ЗАБИВНАЯ СВАЯ
DRIVEN PILE

Изобретение относится к строительству, в частности, к свайным фундаментам, устраиваемым преимущественно на слабых и просадочных грунтах.
Известна забивная свая (а.с. №1794134, кл. E02D 5/48, 5/56, 1993), наружная поверхность ствола которой выполнена в виде конической винтовой колонны с направленными навстречу друг другу одинаковыми по шагу и количеству заходов тремя и более ломаными винтовыми линиями переменного по длине ствола шага и собранная из секций, смонтированных из поочередно соединенных по периметру равносторонних и равнобедренных треугольников, стороны которых равны друг другу, а основания равнобедренных треугольников больше длины их боковых сторон, с образованием на боковой поверхности ствола ниш ромбовидной формы, различных по площади и размеру.
Недостатком известной сваи является необходимость приложения больших усилий для погружения сваи в грунт и большая металлоемкость. Погружение такой сваи затруднено.
Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является свая забивная (см. RU 2431018, E02D 5/48, 10.10.2011, Бюл. №28), включающая винтовой ствол, выполненный из последовательно установленных секций, каждая из которых смонтирована из двух пар треугольников, соединенных боковыми сторонами, при этом первая пара выполнена из одинаковых двух пар равнобедренных треугольников, а вторая пара выполнена из равнобедренного треугольника, равного равнобедренному треугольнику первой пары, и равностороннего треугольника, стороны которого равны боковой стороне равнобедренного треугольника, причем каждая последующая секция повернута относительно последующей на 120°.
Недостатком известной сваи является необходимость приложения больших усилий для погружения сваи в грунт и недостаточные несущая способность, жесткость и виброустойчивость.
Техническим решением является расширение технологических возможностей, в том числе повышение несущей способности сваи, жесткости и виброустойчивости.
Техническая задача достигается тем, что в забивной свае, включающей винтовой ствол, винтовой ствол смонтирован из секций, поочередно соединенных друг с другом по длине винтового ствола своими торцевыми отверстиями в виде многоугольников, каждая из секций собрана из двух подсекций, первая подсекция по периметру смонтирована из четного количества (не менее четырех) одинаковых первых равнобедренных треугольников, поочередно соединенных своими боковыми сторонами с боковыми сторонами не менее четырех одинаковых вторых равнобедренных треугольников, основания которых больше основания первых четырех равнобедренных треугольников, с образованием малого и большого торцевых отверстий в виде многоугольников, а вторая подсекция смонтирована из поочередно соединенных по периметру не менее четырех одинаковых равносторонних треугольников с боковыми сторонами, равными основаниям вторых равнобедренных треугольников первой подсекции с боковыми сторонами не менее четырех одинаковых равнобедренных треугольников с углом при вершине 90°, с образованием малого и большого торцевых отверстий в виде многоугольников, причем большое торцевое отверстие в виде многоугольника первой подсекции равно малому торцевому отверстию в виде многоугольника второй подсекции, при этом подсекции соединены друг с другом в секции своими торцевыми отверстиями в виде многоугольников.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой забивной сваи.
Новизна обусловлена тем, что по наружной и внутренней поверхностям образованы многоходовые винтовые линии, что облегчает погружение, уменьшает усилия для погружения сваи в грунт, повышает несущую способность, жесткость, виброустойчивость и расширяет технологические возможности.
Новизна обусловлена тем, что по наружной и внутренней поверхностям образованы многоходовые винтовые поверхности, что облегчает погружение, увеличивает несущую способность забивной сваи и расширяет технологические возможности.
Новизна заключается в том, что ствол выполнен многозаходным, что не только облегчает погружение, но и сокращает время погружения.
Новизна усматривается также в том, что площадь соприкосновения стенок по периметру предлагаемой конструкции сваи по сравнению с известными забивными сваями увеличивается, что увеличивает несущую способность сваи и позволяет по сравнению с известными забивными сваями уменьшить толщину стенок при сохранении жесткости и виброустойчивости, а значит металлоемкость.
Новизна предложения заключается в увеличении сечения сваи по длине, что увеличивает несущую способность сваи, увеличивает технологические возможности.
Кроме того, новизна обусловлена тем, что шаг винтовых линий переменный, т.е. увеличивается по мере увеличения глубины погружения, что облегчает погружение, увеличивает несущую способность забивной сваи и расширяет технологические возможности.
Сущность изобретения поясняется чертежами,
где на фиг.1 изображена забивная свая, погруженная в грунт; на фиг.2 - винтовой ствол, вид спереди; на фиг.3 - вид Б на фиг.2; на фиг.4 - вид В на фиг.3; на фиг.5 - первая подсекция, наглядное изображение; на фиг.6 - вторая подсекция, наглядное изображение; на фиг.7 - схема сборки секции из двух подсекций, наглядное изображение; на фиг.8 - схема сборки секций друг с другом в винтовой ствол.
Забивная свая включает (фиг.1) винтовой ствол 1, имеющий оголовок 2. Винтовой ствол 1 (фиг.2, фиг.3, фиг.4) смонтирован из секций 3, поочередно соединенных друг с другом своими торцевыми отверстиями в виде многоугольников. Каждая из секций 3 собрана из двух подсекций 4 и 5.
Первая подсекция 4 (фиг.5) по периметру смонтирована из четного числа не менее четырех одинаковых первых равнобедренных треугольников 6, поочередно соединенных по периметру подсекции 4 своими боковыми сторонами с боковыми сторонами одинаковых четырех вторых равнобедренных треугольников 7, основания 8 которых больше оснований 9 первых равнобедренных треугольников 6. По торцам подсекции 4 образованы малое торцевое отверстие в виде многоугольника 10 и большое торцевое отверстие в виде многоугольника 11.
Вторая подсекция 5 (фиг.6) смонтирована по периметру из не менее четырех одинаковых равносторонних треугольников 12, боковые стороны которых равны основанию 8 вторых равнобедренных треугольников 7 первой подсекции 4. поочередно соединенных по периметру своими боковыми сторонами с боковыми сторонами не менее четырех одинаковых равнобедренных треугольников 13 с углом при вершине 90°. По торцам подсекции 4 образованы малое торцевое отверстие в виде многоугольника 14 и большое торцевое отверстие в виде многоугольника 15.
В секцию 3 подсекций 4 и 5 монтируют (фиг.7) сторонами большого торцевого отверстия 1 со сторонами малого торцевого отверстия 14 подсекции 5.
Винтовой ствол 1 монтируется (фиг.8) путем присоединения большого торцевого отверстия в виде многоугольника 15 первой секции 3 к малому торцевому отверстию 10 второй секции 3. Секции 3 первая, вторая и последующие одинаковы по форме и сборке, но разные по размерам. Таким образом, монтируется винтовой ствол 1 условно конической формы с взаимонаправленными ломаными винтовыми линиями.
Например, на фиг.2 одна из правых ломаных винтовых линий показана утолщенной линией 16-17-18-19-20 и одна из левых ломаных винтовых линий показана утолщенной линией 21 -22-18-23-24.
Ломаные винтовые линии образуют по наружному и внутреннему периметрам винтового ствола 1 ломаные винтовые поверхности, состоящие из граней в виде равносторонних и равнобедренных треугольников 6 и 7 первой подсекции 4 и равносторонних треугольников 12 и равнобедренных треугольников 13 второй подсекции 5.
Винтовые линии по наружной поверхности винтового ствола 1 имеют одинаковые обозначения позиций с соответствующими им канавками на внутренней поверхности.
Так как подсекция 4 имеет малое торцевое отверстие 10 и большое торцевое отверстие 11 и подсекции 5 имеют малое торцевое отверстие 14 и большое торцевое отверстие 15, то секции 3 имеют переменное продольное и переменное проходное сечения по всей длине созданного в результате сборки условно конической формы винтового ствола 1.
Для облегчения погружения с противоположной оголовку 2 торцевой части винтового ствола 1 образованы режущие кромки (на чертеже не показаны).
Погружение сваи осуществляется забивкой и вдавливания по оголовку 2 сваи. При этом свая поворачивается и погружается в грунт.
Наличие режущих кромок облегчает погружение в грунт забивной сваи, причем внутренняя поверхность обеспечивает заполнение внутренней полости грунтом, который не выдавливается в прилегающие слои грунта, а направляется внутрь забивной сваи. По мере погружения забивной сваи верхние слои грунта, находящиеся внутри забивной сваи, уплотняются, что приводит к повышению несущей способности забивной сваи.
Предложенная конструкция сваи может быть использована в любых грунтовых условиях призводства работ - в слабых, водонасыщенных, пластичных, песчаных пластино-мерзлых и мерзлых грантах, обеспечивает повышение несущей способности и облегчение погружения.