Модуль опорной свайной площадки

Область техники
Полезная модель относится к области строительства, а именно к конструкциям свайных фундаментов.
Уровень техники
В патенте США №5039256 (опубл. 13.08.1991) описана конструкция для возведения свайного фундамента. Конструкция представляет собой основание, выполненное в виде трубы или полых элементов иной формы, на боковой поверхности основания выполнены сквозные отверстия, обеспечивающие возможность введения свай под различными углами относительно основания. Верхняя часть свай фиксируется в основании посредством раствора, заливаемого в полости основания. Сваи входят в грунт под углом в различных направлениях по принципу корней дерева.
Недостатком этой известной конструкции является необходимость введения раствора в основание после установки свай, а также сложность точного позиционирования и установки нескольких оснований друг относительно друга и/или одного основания относительно иных объектов для формирования фундамента.
Из описания к патентной заявке США №20130272802 (опубл. 17.10.2013) известны различные варианты опорных конструкций, обеспечивающих возможность введения свай под углом к плоскости основания.
В частности, известна конструкция опорной свайной площадки, включающей основание, выполненное в виде пластины, направляющие втулки для введения свай, расположенные по периметру основания, каждая направляющая втулка ориентирована под углом к плоскости основания по направлению от одного края основания к противоположному краю основания. Согласно отдельным вариантам осуществления основание связано посредством винтового соединения с дополнительным упором для фиксации свай. Дополнительный упор расположен под основанием, а сваи проходят между основанием и дополнительным упором.
Указанная известная опорная свайная площадка имеет сложную конструкцию, а также не обеспечивает возможность точного позиционирования опорной свайной площадки относительно других аналогичных опорных свайных площадок и/или иных объектов. Указанные недостатки особенно проявляются при установке опорных свайных площадок и формировании свайного фундамента в технически сложных условиях, например: установка фундамента (опор) на действующей железной дороге при наличии вибраций и иных внешних воздействий, в условиях наличия плотно расположенных подземных коммуникаций, электрических сетей, плотной городской застройки, при строительстве пирсов и т.д.
Из патента на полезную модель РФ №202013, опубл. 27.01.2021 известна опорная свайная площадка, обеспечивающая возможность точного позиционирования относительно других аналогичных опорных свайных площадок и/или иных объектов за счет наличия позиционного отверстия, выполненного в центральной части основания с возможностью введения сваи перпендикулярно плоскости основания. Однако, данная известная конструкция требует предварительного изготовления оснований с учетом необходимой нагрузки и условий монтажа. При этом, положение всех свай опорной свайной площадки друг относительно друга и относительно основания опорной свайной площадки предварительно задано на заводе-изготовителе и не может быть изменено в условиях монтажа. Стоит отметить, что возможно наличие препятствий для введения одной или нескольких свай, в частности, наличие коммуникаций, горных пород и т.д. Таким образом, может увеличиваться срок и стоимость осуществления монтажа опорной свайной площадки, либо будет снижена надежность ее крепления к грунту при исключении одной или нескольких свай.
Задачей настоящей полезной модели является обеспечение возможности повышения универсальности опорной свайной площадки.
Раскрытие
Технический результат достигается тем, что разработан модуль опорной свайной площадки. Таким образом, опорная свайная площадка может быть сформирована из одного или нескольких модулей, соединяемых между собой при монтаже конструкции.
Заявляемый модуль опорной свайной площадки включает основание, выполненное в виде пластины, содержащей два концевых участка, направляющую втулку для введения сваи, расположенную на одном из концевых участков основания и ориентированную под углом к плоскости основания, при этом на другом концевом участке основания имеется позиционное отверстие, выполненное с возможностью введения сваи перпендикулярно плоскости основания.
Возможные уточняющие признаки заявляемой полезной модели указаны ниже.
На концевом участке основания имеется дополнительное позиционное отверстие, выполненное с возможностью введения сваи перпендикулярно плоскости основания.
Позиционное отверстие и дополнительное позиционное отверстие, выполненные с возможностью введения свай перпендикулярно плоскости основания, расположены на одном концевом участке основания.
Позиционное отверстие и дополнительное позиционное отверстие, выполненные с возможностью введения свай перпендикулярно плоскости основания, расположены на различных концевых участках основания.
На концевом участке основания имеется дополнительная направляющая втулка для введения сваи, ориентированная под углом к плоскости основания.
Направляющая втулка и дополнительная направляющая втулка, ориентированные под углом к плоскости основания, расположены на одном концевом участке основания.
Направляющая втулка и дополнительная направляющая втулка, ориентированные под углом к плоскости основания, расположены на различных концевых участках основания.
Направляющая втулка ориентирована под углом не менее 40° к оси позиционного отверстия, выполненного с возможностью введения сваи перпендикулярно плоскости основания.
Направляющая втулка ориентирована под углом не более 65° к оси позиционного отверстия, выполненного с возможностью введения сваи перпендикулярно плоскости основания.
Направляющая втулка содержит средство блокировки сваи. Средство блокировки сваи выполнено в виде отверстия на поверхности направляющей втулки для введения крепежного элемента.
Основание имеет прямоугольную форму. Основание имеет каплевидную форму. Основание имеет овальную форму.
В средней части основания выполнен монтажный паз.
Технический результат, достигаемый в результате решения поставленной задачи, заключается создании универсального модуля опорной свайной площадки.
Дополнительным техническим результатом, объективно достигаемым в заявляемой конструкции, является расширение арсенала средств для конструирования свайных фундаментов.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - конструкция заявляемого модуля опорной свайной площадки согласно неограничивающему варианту осуществления.
Фиг. 2 конструкция опорной свайной площадки, сформированной из нескольких модулей, соединенных между собой.
Фиг. 3, 4 - конструкция опорной свайной площадки, сформированной из восьми модулей согласно неограничивающему варианту осуществления.
Фиг. 5, 6 - конструкция опорной свайной площадки, сформированной из трех модулей согласно неограничивающему варианту осуществления.
Осуществление
На Фиг. 1 показан неограничивающий вариант осуществления конструкции заявляемого модуля опорной свайной площадки 100. Модуль опорной свайной площадки 100 включает в себя основание 102, выполненное в виде пластины, содержащей два концевых участка, направляющую втулку 104 для введения сваи, расположенную на одном из концевых участков основания и ориентированную под углом к плоскости основания 102, при этом на другом концевом участке основания имеется позиционное отверстие 106, выполненное с возможностью введения сваи перпендикулярно плоскости основания 102.
Основание 102 выполнено в виде пластины, в частности металлической пластины или пластины из иного твердого материала или комбинации материалов. Пластина основания 102 дополнительно может быть покрыта антикоррозийным покрытием, например, краской.
Основание 102 согласно неограничивающим вариантам осуществления может иметь по существу прямоугольную форму, каплевидную форму (показано на Фиг. 1, 2), овальную форму или иную форму, например, в зависимости от конструкции проектируемых сооружений и заданных параметров нагрузки на опорные свайные площадки, а также для обеспечения возможности взаимного расположения и соединения нескольких модулей опорной свайной площадки.
Возможны варианты осуществления, согласно которым диаметр направляющей втулки 104 может совпадать или отличаться от диаметра позиционного отверстия 106.
Возможны варианты осуществления, согласно которым на концевом участке основания имеется дополнительное позиционное отверстие, выполненное с возможностью введения сваи перпендикулярно плоскости основания. При этом позиционное отверстие 106 и дополнительное позиционное отверстие (не показано), выполненные с возможностью введения свай перпендикулярно плоскости основания 102, могут быть расположены на одном концевом участке основания 102 либо на различных концевых участках основания.
Возможны варианты осуществления, согласно которым на концевом участке основания 102 имеется дополнительная направляющая втулка для введения сваи, ориентированная под углом к плоскости основания 102. Направляющая втулка 104 и дополнительная направляющая втулка, ориентированные под углом к плоскости основания, могут быть расположены на одном концевом участке основания или на различных концевых участках основания 102.
В некоторых возможных вариантах осуществления модуля опорной свайной площадки 100 на одном концевом участке основания 102 может быть установлена направляющая втулка 104 и дополнительная направляющая втулка, ориентированные под углом к плоскости основания, а на другом концевом участке основания 102 может быть установлено позиционное отверстие 106 и дополнительное позиционное отверстие (не показано), выполненные с возможностью введения свай перпендикулярно плоскости основания 102. Аналогичным образом возможен вариант осуществления, согласно которому на одном концевом участке основания 102 может быть установлена направляющая втулка 104, ориентированная под углом к плоскости основания и дополнительное позиционное отверстие, выполненное с возможностью введения сваи перпендикулярно плоскости основания 102, а на другом концевом участке основания 102 может быть установлено позиционное отверстие 106, выполненное с возможностью введения сваи перпендикулярно плоскости основания 102 и дополнительная направляющая втулка, ориентированная под углом к плоскости основания 102.
Позиционное отверстие 106 и дополнительное позиционное отверстие (при наличии) могут быть использованы для точного позиционирования модуля опорной свайной площадки относительно аналогичных модулей опорных свайных площадок и/или иных объектов, а также взаимного соединения с другими аналогичными модулями опорной свайной площадки посредством сваи. Для обеспечения точного позиционирования могут применяться, в частности, такие стандартные средства, как лазерный нивелир, лазерные приемники, лазерный длинномер, разметочная нить. Кроме того, для ускорения процесса возведения фундамента могут быть предварительно размечены оси для установки модулей 100 опорных свайных площадок, затем путем совмещения размеченных осей с позиционным отверстием 106 одного или нескольких модулей опорной свайной площадки 100 может быть сформирована опорная свайная площадка путем забивания сваи в позиционное отверстие 106 перпендикулярно плоскости основания 102 опорной свайной площадки. При этом в заявляемой конструкции обеспечивается подвижность основания 102 и возможность настройки положения одного концевого участка относительно другого путем перемещения вокруг оси позиционного отверстия.
При установке нескольких модулей 100 опорной свайной площадки (как показано на Фиг. 2), позиционные отверстия 106 которых соединены общей сваей 200, может осуществляться их взаимное перемещение друг относительно друга с формированием общего универсального основания 202, состоящего из нескольких оснований 102. После настройки положений каждого из отдельных модулей 100 опорной свайной площадки он может быть зафиксирован путем введения сваи 204 в соответствующую направляющую втулку 104.
Направляющая втулка 104 для введения сваи ориентирована под углом к плоскости основания 102. Направляющая втулка 104 обеспечивает возможность введения сваи 204 круглого сечения под заданным углом. Направляющая втулка 104 для введения сваи, ориентирована под углом не менее 40° к оси позиционного отверстия 106, выполненного с возможностью введения сваи перпендикулярно плоскости основания 102. Направляющая втулка 104 для введения сваи, ориентирована под углом не более 65° к оси позиционного отверстия 106, выполненного с возможностью введения сваи перпендикулярно плоскости основания 102.
Указанный диапазон от 40° до 65° обеспечивает высокую несущую способность модуля опорной свайной площадки 100 практически на любых видах почвы.
Возможен вариант осуществления, согласно которому направляющая втулка 104 содержит средство блокировки сваи (не показано). Средство блокировки сваи может быть выполнено в виде отверстия на поверхности направляющей втулки 104 для введения крепежного элемента перпендикулярно оси прохождения сваи для ее блокировки. Дополнительно возможен вариант осуществления, согласно которому в средней части основания выполнен монтажный паз. Монтажный паз может иметь, например, овальную форму и использоваться для крепления элементов несущей конструкции к модулю опорной свайной площадки.
Дополнительная направляющая втулка может быть по существу аналогична направляющей втулке 104, а дополнительное позиционное отверстие может быть по существу аналогично позиционному отверстию 106.
Со ссылкой на Фиг. 2 будет описан способ монтажа заявляемого модуля опорной свайной площадки 100 и формирования опорной свайной площадки из нескольких модулей 100 согласно неограничивающему варианту осуществления.
Осуществляют разметку места для установки модулей 100 опорной свайной площадки посредством, например, лазерного нивелира, лазерных приемников, лазерного длинномера, разметочной нити. Кроме того, для ускорения процесса возведения фундамента могут быть предварительно размечены оси для установки модулей опорных свайных площадок 100.
Специальная подготовка почвы не требуется.
Осуществляют центровку каждого модуля 100 опорной свайной площадки. Совмещают каждое позиционное отверстие 106 опорной свайной площадки 100 с размеченной осью.
В позиционное отверстие 106 каждого из модулей 100 опорной свайной площадки забивают на заданную глубину опорную сваю 200 перпендикулярно плоскости основания 102.
Затем настраивают положение каждого из модулей 100 друг относительно друга путем их вращения вокруг оси опорной сваи 200. Затем последовательно или по меньшей мере частично параллельно через направляющую втулку 104 каждого из модулей 100 вбиваются сваи 204 на заданную глубину и на заданный угол, соответствующий положениям соответствующих направляющих втулок 104 отдельных модулей 100 и в некоторых вариантах осуществления дополнительных направляющих втулок при их наличии (не показано).
Для забивания свай 200 и 204 может использоваться, например, сваебойная техника - копровая установка, мощностью не менее 73 Дж, отбойный молоток или бетонолом, силой удара не менее 50 Дж. Длина свай 200 и 204 никак конкретно не ограничена, при этом длины свай 204 для различных модулей опорной свайной площадки 100 могут по меньшей мере частично совпадать или отличаться. Длина сваи 204 одного или нескольких из модулей 100 опорной свайной площадки может совпадать или отличаться относительно длины сваи 200.
После забивки свай 204 их верхние концы, расположенные в направляющих втулках 104 могут быть дополнительно зафиксированы посредством средств блокировки, например в виде самореза с буром ввинченного в отверстие на поверхности направляющей втулки 104 или иного крепежного элемента.
Таким образом может быть сформирована единая свайная площадка 202, состоящая из нескольких модулей 100 опорной свайной площадки 100.
Заявляемые модули опорной свайной площадки 100 обеспечивают возможность формирования свайного фундамента в технически сложных условиях, например: установка фундамента (опор) на действующей железной дороге при наличии вибраций и иных внешних воздействий, в условиях наличия плотно расположенных подземных коммуникаций, электрических сетей, плотной городской застройки, при строительстве пирсов и т.д. За счет универсальности и возможности изменения положения оснований 102 каждого из модулей 100 друг относительно друга обеспечивается возможность формирования различных составных опорных свайных площадок 202 различных конфигураций с учетом особенностей конструкции фундамента и/или условий монтажа. Следовательно, решается поставленная задача повышения универсальности опорной свайной площадки.
Как будет понятно специалисту, для формирования фундамента может быть использован всего один модуль опорной свайной площадки 100 или несколько подобных модулей 100. При использовании нескольких модулей опорной свайной площадки 100 они могут по меньшей мере частично совпадать или отличаться между собой. Например, модули 100 могут иметь различную форму основания 102, могут быть снабжены дополнительным позиционным отверстием и/или дополнительной направляющей втулкой.
На Фиг. 3, 4 показан неограничивающий вариант осуществления опорной свайной площадки 202, сформированной из восьми модулей 100. Стоит отметить, что опорная свайная площадка 202 может быть сформирована только из модулей 100 (показано на фиг. 2) или дополнительно содержать общую пластину, закрепленную на модулях 100, как показано на фиг. 3, 4. Крепление общей пластины к модулям 100 может осуществляться, например, посредством монтажных болтов и гаек, как показано на Фиг. 3, 4, или иных крепежных элементов (не показаны), а также посредством сварки.
На Фиг. 5, 6 показан другой неограничивающий вариант осуществления опорной свайной площадки 202, сформированной из трех модулей 100. Стоит отметить, что опорная свайная площадка 202 может быть сформирована только из модулей 100 (показано на фиг. 2) или дополнительно содержать общую пластину, закрепленную на модулях 100, как показано на фиг. 5, 6. Крепление общей пластины к модулям 100 может осуществляться, например, посредством монтажных болтов и гаек, как показано на Фиг. 3, 4, или иных крепежных элементов (не показаны) а также посредством сварки.
Крепление конструкций к опорной свайной площадке 202 может осуществляться, например, посредством монтажных шпилек или иных крепежных элементов, посредством сварки, установки в монтажный паз, посредством раствора или их комбинации. В отдельных случаях может быть предусмотрена установка конструкций на опорную свайную площадку 202 без дополнительных средств крепления.
Предлагаемая конструкция может применяться для строительства на любых типах почвы, при этом существенно сокращается срок выполнения монтажных работ. Обеспечивается высокая скорость монтажа на установку одной сваи длиной 2 метра - требуется не больше 2-3-х минут.
Представленные иллюстративные варианты осуществления, примеры и описание служат лишь для обеспечения понимания заявляемого технического решения и не являются ограничивающими. Другие возможные варианты осуществления будут ясны специалисту из представленного описания. Объем настоящей полезной модели ограничен лишь прилагаемой формулой полезной модели.