Бекбасаров И.И., Исаков Г.И., Саимбетова Б.Т.

Таразский государственный университет им. М.Х. Дулати, Казахстан

НОВАЯ КОНСТРУКЦИЯ СВАЙНОГО НАГОЛОВНИКА

И ЕГО ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

Для снижения уровня сжимающих напряжений в железобетонных сваях при забивке, а, следовательно, для обеспечения их сохранности от ударов молотов, предложена рациональная конструкция наголовника, основанная на новом принципе передачи ударных усилий от молота к свае [1-4].

Схема наголовника, обеспечивающего, в отличие от существующих конструкций наголовников, передачу ударных усилий от молота на боковую поверхность головной части сваи, представлена на рисунке 1.

Наголовник содержит: верхнюю выемку 1; верхний амортизатор 2; верхний обруч 3; диафрагму 4; нижний обруч 5; нижнюю выемку 6; резиновые амортизаторы 7; вертикальные подвижные пластины 8; прижимные винты 9; обжимные пояса 10.

Передача ударных нагрузок от шабота 11 молота 12 к свае 13 производится за счет трения боковых резиновых амортизаторов 7 по бетону боковой поверхности головы сваи 13. Резиновые амортизаторы 7 крепятся к вертикальным подвижным пластинам 8 на основе высокопрочного клея. Вертикальные пластины 8 упираются в диафрагму 4 и одновременно удерживаются в вертикальном положении с помощью прижимных винтов 9. Прижимные винты 9 ввинчиваются в обжимные пояса 10 и в корпус 14 нижней выемки 6. Обжимные пояса 10 соединены с корпусом 14 нижней выемки путем сварки.

Подготовка наголовника к работе производится в следующей последовательности:

- производится сборка наголовника с укладкой амортизатора 2 в верхнюю выемку 1;

Рисунок 1. Схема свайного наголовника с боковой передачей ударных усилий на сваю

- с помощью верхнего обруча 3 выполняется подвеска наголовника к молоту 12 с установкой шабота 11 в верхнюю выемку 1;

- в нижнюю выемку 6 заводится голова сваи 13;

- производится равномерное завинчивание прижимных винтов 9;

- под действием прижимных винтов 9 вертикальные подвижные пластины 8 с боковыми резиновыми амортизаторами 7 прижимаются к боковым граням головы сваи 13;

- наголовник и свая 13 задавливаются массой молота 12;

- производится забивка сваи 13.

Толщину бокового резинового амортизатора в свайном наголовнике рекомендуется определять по формуле

, (1)

где - расчетный модуль упругости резинового амортизатора, МПа; - коэффициент жесткости резинного амортизатора; - коэффициент уплотнения резинового амортизатора, равный 1,0.

Модуль упругости резинового амортизатора в формуле (1), определяется в зависимости от степени пустотности резины и ожидаемого усилия сжатия амортизатора в наголовнике.

Таким образом, наголовник позволяет производить передачу ударных нагрузок молота на боковую поверхность головы сваи. Преимуществом данного наголовника является повышенная площадь передачи ударных нагрузок от молота к свае. Так, при длине контактной боковой поверхности сваи, равной размеру ее поперечного сечения, площадь передачи ударных нагрузок в наголовнике в 4 раза превышает аналогичную площадь существующего наголовника. Благодаря этому обеспечивается снижение динамических сжимающих напряжений в голове свай до 1,8-3,6 раза, что обеспечивает их сохранность от разрушений при забивке и погружаемость до требуемой отметки.

В целом разработанная новая конструкция свайного наголовника по сравнению с существующими аналогами позволяет практически предотвратить (или сократить до минимума) в строительстве такие отрицательные явления как недопогружение свай до проектной глубины, их разрушение и недостижение ими вследствие этого требуемой несущей способности.

На основе расчетов установлено, что прогнозный экономический эффект от применения наголовника достигает: от исключения им недопогружения свай до проектной глубины - 37% от общей стоимости свайных фундаментов; от исключения им недостижения сваями требуемой несущей способности – 60% от удельной стоимости свайных фундаментов.

Литература:

1. Бекбасаров И.И., Исаков Г.И. Наголовник для забивки железобетонных свай. Маterialу VII mezinarodni vedecko-prakticka conference «Vedeckу prumsul evropskeho kontinentu-2011» - 2011», 27.11.2011-05.12.2011, Praha Publishing House «Education and Science» s.r.o., 72-75 p.

2. Бекбасаров И.И. Новые ресурсосберегающие конструкции железобетонной сваи и свайного наголовника. Вестник ТарГУ им. М.Х. Дулати // Природопользование и проблемы антропосферы. - Тараз, 2011, № 3. – с.81- 86.

3. Исаков Г.И., Бекбасаров И.И. Принципы создания новой конструкции наголовника для забивки железобетонных свай. Материалы ХIII студенческой научно-практической конференции ТарГУ им. М. Х. Дулати по естественным, техническим, социально-гуманитарным и экономическим наукам, посвященной 20-летию Независимости республики Казахстан. - Тараз, 2011. - с.141-142.

4. Бекбасаров И.И., Исаков Г.И. Конструктивные особенности наголовника с боковой передачей усилий от молота к свае при ее забивке. ТарГУ им. М.Х. Дулати // Материалы международной научно-практической конференции: «VII – Дулатовские чтения». – Тараз, 2012. – с. 142-143.