ВИНТОВАЯ СВАЯ

Полезная модель относится к строительству, а именно к фундаментостроению, и может быть использовано при строительстве на лессовых просадочных связных грунтах.
Известна например, винтовая свая, представляющая собой металлическую трубу с размещенной на ней металлической винтовой навивкой (см. патент №2305729 C1 E02D 5/56). Винтовая навивка выполнена по всей длине трубы в виде винтовой лопасти, ширина которой составляет от 0,5 до 15 диаметров трубы, а в нижней части сваи, составляющей не менее 1/8 ее длины, навивка выполнена конусообразной.
Известна винтовая свая (см. патент №2172373 С2 E02D 5/56), включающая металлическую трубу с размещенной на ней металлической винтовой навивкой. Винтовая навивка выполнена по всей длине трубы в виде винтовой лопасти, ширина которой составляет от 0,5 до 15 диаметров трубы, а в нижней части сваи, составляющей не менее 1/8 ее длины, навивка выполнена конусообразной.
Известна винтовая свая (см. патент №23104664 C1 E02D 5/56), включающая винтовой ствол, снабженный расположенной и закрепленной на поверхности грунта гайкой. Ствол выполнен пустотелым из полос, свернутых в винт в продольном и поперечном направлении, и снабжен режущими кромками.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является винтовая свая (см. патент №2288326 C1 E02D 5/56) включающая металлическую трубу с размещенной на ней винтовой навивкой. На трубе установлена бетонная насадка толщиной от 1/4 до 5 диаметров трубы, в которой размещены металлические штыри, длина которых равна длине насадки. Винтовая навивка выполнена по всей длине ствола в виде винтовой лопасти, ширина которой составляет от 0,5 до 5 диаметров наружной бетонной насадки, в нижней части сваи, составляющей не более 1/3 ее длины, навивка выполнена конусообразной. Указанный технический результат достигается тем, что в способе установки винтовой сваи, включающем погружение сваи в грунт, согласно изобретению в грунте сверлят отверстие, диаметр которого не меньше наружного диаметра ствола сваи, но не больше 1/4 диаметра лопасти в широкой ее части, сваю подтягивают крюком и насаживают ключ приспособления для завинчивания сваи на болт, затем конец сваи размещают в отверстии и производят погружение сваи в грунт путем одновременного приложения завинчивающего и вдавливающего усилий при помощи приспособления для завинчивания сваи.
Недостатком такой сваи является сложность ее изготовления.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение несущей способности сваи и снижение трудоемкости изготовления.
Сущность полезной модели заключается в том, что устройство для изготовления винтовой сваи, включающее ствол, выполненный полым металлическим и разделенный на рабочую часть и хвостовик, при этом на рабочей части устроена резьба с профилем в виде равнобедренного треугольника, трапеции или полукруга, а на ее нижнем торце установлен откидной стальной наконечник, в верхней части хвостовика устроен замок для фиксации наращиваемых инвентарных труб, сам хвостовик выполнен меньшим диаметром, чем рабочая часть.
Хвостовик используют для завинчивания сваи в качестве элемента, передающего крутящий момент и продольную нагрузку с привода на рабочую часть.
В процессе монтажа на устройство передают совместно крутящий момент и продольную нагрузку. Величина крутящего момента не должна превышать значения, при котором может произойти срыв уже образовавшейся в грунте резьбы. Величину продольной нагрузки подбирают из условия, чтобы при каждом полном обороте сваи ее вертикальное перемещение было равно шагу резьбы. Возможно предварительное устройство лидерной скважины.
Устройство изготавливается из высокопрочной стали. Резьба в процессе завинчивания уплотняет грунт вокруг себя, устраняя просадочные свойства в околосвайном пространстве. После достижения устройством проектной отметки заглубления через отверстие в стволе подается подвижная бетонная смесь. Откидной наконечник остается в грунте на проектной отметке. Технический результат заключается в повышении несущей способности сваи и возможности монтажа сваи в густозастроенных районах.
Сущность полезной модели поясняется чертежами
На фиг.1 изображен общий вид рабочей части устройства для изготовления винтовой сваи.
На фиг.2 изображен общий вид устройства для изготовления винтовой сваи.
На фиг.3 - варианты профиля резьбы.
На фиг.4 изображен продольный разрез устройства.
На фиг.5 изображен продольный разрез схемы крепления откидного стального наконечника к рабочей части устройства.
На фиг.6 изображен замок наращивания инвентарных труб хвостовика.
В устройстве для изготовления бетонных свай (армоэлементов) предусмотрена рабочая часть 1, на которой нарезана резьба 2. Верхним торцом рабочая часть крепится к хвостовику 3, а на нижнем торце рабочей части смонтирован откидной стальной наконечник 4. После того как устройство заглублено до проектной отметки по каналу отверстию для подачи бетонной смеси 5 под избыточным давлением подается бетонная смесь, отчего наконечник 4 остается в грунте, а в образовавшееся от него отверстие подвижная бетонная смесь заполняет полость, полученную обратным вращением рабочей части и подъемом устройства. Хвостовик 3 состоит из полых инвентарных стальных труб 6, которые наращиваются и фиксируются посредством замка 7.
Для изготовления устройства используют стандартные профили по ГОСТ 8732-78. Перед монтажом резьбы ей предварительно придают необходимые геометрические параметры.
Монтаж сваи осуществляют последовательно. Устанавливают в вертикальное проектное положение. На хвостовик 3 начинают передавать продольное усилие, а затем крутящий момент. Устройство начнет погружаться в грунт. Откидной стальной наконечник 4 будет прижат к стволу устройства и защищать отверстие в стволе устройства от попадания в него грунта. После того как верх хвостовика 3 достигнет проектной отметки, производится наращивание хвостовика 3 инвентарными Польши трубами 6 того же наружного и внутреннего диаметров. Крепление осуществляется посредством замка 7. Наращивание хвостовика 3 осуществляется до достижения устройством проектной отметки. После того как устройство заглублено до проектной отметки по каналу 5 отверстию для подачи бетонной смеси под избыточным давлением подается бетонная смесь, отчего откидной наконечник 4 остается в грунте, а в образовавшееся от него отверстие подвижная бетонная смесь заполняет полость, полученную обратным вращением рабочей части 1 и подъемом устройства.
При завинчивании устройства происходит смятие грунта в зоне резьбы 2. Практически сразу будет проходить пластическая деформация прилегающего к резьбе грунта. Протекающие локальные пластические деформации позволяют уплотнить грунт в околосвайном пространстве, таким образом, будут частично устранены просадочные свойства лессовых грунтов. Это, в свою очередь, уменьшит отрицательные силы трения по боковой поверхности сваи при замачивании грунта. Для облегчения монтажа сваи можно применять водяную или иную смазывающую прослойку. Бетонные смеси для заполнения полости применяются самонивелирующиеся. В случае крайней необходимости для лучшего заполнения пустот допускается прикладывать к устройству вибрационное воздействие частотой 50-60 Гц различной амплитуды. При этом необходимо обоснование, что вибрационное воздействие не будет содействовать разрушению существующих сооружений.