ВИНТОВАЯ СВАЯ (ВАРИАНТЫ)

Техническое решение относится к строительству и может быть использовано для возведения фундаментов инженерно-технических сооружений и в малоэтажном домостроении.
Известна винтовая свая, содержащая ствол и наконечник, выполненные из металла с антикоррозионным покрытием и заполненные цементным составом с арматурой, при этом в верхней части ствола размещен опорный элемент. На наконечнике жестко закреплена одновитковая лопасть (см. патент RU №93412 U1, МПК E02D 5/56).
К недостатку известной сваи относится: повышенная стоимость и трудоемкость изготовления.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является, одновитковая винтовая свая, содержащая ствол с полым наконечником, содержащим конический и цилиндрический участки, выполненные из стали. На поверхности наконечника жестко закреплена одновитковая лопасть, при этом лопасть на конической части наконечника имеет две режущие кромки (см. патент RU №73674 U1, МПК E02D 5/56).
К недостаткам известной сваи относятся: низкий срок службы, так как незащищенная стальная конструкция быстро разрушается в агрессивных грунтах, свая имеет большой вес.
Задачей разработки является создание винтовой сваи, обладающей повышенной антикоррозионной стойкостью, увеличивающей срок службы, сниженным весом по сравнению с металлическими аналогами равной прочности, повышенной несущей способностью.
Техническим результатом заявленного технического решения является повышение срока службы и несущей способности, снижение веса и расширение технологических возможностей.
Технический результат достигается тем, что в винтовой свае, включающей ствол с полым винтовым наконечником с одновитковой лопастью, полый винтовой наконечник выполнен из композитного материала и снабжен жестко закрепленной металлической втулкой с отверстием соответствующем сечению ствола для жесткого соединения со стволом и съемным центрирующим элементом, при этом ствол выполнен металлическим.
Технический результат достигается тем, что в винтовой свае, включающей ствол с полым винтовым наконечником с одновитковой лопастью, полый винтовой наконечник выполнен из композитного материала с коническим отверстием с внутренними шлицевыми выступами для соединения со стволом и снабжен съемным центрирующим элементом, при этом ствол выполнен из композитного материала с коническим участком с наружными шлицевыми выступами в месте соединения его с наконечником.
Кроме того технический результат достигается тем, что ствол винтовой сваи по первому и второму вариантам выполнен пустотелым или цельным четырехгранного, шестигранного или круглого сечения.
Кроме того технический результат достигается тем, что ствол сваи по второму варианту состоит, как минимум, из двух частей, снабженных раструбом с коническим отверстием со шлицевыми выступами на одной из них и коническим краем с наружными шлицевыми выступами на другой для их соединения.
Кроме того технический результат достигается тем, что свая по первому и второму вариантам дополнительно содержит, как минимум, один наконечник, размещенный на стволе.
Кроме того технический результат достигается тем, что съемный центрирующий элемент винтового наконечника сваи по первому и второму вариантам выполнен из металла или композитного материала.
Выполнение в винтовой свае полого винтового наконечника из композитного материала и соединение его с металлическим стволом или со стволом выполненным из композитного материала позволяет снизить коррозионное разрушение сваи, повышая срок службы сваи. Применение винтового наконечника из композитного материала изготовленного с большой точностью, используя известный метод горячего прессования в пресс-форме позволяет повысить несущую способность сваи. Выполнение винтового наконечника полым со съемным центрирующим элементом позволяет, размещая несколько винтовых наконечников как одного диаметра, так и разного диаметра на стволе, повысить несущую способность сваи и расширить ее технологические возможности. Выполнение ствола цельным или составным, как минимум, из двух частей повышает технологические возможности сваи.
На фиг. 1 общий вид винтовой сваи;
На фиг. 2 винтовой наконечник:
а) общий вид;
б) из композитного материала с металлической втулкой в разрезе (вариант 1);
в) из композитного материала с коническим отверстием с шлицевыми выступами в разрезе (вариант 2);
На фиг. 3 показаны разновидности винтовых наконечников:
а, б, в) из композитного материала с металлической втулкой под стволы разного сечения;
г, д, е) полностью из композитного материала под стволы разного сечения.
На фиг. 4 вид ствола из композитного материала в разрезе;
На фиг. 5 общий вид ствола из полых труб в разрезе;
а) соединение частей ствола, выполненных из композитного материала и металла;
б) соединение частей ствола, выполненных из композитного материала;
На фиг. 6 винтовая свая с металлическим стволом и тремя винтовыми наконечниками одного диаметра;
На фиг. 7 (а, б) показаны разновидности опорных площадок сваи.
Винтовая свая по варианту 1 состоит из ствола 1, выполненного из металла и содержит полый винтовой наконечник 2, выполненный из композитного материала, например, стеклопластика, изготовленный методом горячего прессования в пресс-форме с установкой металлической втулки 3 с отверстием соответствующим сечению ствола для жесткого соединения с металлическим стволом сваркой. Винтовой наконечник 2 снабжен съемным центрирующим элементом 4, выполненным из металла или композитного материала. Ствол 1 может быть выполнен пустотелым или монолитным четырехгранного, шестигранного или круглого сечения. В верхней части ствола установлена опорная площадка для закрепления основания строящегося объекта. Виды опорных площадок для пустотелых стволов показаны на фиг. 7.
Винтовая свая по варианту 2 состоит из ствола 5, выполненного из композитного материала и содержит полый винтовой наконечник 6, выполненный из композитного материала, например, стеклопластика методом горячего прессования в пресс-форме. Винтовой наконечник 6 снабжен съемным центрирующим элементом 7, выполненным из металла или композитного материала. На винтовом наконечнике 6 выполнен раструб с коническим отверстием 8, например, 1,5° со шлицевыми выступами 9 для установки ствола 5, снабженного наружным конусом со шлицевыми выступами, соответствующими наконечнику, обеспечивающие жесткую фиксацию и центрирование ствола с наконечником. Наконечник со стволом соединяются с помощью низковязкого быстросохнущего клея, позволяющего быстро собирать сваи требуемой длины на месте, в том числе, используя составные стволы. Соединение пустотелого ствола из двух труб: металлической трубы 10 с трубой 11 из композитного материала и двух труб 12 и 13 из композитного материала показано на фиг. 5 (а, б). Трубы из композитного материала 14 (Фиг. 4) для составного ствола имеют наружный конус 15, например, 1,5° со шлицевыми выступами соответствующими коническому отверстию 16 со шлицевыми выступами раструба другой части трубы для их соединения. Ствол 5 может быть выполнен пустотелым или монолитным четырехгранного, шестигранного или круглого сечения и на одном конце снабжен коническим участком с наружными шлицами соответственно отверстию 8 и шлицевым выступам 9 наконечника для соединения с ним. Виды винтовых наконечников с металлической втулкой с круглым, четырехгранным и шестигранным отверстиями для соединения с металлическим стволом разного сечения показаны на фиг. 4 (а, б, в.) Виды винтовых наконечников с круглым, четырехгранным и шестигранным отверстиями для соединения со стволом из композитного материала показаны на фиг. 4 (г, д, е.) В верхней части ствола установлена опорная площадка для закрепления основания строящегося объекта. Установку сваи производят следующим образом.
На участке строительства производят разметку рядов и мест погружения винтовых свай. Затем после зондирования грунта на проектную отметку или без нее устанавливают закручиванием все сваи на участке строительства. После погружения верх свай обрезают под проектную отметку и на каждой свае закрепляют опорную площадку для закрепления основания строящегося объекта, выполненного из швеллера, деревянного бруса и др.
Пустотелые стволы свай заливают бетоном. Для повышения несущей способности винтовой сваи на ствол устанавливают несколько наконечников одного диаметра (фиг. 6) или разного диаметра. Перед размещением наконечника на стволе с него удаляют съемный центрирующий элемент.
Винтовые сваи повышенной прочности, с повышенным сроком службы, с низким весом, имеющие широкие технологические возможностями использования, найдет применение в строительстве.