ВЕЧНОМЕРЗЛЫХ ГРУНТАХ

Область техники

Изобретение относится к области энергетики, а точнее к свайным фундаментам опор линий электропередач устраиваемых в различных типах грунтов. Изобретение может быть использовано при строительстве и ремонте свайных фундаментов опор линий электропередач, а так же в других отраслях промышленности при работе свай на горизонтальную нагрузку и при действии на сваю сил морозного пучения грунта.

Предшествующий уровень техники

Известна технология возведения фундаментов - «свая в трубе» (Булатов Г.Я., Костюкова А.Ю., Инженерно-строительный журнал. 2008. N°l, С. 33-37). Технология заключается в следующем: после погружения трубчатой сваи удаляют слабый грунт из ее полости, выравнивают поверхность грунтового ядра, уплотняют его, укладывают слой дренирующего материала с уплотнением и внутрь трубы устанавливают фундаментную колонну, передающую нагрузки от ростверка на грунтовое ядро.

Однако данная конструкция не имеет высокой несущей способности при действии горизонтальных сил на сваю.

Известен способ построения свайного фундамента (см. патент Канады jN°2540185, публикация 31.05.2005, МПК E02D27/12), согласно которому, по меньшей мере, одна металлическая свая вставляется через сквозное отверстие, фиксируется в осевом направлении структуры, содержит стержень и, по крайней мере, один нижний основной оголовок, контактирующий с землёй; при этом поперечные размеры оголовка больше, чем размеры отверстия.

Недостатком данного изобретения является - недостаточная несущая способность на горизонтальные нагрузки.

Раскрытие изобретения

Задачей изобретения является разработка способа установки опор для воздушных линий передач на вечномерзлых грунтах воспринимающих горизонтальные нагрузки без превышения предельно-допустимых углов поворота свай и предельно-допустимых горизонтальных перемещений.

Технический результат заключается в повышении надежности несущей способности сваи на горизонтальные нагрузки, уменьшении трудоемкости и стоимости производства работ, увеличении надежности от воздействия сил морозного пучения грунта на сваю.

Поставленная задача решается тем, что забивают обсадную трубу и погружают в неё сваю, при этом в процессе погружения сваи выполняют монтаж жестких элементов на ствол сваи с помощью сварки, для чего на свае делают отметку зоны расположения жестких элементов, при забивке сваи, когда нижняя отметка достигает уровня верха обсадной трубы, осуществляют геометрический замер зазоров между обсадной трубой и сваей и по результатам замеров изготавливают жесткие элементы, которые приваривают парами с противоположных сторон в одной вертикальной плоскости, по ходу погружения трубы операцию повторяют.

При этом монтаж жестких элементов, например, с помощью сварки, на ствол сваи выполняют в процессе погружения сваи. Для этого на свае делают отметку зоны расположения жестких элементов, высоту зоны приварки выбирают не менее 3 метров, длину жестких элементов 5-15 см, расстояние между жесткими элементами - 0,35-0,65 м.

Далее при забивке сваи, когда нижняя отметка достигает уровня верха обсадной трубы, осуществляют геометрический замер зазоров между обсадной трубой и сваей и по результатам замеров изготавливают жесткие элементы, которые приваривают парами с противоположных сторон, по ходу погружения трубы операцию повторяют. Шаг погружения трубы лежит в интервале 0,5-0,7 м.

Краткое описание чертежей

Изобретение поясняется чертежом, позициями на чертеже обозначены: 1 - свая, 2 - ствол сваи, 3 - пята сваи, 4 - обсадная труба, 5 - заполнитель, 6 - отсечной экран, 7 - жесткие элементы.

Лучший вариант осуществления изобретения

Свая 1 включает ствол 2 и пяту 3. Ствол сваи может быть выполнен из бетона класса В10 - В40, из металлопроката с маркой стали 17Г1С, 17Г1С-У, Ст2кп, Ст2пс, Ст2сп, СтЗкп, СтЗпс, СтЗсп, СтЗпсЗ, СтЗспЗ, СтЗпс4, СтЗсп40, 9Г2С, классом прочности К34- К60 или из железобетона, длиной L1, например, 6-20 м, цилиндрической формы диаметром dl, например, 15-150 см или прямоугольной формы со сторонами S1, например, 10-100 см и S2, например, 10-100 см. Ствол 2 служит для восприятия вертикальных, горизонтальных и других нагрузок. В нижней части ствола 2 сваи 1 может крепиться пята сваи 3, которая может иметь коническую, округлую или плоскую формы и монтироваться к стволу 2 с помощью сварки или отливаться единой монолитной конструкцией в случае устройства бетонных и железобетонных свай. В верхней части ствола 2 равной длиной от 1 м до L1/2 м может крепиться отсечной экран 6 и жесткие элементы 7. Отсечной экран 6 может выполняться из листового пластика или металлического оцинкованного листа. Отсечной экран 6 устанавливается вплотную к стволу 2 и крепится к ней с помощью хомутов до или в процессе забивки сваи 1. Отсечной экран 6 служит для отсечения сваи 1 от материала заполнения 5 с целью увеличения надежности от воздействия сил морозного пучения грунта на сваю 1. Жесткие элементы 7 ствола 2 выполняются из металлических пластин с маркой стали 09Г2С, 10Г2, 15ГС, 16ГС, 17ГС, длиной L3, например, 5-15 см шириной S3, например, 1-10 см и толщиной НЗ, например, 0,1-4 см. Жесткие элементы 7 могут быть плоской, квадратной, треугольной, круглой или другой непроизвольной геометрической формы. Жесткие элементы 7 устанавливаются по направлению действия горизонтальных сил на сваю 1 и крепятся к стволу 2 с помощью сварки с шагом равным не менее L3. Жесткие элементы 7 служат для передачи горизонтальных усилий сваи на обсадную трубу 4. Ствол сваи 2 устанавливается в обсадную трубу 4 . Обсадная труба 4 выполняется из трубного металлопроката с маркой стали 17Г1С, 17Г1С-У, Ст2кп, Ст2пс, Ст2сп, СтЗкп, СтЗпс, СтЗсп, СтЗпсЗ, СтЗспЗ, СтЗпс4, СтЗсп40, 9Г2С, классом прочности К34- К60, длиной L2, например, 1-10 м, диаметром d2, например, 20-170 см. Обсадная труба 4 служит для восприятия горизонтальных нагрузок от сваи 1 и передачи их на окружающий ее грунт с большей рабочей площадью. Заполнителем 5 пространства между сваей 1 и обсадной трубой 4 служит цементно-песчаный раствор марки М10-М350 или сыпучий инертный непучинистый материал.

Способ реализуется следующим образом.

Забивают обсадную трубу 4 и погружают в неё сваю 1, при этом в процессе погружения сваи 1 выполняют монтаж жестких элементов 7 на ствол 2 сваи 1 с помощью сварки, для чего на свае 1 делают отметку зоны расположения жестких элементов 7. При забивке сваи 1, когда нижняя отметка достигает уровня верха обсадной трубы 4 осуществляют геометрический замер зазоров между обсадной трубой 4 и сваей 1 и по результатам замеров изготавливают жесткие элементы 7, которые приваривают парами с противоположных сторон, по ходу погружения трубы операцию повторяют.