ВИНТОВАЯ СВАЯ
SCREW PILE

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению.
Известна винтовая свая (см. патент №2412307, МПК B02D 5/56, опубл. 20.01.2011, бюл. №5), включающая винтовой пустотелый ствол с режущими кромками, смонтированный из секций, выполненных из восьми, десяти, двенадцати и т.д. четного числа равносторонних треугольников, соединенных между собой двумя боковыми сторонами, при этом секции соединены друг с другом свободными третьими сторонами треугольников с образованием пустотелого винтового ствола, по периметру которого расположены направленные навстречу друг другу четыре, пять, шесть и более ломанных правых и левых винтовых линий с образованием внутренних четырех, пяти, шести и более винтовых канавок, направленных навстречу друг другу с одинаковым шагом, и закрепленной на поверхности грунта гайкой.
Недостатками известной сваи являются ограниченные технологические возможности и необходимость применения больших усилий для погружения сваи в грунт, а также большая сложность и трудоемкость изготовления, недостаточная жесткость и виброустойчивость, особенно для больших по длине и малых по диаметру винтовых свай.
Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является винтовая свая (см. патент №2228402, МПК7 Е02D 5/56, 10.05.2004, ,юл. №13), включающая винтовой пустотелый ствол из полос, снабженный режущими кромками и закрепленный на поверхности грунта гайкой, каждая из полос согнута попеременно в противоположные стороны под углом 140° по надрезам, выполненным под углом 60° друг к другу и к продольным кромкам полос, с образованием по длине полосы равносторонних треугольников, расположенных на полосе попеременно в противоположные стороны, при этом полосы соединены одна с другой по продольным кромкам под углом 70° с образованием по периметру направляющих трех ломанных винтовых линий, в точках излома которых - вершинах, расположены места схождения четырех равносторонних треугольников - ребер жесткости.
Недостатками известной сваи являются ограниченные технологические возможности и необходимость применения больших усилий для погружения сваи в грунт, а также большая сложность и трудоемкость изготовления, так как необходимо на полосе выполнять сначала надрезы, выполненные под углом 60° друг к другу и продольным кромкам полос, с образованием по долине полосы равносторонних треугольников, расположенных попеременно в противоположные стороны, при этом необходимо соединять эти полосы под строго определенным углом 70°, недостаточная жесткость и виброустойчивость, особенно для больших по длине и малых по диаметру винтовых свай.
Техническим решением является облегчение погружения ствола в грунт, упрощение изготовления и расширение технологических возможностей, повышение жесткости и виброустойчивости винтовой сваи.
Техническое решение достигается тем, что в винтовой свае, включающей винтовой ствол, винтовой ствол выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми канавками внутри винтового ствола в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны карманов криволинейной формы винтовой поверхности, расположенными внутри поперечного сечения винтового ствола, изготовлен из трех и более одинаковых полос прямоугольной формы, скрученных в продольном направлении относительно продольной оси и изогнутых по винтовой линии в поперечном направлении на цилиндрической оправке, с образованием по периметру винтового ствола трех и более внутренних криволинейных поверхностей выпуклой формы с центрами кривизны внутри винтового ствола и образованием напусков внутри винтового ствола в виде винтовых лопастей по всей длине винтового ствола.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой винтовой сваи.
Новизна заключается в том, что винтовой ствол изготовлен из трех и более одинаковых полос, скрученных в продольном направлении относительно продольной оси и изогнутых по винтовой линии в поперечном направлении на цилиндрической оправке полос прямоугольной формы, с образованием по периметру винтового ствола трех и более внутренних криволинейных поверхностей выпуклой формы с центрами кривизны внутри винтового ствола и образованием напусков внутри винтового ствола в виде винтовых лопастей по всей длине винтового ствола, что облегчает погружение сваи и расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что карманы по периметру винтовой сваи могут быть различными не только по форме, но и размерам, что расширяет технологические возможности.
Новизна заключается в том, что ствол винтовой сваи выполнен многозаходным, что не только облегчает погружение, но и сокращает время погружения.
Новизна усматривается также в том, что площадь соприкосновения стенок по периметру предлагаемой конструкции винтовой сваи по сравнению с известными винтовыми сваями увеличивается, что увеличивает несущую способность сваи и позволяет по сравнению с известными винтовыми сваями уменьшить толщину стенок при сохранении жесткости и виброустойчивости.
Новизна заключается также в том, что при погружении предлагаемая свая навинчивается на многозаходный внутренний столб грунта, что увеличивает несущую способность сваи и позволяет, в сравнении с известными винтовыми сваями, уменьшить толщину стенок сваи при сохранении жесткости и прочих технических характеристик, т.е. металлоемкость.
Новизна заключается также в том, что за счет скручивания полос прямоугольной формы в продольном направлении и изгиба в поперечном направлении образованы внутри винтового ствола криволинейные поверхности различной кривизны с напусками внутри винтового ствола в виде лопастей в каждом поперечном сечении по длине винтового ствола, что не только облегчает погружение сваи в грунт, но и расширяет технологические возможности.
Новизна обусловлена тем, что винтовой ствол по периметру снабжен тремя, четырьмя, пятью, шестью и т.д. винтовыми линиям и соответственно тремя, четырьмя, пятью, шестью и т.д. винтовыми канавками внутри винтового ствола с криволинейными поверхностями различной кривизны с напусками внутри, что облегчает погружение сваи в грунт и расширяет технологические возможности.
Новизна заключается в том, что благодаря внутренним винтовым поверхностям двоякой кривизны с напусками внутри винтового ствола в виде лопастей сопротивление погружению ствола в грунт снижается, расширяются технологические возможности.
Новизна заключается в том, что благодаря внутренним винтовым поверхностям двоякой кривизны с напусками внутри винтового ствола в виде лопастей сопротивление погружению ствола снижается, что облегчает погружение ее в грунт, расширяет технологические возможности.
Новизна заключает в том, что ствол изготовлен из трех и более одинаковых полос прямоугольной формы, что упрощает изготовление.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена винтовая свая, погруженная в грунт; на фиг.2 - ствол сваи, смонтированной из пяти прямоугольных полос; фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.2; фиг.4 - одна из полос с напуском; на фиг.5 - вид полосы с напуском после скручивания ее концов относительно продольной оси; на фиг.6 - вид полосы с напуском после сгиба ее на цилиндрической оправке; на фиг.7 - разрез В-В на фиг.6.
Винтовая свая включает винтовой ствол 1 и закрепленную на поверхности 2 грунта 3 гайку 4, через которую пропущен ствол 1, имеющий оголовок 5 (фиг.1).
Винтовой ствол 1 выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми канавками, например на фиг.2 пятью - 6, 7, 8, 9, 10.
Винтовой ствол 1 (фиг.2, фиг. 3), например, выполнен из трех и более, например на фиг.2 и фиг.3 из пяти, полос прямоугольной формы 11, 12, 13, 14, 15 с образованием по периметру винтового ствола 1 внутренних криволинейных поверхностей выпуклой формы с центрами кривизны внутри винтового ствола и образованием напусков 16, 17, 18, 19, 20 (фиг.3) в виде винтовых лопастей по всей длине винтового ствола 1 (на фиг.4 винтовые лопасти затемнены). При этом образуются внутри винтового ствола 1 винтовые канавки в виде карманов криволинейной формы 6, 7, 8, 9, 10 с центрами кривизны, расположенными внутри поперечного сечения винтового ствола 1 (фиг.3).
1
1
Таким образом, многозаходный винтовой пустотелый винтовой ствол 1 выполнен из трех и более полос прямоугольной формы, например (фиг.2, фиг.3) пяти полос 11, 12, 13, 14, 15. Каждая из полос прямоугольной формы (например, на фиг.1 полоса 11) выполнена с напуском 21 и с боковыми кромками 22 и 23. Напуск 21 показан на фиг.4 отделенным, например, от полосы 11 штриховой линией 24. Полоса 11 скручена по винтовой линии в продольном направлении (фиг.5) относительно продольной оси O-O и изогнута по винтовой линии в поперечном направлении на цилиндрической оправке 25 (фиг.7, фиг.8).
1
Полосы 11, 12, 13, 14, 15 с напусками 21 после сгиба снимают с оправки 25 и соединяют друг с другом боковой стороной 23 одной полосы со штриховой линией 24 другой полосы известными методами, например сваркой, с образованием по периметру винтовых линий и винтовых поверхностей в виде винтовых канавок-карманов 6, 7, 8, 9, 10 с постоянным шагом S (фиг.2). Одна из винтовых линий показана на фиг.3 утолщенной линией 26-27.
Например, полоса 11 своей винтовой кромкой 23 (фиг.4) соединена с полосой 15 по штриховой линии 24 с выпуклой ее стороны, например, сваркой, в свою очередь полоса 15 соединена своей винтовой кромкой 23 с полосой 14 по ее штриховой линии 24 и т.д. с образованием многозаходной винтовой поверхности в виде пустотелого винтового ствола с напусками 16, 17, 18, 19, 20 (фиг.3) в виде винтовых лопастей по всей длине винтового ствола 1 (на фиг.3 винтовые лопасти затемнены). Скручивание каждой полосы обеспечивает дополнительное искривление поверхности винтового ствола 1, благодаря чему облегчается погружение сваи в грунт.