ВИНТОВАЯ СВАЯ (ВАРИАНТЫ)

Предлагаемая полезная модель относится к строительству и может найти широкое применение при устройстве свайных оснований в строительстве гражданских и инженерно-технических сооружений на обычных, талых и сезонно промерзаемых грунтах.
Известны винтовые сваи, разработанные ОАО «Институтом Севзапэнергосетьпроект», типовой проект «Винтовые сваи, анкеры и фундаменты из винтовых свай» (В.Н.Железков. Монография. Винтовые сваи в энергетической и других отраслях строительства. СПб. Изд. дом Прагма, 2004 г. - 128 с.) Свая на основе технических решений В.Н. Железкова проста в изготовлении имеет низкую материалоемкость, позволяет отказаться от тяжелой осевой перегрузки. Однако они требуют антикоррозийной защиты и специальных установок для завинчивания свай.
Известны винтовые сваи имеющие металлический ствол с коническим наконечником, снабженный лопастями для завинчивания с опорным элементом в верхней части ствола, например, по патентам РФ №№93412, 73674, 1384661, 1454909, Е04Д 5/56.
Одним из недостатков металлических свай является коррозия, что требует дополнительных антикоррозийных покрытий внутренней и наружной поверхности трубы сваи. Известна винтовая свая по патенту РФ №2304664, Е04Д 5/56, включающая металлическую трубу с размещенной на ней металлической винтовой навивкой, причем внутренняя поверхность трубы покрыта антикоррозийным веществом в виде морозостойкого полимерного материала, а на наружной поверхности сваи размещен слой морозостойкого полимерного материала толщиной 1-30 мм. Предлагаемая винтовая свая сложна конструктивно (имеет до 10 лопастей) и материалоемка в изготовлении, требует применения токарных фрезерных сварочных работ. Нанесение полимерного покрытия также влечет увеличение заводских энергозатратных условий: плавка полимерных материалов, устройства механизмов вращения для обеспечения равномерного покрытия полимерным составом, а также оборудованные места для сушки винтовых свай.
В качестве прототипа заявляемого решения выбран патент РФ №93412, Е04Д 5/56, по которому винтовая свая, включает цилиндрическую трубу, выполненную в металлическом корпусе с антикоррозионным покрытием и заполненную высокопрочным цементным составом с арматурой, с конической нижней частью, металлическую навивку в виде одного витка лопасти, расположенного на конической части трубы и металлический опорный элемент в верхней части, с площадкой из стальной пластины.
К недостаткам прототипа можно то, что при завинчивании сваи антикоррозийное покрытие обдирается и металл подвергается коррозии, к тому же для проведения сварочных работ требуется специальное оборудование.
Задача заявителя - создание винтовой сваи, обладающей высокой коррозийной устойчивостью, простой в сборке и установке. Технический результат заключается в улучшении коррозийной устойчивости и значительном снижении веса винтовой сваи.
Технический результат по первому варианту выполнения винтовой сваи достигается тем, что в винтовой свае, включающей ствол в виде цилиндрической трубы с конической нижней частью в виде наконечника с одним витком лопасти и металлический опорный элемент в верхней части, согласно предлагаемой полезной модели, ствол сваи выполнен из полиэтилена, на стволе размещены муфты, неразъемно соединяющие его с металлическим литым наконечником и с металлическим опорным элементом, при этом в теле металлического наконечника имеется отверстие в виде квадрата.
Технический результат по второму варианту выполнения достигается тем, что винтовая свая, включающая ствол в виде цилиндрической трубы с конической нижней частью в виде наконечника с одним витком лопасти и металлический опорный элемент в верхней части, отличающаяся тем, что ствол винтовой сваи выполнен из полиэтилена, а наконечник - из полиэтилена с армирующими добавками, при этом в теле наконечника имеется отверстие в виде квадрата, а в верхней части ствола размещена муфта, неразъемно соединяющая ствол сваи с металлическим опорным элементом,.
Выполнение ствола сваи в виде полиэтиленовой трубы, а также изготовление наконечника из полиэтилена с армирующими добавками позволят увеличить срок службы свай, т.к. например, срок эксплуатации стальных подземных трубопроводов составляет не более 25 лет, а срок эксплуатации полиэтиленовых трубопроводов составляет не менее 50 лет. В отличие от стали физические и химические свойства полиэтилена гарантируют герметичность и устойчивость под воздействием агрессивных веществ в течение всего срока эксплуатации. Для полиэтиленовых труб не нужна электрохимическая защита. Полиэтиленовые трубы легче стальных в 3,5-4 раза, что обеспечит высокую скорость монтажа свайного поля, при котором не требуется крановых установок и тяжелой, энергоемкой техники для сварки соединений.
Соединительные муфты, осуществляющие неразъемное соединение полиэтиленового ствола со стальными элементами сваи, обеспечат прочность и надежность конструкции.
На фиг.1 показан общий вид винтовой сваи с двумя муфтами (первый вариант). На фиг.2 -общий вид сваи с одной муфтой (второй вариант).
Винтовая свая состоит из полиэтиленового ствола 1, соединенного с металлическим наконечником 3 и опорным элементом 4 с помощью соединительных муфт 2. Ствол 1 может быть выполнен из полиэтилена ПЭ80 для газопроводов (ГОСТ 3850838-95) или из полиэтилена ПЭ80 (ГОСТ18599-2001) для напорных трубопроводов. Диаметр трубы зависит от несущей способности грунта и конструкции сооружений и может составлять от 63 мм до 315 мм.
В зависимости от вариантов выполнения винтовой сваи количество муфт и их расположение зависят от материала, из которого выполнен наконечник. Если литой наконечник выполнен из полиэтилена с армирующими добавками (например в виде базальтовых волокон), то достаточно одной муфты в верхней части ствола (фиг 2). Муфты могут быть выполнены по ТУ 2248-001
Винтовой наконечник 3 выполняется из литья, в котором предусмотрено технологическое отверстие в виде квадрата. Опорный элемент 4 выполнен из металла.
Винтовая свая устанавливается следующим образом.
В зависимости от грунта, нагрузки и глубины погружения выбираются нужная длина и диаметр ствола сваи 1 и соответственно металлического наконечника 3. Полиэтиленовый ствол сваи 1 сваривается с металлическим наконечником 3 через соединительную муфту 2, (или приваривается к полиэтиленовому наконечнику по второму варианту) Затем внутрь сваи опускается буровая труба, к которой приварен металлический параллелепипед, по размеру совпадающий с отверстием в литом наконечнике 3, и труба соединяется с приводом вращения. После завинчивания ствола сваи 1 с наконечником 3 в грунт буровая труба с металлическим параллелепипедом вытаскивается, делается нивелировка свайного поля, отрезка труб по необходимому уровню. После отрезки трубы по необходимому уровню к стволу сваи приваривается муфта 2, затем ствол сваи заливается бетоном и приваривается опорный элемент 4.
Предлагаемая полезная модель позволит наладить быстрое серийное производство, т.к. полиэтиленовые трубы и муфты выпускаются в полной номенклатуре, прошли сертификацию в единой системе Госстандарта.