ВИНТОВАЯ СВАЯ

Полезная модель относится к строительству, а именно к фундаменто-строению, и может быть использовано при строительтве на лессовых просадочных грунтах.
Известны например, винтовые сваи, представляющие собой полый ствол с винтовыми выступами из стальной полосы, расположенными по наружной поверхности (см. патент №2278211 С2 E02D 5/30, 5/56). После погружения сваи выступам придают эллипсоидальную форму путем подачи сжатого воздуха между выступами и стволом. Происходит деформирование полос за счет пластических свойств стали.
Недостатком такой сваи является ее невысокая несущая способность и сложность ее изготовления.
Известна винтовая свая (см. патент №2270294 C1 E02D 5/56), включающая вытянутое по длине тело вращения с наконечником. Навивка на внешней поверхности тела вращения выполнена из сплошной трубы или соединенных между собой отрезков трубы. Через перфорацию, выполненную в нижней части полой навивки винтового шнека, при погружении осуществляется подача цементного раствора.
Однако в процессе монтажа в глинистых грунтах будет происходить закупорка отверстий навивки. Так же к недостаткам можно отнести сложность ее изготовления.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является винтовая свая (см. патент №2288326 C1 E02D 5/56, 7/22), включающая металлическую трубу с размещенной на ней винтовой навивкой. На трубе установлена бетонная насадка толщиной от ¼ до 5 диаметров трубы, в которой расположены металлические штыри, длина которых равна длине насадки. В лопастях присутствуют дополнительные ребра жесткости.
Недостатком такой сваи является ее невысокая несущая способность ввиду образования концентраторов напряжений на гребне резьбы. Так же свая сложна в изготовлении.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение несущей способности сваи и снижение трудоемкости изготовления.
Сущность полезной модели заключается в том, что винтовая свая, включающая цилиндрический ствол с винтообразной навивной резьбой и с конусообразным концом, при этом, выполнена полнотелой, а навивка в виде резьбы выполнена из металлического профиля соответствующего сечения и в оголовке ствола устроены выпуски рабочей арматуры, диаметр которых рассчитывается из условия среза.
Профиль резьбы - равнобедренный треугольник (угол при вершине не менее 60°), либо трапеция (угол при основании не более 60°), полукруг. Свая изготавливается на основе полых свай по ГОСТ 19804.6-83, заполненных бетонной смесью. Резьба изготавливается из профилей металлопроката путем навивки на ствол. Навивка резьбы производится в заводских условиях. Рабочая арматура выпускается не менее чем на 150 мм за оголовок сваи. Ее используют для завинчивания сваи в качестве элемента, передающего крутящий момент с привода на тело сваи. Диаметр арматуры на выпусках подбирается из условия среза стали арматурных стержней.
При изготовлении сваи посредством центрифугирования будет происходить заполнение внутренней части навитого профиля.
В процессе устройства на сваю передают совместно крутящий момент и продольную нагрузку. Величина крутящего момента не должна превышать значения, при котором может произойти срез арматурных стержней или разрушение бетона вокруг арматуры. Величину продольной нагрузки подбирают из условия, чтобы при каждом полном обороте сваи ее вертикальное перемещение было равно шагу резьбы. Возможно предварительное устройство лидерной скважины.
Сущность полезной модели поясняется чертежами
На фиг.1 изображен общий вид винтовой сваи.
На фиг.2 - варианты профиля резьбы, где: а - трапецеидальная, б - треугольная, в - в виде полукруга.
На фиг.3 - решение оголовка винтовой сваи.
На теле сваи - 1, устроена резьба - 2 и выпуски арматуры - 3, используемые для завинчивания сваи.
Сборку сваи осуществляют последовательно. Устанавливают в проектное положение арматурный каркас. Вокруг него, выдерживая защитный слой, монтируют инвентарный съемный кожух с навитой резьбой. Причем, изнутри кожуха есть возможность свободного попадания бетонной смеси в объем резьбы. Затем, производится центрифугирование аналогично процессу изготовления свай по ГОСТ 19804.6-83. После чего производят демонтаж кожуха. Резьба 2 остается на теле сваи - 1. Резьба - 2, по усмотрению проектировщика, может быть изготовлена из треугольного, трапецеидального и круглого профиля в зависимости от грунтовых условий. После достижения бетоном сваи отпускной прочности возможен ее монтаж.
Рабочая арматура выпускается не менее чем на 150 мм за оголовок сваи. Ее используют для завинчивания сваи в качестве элемента, передающего крутящий момент с привода на тело сваи. Диаметр арматуры на выпусках - 3 подбирается из условия среза стали арматурных стержней.
Для изготовления резьбы используют стандартные профили по ГОСТ 8509-86, ГОСТ 10704-91 и др. Перед монтажом резьбы ей предварительно придают необходимые геометрические параметры.
При завинчивании сваи происходит смятие грунта в зоне резьбы. 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.