КОМПОЗИТНАЯ ПРОТИВОПУЧИНИСТАЯ СВАЯ

Полезная модель относится к строительству фундаментов зданий и сооружений, линейных объектов, опор контактной сети, ЛЭП и иных объектов инфраструктуры на территориях, характеризующихся явлением морозного пучения грунтов. Сущность ПМ: противопучинистая свая выполнена из композитной трубы, на её участке, предназначенном для погружения в грунт, имеются бурты, которые способствуют скольжению мерзлого грунта вверх вдоль скошенной поверхности бурта и одновременно повышают анкерующие свойства сваи за счет упора торцевой части бурта в грунт.
Свая может использоваться как самостоятельный элемент фундамента/опоры или как свая-оболочка, заполняемая бетоном или цементно-песчаным раствором, материал заполнения трубы может быть армирован стальной или композитной арматурой. Технический результат - повышение анкерующих свойств композитной сваи для обеспечения стабильности положения сваи в вечномерзлом грунте, что позволяет увеличить надежность работы фундамента и продлить срок службы сооружений, воздвигнутых на таких фундаментах.
На территориях, характеризующихся явлением морозного пучения грунтов, в первую очередь в зоне вечномерзлых грунтов, фундаменты и основания зданий и сооружений, линейных объектов, опоры контактной сети, опоры ЛЭП, в зимний период испытывают деформации вследствие воздействия пучащегося грунта вокруг фундамента. Эти деформации могут приводить к деградации фундаментов/оснований, и как следствие - уменьшению срока безаварийной службы сооружений и их разрушению.
Для защиты фундаментов от воздействия пучащегося грунта используются два основных метода: а) уменьшения сил смерзания материала фундамента и мерзлого грунта в зоне воздействия сил пучения и б) выполнение анкерующих устройств в грунте. Эти решения применяются при создании свай, обладающих противопучинистыми свойствами, из различных материалов. Преимущество имеют сваи из композитного материала, который ослабляет силы смерзания с грунтом и имеет высокую антикоррозионную стойкость, что обеспечивает длительную сохранность материала фундамента в агрессивных грунтах. Важной особенностью композитов является их пониженная теплопроводность, что защищает мерзлый грунт вокруг сваи фундаментв от таяния и ослабления в результате контакта с мостиками теплопередачи, возникающими на стальных и бетонных сваях.
Известны композитные противопучинистые сваи (патенты ПМ 205047, 207627, 211295), решающие эти задачи. Однако недостатком данных конструкций сваи являются их слабые анкерующие свойства, что не позволяет эффективно сопротивляться выдергивающему воздействию сил морозного пучения грунта. Для преодоления этой проблемы необходима дополнительная анкеровка сваи в грунт, составление тела сваи из двух и более частей, что повышает трудоемкость изготовления сваи, увеличивает расход материала и стоимость изделия.
Наиболее близким аналогом предлагаемой полезной модели является композитная противопучинистая свая по патенту ПМ 205047, выполненная из полимерного композитного материала и состоящая из двух участков - первый анкерующий участок, предназначенный для погружения в неподверженные сезонному промерзанию слои грунта, и второй участок, предназначенный для размещения на глубину промерзания грунта. Первый участок трубы содержит неровности, выполненные в виде отклонений ее радиальных размеров. Однако недостатком такого решения сваи является слабая анкерующая способность таких неровностей.
Сущность заявляемой полезной модели заключается в том, что противопучинистая свая выполнена из композитной трубы, на её участке, предназначенном для погружения в грунт, имеются бурты, которые способствуют скольжению вверх мерзлого грунта вдоль скошенной поверхности бурта и повышают анкерующие свойства сваи за счет упора торцевой части бурта в грунт. Свая может использоваться как самостоятельный элемент фундамента/опоры или как свая-оболочка, заполняемая бетоном или цементно-песчаным раствором, при этом материал заполнения трубы может быть армирован стальной или композитной арматурой.
Технический результат, обеспечиваемый заявляемой полезной моделью, заключается в улучшении анкерующих свойств сваи за счет снижения выдергивающего усилия в результате скольжения вверх мерзлого грунта вдоль скошенной поверхности бурта и более эффективного зацепления изделия в грунте благодаря упору бурта, что повышает сопротивление сваи выдергиванию из грунта силами морозного пучения. Это позволяет увеличить срок службы сооружений, воздвигнутых на фундаментах с применением заявляемой сваи.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется на фиг. 1, где схематично изображена свая в грунте с буртами, находящимися на теле сваи, где: поз. 1 - полая труба сваи; поз. 2 - бурты; поз. 3 - уровень грунта.
Противопучинистая свая представляет собой полую трубу 1 с круглым поперечным сечением, выполненную из полимерного композита. На её нижнем участке, предназначенном для погружения в грунт, имеются бурты 2, которые способствуют скольжению мерзлого грунта вверх вдоль скошенной поверхности бурта и повышают анкерующие свойства сваи. Длина сваи принимается так, чтобы обеспечить достаточную анкеровку конструкции в грунте 3 для препятствования выдергивающим силам морозного пучения. Длина противопучинистого участка, где размещены бурты 2, зависит от глубины промерзания грунта на площадке строительства.