СВАЯ ВИНТОВАЯ ШПРИЦЕВИДНАЯ
SYRINGE-TYPE SCREW PILE

Изобретение относится к строительству, в частности к конструкциям винтовых свай, и может быть использовано в различных грунтовых условиях для строительства средних и легких по весу объектов, например дорожных знаков, информационных щитов, беседок, опор электрических линий и т.д.
Из уровня техники известны винтовые сваи, в том числе шприцевидные, изготавливаемые, например, компанией «СВАИГОСТ» (http://svaigost.ru) или, например, компанией «ФУНДЭКС» (http://www.fundex.su). Шприцевидная свая представляет собой сварную стальную трубу с приваренной лопастью, полый ствол которой срезан под углом 45 градусов.
Известна также свая винтовая шприцевидная по техническому решению, описанному в патенте CN №201531022 (опубл. 21.07.2010). Эта свая, так же, как вышеописанные сваи, имеет стальное полое тело с приваренной к ней одной или двумя спиралевидными лопастями и срезанным под углом нижним концом.
Недостатком известных решений является невысокая надежность при эксплуатации, т.к. при размещении сваи в грунте последний укрепляется только непосредственно под сваей, а грунт вокруг ствола сваи наоборот разрыхляется в процессе проникновения сваи в его толщу.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому техническому решению является винтовая свая (патент РФ №85919, опубл. 20.08.2009), которая конструктивно представляет собой трубчатый ствол с закрепленным на нем винтовой лопастью и односторонним заострением нижнего конца трубчатого ствола. Нижний конец трубчатого ствола может быть жестко заделан заглушкой или оставлен открытым, а одностороннее заострение может быть выполнено с углом от 10° до 80°. Свая обладает простой конструкцией, однако в процессе применения свая имеет недостаточную несущую способность и низкую надежность при эксплуатации. Это обусловлено тем, что при размещении сваи в грунте не происходит равномерного уплотнения грунта вокруг ствола сваи, грунт укрепляется только под сваей.
Задача, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, заключается в создании новой винтовой сваи, позволяющей расширить арсенал видов винтовых шприцевидных свай.
Технический результат, достигаемый при решении задачи, заключается в повышении надежности сваи винтовой шприцевидной при ее эксплуатации.
Поставленная задача и достижение технического результата обеспечивается за счет того, что в свае винтовой шприцевидной, содержащей трубчатый ствол с закрепленной на нем винтовой лопастью, причем нижний конец трубчатого ствола выполнен с односторонним заострением и жестко заделан, согласно настоящему изобретению, под винтовой лопастью выполнены отверстия в стволе по спирали, угол закрутки которой совпадает с углом закрутки винтовой лопасти, при этом шаг размещения отверстий выбирается в зависимости от плотности грунта.
Имеется вариант развития основного технического решения, заключающийся в том, что в жестко заделанном односторонне заостренном нижнем конце трубчатого ствола выполнено по крайне мере одно отверстие.
Таким образом, заявляемое техническое решение всей своей совокупностью существенных признаков позволяет повысить надежность сваи винтовой шприцевидной при ее эксплуатации. Это обусловлено тем, что появляется возможность вводить под давлением грунтоукрепляющую смесь через отверстия, расположенные под винтовой лопастью равномерно по спирали, угол закрутки которой совпадает с углом закрутки винтовой лопасти, вокруг трубчатого ствола сваи, формируя дополнительную несущую поверхность опоры сваи во время ее эксплуатации за счет вовлечения в работу грунта с образованием под винтовой лопастью по ее спирали вокруг трубчатого ствола соответствующего упрочненного слоя грунта, поскольку вокруг сваи формируется фиксирующая ее положение направленная структура прилегающего к ней грунта, усиливающая облегание грунтом сваи в соответствии с траекторией прохода лопастей сваи, повышая тем самым надежность сцепления околосвайного грунта между собой и сваей.
Заявителем проведен патентно-информационный поиск по данной теме, в результате которого заявляемая совокупность существенных признаков не выявлена. Поэтому предлагаемое изобретение можно признать новым.
Соответствие данного изобретения критерию патентоспособности «изобретательский уровень» обосновывается следующим.
Данное изобретение для специалиста логически не следует из известного уровня техники. Так, например, все известные сваи винтовые шприцевидные, в стволе которых выполнены отверстия перпендикулярно оси ствола (например, патент РФ №116512 «ВИНТОВАЯ СВАЯ (ВАРИАНТЫ)», опубл. 27.05.2012).), в процессе эксплуатации неравномерно упрочняют грунт, т.к. через эти отверстия упрочнение происходит только по бокам сваи с образованием отдельных лучей, фиксирующих ее положение. Это приводит к тому, что при внешнем силовом воздействии из-за малой площади опоры в боковом грунте возможны смещение и наклон трубчатого ствола сваи.
В заявляемом же изобретении ситуация иная. При подаче грунтоукрепляющей смеси в грунт через отверстия, выполненные под винтовой лопастью равномерно по спирали, угол закрутки которой совпадает с углом закрутки винтовой лопасти, выброс этой смеси идет по спиральной траектории, поэтому происходит обжатие смесью трубчатого ствола сваи, при этом образуются «лепестки-шипы», являющиеся дополнительной опорной пятой для упрочнения грунта вокруг сваи, и, следовательно, достигается повышение фиксации ее вертикального положения, т.к. свая опирается на них, и, как результат, повышение надежности при эксплуатации сваи.
Сущность технического решения поясняется фигурами и нижеследующим описанием.
На фиг. 1 представлен общий вид сваи винтовой шприцевидной.
На фиг. 2 представлен вид снизу сваи винтовой шприцевидной. Позициями обозначены:
1 - трубчатый ствол.
2 - винтовая лопасть.
3 - заостренный и жестко заделанный нижний конец трубчатого ствола.
4 - отверстие.
5 - отверстие.
Свая винтовая шприцевидная (Фиг. 1) содержит трубчатый ствол 1, на котором закреплена винтовая лопасть 2. Нижний конец 3 трубчатого ствола 1 выполнен с односторонним заострением и жестко заделан. Под винтовой лопастью 2 выполнены отверстия 4 в стволе по спирали, угол закрутки которой совпадает с углом закрутки винтовой лопасти 2, при этом шаг размещения отверстий 4 выбирается в зависимости от плотности грунта. Так, например, при увеличении плотности грунта шаг также увеличивается.
В нижнем конце 3 трубчатого ствола 1 может быть выполнено, по крайне мере, одно отверстие 5. На Фиг. 2 представлен вариант с двумя выполненными отверстиями 5. Эти отверстия 5 позволяют полнее распределить под сваей грунтозакрепляющий раствор в месте ее погружения в грунт.
Для повышения прочности трубчатого ствола 1 сваи на изгиб, повышения ее несущей способности и увеличения срока службы полость сваи заполняют бетонным раствором или раствором другого состава, который при заполнении полости проходит через отверстия 4 и 5 сваи в грунт, укрепляя грунт вокруг трубчатого ствола 1 сваи и более прочно и жестко закрепляя сваю в грунте. Причем при погружении сваи в грунт с одновременным заполнением раствором ее полости, укрепление грунта будет происходить по всей высоте трубчатого ствола 1, т.к. раствор из отверстий 4 и 5 будет проникать в грунт по мере погружения сваи.
Таким образом, использование предлагаемой конструкции винтовой сваи позволит значительно увеличить ее несущую способность за счет увеличения сцепления ствола сваи с грунтом, повысить надежность винтовой шприцевидной сваи при ее эксплуатации.