию воды через грунтовое ядро. Сплошной вкладыш сохраняет под собой постоянную плотность грунтового ядра, достигнутую при забивании сваи при любых уровнях воды в русле реки.
Использование предложенной сваи позволяет достигнуть высокой несущей способности и сохранить ее на весь период эксплуатации сооружения, а также позволяет получить проектный отказ в слабых грунтах на необходимой глубине; способствует экономии сваи.