ВИНТОВАЯ ИНВЕНТАРНАЯ ТРУБЧАТАЯ ТЕРМОСВАЯ

Полезная модель относится к строительству фундаментов и может многократно применяться при возведении свайных фундаментов временных сооружений на вечномерзлых грунтах, используемых в качестве основания в мерзлом состоянии в течение всего периода эксплуатации сооружения. После окончания сроков эксплуатации сооружения и его демонтаже сваи могут быть извлечены и использованы на другом объекте.
Известна конструкция инвентарной винтовой сваи, изображенная в Техническом описании и Инструкции по эксплуатации среднего автодорожного разборного моста модернизированного (САРМ-М), (Воениздат. 2002 г., с.30. рис.42), представляющая собой трубчатый ствол, острие которого снабжено винтовой лопастью; в самом стволе имеется ряд сквозных отверстий для штырей, с помощью которых свае передается вращательное движение от механизма завинчивания, а после завинчивания передается нагрузка на сваю с ростверка фундамента. При демонтаже фундамента свая тем же механизмом извлекается.
Недостаток данной сваи заключается в том, что из-за сквозных отверстий в стволе нарушена герметичность его внутренней полости, что делает невозможным использование сваи на вечномерзлых грунтах одновременно и в качестве сезонно действующего охлаждающего устройства (СОУ), то есть в качестве термосваи. По этой причине для сохранения и понижения температуры мерзлого основания приходится вблизи фундамента располагать специальные охлаждающие устройства (например, по авторскому свидетельству СССР №198245, 1963 г.) или применять другие способы, что удорожает стоимость возведения фундамента.
Наиболее близкой к полезной модели является металлическая трубчатая свая, используемая одновременно в качестве охлаждающего
устройства, изображенная в книге Гапеева С.И. «Укрепление мерзлых оснований охлаждением» (Стройиздат, 1984 г. с.147, рис.43).
Недостатком этой сваи является отсутствие винтовой лопасти, которая позволила бы использовать сваю в качестве инвентарной конструкции фундамента временного сооружения. Кроме того, ее несущая способность по грунту из-за отсутствия винтовой лопасти ниже в 2-3 раза, чем у винтовой сваи.
Технической задачей полезной модели является создание конструкции винтовой инвентарной трубчатой термосваи с повышенной несущей способностью, которая может использоваться одновременно и в качестве сезонно действующего охлаждающего устройства (СОУ) жидкостного или иного типа, предназначенного для укрепления мерзлого основания охлаждением при возведении временного сооружения.
Указанная техническая задача решается за счет того, что винтовая инвентарная трубчатая свая, состоящая из ствола с винтовой лопастью и сквозными отверстиями, отличается тем, что она дополнительно содержит крышку с отверстием, закрываемым герметичной пробкой, и втулкой, герметично размещенной в отверстиях ствола, причем полость ствола заполнена теплоносителем, например, керосином.
На фиг.1 показана конструкция винтовой инвентарной термосваи, где обозначены:
- поз. 1 - герметичная пробка;
- поз.2 - теплоноситель;
- поз.3 - крышка сваи;
- поз.4 - втулки для штырей;
- поз.5 - ствол сваи;
- поз.6 - винтовая лопасть;
- поз.7 - вечномерзлый грунт.
Предлагаемая конструкция термосваи работает следующим образом. После завинчивания лопасти сваи в вечномерзлый грунт до проектной отметки в ее герметичную полость через отверстие в крышке заливается теплоноситель (керосин). В холодный период года керосин, находящийся в наземной части сваи, охлаждается наружным воздухом, становится тяжелым и, как более холодный, опускается вниз, вытесняя собой легкий (более теплый) керосин из нижней части сваи вверх. За счет отдачи керосином холода через ствол сваи окружающему ее вечномерзлому грунту обеспечивается понижение его температуры. Через определенное время происходит смерзание ствола и лопасти сваи с окружающим ее вечномерзлым грунтом. В результате этого возрастает несущая способность вмороженной сваи по грунту (в 2-3 раза в зависимости от температуры и типа вечномерзлого грунта). За счет этого можно сократить количество свай в фундаменте или уменьшить глубину их завинчивания в вечномерзлый грунт, что обеспечивает экономию материалов и трудозатрат на возведение фундамента. После демонтажа временного сооружения сваи извлекаются из грунта в целях использования их при возведении других объектов.