СВАЯ ВИНТОВАЯ

Полезная модель относится к строительству и может быть использована для устройства свайных оснований немассивных малоэтажных зданий и сооружений, например, каркасных, панельных, брусовых и бревенчатых домов.
Известна винтовая свая, включающая полый ствол с опорным элементом на его верхнем конце и винтовой лопастью на нижнем (патент RU №49841, МПК E02D 5/56, опубл. 10.12.2005). Недостатком известной сваи является отсутствие антикоррозийного покрытия на наружной и внутренней поверхностях полого ствола, что приводит к быстрому разрушению сваи в агрессивных грунтах.
Известна винтовая свая, включающая полую металлическую трубу с антикоррозийным покрытием ее наружной и внутренней поверхности, снабженная винтовой навивкой в виде лопасти, проходящей по всей длине трубы (патент RU №2304664, МПК E02D 5/56, опубл. 20.08.2007). Недостатками известной сваи являются:
- излишняя длина винтовой навивки, увеличивающая стоимость сваи, так как при закручивании сваи в слабые грунты навивка в верхней ее части становится излишней;
- отсутствие опорного элемента на верхнем конце сваи, что не обеспечивает устойчивое и надежное соединение сваи с вышерасположенной конструкцией.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой полезной модели, выбранной в качестве прототипа, является винтовая свая, включающая цилиндрическую трубу, выполненную в металлическом корпусе с антикоррозионным покрытием, с конической нижней частью, металлическую навивку в виде одного витка лопасти, расположенного на конической части трубы (патент RU №93412, МПК E02D 5/56, опубл. 27.04.2010).
Недостатками прототипа являются:
- затрудненное вхождение сваи в твердый грунт;
- невозможность варьирования шага лопасти в зависимости от вида грунта;
- невозможность завинчивания сваи вручную без применения специальной техники.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является устранение указанных недостатков, совершенствование винтовой сваи.
Технический результат заключается в создании сваи винтовой, легко входящей в грунт различной плотности, обладающей возможностью изменения шага лопасти навивки в зависимости от плотности грунта, изменения ширины лопасти исходя из расчетной нагрузки на проектируемый фундамент и конструктивных особенностей возводимого объекта, что позволит рассчитывать оптимальное количество свай, расстояние между ними и снизить затраты, а также устанавливать сваи вручную без применения специальной техники.
Технический результат достигается тем, что в свае винтовой, включающей металлическую трубу с антикоррозионным покрытием, с конической нижней частью, металлическую навивку в виде одного витка лопасти, расположенного на конической части трубы, коническая часть трубы выполнена в виде пирамиды с количеством граней не менее трех, ширина лопасти навивки составляет не менее 1/3 наружного диаметра трубы, шаг лопасти составляет от одного до двух наружных диаметров трубы, а на верхнем конце трубы на боковой ее поверхности выполнено, по меньшей мере, одно технологическое отверстие. Выполнение конической части трубы в виде пирамиды позволяет по сравнению с прототипом легко, без усилий вводить сваю в грунт любой плотности за счет подрезания (зенкования) грунта при вкручивании сваи. Ширина лопасти металлической навивки напрямую влияет на несущую способность сваи - чем больше ширина лопасти, тем больше площадь опоры сваи в грунте, тем выше ее несущая способность. На практике это дает возможность, изменяя ширину лопасти навивки, исходя из расчетной нагрузки на проектируемый фундамент и конструктивных особенностей возводимого объекта, определять необходимое количество свай, расстояние между ними и оптимизировать затраты на возведение фундамента. Шаг лопасти металлической навивки выбирают в зависимости от вида грунта: от одного до 1,3 наружного диаметра трубы - для твердого грунта, от 1,3 до двух наружных диаметров трубы - для слабого грунта. Изменение шага лопасти навивки в зависимости от вида грунта способствует увеличению крутящего момента без нарушения структуры грунта между витками лопасти. При завинчивании сваи межвитковые промежутки грунта не разрыхляются, а наоборот, уплотняются лопастью сваи, что повышает ее несущую способность. Технологическое отверстие предусмотрено для установки вручную свай небольшого диаметра в местах, где использование техники невозможно либо неэффективно, что позволяет снизить себестоимость установки таких свай.
Полезная модель поясняется чертежами, где:
фиг.1 - свая винтовая, общий вид;
фиг.2 - наконечник сваи.
Свая винтовая включает металлическую трубу 1, в нижней части которой находится замкнутая коническая часть 2, выполненная в виде пирамиды с количеством граней не менее трех, с винтовой лопастью 3, ширина которой составляет не менее 1/3 наружного диаметра трубы 1, с шагом лопасти 3 от одного до двух наружных диаметров трубы 1, в верхней части трубы 1 на боковой ее поверхности выполнено, по меньшей мере, одно технологическое отверстие 4.
Диаметр, длину сваи, количество граней наконечника, выполненного в виде пирамиды, выбирают в зависимости от грунта, расчетной нагрузки и глубины погружения сваи, а исходя из выбранного диаметра сваи и расчетной нагрузки определяют ширину и шаг лопасти навивки на конической части сваи.
Установку свай осуществляют следующим образом.
На участке погружения винтовых свай производят зондирование грунта и в зависимости от его вида выбирают сваи с шагом лопасти 3, составляющим от одного до двух наружных диаметров трубы 1: от одного до 1,3 диаметра - для твердого грунта, от 1,3 до двух диаметров - для слабого грунта, затем проводят разметку свайного поля и после этого ввинчивают сваи на необходимую (заданную) глубину с использованием специальной техники или технологического отверстия 4 в верхней части трубы, верх свай размечают по нивелиру и обрезают под проектную отметку. После этого внутрь каждой сваи заливают до верха высокопрочный цементный состав с арматурой или без нее, в зависимости от расчетной нагрузки, к верхнему торцу каждой сваи приваривают металлическую опорную площадку либо по верхним торцам свай сваркой производят обвязку металлическим швеллером, который используют в качестве ростверка.
При изготовлении сваи в заводских условиях металлический наконечник в виде пирамиды с количеством граней не менее трех приваривают к металлической трубе и на наружную поверхность сваи наносят антикоррозионное покрытие.
Применение сваи винтовой, выполненной в соответствии с заявляемой полезной моделью, позволяет по сравнению с прототипом легко, без усилий вводить сваю в грунт любой плотности за счет подрезания (зенкования) грунта при вкручивании сваи, изменять шаг лопасти навивки в зависимости от вида грунта, изменять ширину лопасти исходя из расчетной нагрузки на проектируемый фундамент и конструктивных особенностей возводимого объекта, что позволит рассчитывать оптимальное количество свай, расстояние между ними и снизить затраты, а также устанавливать сваи небольшого диаметра вручную без применения специальной техники.