РАБОЧИЙ ОРГАН ДЛЯ УСТРОЙСТВА ВИНТОНАБИВНЫХ СВАЙ

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована как при возведении новых, так и при усилении фундаментов ранее возведенных зданий и сооружений.
Известен способ изготовления сваи (патент РФ №2076173, E02D 5/56, 5/36, 06.05.1995), заключающийся в погружении под воздействием усилий вращения и осевой подачи в грунт полого наконечника с винтовым выступом на нем и трубчатой штанги и подачи через верхнее отверстие штанги арматуры и бетона одновременно с извлечением штанги из грунта.
Наиболее близким по технической сущности является рабочий орган для изготовления винтонабивной сваи (патент РФ №2385383, E02D 5/56, 2006), включающий обсадную трубу, башмак с винтовой лопастью и теряемый конусный наконечник, который выполнен с углом заострения 90°, угол наклона винтовой линии подбирается, исходя из приведенных в формуле формул (2), (3). Башмак имеет радиус, больший радиуса обсадной трубы, подбираемый из приведенного в формуле уравнения (4), а также герметичный стык обсадной трубы, снабженный герметичным патрубком, приваренным к верху нижней секции трубы, и заглушками.
Недостатками устройств являются сложность конструкции и высокая стоимость рабочего органа для устройства винтонабивных свай.
Задача полезной модели заключается в снижении стоимости органа для устройства винтонабивных свай и оптимизации его конструкции.
Для решения поставленной задачи в рабочий орган для устройства винтонабивных свай, включающий обсадную трубу и теряемый наконечник введены резьбовое соединение и штанга, которая установлена в обсадной трубе с возможностью передачи вращательного момента и осевой вертикального перемещения силы теряемому наконечнику и снабжена ограничителем, закрепленным на боковой поверхности штанги с возможностью взаимодействия с верхним краем обсадной трубы, при этом штанга и теряемый наконечник связаны между собой резьбовым соединением для их стягивания и удержания в рабочем положении, при этом теряемый наконечник оснащен, по крайней мере, одной винтовой лопастью, а площадь верхней поверхности корпуса теряемого наконечника больше площади, окаймленной внешним контуром обсадной трубы.
Резьбовое соединение состоит, по меньшей мере, из двух резьбовых шпилек и упорной шайбы, при этом резьбовые шпильки установлены в штанге, с возможностью соединения одним концом с соответствующими отверстиями в верхней поверхности теряемого наконечника, а другим через соответствующие отверстия в упорной шайбе - с гайками, причем шайба расположена на верхнем краю штанги, площадь которой больше площади, окаймленной штангой - с гайками.
Теряемый наконечник выполнен в форме конуса, или пирамиды, или клина.
Технический результат - снижение стоимости рабочего органа для устройства винтонабивных свай (далее - рабочий орган) за счет оптимизации конструкции рабочего органа и сокращения удельного расхода металла, поскольку усилие для введения рабочего органа в землю прилагается к теряемому наконечнику, а в качестве обсадных труб могут быть использованы трубы из тонкого металла, изделия из асбестоцемента, из пластика, цена которых намного меньше стальных труб.
Полезная модель поясняется чертежом, на фиг. 1 обозначено: 1 - теряемый наконечник, 2 - винтовая лопасть, 3 - обсадная труба, 4 - штанга, 5 - ограничитель, 6 - упорная шайба, 7 - резьбовые шпильки.
Рабочий орган состоит из теряемого наконечника 1 с винтовой лопастью 2. Теряемый наконечник 1 на фиг. 1 выполнен в виде конуса. Площадь верхней поверхности теряемого наконечника 1 больше площади, окаймленной внешним контуром обсадной трубы 3. Обсадная труба 3 установлена на теряемый наконечник 1. На верхней поверхности теряемого наконечника 1 выполнен паз 8. Для передачи вращательного момента и осевой вертикального перемещения силы теряемому наконечнику в обсадную трубу 3 вставлена штанга 4. Штанга 4 выполнена в виде полой трубы. На нижнем конце штанги 4 на перемычке (на фиг. 1 не показано) выполнен выступ 9. Выступ 9 выполнен с возможностью сопряжения с пазом 8 теряемого наконечника 1. Таким образом, штанга выполняет функцию шлицевой (плоской) отвертки для закручивания теряемого наконечника 1. Штанга 4 снабжена ограничителем 5, который выполнен в виде шайбы, приваренной к ее боковой поверхности на высоте, равной высоте обсадной трубы, который не позволяет обсадной трубе подниматься вверх при вкручивании рабочего органа, и прижимает ее к верхней поверхности теряемого наконечника, что исключает попадание внутрь обсадной трубы грунта и воды при погружении рабочего органа в грунт.
Штанга 4 и теряемый наконечник 1 связаны между собой резьбовым соединением для их стягивания и удержания в рабочем положении. Резьбовое соединение состоит, по меньшей мере, из двух резьбовых шпилек 7 и упорной шайбы 6. Резьбовые шпильки 7 установлены в штанге 4, один конец которых соединяется с соответствующими отверстиями в верхней поверхности теряемого наконечника, а другим - через соответствующие отверстия (на фиг. 1 не показано) в упорной шайбе 6 - с гайками 10. Упорная шайба 6 расположена на верхнем краю штанги, а ее площадь больше площади, окаймленной штангой.
На боковой поверхности штанги 4 приварен ограничитель 5 - шайба, который установлен на высоте, равной высоте обсадной трубы 3, и обеспечивает плотный контакт между нижним концом обсадной трубой 3 и теряемым наконечником 1.
Рабочий орган погружается в грунт путем завинчивания, для этого штанга 4 устанавливается в обсадную трубу на теряемый наконечник, при этом выступ на нижнем конце штанги вставляется в паз теряемого наконечника. Передача вращательного момента и осевой вертикального перемещения силы теряемому наконечнику осуществляется с помощью приводного устройства, которое присоединяется через отверстие 11 в штанге 4. При погружении грунт раздвигается теряемым наконечником в стороны, тем самым уплотняясь, а обсадная труба 3 вслед за теряемым наконечником погружается на требуемую глубину. Резьбовые шпильки 7 обеспечивают надежное соединение штанги 4 с теряемым наконечником 1. Ограничитель 5 не позволяет обсадной трубе 3 подниматься вверх при вкручивании рабочего органа в землю.
По достижении проектной отметки вывинчивают резьбовые шпильки 7 и вынимают из обсадной трубы 3 штангу 4, при этом теряемый наконечник 1 остается в грунте. В обсадную трубу 3 вставляется арматурный каркас и производится бетонирование сваи.
Сравнительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый рабочий орган имеет оптимальную конструкцию, а отсутствие дорогостоящей стальной обсадной трубы позволяет ее существенно удешевить.