СВАЙНЫЙ НАГОЛОВНИК

Полезная модель относится к области строительства, а именно к наголовникам для закрепления сваебойной установки на свае, и может быть использована при возведении свайных фундаментов при забивке свай.
Из существующего уровня техники известен наголовник для закрепления сваи на дизельмолоте, включающий коробчатый корпус с раструбом и приспособлением для установки сваи под молот при подъеме ее с земли (см., напр., SU 193364, опубл. 02.03.1967). Забивка сваи выполняется сваебойной установкой, на которой закрепляется наголовник. Свая поднимается тросом и оголовком заводится в наголовник. После чего, ударами сваебойной установки по наголовнику производится забивка сваи до проектной отметки. По окончании забивки сваебойная установка поднимает наголовник со сваи и перемещается на новое место.
После применения такого наголовника необходимо при помощи пневматических молотов разбивать оголовок сваи до определенной отметки бетона над дном котлована. Эта работа очень трудоемкая по причине высокой прочности бетона сваи и ее густо-армированного оголовка. Бетонные обломки оголовка подлежат вывозу со строительной площадки и утилизации.
Из существующего уровня техники известен наголовник забивной железобетонной сваи, включающий сердечник, выполненный в виде деревянного тела с вертикальными каналами под выпуски арматуры сваи, заключенный в основании, представляющем собой стальные пластинки, окованные по периметру угольниками (см., напр., SU 823496, опубл. 23.04.1981). Данный наголовник выбран в качестве наиболее близкого аналога. Он предназначен для забивания железобетонных свай с оголенными выпусками арматуры. Недостатком данного технического решения является недостаточная прочность наголовника и, как следствие, отсутствие обеспечения сохранности формы и пространственного положения выпусков арматуры из-за выполнения сердечника в виде деревянного тела, а также необходимость ручной установки наголовника на сваю, неудобство последующего крепления наголовника к сваебойной установке.
Задачей, на решение которой направлено настоящее техническое решение, является создание свайного наголовника, предназначенного для его крепления на сваебойную установку с последующей забивкой свай с оголенными выпусками арматуры.
Поставленная задача решается тем, что в свайном наголовнике, включающем основание и сердечник, согласно техническому решению, основание выполнено в виде стального короба, снабженного элементами подвески наголовника к сваебойной установке, сердечник выполнен стальным и состоит из неразъемно опирающейся на короб плиты и неразъемно соединенного с плитой тела сердечника, размещенного в коробе с обеспечением возможности расположения выпусков арматуры сваи между телом сердечника и стенками короба в его периферических зонах, при этом высота короба превышает высоту тела сердечника не менее, чем в 1,5 раза.
Тело сердечника может быть выполнено в форме прямой призмы, основания которой параллельны плите сердечника, сориентированной в плане таким образом, что четыре стороны основания призмы пересекают условную диагональ короба под прямым углом.
На боковых ребрах призмы могут быть выполнены фаски.
Тело сердечника может быть выполнено в форме прямого цилиндра, основания которого параллельны плите сердечника.
Тело сердечника может быть выполнено сборным, состоящим из сваренных между собой пластин.
Пластины тела сердечника могут быть дополнительно скреплены болтами.
Нижняя часть короба может быть выполнена с уширением в виде раструба.
Раструб может быть выполнен фигурным и включать наклонную часть и вертикальную часть.
Короб может быть снабжен ребрами жесткости, выполненными в нижней его части.
Ребра жесткости могут быть заточены под углом 45°.
Нижний край короба может быть заточен под углом 45°.
Все внутренние изгибы короба могут быть обварены и закруглены.
Все элементы конструкции могут быть соединены сваркой.
Техническим результатом, достигаемым приведенной совокупностью признаков, является обеспечение забивки сваи до требуемой отметки над уровнем котлована при сохранности формы и пространственного положения выпусков арматуры сваи на всех этапах технологического процесса, а именно в процессе забивки сваи за счет обеспечения прочности устройства в целом путем выполнения всех его частей, а именно короба, частей сердечника - тела и плиты, стальными и неразъемно соединенными друг с другом, выполнения короба высотой, превышающей высоту тела сердечника не менее, чем в 1,5 раза, чем достигается возможность погружения наголовника в землю для достижения требуемой высоты забивки сваи, а также облегчается заведение оголенных выпусков арматуры сваи в наголовник при подготовке сваи к забивке, и за счет обеспечения центровки сваи относительно короба путем ее размещения в коробе при подготовке к забивке с обеспечением возможности расположения выпусков арматуры сваи между сердечником и стенками короба в его периферических зонах.
В предпочтительном варианте выполнения тело сердечника выполнено в форме прямой призмы, основания которой параллельны плите сердечника, сориентированной в плане таким образом, что четыре стороны основания призмы пересекают условную диагональ короба под прямым углом. В этом варианте выполнения грани призмы тела сердечника играют направляющую роль для оголенных выпусков арматуры при заводе сваи в наголовник, тем самым обеспечивается центровка сваи относительно короба. Кроме того, такая форма сердечника предпочтительна в целях сохранения целостности бетонного торца сваи, поскольку при таком расположении и форме основания призмы в виде многоугольника достигается наибольшая площадь соприкосновения сердечника с бетонным торцом сваи, на которую распределяется ударная нагрузка, передаваемая сваебойной установкой.
При этом, для обеспечения дополнительной прочности тела сердечника и, как следствие, устройства в целом, а также с целью достижения максимального перекрытия телом сердечника бетонного торца сваи на боковых ребрах призмы выполнены фаски.
Для дополнительного облегчения заведения оголенных выпусков арматуры сваи в наголовник при подготовке сваи к забивке нижняя часть короба выполнена с уширением в виде раструба.
Для достижения возможности более легкого погружения наголовника в землю при его выполнении с раструбом с целью обеспечения забивки сваи до требуемой отметки над уровнем котлована раструб может быть выполнен фигурным и включать наклонную часть и вертикальную часть. При применении в мерзлых грунтах и грунтах повышенной прочности с этой же целью короб может быть снабжен ребрами жесткости, выполненными в нижней его части, а ребра жесткости и/или нижний край короба могут быть заточены под углом 45°.
Для облегчения изготовления наголовника тело сердечника может быть выполнено сборным, состоящим из сваренных между собой плит. При этом с целью обеспечения прочности устройства в целом плиты тела сердечника могут быть дополнительно скреплены болтами.
Для облегчения скольжение выпусков арматуры при заведении сваи в наголовник с целью дополнительного обеспечения сохранности их формы и пространственного положения все внутренние изгибы короба обварены и закруглены.
Для обеспечения прочности устройства в целом все элементы конструкции соединены сваркой.
Сущность заявленного устройства поясняется чертежами, не охватывающими и, тем более, не ограничивающими объем притязаний по данному техническому решению, а лишь являющимися иллюстрирующим материалом частных случаев выполнения устройства, где
на фиг. 1 изображен общий вид устройства;
на фиг. 2 изображен разрез 1-1 на фиг. 1;
на фиг. 3 изображен разрез 2-2 на фиг. 1;
на фиг. 4 изображено устройство в предпочтительном варианте его выполнения в компоновке со сваей при ее забивке, продольный разрез;
на фиг. 5-7 изображены варианты выполнения тела сердечника, поперечный разрез.
Свайный наголовник включает основание, выполненное в виде стального короба 1, снабженного элементами 2 подвески наголовника к сваебойной установке. Короб 1 выполнен из отдельных стальных пластин, соединенных сваркой. Сердечник 3 также выполнен стальным и состоит из плиты 4 и тела 5. Плита 4 и тело 5 сердечника неразъемно соединены сваркой. Сердечник 3 установлен в коробе 1 с опиранием плиты 4 на верх короба 1 и соединен с ним сваркой неразъемно. Высота HI короба 1 превышает высоту Н2 тела 5 сердечника 3 не менее, чем в 1,5 раза. Тело 5 сердечника 3 размещено в коробе 1 с обеспечением возможности расположения выпусков 6 арматуры сваи 7 между телом 5 сердечника 3 и стенками короба 1 в его периферических, другими словами угловых, зонах.
Забивка сваи выполняется сваебойной установкой, например, дизель-молотом.
На сваебойную установку подвешивают свайный наголовник и закрепляют его посредством элементов 2 подвески. Свая 7 из горизонтального положения тросом подтягивается и заводится в наголовник, при этом в начальной стадии процесса заведения свая находится в наклонном положении, что затрудняет беспрепятственное размещение выпусков 6 арматуры сваи 7 между сердечником 3 и коробом 1. Выполнение короба 1 высотой HI, превышающей высоту Н2 сердечника 3 не менее, чем в 1,5 раза, обеспечивает свободное пространство в коробе для свободного заведения выпусков 6 арматуры и предварительной центровки сваи относительно короба с одновременным подниманием сваи вверх. Данное соотношение было подобрано опытным путем. При вхождении выпусков 6 арматуры сваи 7 в зону короба 1 с размещенным сердечником 3 тело сердечника помогает окончательно отцентровать сваю 7 относительно корпуса и выпуски 6 арматуры занимают свое положение в периферических зонах короба, в районе их углов. Такая центровка сваи очень важна, поскольку дальнейшая ударная нагрузка на наголовник при неправильном положении выпусков арматуры может привести к деформации выпусков 6 арматуры, что недопустимо для дальнейшего строительства фундамента. Более того, центровка выпусков 6 арматуры относительно короба 1 наголовника позволяет придать граням сваи проектное положение в плане, что положительно влияет в дальнейшем на условия работы фундамента под нагрузкой, при этом исключается необходимость увеличивать ширину монолитного раствора.
После установки сваи в наголовник и принятия ею вертикального положения ударами сваебойной установки производится ее забивка. Ударный орган сваебойной установки передает ударный импульс через наголовник, а именно через плиту 4 и тело 5 сердечника 3 бетонному торцу сваи 7. При этом выпуски 6 арматуры не испытывают ударную нагрузку. Свая забивается до проектной отметки, другими словами, до того момента, когда высота бетонного оголовка сваи над уровнем котлована будет соответствовать проектной величине. При этом если эта проектная величина меньше разницы высот короба 1 и тела 5 (Н1-Н2), то наголовник погружается в землю до достижения этой проектной величины.
По окончании забивки сваебойная установка поднимает наголовник со сваи и перемещается на новое место. Остается забитая в дно котлована, не требующая доработки свая.
В предпочтительном варианте выполнения тело 5 сердечника 3 выполнено в форме вертикально ориентированной прямой призмы, основания которой параллельны плите 4 сердечника 3. Расположено тело 5 относительно стенок короба 1 таким образом, что четыре стороны основания призмы пересекают условную диагональ короба 1 под прямым углом (фиг. 3,5,6). На боковых ребрах призмы могут быть выполнены фаски 8, то есть боковые ребра призмы скошены в вертикальной плоскости.
Еще в одном варианте выполнения тело 5 сердечника 3 выполнено в форме прямого цилиндра, основания которой параллельны плите сердечника (см. фиг. 7).
Для облегчения изготовления тело 5 сердечника может быть выполнено сборным, состоящим из сваренных между собой пластин. Для обеспечения прочности наборного (из пластин) тела 5 сердечника, помимо обварки швов, пластины сердечника дополнительно соединены болтами, которые также обварены и их головки зашлифованы для обеспечения ровной ударной поверхности сердечника и верха наголовника.
Нижняя часть короба 1 выполнена с уширением в виде раструба 9. Раструб выполнен фигурным и включает наклонную часть и вертикальную часть. Он служит для дополнительного облегчения заведения сваи в наголовник. То есть, свая при подтягивании значительно легче попадает в раструб короба 1, а затем центрируется коробом 1.
Короб 1 снабжен ребрами 10 жесткости, выполненными в нижней его части. Для облегчения вхождения наголовника в мерзлый или твердый грунт нижний край короба 1 и ребра 10 жесткости могут быть заточены под углом 45°. Все элементы конструкции соединены сваркой, а все внутренние изгибы короба 1 обварены и закруглены.
Применение описываемого свайного наголовника в строительстве при возведении свайных фундаментов позволит:
- сэкономить расход бетона из-за выполнения бетонного тела сваи короче на величину, необходимую для анкеровки арматурных выпусков сваи;
- значительное снизить трудозатраты и повысить производительность за счет исключения операций по срубке оголовков свай;
- исключить утилизацию отходов оголовков свай.
Все это приводит к значительному снижению сметной стоимости свайных работ.