УНИВЕРСАЛЬНАЯ СВАЯ «АКСОН»

В современном строительстве зданий и сооружений общественного и промышленного типа используется в основном два вида фундамента: ленточный и свайный. В зависимости от характеристик грунта (прочность, пучинистость, сжимаемость) назначается тот или иной вид основания. Так же не маловажную роль при выборе того или иного фундамента играет тип будущего сооружения, ориентирующий вес и соответственно давление на грунт через фундамент, а так же глубина промерзания грунта и уровень грунтовых вод. В грунтах, имеющих неравномерные просадки, большие мощности слабых грунтов, а также высокий уровень грунтовых вод - практика показывает целесообразность и эффективность использования свайного фундамента, обеспеченная уменьшением объемов земляных работ, меньшим парком используемых спецмашин, а так же сохранением структуры грунтов.

На данный момент уровень развития технологий в современном строительстве предлагает различные виды свай, отличающиеся конструкционными особенностями и технологией монтажа непосредственно на строительной площадке. Их разнообразие с каждым годом увеличивается из-за структурных особенностей грунта в различных районах территориальной и климатической зависимости. Поэтому, в данной статье предлагается одно из решений упрощения конструкции сваи, увеличение эффективности и уменьшении затрат, трудоемкости производства и монтажа свай.

В статье рассматривается новый вид сваи, имеющий особенность использования в разных видах геологического строения рельефа, а так же вида сооружения, возводимого на данном фундаменте. Еще свая может работать как самостоятельная конструкция, к примеру, свай-колонн или непосредственной опоры монорельсового и трубопроводного транспорта. Рассматривая данный тип сваи, изображенный на рисунке 1, мы видим, что конструктивно свая включает в себя забивной наконечник внутренней сваи 1, выдвигающийся аксон 2, запорный механизм 3 (имеющий штифт, защелкивающий язык, гребень, витую пружину, работающую на кручение), разрушающуюся стенку-перегородку 4, трубу-оболочку 5, содержащую вышеперечисленные элементы.

В зависимости от необходимого нам способа эксплуатации сваю можно применять как забивную с продольной арматурой без предварительного напряжения и поперечным армированием, что уменьшит стоимость и трудоёмкость при изготовлении. Возможно ее применение также как буронабивной сваи без крепления стенок скважин. Если оборудовать наконечник внутренней сваи запорным механизмом, для сцепа с внутренней нишей трубы-оболочки и скомбинировать подколонник и верхнюю часть трубы-оболочки, увеличив забивную внутреннюю сваю, то возможна эксплуатация сваи, как сваи-колонны, только необходимо уменьшить глубину погружения самой сваи, а допустимые несущая способность и опрокидывающий момент обеспечится конструктивной особенностью сваи. Аналогично можно заменить колонну опорой для моста, и свая будет применяться, как независимая опора и фундамент, если соответственно в данном месте нет возможности для обычного блока, в зависимости от характеристики грунтов.

Реализация выхода аксона: внедрив сваю в грунт вышеизложенными методами (свая внедряется в грунт в сборном состоянии, тем самым обеспечивается уменьшение трудозатрат при монтаже, а также уменьшение вероятности разрушения от горизонтальной (сжимающей) нагрузки), выполняется забивка внутренней сваи, той же установкой, что и для забивки трубы-оболочки (не используя дополнительный парк машин) или при более прочных грунтах можно применить вибромолот.

Рисунок 1. Общая схема сваи и принципа работы при монтаже

При верхней вертикальной нагрузке забивной наконечник внутренней сваи толкает аксон, тем самым конец аксона разрушает стенку-перегородку и перемещается в грунте по радиальному контуру вдоль вертикальной оси сваи, раскрывая аксон на 90⁰, зацепляясь запорным механизмом за наконечник внутренней сваи, закрывая пространство демонтированной стенки-перегородки.

Контур полного контакта наконечника внутренней сваи и корня аксона обеспечивает устранение возможности расцепа и излома аксона при нагрузке. Тем самым обеспечивается хорошая работа сваи на выдергивание и изгибающий момент. Увеличенная площадь опирания за счет аксона обеспечивает устойчивую работу сваи на вдавливающее и выдергивающее усилия, а также делая конструкцию более сейсмоустойчивой. Так же есть возможность увеличить количество аксонов, тем самым увеличим общую площадь передачи вертикального расчетного усилия. При эксплуатации возведенного сооружения на данных сваях при динамических и статических нагрузках, усадка сооружения будет меньше чем при других типах свай, так как горизонтальное положение аксона обеспечит максимальную площадь опирания и соответственно передачу нагрузки на основание сваи. Сваю можно будет демонтировать из грунта по истечению эксплуатируемого срока, из-за конструктивной особенности сцепа аксона и внутренней сваи, и использовать повторно, если она будет соответствовать требованиям пригодности к эксплуатации, тем самым сохраняется природная структура грунта, а повторное использование дает экономический эффект.

В завершении можно сделать вывод о рациональном использовании конструкции сваи, о ее универсальности в случае применения в различных грунтах и наземных сооружениях. Как и любое нововведение нуждается в проведении опытов на данной опорной несущей конструкции.

Список литературы:

1. Метелюк Н.С., Шишко Г.Ф., Соловьева А.Б., Грузинцев В.В. Сваи и свайные фундаменты: Справочное пособие. К.: Буд-к, 1977. — 256 с.
2. Ободовский А. А. Проектирование свайных фундаметов. М.: Стройиздат, 1977. 112 с.
3. Смородинов М.И., Смолин Б.С. Анкерующие устройства при строительстве заглубленных сооружений.- Основания, фундаменты и механика грунтов, 1980, № 6, с.20-22.
4. Соловьев Ю.И. К расчету анкерных фундаментов неглубокого заложения.- В кн.: Труды Новосибирского ИИТ, вып.24.- Новосибирск: Издат. Новосибирского ИИТ, 1961, с.48-50.