ВИНТОВАЯ СВАЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

Предлагаемые устройства относятся к области строительства свайных фундаментов и котлованов под здания и сооружения, а именно, к винтовым сваям из металлических труб и к устройству для их изготовления.
В настоящее время при возведении свайных фундаментов под здания и сооружения там , где мало применим ударный метод установки свай / в местах исторической застройки, в городах с широко развитой подземной структурой / используется винтовые сваи.
Известны конструкции винтовых свай /1/, конструктивно выполненных в виде стержня с винтовой лопастью на рабочей части его со сбегом на конце.
Сваи III могут быть изготовлены целиком металлическими /по типу бурильного сверла /, но могут быть изготовлены и из железобетона со специальными насадками и вставками.
В любом варианте для данного типа свай характерен их большой вес.
Причем в первом случае для производства свай требуется дорогостоящее универсальное оборудование для металлообработки /2/ , во втором случае требуется сложное и дорогостоящее специальное оборудование при их производстве /3/ , что в любом случае приводит к существенному повышению стоимости свай и , как следствие , к удорожанию возведения свайного фундамента.
Известны конструкции винтовых свай /4/, представляющих сборную конструкцию, где на стержне размещен насадок в виде винтовой лопасти.
Несмотря на упрощение конструкции для данного типа свай попрежнему характерен больщой вес.
Оборудование для производства данного типа свай проще, но требуется новое оборудование по установке винтовой лопасти на стержень, что удорожает производство и повышает стоимость свай.
Известны конструкции винтовых свай /5/, выполненных в виде металлической трубы с винтовой лопастью на нижней части наружной поверхности и режущими элементами на нижнем торце.
Для производства сваи /51 требуется или дорогостоящее металлорежущее оборудование /2/, при изготовлении винтовых лопастей сваи точением, или сложное дорогостоящее гибочное оборудование /6/ при изготовлении винтовых лопастей из стального листа с последующим закреплением изогнутой лопасти на трубе сваркой /7/ , что, в конечном счете, также существенно удорожает стоимость свай и возведение фундамента в целом.
Конструкция сваи /5/ взята автором в качестве прототипа предложенной полезной модели винтовой сваи , а в качестве прототипа оборудования для ее производства взято универсальное оборудование для вращения трубы и сварки /2 и 7/.
Задача, которую ставил автор разрабатывая данные полезные модели , являлось: во-первых, разработка простой по конструкции винтовой сваи на базе металлической трубы, во-вторых, оборудование для ее производства должно быть дещевым и простым , что существенно снизило бы стоимость сваи и могло бы позволить производить ее прямо на месте строительства.
Вышеуказанная задача решена в конструкции сваи на базе металлической трубы , в верхней части которой выполнены два диаметрально противоположных технологических отверстия под привод бурильного оборудования, винтовая направляющая выполнена из металлического пруткового материала, закрепленного на сварке по всей длине рабочей части трубы, а на нижнем торце трубы выполнены режущие кромки .
Простейщее устройство для производства предлагаемых свай решающее поставленную выше задачу, содержит установочное оборудование в виде нескольких, по крайней мере двух, размещенных в линию силовых опор с опорными роликами под трубу на верхней части опоры, оси которых, параллельны оси трубы, а оборудование для вращения трубы выполнено в виде привода вращения и карданного вала с отверстием на выходном конце, для кинематического подключения к трубе посредством технологического шкворня, размешаемого в технологических отверстиях трубы и в отверстии на выходе карданного вала.
Новыми существенными признаками предлагаемой винтовой сваи из металлической трубы являются: во- первых, выполнение в верхней части двух диаметрально противоположных технологических отверстий под привод бурильного оборудования, во-вторых, выполнение винтовой направляющей из металлического пруткового материала, закрепленного сваркой по всей длине рабочей части трубы.
Новыми существенными признаками предлагаемого устройства для изготовления предлагаемой сваи являются установочное оборудование в виде нескольких, по крайней мере двух, размещенных в линию силовых опор с опорными роликами под трубу на верхней части опоры, оси которых параллельны оси трубы, а оборудование для вращения трубы выполнено в виде привода вращения и карданного вала с отверстием на выходном конце, для кинематического подключения к трубе посредством технологического шкворня, размещаемого в технологических отверстиях трубы и в отверстии на выходе карданного вала.
По мнению автора изготовленная на предлагаемом устройстве винтовая свая , сохраняя все необходимые технические характеристики данного типа свай будет в несколько раз дешевле в производстве, что существенно снизит себестоимость возведения свайного фундамента.
Кроме того предложенная установка позволяет производить предлагаемые сваи кроме стационарных еще и непосредственно на месте строительства.
Предлагаемые винтовая свая и устройство для ее производства изображены на фиг.1 и 2, где :
1 - металлическая труба;
2-технологические отверстия ;
3-винтовая направляющая из пруткового металла;
4-сварной шов;
5-режущие элементы /зубья/ на нижнем торце;
6-привод вращения трубы ;
7-карданный вал;
8-отверстие на выходе карданного вала;
9-технологический шкворень,
10-силовая опора;
11-опорные ролики;
12-металлический прутковый материал.
13-ручное сварочное оборудование.
Предлагаемая конструкция винтовой сваи представляет собой отрезок металлической трубы 1 из стандартного материала, стандартной длины, на верхней части которой выЦолнены два диаметрально противоположных технологических отверстия 2 под оборудование для установки свай.
По всей длине рабочей части трубы закреплены сваркой /4/ винтовые направляющие 3 из металлического прутка , диаметр которого и шаг направляющих , выбирается исходя из характеристик грунта по инструкции.
На нижнем торце трубы выполнены режущие элементы /зубья/ 5 для кольцевой резки грунта при вращении трубчатой сваи , что существенно облегчает ее погружение при установке сваи.
Устройство для изготовления предлагаемой винтовой сваи /см.фиг2/ включает несколько, размещенных в линию, силовых металлических опор 10 с опорными роликами 11 под трубу на верхней части опоры, оси которых параллельны оси трубы 1.
С одной из сторон силовых опор 10 , размещенных в линию, размещен привод 6 вращения трубы /электродвигатель с редуктором /, который через карданный вал 7 кинематически подсоединяется к трубе технологическим шкворнем 9 , устанавливаемым в технологические отверстиях 2 трубы и отверстии 8 на выходе карданного вала 7.
Работа устройства при изготовлении предлагаемых винтовых свай производится следующим образом.
Готовый отрезок трубы 1 - заготовку будущей винтовой сваи, краном размещают на опорных роликах 11 опор 10, установленных равномерно по линии вращения трубы так , чтобы опорные ролики 10 располагались также вдоль оси вращения трубы 1.
В трубе 1 со стороны привода газосваркой вырезают два диаметрально противоположных отверстия 2 под технологический шкворень 9 .
Эти технологические отверстия 2 для вращения трубы 1 при изготовлении сваи далее используются для передачи вращения от бзфильного оборудования при установке сваи в грунт.
Далее размещают конец карданного вала 7 внутри трубы 1 так, чтобы отверстие 8 на конце карданного вала 7 и вырезанные отверстия 2 совпали и встав.дяют в них технологический поперечный шкворень 9, кинематически подсоединяя этим самым привод 6 вращения трубы с трубой 1 - заготовкой сваи.
Далее пробуют плавность хода устройства включением привода 6.
Если все в порядке , то далее сваркой вырезают режущие элементы /зубья/ 5 на противоположном торце трубы 1.
Затем мелом производится разметка на трубе линии размещения будущей винтовой направляющей .
После этого разнорабочий устанавливает конец металлического црутка 12 на начало винтовой линии и сварщик приваривает его к трубе 1,
Затем производят поворот трубы 1, остановку вращения трубы 1, прижатие металлического прутка 12 по линии разметки разнорабочим и удержание прутка , сварка очередного участка металлического поджатого прутка 12 к трубе 1 и повторяют эти операции до конца разметки - конца
snwM ,
рабочего участка трубы / погруженная в грунт часть сваи/. Лишняя часть металлического прутка отрезается. И свая готова.
Далее при отключенном приводе 6 выбивается технологический шкворень 9, этим самым привод 6 вращения трубы отсоединяется от готовой сваи.
Готовая свая краном снимается с силовых опор 10 и пикл повторяется.
В настоящее время предложенное устройство для изготовления винтовых свай из металлической трубы изготовлено на одном из московских предприятий .
На нем изготовлена опытная партия свай различных типоразмеров, прошедших испытания с положительным результатом .
Ведется промышленное освоение предложенных конструкций.
1.А.С. № 727750 от 22.08.78г. МКИ: Е02Д, 5/56
2.Энциклопедический справочник. «Машиностроение т.9 стр. 603 Издательство Машиностроительной литературы, Москва 1967г.
3.Энциклопедческий справочник. «Машиностроение т.5 стр.459 Издательство Машиностроительной литературы, Москва 1967г.
4.БСЭ том. 34,стр.244. Издательство БСЭ второе издание
5.А.С. № 415343 от 93.05.72г. МКИ: Е02Д, 5/56
6.Энциклопедческий справочник. «Машиностроение т.6. стр.341 Издательство Машиностроительной литературы, Москва 1967г.
7.Энциклопедческий справочник. «Машиностроение т.8. стр.197 Издательство Машиностроительной литературы, Москва 1967г.
Литература.