ВИНТОВАЯ СВАЯ ДЛЯ РЫХЛЫХ ГРУНТОВ

Полезная модель относится к области строительства, преимущественно к применению висячих свай и может использоваться при устройстве свайных фундаментов в рыхлых грунтах большой мощности.
Известна конструкция винтовой сваи, включающей металлическую трубу с размещенной на ее поверхности металлической навивки по всей длине, а в нижней части навивка конусная (Патент 2304664 C1, E02D 5/56, RU, 20.08.2007). Недостатком такой конструкции являются затруднение ее погружения в грунт за счет большой площади навивки.
Известны конструкции винтовых свай, сооружаемых из металлических полос (патенты 2172373 С2, E02D 5/56, RU; 228402 С2, E02D 5/56, RU). Их недостатками является сложность изготовления и достаточно высокая сопротивляемость грунта при их внедрении и невысокая несущая способность.
Известны конструкции винтовых свай с цилиндрической навивкой и конусной на нижнем конце (патент 2288326 C1, E02D 5/56, RU). Недостаток таких свай - формирование широких (до 5 диаметров от размеров труб) винтовых навивок с целью повышения несущей способности, что затрудняет их внедрение в грунт.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой полезной модели является винтовая свая, у которой к винтовому конусному башмаку крепится инжектор в виде трубы с отверстиями, соединенный с трубой внутри ствола для подачи грунтоукрепляющей смеси (патент 2413818 C1, E02D 5/56, RU). Недостатком такой винтовой сваи является слабая конструкция инжектора, соответственно, низкая надежность его от поломок при погружении в грунт.
Предлагаемое решение направлено на повышение несущей способности винтовой сваи не только за счет сил трения по винтовой поверхности, но и за счет увеличения сил лобового сопротивления путем образования вокруг трубы сваи грушеобразного грунтового уширения, адгезионно связанного с трубой, которое формуется путем подачи твердеющего раствора в околосвайный массив грунта.
Поставленная цель достигается тем, что используют винтовую сваю, состоящую из металлической трубы с жесткой металлической навивкой на ее поверхности в 2-3 витка у верхнего конуса трубы и 5-6 витков у нижнего по внедряющемуся направляющему глухому конусу. При этом, верхняя навивка в 2-2,5 раза больше нижней, и обе навивки выполнены конусами. Внутри трубы по центру расположена металлическая трубка, заглушенная в пределах конуса, причем на центральной внутренней трубке и на поверхности трубы, свободной от навивки, выполнены радиально и соосно сквозные отверстия увеличивающимся диаметром сверху вниз по длине труб для выхода твердеющего раствора.
В верхней, надгрунтовой, части трубы, ниже хвостовика для вращения, сооружен патрубок для шланга нагнетательного насоса и пакер, в виде прижимной шайбы, для предотвращения прорыва раствора на поверхность по зазору между шнековой навивкой. Внутренняя и наружная поверхность трубы сваи покрыты антикоррозийным веществом.
Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, где на фиг.1 показано размещение винтовой сваи в грунте; на фиг.2 изображена винтовая висячая свая и сечение по А-А. На фигурах приняты следующие обозначения: 1 - хвостовик под патрон бурового вращателя; 2 - полая (цилиндрическая) центральная труба; 3 - верхний конусный шнек по трубе; 4 - нижний конусный шнек; 5 - внутренняя трубка; 6 - отверстия для выхода твердеющего раствора во внутренней трубке; 7 - отверстие во внешней трубе; 8 - пакер над шнеком; 9 - шайба; 10 - гайка прижимная; 11 - патрубок-штуцер для шланга насоса; 12 - нагнетательный шланг; 13 - массив грунта; R - радиус закрепления грунта.
Висячую сваю погружают в грунт вращением через хвостовик 1, как буровую штангу. Затем нагнетательный шланг 12 от насоса-дозатора подключают к штуцеру 11. Расходную емкость заполняют подготовленным твердеющим раствором, объем и время твердения которого рассчитывают по известным зависимостям. Раствор при нагнетании заполняет трубу 2 и, выходя из отверстий, распространяется радиально от сваи, формируя грушеобразный закрепленный массив грунта 13, адгезионносвязанный со сваей, во много раз повышающий ее несущую способность.
Закрепляющий твердеющий раствор может быть на основе либо силиката натрия, либо на основе карбамидной смолы малой токсичности марки КФМТ с кислотным отвердителем (слабая соляная или щавелевая кислота 3-4%) в количестве 5-10% от объема смолы, разбавленной водой 1:1 или 1:0,5.
Таким образом, предлагаемая конструкция винтовой сваи после инжектирования обладает повышенной опорной поверхностью и соответствующей несущей поверхностью без снижения прочностных качеств.