Забивная винтовая свая
DRIVEN SCREW PILE

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению.
Известна винтовая свая (см. патент №2228402, 7 E02D 5/56, 10.05.2004, Бюл. №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 ломаных винтовых линий, в точках излома которых - вершинах расположены места схождения четырех равносторонних треугольников - ребер жесткости.
Недостатками известного изобретения являются сложность изготовления и ограниченные технологические возможности, большое сопротивление при вдавливании и ввинчивании сваи в грунт.
Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является свая винтовая (см. патент №2379421, B02D 5/56,20.01.2010, Бюл. №2), включающая закрепленную на поверхности грунта гайку, винтовой пустотелый ствол с режущими кромками выполненный из одной полосы, свернутой в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, согнутой по размещенным под углом к ее кромкам линиям сгиба, с образованием по наружной и внутренней поверхностям, направленных в одну сторону винтовых линий и винтовых поверхностей, в виде карманов криволинейной формы, которые по периметру сваи могут быть различными не только по форме, но и размерам, при этом расстояние между линиями сгиба равно сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренней и наружной поверхностей.
Недостатками известного изобретения являются сложность изготовления и ограниченные технологические возможности при ввинчивании сваи в грунт, а также необходимость применения для погружения сваи мощных установок, необходимость пригрузки сваи осевой вдавливающей нагрузкой.
Техническим решением задачи является упрощение изготовления, расширение технологических возможностей, облегчение погружения сваи в грунт.
Техническое решение достигается тем, что в забивной винтовой свае включающей закрепленную на поверхности грунта гайку и винтовой пустотелый ствол с режущими кромками на торце, выполненный многозаходным с винтовыми линиями и винтовыми криволинейными поверхностями, отличающаяся тем, что винтовой пустотелый ствол выполнен в виде соединенных по продольным кромкам с образованием по периметру снаружи ствола винтовых линий и винтовых криволинейных многозаходный поверхностей в виде винтовых канавок выпуклой формы с центрами кривизны внутри пустотелого цилиндрического многозаходного винтового ствола и по периметру внутри винтового ствола продольных винтовых режущих кромок по всей длине пустотелого винтового ствола от его торцевых режущих кромок, причем ствол изготовлен из лент прямоугольной формы, снабженных по боковым кромкам скосами, под острым углом β, сначала изогнутых по винтовым линиям на цилиндрической первой оправке, с образованием по периметру винтовых криволинейных поверхностей в виде винтовых канавок выпуклой формы с центрами кривизны внутри этих канавок, которые после снятия с первой оправки, диаметр которой равен двум радиусам канавок выпуклой формы, были размещены на цилиндрической второй оправке, диаметр которой соответствует проходному диаметру пустотелого винтового ствола.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено технического решения, аналогичного заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой забивной винтовой сваи.
Новизна заключается в том, что по периметру, внутри винтового ствола, по всей его длине, от его торцевых режущих кромок образованы продольные винтовые режущие кромки, что облегчает ввинчивание и погружение забивной винтовой сваи в грунт, расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что винтовой пустотелый ствол с режущими кромками на торце изготовлен из лент прямоугольной формы, снабженных по боковым кромкам скосами под острым углом β, изогнутых по винтовым линиям на цилиндрической первой оправке, с образованием по периметру винтовых криволинейных поверхностей в виде винтовых канавок выпуклой формы с центрами кривизны внутри этих канавок, которые после снятия с первой оправки, диаметр которой равен двум радиусам канавок выпуклой формы, размещают на цилиндрической второй оправке, диаметр которой соответствует проходному диаметру пустотелого винтового ствола, и соединяют известными способами по продольным кромкам, расположенным вдоль направления вдавливания ствола в грунт, что снижает сопротивление грунта при вдавливании и вкручивании забивной винтовой сваи в грунт.
Новизна обусловлена также тем, что, благодаря выпуклым наружным винтовым многозаходным поверхностям, при вдавливании и вкручивании пустотелого винтового ствола, сопротивление грунта снижается, так как криволинейные поверхности по периметру предлагаемого винтового ствола соединяют по продольным кромкам, расположенным вдоль направления вдавливания ствола в грунт, что в совокупности с указанными геометрическими элементами забивного винтового ствола расширяет технологические возможности и уменьшает сопротивления грунта при погружении такого ствола.
Новизна состоит в том, что винтовой пустотелый ствол с режущими кромками на торце изготовлен из лент прямоугольной формы, снабженных по боковым кромкам скосами под острым углом β, изогнутых по винтовым линиям на цилиндрической первой оправке, с образованием по периметру винтовых криволинейных поверхностей в виде винтовых канавок выпуклой формы с центрами кривизны внутри этих канавок, которые после снятия с первой оправки, диаметр которой равен двум радиусам канавок выпуклой формы размещают на цилиндрической второй оправке, диаметр которой соответствует проходному диаметру пустотелого винтового ствола и соединяют известными способами по продольным кромкам, что создает по внутреннему периметру винтового ствола продольные винтовые кромки, облегчающие погружение винтового ствола в грунт и снижающие усилия, необходимые при вдавливании для погружении ее в грунт.
Новизна заключается в том, что забивной винтовой ствол выполнен из лент прямоугольной формы, снабженных по боковым кромкам скосами под острым углом β, изогнутых по винтовым линиям в поперечном направлении на цилиндрической первой оправке, с образованием по периметру винтовых криволинейных поверхностей в виде винтовых канавок выпуклой формы с центрами кривизны внутри этих канавок, которые после снятия с первой оправки размещают на цилиндрической второй оправке, диаметр которой соответствует проходному диаметру пустотелого винтового ствола и соединяют известными способами по продольным кромкам, с образованием по периметру снаружи винтового забивного ствола винтовых линий и винтовых криволинейных поверхностей в виде винтовых канавок выпуклой формы с центрами кривизны внутри пустотелого цилиндрического многозаходного винтового ствола, что расширяет технологические возможности и упрощает изготовление.
Новизна усматривается также в том, что ввинчивание забивного винтового ствола производится не только многозаходными каналами выпуклой формы по внешнему периметру, но и продольными режущими кромками по внутреннему периметру, что расширяет технологические возможности и снижает сопротивление грунта при ввинчивании и вдавливании винтового ствола в грунт.
Новизна также обусловлена тем, что винтовой ствол по периметру выполнен из свернутых в вертикальной плоскости и последовательно соединенных между собой по длине винтового ствола прямоугольных лент, снабженных по боковым кромкам скосами, под острым углом β свернутых в вертикальной плоскости в продольном направлении и изогнутых по винтовым линиям в поперечном направлении, с образованием по периметру винтового ствола винтовых линий и винтовых многозаходных поверхностей выпуклой формы с центрами кривизны внутри винтового ствола, что расширяет технологические возможности, облегчает погружение сваи в грунт, расширяет технологические возможности.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что винтовой ствол по всей длине имеет плавное поперечное сечение, что обеспечивает уменьшение сопротивления грунта при вдавливании и ввинчивании винтового ствола в грунт.
Новизна усматривается также в том, что «ввинчивание» винтового ствола производится не только по внутреннему периметру многозаходными каналами криволинейной формы и винтовыми продольными режущими кромками, но и по внешнему периметру винтовыми криволинейными поверхностями выпуклой формы, что уменьшает вдавливающие усилия и облегчает погружение сваи в грунт.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг. 1 - изображена забивная винтовая свая, погруженная в грунт; на фиг. 2 - ствол винтовой сваи; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - местный вид 1 на фиг. 3; на фиг. 5 - вид спереди ленты прямоугольной формы со скосами; на фиг. 6 - сечение Б-Б на фиг. 5; фиг. 7 - вид ленты прямоугольной формы со скосами изогнутой по винтовым линиям на цилиндрической первой оправке; на фиг. 8 - разрез В-В на фиг. 7; на фиг. 9 - вид совмещенных на цилиндрической второй оправке двух изогнутых по винтовым линиям на первой оправке лент со скосами; на фиг. 10 - сечение Г-Г на фиг. 9 с совмещением кромок, изогнутых по винтовым линиям на первой оправке лент прямоугольной формы со скосами.
Забивная винтовая свая включает винтовой ствол 1 и закрепленную на поверхности грунта 2 гайку 3, через которую пропущен винтовой ствол 1, имеющий оголовок 4 (фиг. 1).
Винтовой пустотелый ствол 1 (фиг. 1 и фиг. 2) изготовлен с наружными криволинейными выпуклыми поверхностями 5, 6, 7, 8, 9, 10 с центрами кривизны внутри пустотелого цилиндрического многозаходного винтового ствола 1.
Винтовой пустотелый ствол 1 с режущими кромками 11 на торце ствола 1 (фиг. 1, фиг. 2) изготовлен из лент прямоугольной формы 5, 6, 7, 8, 9, 10, снабженных по боковым продольным кромкам скосами 12, 13 (фиг. 5, фиг. 6) под острым углом β, изогнутых по винтовым линиям на цилиндрической первой оправке 14, с образованием по периметру винтовых криволинейных поверхностей 5, 6, 7, 8, 9, 10 в виде винтовых канавок 15, 16, 17, 18, 19, 20 выпуклой формы с центрами кривизны внутри этих канавок, которые после снятия с первой оправки, диаметр которой равен двум радиусам канавок выпуклой формы, размещают на цилиндрической второй оправке 21, диаметр которой соответствует проходному диаметру пустотелого винтового ствола. Винтовые криволинейные поверхности 5, 6, 7, 8, 9, 10 соединяют друг с другом известными способами по продольным кромкам - скосами 12, 13 последовательно, с образованием по периметру снаружи винтового ствола 1 винтовых линий 22, 23, 24, 25, 26, 27 и винтовых криволинейных многозаходных поверхностей в виде винтовых канавок 15, 16, 17, 18, 19, 20 выпуклой формы с центрами кривизны внутри пустотелого цилиндрического многозаходного винтового ствола 1 и по периметру внутри винтового ствола 1 продольных винтовых режущих кромок 22, 23, 24, 25, 26, 27 по всей длине пустотелого винтового ствола 1 от его торцевых режущих кромок 11.
Погружение сваи осуществляется забивкой и вдавливанием по оголовку 5 сваи. При этом свая, проворачиваясь в гайке 4, погружается в грунт 3.
Предложенная конструкция сваи может быть использована в любых грунтовых условиях производственных работ.
Технико-экономические преимущества забивной винтовой сваи возникают не только за счет ее выполнения пустотелой, цилиндрической, винтовой, многозаходной и создания на ее наружной поверхности цилиндрических винтовых линий и винтовых многозаходных поверхностей в виде каналов выпуклой формы, которые не только ввинчиваются в грунт, но и обеспечивают за счет изготовления из лент прямоугольной формы скосами, изогнутых по винтовым линиям на двух цилиндрических оправках, что упрощает изготовление и расширяет технологические возможности, но и образованию по периметру внутри винтового ствола продольных винтовых режущих кромок по всей длине пустотелого винтового ствола от ее торцевых режущих кромок.