Анкерная свая

Полезная модель относится к области строительства, а именно к конструкциям свай открытого профиля, возводимых в условиях сезонной и вечной мерзлоты, и технологии их возведения.
Известна свая, имеющая гладкий ствол, забитый в грунт (см., например, кн. «Фундаменты железнодорожных сооружений на основаниях из мерзлых грунтов», Новосибирск, 1972, стр. 97, рис. 48).
Недостатком ее является низкая несущая способность в пучинистых грунтовых условиях.
Наиболее близким аналогом по технической сущности является свая, включающая ствол, состоящий из расположенных под углом друг к другу плоских продольных элементов, снабженная опорно-анкерной плитой, выполненной со сквозной прорезью по центру, конфигурация которой в плане соответствует поперечному сечению ствола, причем ствол пропущен сквозь прорезь в плите, а плита установлена с возможностью продольного осевого перемещения и фиксации относительно ствола (см. патент РФ №2117097, МПК E02D 5/30, E02D 05/22).
Недостатком известной конструкции сваи является недостаточная несущая способность на выдергивание в сильно действующих пучинистых условиях, ограниченная размерами опорно-анкерной плиты.
Техническая задача изобретения - повышение несущей способности при действии выдергивающих нагрузок.
Указанная техническая задача достигается тем, что свая, возводимая в пучинистых грунтах, включающая ствол и опорно-анкерную плиту, жестко закрепленную со стволом, и расположенную ниже границы сезонного промерзания грунта, снабжена Т-образными стойками, размещенными в пазах, выполненных диаметрально противоположно в опорно-анкерной плите, при этом пазы ориентированы под тупым углом к продольной оси ствола.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен продольный разрез сваи, на фиг. 2 - поперечный разрез по А-А на фиг. 1.
Описываемое устройство включает в себя погруженный в грунтовый массив 1 ствол 2 сваи с опорно-анкерной плитой 3, которая содержит пазы 4, с установленными в них Т-образными стойками 5, при этом последние размещены на границе сезонного промерзания 6 грунтового массива 1. Пазы 4 выполнены диаметрально противоположно в плите 3 и ориентированы под тупым углом к продольной оси ствола.
Сваю возводят следующим образом.
При погружении ствола сваи, с укрепленной на нем опорно-анкерной плитой 3, на дно предварительно образованной скважины, плита уплотняет грунт, устраняя присадочные свойства и повышая несущую способность. Заглубление плиты на глубину, превышающую глубину сезонного промерзания и Т-образные стойки 5, размещенные на границе сезонного промерзания обеспечивают высокую надежность заделки сваи в грунте против выдергивающих нагрузок и сил морозного пучения.
Свая работает следующим образом.
С появлением отрицательных температур наружного воздуха происходит промораживание грунта вокруг ствола сваи. Одновременно в пучинистых грунтовых условиях возникают касательные силы морозного пучения, воздействующие на ствол 2 сваи по его боковой поверхности. Максимальное их значение проявляется при достижении границы 6 сезонного промораживания сильнопучинистого грунта, превращающегося в монолитную структуру.
Возникшие при этом на боковой поверхности ствола сваи выдергивающие усилия, воспринимаются как стволом 2, так и жестко соединенной с ним опорно-анкерной плитой 3 со стойками 5, расположенными ниже границы 6 сезонного промерзания. В свою очередь опорные участки стойки 5 передают свои усилия промерзшему слою грунта на границе его промерзания. При этом промерзший грунт воспринимает выдергивающие усилия от опорных участков плит 5 и нейтрализует их, предотвращая их перемещение вверх, а также взаимосвязанного с ними ствола 2 сваи, тем самым повышая несущую способность сваи при действии выдергивающих нагрузок.
Таким образом, происходит закрепление сваи в пучинистом грунте, ее анкеровка, сохраняется устойчивость и неподвижность даже в сильно действующих сильнопучинистых грунтовых условиях.
По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция сваи обладает повышенной несущей способностью на выдергивающие нагрузки. Это происходит за счет вовлечения большей площади мерзлого грунта для противодействия и нейтрализации сил морозного выпучивания. Количество стоек 5 для этой цели определяется расчетом исходя из данных грунтовых условий либо проведением эксперимента по эталонной свае в регионе строительства.
Описанную конструкцию анкерной сваи можно применять не только как для нового строительства, но и при реконструкции мостовых опор, подвергающихся морозному выпучиванию. Эффект от применения предлагаемой конструкции сваи заключается в уменьшении трудовых затрат при эксплуатации мостовых сооружений, а также к увеличению их срока службы.