НАКОНЕЧНИК ВИНТОВОЙ СВАИ

Полезная модель относится к строительству, в частности, к конструктивным элементам винтовых свай, используемых для сооружения свайных фундаментов, установки рекламных конструкций, дорожных знаков и указателей, опор линий освещения и связи, садово-парковой мебели, заборов и ограждений, оснований солнечных батарей и ветрогенераторов и т.п.
Известен наконечник винтовой сваи, выполненный в виде заострения ее нижнего конца (http://cm.RU №109161 E02D 5/56, 2010 г.), При этом, наконечник снабжен спиралью и выполнен длиной от 500 мм до 1000 мм, а сама спираль выполнена с шагом витков 35-40 мм и шириной лопасти спирали 10 мм.
Недостаток этого решения: повышенная трудоемкость операции формирования конического наконечника сваи и операции формирования спирали и ее приваривания к стволу и наконечнику; повышенная энергоемкость изготовления сваи, из-за необходимости нагрева трубной заготовки для формирования конического наконечника сваи и приваривания спирали, что ухудшает технологичность производства сваи.
Известен также наконечник винтовой сваи, выполненный полым в виде заострения ее нижнего конца, открытого снизу (http://cm.RU №71668, E02D 5/56, 2008 г.). При этом, наконечник выполнен коническим с возможностью его вдавливания в полость сваи при ее погружении в грунт.
Недостаток этого решения - сложность производства сваи с наконечником такой конструкции (необходимы специальные операции по скреплению наконечника со стволом сваи при его формировании, повышенная энергоемкость изготовления наконечника из-за необходимости нагрева заготовки для его формирования).
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, выражается в улучшении технологичности производства сваи.
Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи выражается в снижении трудоемкости и энергоемкости изготовления сваи за счет уменьшения числа технологических операций необходимых для изготовления наконечника (не нужен нагрев трубной заготовки при его формировании и операции по соответствующему ее деформированию, при этом основная операция формирования разреза, обеспечивает разделение трубной заготовки сразу на две сваи, что вдвое снижает трудозатраты на нее, приходящиеся на одну сваю). Кроме того, минимизировано сопротивление внедрению наконечника в грунт, за счет чего снижен крутящий момент, необходимый для монтажа сваи.
Для решения поставленной задачи, наконечник винтовой сваи, выполненный полым, в виде заострения ее нижнего конца, открытого снизу отличается тем, что заострение нижнего конца ствола сваи выполнено, как нижний участок ствола сваи, в виде его среза, составляющего острый угол с продольной осью ствола сваи, при этом торцовая поверхность среза заострена под углом 30-60° к внешней поверхности ствола сваи.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».
Совокупность признаков отличительной части формулы полезной модели обеспечивают решение поставленной технической задачи, а именно, улучшают технологичность производства сваи.
Заявленное техническое решение иллюстрируется чертежами где на фиг. 1 представлен продольный разрез нижней части винтовой сваи; на фиг. 2 - показаны объемный вид нижней части винтовой сваи.
На чертежах показаны заострение 1 нижнего конца 2 ствола 3, срез 4, продольная ось 5 ствола 3 сваи, торцовая поверхность среза (его кромка) 6 ствола 3 сваи, внешняя поверхность 7 ствола сваи, спираль 8.
Ствол 3 сваи выполнен цилиндрическим, его диаметр составляет от 60 до 300 мм, толщина стенок ствола сваи составляет от 3 до 15 мм и по всей длине сваи остается постоянной. Общая длина сваи варьирует от 1000 до 6000 мм, при этом, срез 4, выполнен под острым углом (например, 30-60°). Целесообразно использовать для изготовления ствола сваи, бывшие в употреблении буровые трубы.
При изготовлении сваи используют сдвоенные по длине трубной заготовки, при этом, срез 4 формируют известным образом - перерезанием трубной заготовки на две, предпочтительно, одинаковые части, ориентируя плоскость среза под углом 30-60° к продольной оси 5 ствола 3 сваи и одновременным заострением торцовой поверхности среза 6 под углом 30-60° к внешней поверхности 7 ствола 3 сваи. Таким образом, после разрезания сдвоенной трубной заготовки формируется две одинаковых свайных заготовки, на которых известным образом, непосредственно над срезом закрепляют спираль 8, выполненную с шагом 40-200 мм и шириной лопасти спирали 0,25-1,5 диаметра ствола 3. С учетом вариации диаметра ствола сваи, ширина спирали может быть от 12-15 мм до 350-400 мм (большие значения кратности ширины спирали и диаметра ее ствола соответствуют меньшим значениям диаметра сваи). Длина свайных заготовок может быть и разной, если стоит задача повышения полноты использования материалов и при этом в заказе (или заказах) имеется вариация длин свай.
Для обеспечения возможности вращательной установки сваи, в стенке ствола 3, на его верхнем конце выполняют сквозное поворотное отверстие (на чертежах не показано), через которое пропускают конец рычага (например, лома). При наличии оголовка (на чертежах не показан), такое отверстие формируют и через стенки ствола 3 и через стенки оголовка.
Малая площадь соприкосновения с грунтом переднего конца сваи (заострения 1), выполненного под углом 30-60° и заострение торцовой поверхности среза 6 снижает сопротивление ее погружению.
Наличие развитой площади опоры, существенно превышающей площадь сечения ствола 3 сваи, вместе с предложенными его геометрическими размерами не создают критического давления даже на мягкие торфяные и песчаные грунты и не позволяют фундаменту проседать или выдавливаться вверх, даже при глубоком промерзании грунта.
Заявляемая винтовая свая используется следующим образом
Заявляемая винтовая свая устанавливается строго вертикально. Далее, удерживая ее в этом положении, наносят удары по верхнему торцу ствола сваи. За счет наличия спирали 8, ударная нагрузка преобразуется во вращательную. При этом, за счет заостренности нижней кромки спирали, обеспечивается ввинчивание сваи в грунт, без особого разрушения последнего, что способствует высокому значению сопротивления сваи выдергиванию. В процессе установки используют ручной инструмент (если длина и сечение свай сравнительно невелики и грунт не является сильно плотным). Если же длина свай превышает 2 м, а диаметр сечения больше 100-120 мм, то при этом используют известные специализированные подручные средства или машины.
При вращательной установке свай, винтовая свая устанавливается вертикально, далее наносят несколько ударов по верхнему торцу сваи (непосредственно, по свободной поверхности ее оголовка). Затем в поворотное отверстие, пропускают конец рычага (лома и т.п.), которым поворачивают сваю вокруг продольной оси. При больших длине и диаметре сваи используют известные специализированные подручные средства или машины. Время установки занимает всего несколько минут.
После ввода сваи в грунт, в полость оголовка вводят фиксируемый элемент внешней конструкций, например, трубу - опору дорожного знака или рекламного щита и известным образом скрепляют его с оголовком сваи, например, с помощью стопорных болтов, вкручиваемых соответствующие отверстия оголовка.
При выполнении оголовка в виде фланца, фиксируемый элемент внешней конструкции, например, ригель, балку или стойку опирают на фланец и скрепляют с ним известным образом, используя его крепежные отверстия и крепежные отверстия самого фиксируемого элемента (на чертежах не показаны).