СВАЯ

Область техники
Предлагаемая полезная модель относится к области строительства, в частности, к конструкциям свай, предназначенных для устройства свайных фундаментов или свайных опор.
Уровень техники
Известен патент на полезную модель RU №116512, опубл. 25.07.2012. В описании к указанному патенту и на его фигурах представлена винтовая свая в грунте. По одному из описываемых в описании этого патента известных вариантов винтовая свая в грунте содержит полый ствол и прилегающий к ее наружным стенам грунт, при этом ствол оснащен винтовыми лопастями по наружной поверхности, а в нижней части ствола выполнено, по меньшей мере, два отверстия, расположенных перпендикулярно ее оси, и, по меньшей мере, одно отверстие у основания сваи, при этом ствол выполнен в виде полой трубы, а прилегающий к отверстиям на стволе грунт насыщен грунтоукрепляющей смесью, которая формирует горизонтально направленные лучи, удерживающие ствол сваи в вертикальном положении.
Указанная свая имеет существенный недостаток, а именно низкая надежность при эксплуатации из-за ее малой устойчивости в грунте после установки, обусловленной неравномерным упрочнением грунта под сваей и по бокам.
Это вызвано тем, что отверстия выполнены таким образом, что они создают малую площадь опоры сваи, так как грунтоукрепляющая смесь подается через боковые отверстия строго в горизонтальном направлении (по бокам от ствола сваи) и через нижнее отверстие в вертикальном направлении (снизу ствола сваи), следовательно, образовываются части ствола сваи, находящиеся без опоры. Кроме того, так как грунтоукрепляющая смесь подается через ствол сваи в грунт уже после завинчивания сваи на расчетную глубину, то не происходит равномерное распределение грунтоукрепляющей смеси в грунте вокруг ствола сваи, соответственно участки грунта вокруг ствола сваи остаются разрыхленными и незадействованными.
Из уровня техники также известны различные конструкции свай, имеющие увеличенную площадь поверхностного контакта с грунтом за счет увеличения периметра поперечного сечения сваи (см., например, CN №204199272, 04.09.2013; US №4244156, 13.01.1981).
Недостатками описанных выше свай являются сложная составная конструкция и недостаточная несущая способность, обусловленная недостаточным сцеплением поверхности сваи с окружающим грунтом.
Раскрытие полезной модели
Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое техническое решение, заключается в повышении несущей способности сваи по грунту.
Эта задача решается путем создания сваи, включающей ствол, имеющий нижний и верхний концы, а также четыре стороны, которые в поперечном сечении сваи образуют фигуру, сопрягаемые стороны которой расположены под прямым углом, причем каждая сторона ствола профилирована так, что в поперечном сечении имеет волны зигзагообразной формы.
В одном из вариантов заявленного решения, стороны, образующие волну зигзагообразной формы сопряжены под углом, лежащим в интервале от 0 до 170°.
В другом из вариантов заявленного решения ствол сваи выполнен полым, что позволяет увеличить площадь контакта сваи с грунтом.
Таким образом, заявляемое техническое решение всей своей совокупностью существенных признаков позволяет повысить надежность винтовой сваи несущей способности сваи по грунту за счет увеличения периметра поперечного сечения по всей ее длине.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлен общий вид сваи.
На фиг. 2 представлен вид поперечного сечения сваи.
Осуществление полезной модели
Свая (1) может быть выполнена из материала, обеспечивающего заданную несущую способность сваи, например из металла или его сплавов, пластика или полимерных композиций.
Свая (1) по всей своей длине имеет одинаковое сечение (см. фиг. 2), представляющее собой четырехстороннюю фигуру, стороны которой сопряжены под прямым углом. Причем каждая сторона в поперечном сечении сваи профилирована так, что имеет зигзагообразную форму, и соответственно имеет ребра (2). Иными словами при виде с торца сваи стороны имеют волны 3 зигзагообразной формы (пилообразной формы в виде «гармошки»). Ствол сваи может быть выполнен полым, а его стенки иметь толщину, выбираемую в зависимости от требуемых характеристик и несущей способности сваи.
Например, каждая из волн может быть образована так, что стороны, ее образующие, расположены друг относительно друга в диапазоне углов от 0 до 170° и, соответственно, иметь стороны различной или одинаковой длин. Данное конструктивное исполнение волн позволяет обеспечить возможность выбора параметров сваи в зависимости от характеристик грунта. Различные виды грунтов ведут себя по-разному в определенных погодных условиях и при сезонном изменении температур имеют особые характеристики. Особое внимание уделяется связности, однородности, влагоемкости, водонепроницаемости, растворимости грунтовой массы. Отдельно рассматриваются коэффициенты трения, разрыхления, пластичности и сжимаемости. Существуют основные виды грунта: глинистые, пылеватые, песчаные, скалистые, обломочные.
Волны могут быть выполнены на каждой из сторон ствола сваи с определенным шагом (волны могут быть связаны по прямой линии) или без него (т.е. начало одной волны является конечной предыдущей волны).
Так, в зависимости от характеристик грунта могут быть выбраны те или иные параметры волн – ширина, высота, угол между сторонами волны.
Кроме того, количество волн на стороне ствола сваи также может быть различным, что также обусловлено выбором необходимых характеристик сваи в зависимости от вида грунта.
Данные конструктивные особенности сваи находятся в причинно-следственной связи с техническим результатом, который направлен на повышении несущей способности сваи по грунту за счет увеличения периметра поперечного сечения сваи по всей ее длине.
Профилирование сторон указанным выше образом может быть выполнено по всей длине сваи.
Данная форма сторон позволяет увеличить периметр контакта сторон сваи с грунтом, что повышает несущую способность сваи по грунту.