СВАЯ ЗАБИВНАЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕЕ ПОГРУЖЕНИЯ

Полезная модель относится к строительству фундаментов под здания, а именно к сваям с повышенной несущей способностью.
Известна свая (а.с.SU №1028780 от 03.07.1981 г.), включающая ствол с заостренной нижней частью, поворотные лопасти, шарнирно прикрепленные к нижней части ствола; каждая лопасть имеет опорные площадки, расположенные попарно симметрично относительно осевой плоскости с образованием острого угла, вершина которого направлена вверх; клиновые вкладыши, состоящие из секций, расположенные между опорными площадками, имеющие заострение под углом, направленным вниз, соответствующее заострению нижней части ствола, два стяжных приспособления с фиксаторами, каждое из которых удерживает поворотные лопасти в сложенном состоянии при забивке сваи на заданную глубину и после выемки фиксаторов освобождает лопасти для поворота на заданный угол.
Недостаток сваи - большое сопротивление грунта забиванию или задавливанию сваи вследствие конструктивной сложности лопастей и большому расстоянию между вкладышами, образующими заостренный наконечник, и сваей, и пространству между торцом сваи и вкладышами, создающему дополнительную упругость системы «свая - наконечник».
Известна свая с раскрываемым нижним концом (патент US №2942426 от 04.06.1954 г.), состоящая из толстостенной стальной трубы, на нижнем конце которой имеется множество продольных прорезей, делящих его на сегменты, ребра, приваренные к сегментам для увеличения их жесткости и создания упора в трубу при разведенных сегментах; бетонного наконечника в нижней полости трубы, имеющего нижнюю коническую поверхность с вершиной, направленной в грунт для улучшения погружения, и верхнюю коническую
поверхность с вершиной, направленной вверх. Торец нижнего конца трубы упирается в коническую поверхность при задавливании сваи, и нижний конец разделяется на сегменты после упора наконечника в твердый грунт. При дальнейшем задавливании трубы сегменты разворачиваются, увеличивая несущую способность сваи.
Наконечник можно забивать, ударяя по стержню, вставленному в трубу. Недостаток сваи - стальная, подверженная коррозии, имеет небольшой ресурс; при повышенной коррозионной стойкости имеет высокую стоимость.
Известна стальная полая свая (патент US №6047505 от 01.12.1997 г.) с концевой частью, разделяемой на секции после задавливания сваи на заданную глубину, имеющая заостренный наконечник на ее нижнем конце и механизм разделения на секции концевой части сваи. Секции разворачиваются, обеспечивая повышенную несущую способность сваи после ее дополнительного погружения на небольшую глубину. Недостаток сваи - сложность и высокая стоимость механизма разделения нижнего конца сваи на поворотные секции.
Известна забивная полая свая (а.с.SU №301404 от 14.07.1969 г.) с шарнирно закрепленными в ее нижней части раздвижными и поворотными лопастями и стержнем в центральной сквозной полости, служащим для управления положением лопастей через запорное устройство. При погружении сваи в грунт лопасти сложены так, что образуют заостренный наконечник. После погружения сваи на заданную глубину поворотом стержня воздействуют на запорное устройство и освобождают лопасти для их разворота до горизонтального положения для увеличения несущей способности сваи. Недостаток сваи - сложная и дорогостоящая конструкция механизма удержания и разворота лопастей, которая после забивки сваи остается в грунте.
Забивная свая (а.с. SU №1564267 от 22.04.1987) включает полый квадратный ствол, размещенные в его нижней части раздвижной башмак и клиновой наконечник, размещенный между элементами башмака, имеющими скосы. Элементы башмака соединены съемным замком.
Сваю погружают на заданную глубину статическим или динамическим способом, затем снимают замок и дополнительно погружают сваю. Под действием клина наконечника элементы башмака раздвигаются, увеличивая несущую способность сваи. Недостаток сваи в большом размере полости для размещения толстостенного замка, выдерживающего действие на элементы башмака большой силы от клина.
В забивной полой свае (а.с.SU №996629 от 03.10.1980 г.) нижний торец имеет форму усеченного конуса или пирамиды. В полости ствола размещена штанга с присоединенным к ее нижнему концу центральным стержнем и имеющим заостренный наконечник, к основанию которого с помощью петель присоединены поворотные лопасти, опирающиеся верхними концами на усеченный конус сваи, образующие в сложенном состоянии продолжение заостренного наконечника.
При сборке сваи перед забивкой поворотные лопасти фиксируют монтажным хомутом. При забивке сваи в грунт верхний торец штанги упирается в забивной оголовок сваи. После забивки сваи на заданную глубину штангу поднимают вверх подъемным механизмом и поворотные лопасти, взаимодействуя с усеченной конической или пирамидальной поверхностью конца сваи, разворачиваются, увеличивая несущую способность сваи. После окончания раскрытия лопастей штангу отсоединяют от стержня с наконечником и вынимают, а зону расположения лопастей и стержня замоноличивают цементным раствором, нагнетаемым через полость в свае.
Недостаток сваи - сложная и дорогостоящая конструкция наконечника с лопастями, остающаяся в грунте после забивки сваи.
В забивной полой железобетонной свае с заостренным нижним концом (а.с. SU №720104 от 06.01.1978 г.), принятой за прототип, в полость введен центральный полый стержень, выступающий за пределы нижнего конца сваи. К нижнему концу стержня шарнирно прикреплены и соединены замком поворотные лопасти, верхние клинообразные концы которых взаимодействуют с расположенными под острым углом плоскостями нижнего конца сваи.
Нижние клинообразные концы образуют заостренный наконечник. После погружения сваи на заданную глубину выдергивают канат, введенный в полый стержень при сборке сваи, замок раскрывается и при дальнейшей забивке сваи она своим заостренным концом разворачивает лопасти, увеличивая несущую способность сваи.
Недостаток сваи в том, что после ее окончательного погружения в полости остается заостренный стержень, уменьшающий максимальную несущую способность сваи.
Известна свая (а.с.SU №1028780 от 03.07.1981 г.), включающая ствол с заостренной нижней частью, поворотные лопасти, шарнирно прикрепленные к нижней части ствола; опорные площадки на каждой лопасти, расположенные симметрично относительно осевой плоскости с образованием острого угла, вершина которого направлена вверх; клиновой вкладыш, расположенный между опорными площадками, имеющий заострение под углом, направленным вниз, два стяжных приспособления с фиксаторами, каждое из которых удерживает поворотные лопасти в сложенном состоянии при забивке сваи на заданную глубину и после выемки фиксаторов освобождает лопасти для поворота на заданный угол. При этом вкладыш после поворота лопастей остается в грунте.
Недостаток сваи - большое сопротивление грунта забиванию или задавливанию сваи вследствие конструктивной сложности лопастей и большого расстояния между вкладышами, образующими заостренный наконечник, и сваей, а также остающийся на нижнем конце ствола после забивания сваи в грунт заостренный наконечник сваи, снижающий ее несущую способность. Кроме того, в грунте остается клиновой вкладыш и поэтому он не может повторно использоваться как часть заостренного наконечника при погружении свай и как клиновое устройство для начального поворота лопастей.
Техническая задача, решаемая полезной моделью - создание повышенной несущей способности сваи при пониженной силе ее погружения в грунт и сохранение заостренного вкладыша для его многократного использования.
Техническая задача решена в конструкции забивной сваи, состоящей из ствола, наголовника, по меньшей мере одной пары противолежащих поворотных лопастей, имеющих опорные плоскости и внешние поверхности, соединения каждой из лопастей с торцом сваи, обеспечивающего возможность вращательного движения относительно оси, расположенной в плоскости, перпендикулярной оси сваи; нижней полости с острым углом, направленным вверх, образованной опорными плоскостями лопастей, в их сложенном к оси сваи состоянии; вкладыша, расположенного между опорными плоскостями, имеющего первое заострение под углом, направленным вверх, равным острому углу нижней полости, и второе заострение, направленное вниз, и образующего, вместе с поворотными лопастями в их сложенном состоянии, наконечник сваи; стяжного приспособления поворотных лопастей, удерживающего их и вкладыш в виде наконечника до начала погружения сваи, при этом внешние поверхности поворотных лопастей расположены под углом к оси так, что образуют угол заострения наконечника, меньший или равный углу второго заострения вкладыша;
- ствол имеет осевое сквозное отверстие, диаметр которого больше наибольшего поперечного размера вкладыша;
- в осевом отверстии сваи находится шток, нижний конец которого соединен с вкладышем, а верхний конец - с наголовником;
- при этом вкладыш является удаляемым вместе со штоком через осевое отверстие ствола после погружения сваи на заданную глубину.
Устройство для погружения забивной сваи со сквозным осевым отверстием, имеющее вкладыш с первым заострением под углом, направленным вверх, и второе заострение под углом, направленным вниз, при этом первое заострение выполнено усеченным и соединено со штоком, длина которого больше длины сваи.
Технический эффект - создание повышенной несущей способности сваи при пониженной силе ее погружения в грунт и сохранение заостренного вкладыша для его многократного использования, достигается за счет новых
существенных признаков конструкции забивной сваи и устройства для ее погружения, а именно:
- внешние поверхности поворотных лопастей расположены под углом к оси так, что образуют угол заострения наконечника, меньший или равный углу второго заострения вкладыша;
- ствол имеет осевое сквозное отверстие, диаметр которого больше наибольшего поперечного размера вкладыша;
- в осевом отверстии сваи находится шток, нижний конец которого соединен с вкладышем, а верхний конец - с наголовником;
- при этом вкладыш является удаляемым вместе со штоком через осевое отверстие ствола после погружения сваи на заданную глубину.
Отличительный признак устройства для погружения сваи в том, что первое заострение вкладыша выполнено усеченным и соединено со штоком, длина которого больше длины сваи.
Данная совокупность отличительных признаков является новой для забивной сваи, так как не обнаружена в источниках информации, полученных при проведении патентно-информационного поиска. Отличительные признаки устройства также не обнаружены при проведении патентно-информационного поиска и являются новыми.
На фиг.1 показана конструкция устройства в процессе погружения полой сваи;
на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1;
на фиг.3 - положение устройства в полости сваи в момент начала выдвижения опорных вкладышей;
на фиг.4 - свая, опирающаяся в грунте на опорные вкладыши;
на фиг.5 - вид В на фиг.4;
на фиг.6 - устройство для погружения полой сваи.
Забивная свая (фиг.1-4) состоит из ствола 1, наголовника 2, по меньшей мере одной пары противолежащих поворотных лопастей 3, имеющих опорные плоскости 4 и внешние поверхности 5, соединения 6 каждой из лопастей 3 с торцом сваи, обеспечивающего возможность вращательного движения относительно оси, расположенной в плоскости, перпендикулярной оси сваи; нижней полости 7 с острым углом, направленным вверх, образованной опорными плоскостями лопастей 3, в их сложенном к оси сваи состоянии; вкладыша 8, расположенного между опорными плоскостями 4, имеющего первое заострение под углом, направленным вверх, равным острому углу нижней полости 7, и второе заострение, направленное вниз, и образующего, вместе с поворотными лопастями 3 в их сложенном состоянии, наконечник 9 сваи; стяжного приспособления 10 поворотных лопастей 3, удерживающего их и вкладыш 8 в виде наконечника до начала погружения сваи, при этом внешние поверхности поворотных лопастей 3 расположены под углом к оси так, что образуют угол заострения наконечника 9, меньший или равный углу второго заострения вкладыша 8; ствол 1 имеет осевое сквозное отверстие 11, диаметр которого больше наибольшего поперечного размера вкладыша 8; в осевом отверстии 11 сваи находится шток 12, нижний конец которого соединен с вкладышем 8, а верхний конец - с наголовником 2; при этом вкладыш 8 является удаляемым вместе со штоком 12 через осевое отверстие 11 ствола 1 после погружения сваи на заданную глубину.
Устройство 13 (фиг.6) для погружения забивной сваи со сквозным осевым отверстием имеет вкладыш 8 с первым заострением под углом, направленным вверх, и второе заострение под углом, направленным вниз, при этом первое заострение выполнено усеченным и соединено со штоком 12, длина которого больше длины сваи.