СВАЯ ВИНТОВАЯ БЕТОННАЯ АРМИРОВАННАЯ

Область, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к области строительства. Применяется при устройстве фундаментов зданий и сооружений различного назначения, опор мостов, причалов, трубопроводов, линий связи и электропередач, подпорных стенок, для анкерного закрепления грунтов и конструкций, работающих на выдергивание из грунта.
Уровень техники
Известна винтовая бетонная свая (патент RU 166450 МПК E02D 5/56 опубл. 27.11.2016), которая включает тело сваи с конусообразной нижней частью выполнено с винтовой навивкой, длина которой равна 2/3-1/5 длине тела сваи. Каркасная арматура сваи выполнена из продольных стержней, объединенных поперечными связями. Труба с сечением в виде многоугольника с открытым входом расположена по центру тела сваи и снабжена съемным цельнометаллическим ключом. Длина ключа равна длине трубы.
Недостатками данной модели являются:
1. Отсутствие усиления оголовка сваи, где прикладывается максимальный крутящий момент. Возможно разрушение бетона при прикладывании большого крутящего момента.
2. Отсутствие уширения в зоне оголовка сваи для уплотнения разрыхленного при закручивании грунта. Могут образоваться полости, которые могут вызвать просадку грунта и самой сваи.
Также известна винтовая бетонная свая (патент RU 2646282 МПК E02D 5/56, опубл. 02.03.2018), которая содержит полый ствол из бетона, внутри которого коаксиально расположена полая профильная металлическая труба, обвитая конструкционной арматурой и выполненная с возможностью установки в ее полость внутреннего ключа для закрутки, при этом оконечная часть сваи содержит буровой виток, выполненный металлическим. Боковая поверхность сваи на ее оконечной части может иметь бетонные лопасти, либо может быть гладкой.
Также известна винтовая бетонная свая (патент RU 179155 МПК E02D 5/30, E02D 5/56, опубл. 28.04.2018), которая состоит из конструкции бетонной винтовой сваи, выполненной в виде полого ствола бетона, полость которого имеет многоугольное сечение и идет по всей длине бетонного тела сваи. Арматурный каркас выполнен из продольной арматуры, обвитой по всей длине арматурой, выполненной в виде спирали, при этом полый ствол из бетона на оконечной части имеет металлический наконечник с буром. Боковая поверхность сваи на ее оконечной части может иметь бетонные лопасти, либо может быть гладкой.
Недостатками вышеперечисленных двух моделей являются:
1. Наличие бетонных витков лишь в оконечной части значительно ограничивает несущую способность и не использует весь потенциал сваи.
2. Острие и буровой виток из металла в оконечной части сваи очень трудоемко и дорого в изготовлении. Металл со временем ржавеет в грунте.
3. Отсутствие усиления оголовка сваи, где прикладывается максимальный крутящий момент. Возможно разрушение бетона при прикладывании большого крутящего момента.
4. Отсутствие уширения в зоне оголовка сваи для уплотнения разрыхленного при закручивании грунта. Могут образоваться полости, которые могут вызвать просадку грунта и самой сваи.
Сущность полезной модели
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является создание сваи с улучшенными характеристиками несущей способности.
Технический результат, достигаемый при осуществлении настоящей полезной модели, заключается в увеличении ее несущей способности как на кручение, так и в способности нести более высокую нагрузку в грунте.
Указанная задача и получаемый технический результат достигаются тем, что свая имеет ствол цилиндрической формы, конусообразную нижнюю часть, конусно-цилиндрическую верхнюю часть увеличенного диаметра и бетонную винтовую навивку, в теле сваи расположен арматурный каркас, и по длине сваи расположена металлическая профильная труба многоугольного сечения с открытым входом для установки ключа.
Ствол сваи выполнен цилиндрической формы. Конусообразная нижняя часть выполнена остроконечной, угол конуса может быть разным и зависит от плотности грунта. Конусно-цилиндрическая верхняя часть увеличенного диаметра служит для уплотнения грунта, разрыхленного в верхней зоне скважины при вкручивании сваи. Винтовая бетонная навивка выполнена от острия до оголовка, либо может не доходить до оголовка в целях уменьшения силы трения при закручивании в глубоко расположенные несущие грунты. Арматурный каркас выполнен из металлической профильной трубы и параллельно расположенных продольных стержней, с поперечным армированием спирального типа. Продольная арматура может иметь выпуски в области оголовка для связи с возможными монолитными конструкциями. Профильная труба многоугольного сечения расположена по центру сваи, имеет длину, равную длине сваи за вычетом длины конуса острия, зависящей от необходимого размера толщины защитного слоя бетона. Профильная труба имеет открытый вход для установки ключа и заглушенный конец у острия сваи для недопущения заполнения бетонной смесью профильной трубы.
В случае слабых грунтов, когда для закручивания сваи не надо прикладывать большой крутящий момент, с целью удешевления себестоимости, полость для установки ключа в теле сваи может быть образована и без использования несъемной металлической трубы, а телом самого ключа, извлеченного на стадии твердения бетона. При этом арматурный каркас дополнительно усиливается горизонтальными отрезками металлической трубы круглого или квадратного сечения, расположенных с шагом не более 500 мм по длине каркаса.
Конусно-цилиндрическая верхняя часть имеет усиление из арматурных сеток и стальных обойм.
Свая имеет стальные монтажные петли в зоне оголовка для осуществления подъема и перемещения сваи.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлен общий вид сваи, на фиг. 2 показан каркас из профильной трубы, продольной арматуры с поперечной спиральной навивкой, на фиг. 3 показан каркас сваи без профильной трубы из продольной арматуры с поперечной спиральной навивкой, с усилением горизонтальными отрезками круглых или квадратных металлических труб, на фиг. 4, фиг. 5 - показано усиление оголовка, на фиг. 6 - показан ключ.
Осуществление полезной модели
Свая состоит из ствола сваи 1, конусообразной нижней части 2, конусно-цилиндрической верхней части 3 (фиг. 1). Бетонная винтовая навивка 4 расположена по всей длине ствола сваи, либо не доходит до оголовка.
Если полость в теле сваи для установки ключа образована несъемной металлической профильной трубой, то каркас сваи выполняется из профильной трубы 5, продольных арматурных стержней 6, обвитых спиральной арматурой 7 и ограничителей защитного слоя бетона 8 (фиг. 2). Продольная арматура может иметь выпуски (в зоне оголовка) для связи с возможными монолитными конструкциями. Профильная труба 5 для размещения съемного металлического ключа имеет сечение в виде многоугольника с открытым входом и заглушенным концом, и расположена по центру тела сваи. Свая имеет стальные монтажные петли 9 в зоне оголовка для осуществления подъема и перемещения сваи.
Если полость в теле сваи для установки ключа образована без применения металлической профильной трубы (телом самого ключа, извлеченного на стадии твердения бетона), то каркас сваи выполняется из продольных арматурных стержней 6, обвитых спиральной арматурой 7 с ограничителями защитного слоя бетона 8 и усиленных горизонтальными отрезками круглых или квадратных металлических труб 10, расположенными с шагом не более 500 мм по длине каркаса (фиг. 3).
Усиление оголовка состоит из арматурных сеток 11 и стальных обойм 12 (фиг. 4, фиг. 5).
В качестве материала для съемного металлического ключа 13 используется листовой металл различной толщины в зависимости от диаметра сваи (фиг. 6). Длина ключа равна длине трубы или может быть меньше. Ключ имеет квадратное отверстие в верхней части для соединения со штоком гидровращателя специализированной строительной техники. Для сопряжения ключа и штока, в ключе предусмотрено отверстие для стального «пальца».
Для закручивания сваи предварительно бурится лидерная скважина в грунте диаметром не более диаметра ствола сваи (диаметр скважины зависит от плотности грунта) и глубиной, равной длине погружаемой части сваи за вычетом глубины погружения конуса в грунт. Глубина погружения зависит от прочностных характеристик грунта. Перед вкручиванием со дна скважины изымается рыхлый грунт. Затем с помощью металлического ключа из листовой стали свая механизированным способом вкручивается в скважину с частичным погружением конуса сваи в грунт до проектной отметки.