СВАЯ ЗАБИВНАЯ

Полезная модель относится к строительству, в частности, к свайным фундаментам.
Известна забивная полая свая (а.с.SU №301404 от 14.07.1969 г.) с шарнирно закрепленными в ее нижней части раздвижными и поворотными лопастями и стержнем в центральной сквозной полости, служащим для управления положением лопастей через запорное устройство. При погружении сваи в грунт лопасти сложены так, что образуют заостренный наконечник. После погружения сваи на заданную глубину поворотом стержня воздействуют на запорное устройство и освобождают лопасти для их разворота до горизонтального положения для увеличения несущей способности сваи. Недостаток сваи - сложная и дорогостоящая конструкция механизма удержания и разворота лопастей, которая после забивки сваи остается в грунте.
Известна стальная полая свая (патент US №6047505 от 01.12.1997 г.) с концевой частью, разделяемой на секции после задавливания сваи на заданную глубину, имеющая заостренный наконечник на ее нижнем конце и механизм разделения на секции концевой части сваи, включающий усеченный конус, перемещаемый вниз штоком, вводимым в полость ствола. Секции разворачиваются, обеспечивая повышенную несущую способность сваи после ее дополнительного погружения на небольшую глубину. Недостаток сваи - сложность механизма разделения нижнего конца стальной трубы сваи на поворотные секции.
Известна конструкция забивной сваи (патенты US №4733994 от 24.11.1986, US №4813816 от 27.10.1987, US №4889451 от 26.12.1989), состоящей из ствола с квадратным поперечным сечением с центральным сквозным отверстием; заостренного наконечника, имеющего полость с помещенным в ней клином в форме четырехгранной пирамиды; опорных пластин, размещенных в стенках наконечника с возможностью выдвижения в стороны под действием граней клина, перемещаемого вниз, введенным в центральное отверстие ствола. Опорные пластины выдвигают из наконечника в грунт и после погружения сваи на заданную глубину для увеличения несущей способности сваи. Недостаток забивной сваи - сложность конструкции наконечника.
Забивная свая (а.с.SU №1564267 от 22.04.1987) включает полый квадратный ствол, размещенные в его нижней части раздвижной башмак и клиновой наконечник, размещенный между элементами башмака, имеющими скосы. Элементы башмака соединены съемным замком.
Сваю погружают на заданную глубину статическим или динамическим способом, затем снимают замок и дополнительно погружают сваю. Под действием клина наконечника элементы башмака раздвигаются, увеличивая несущую способность сваи. Недостатки сваи в большом размере полости для размещения толстостенного замка, выдерживающего действие на элементы башмака большой силы от клинового наконечника, и низкая несущая способность вследствие клиновой формы башмаков.
Известна свая (а.с. SU №1028780 от 03.07.1981 г.), включающая ствол с заостренной нижней частью, поворотные лопасти, шарнирно прикрепленные к нижней части ствола; опорные площадки на каждой лопасти, расположенные симметрично относительно осевой плоскости с образованием острого угла, вершина которого направлена вверх; клиновой вкладыш, расположенный между опорными площадками, имеющий заострение под углом, направленным вниз, два стяжных приспособления с фиксаторами, каждое из которых удерживает поворотные лопасти в сложенном состоянии при забивке сваи на заданную глубину и после выемки фиксаторов освобождает лопасти для поворота на заданный угол.
Недостаток сваи - большое сопротивление грунта забиванию или задавливанию сваи вследствие конструктивной сложности лопастей и большого расстояния между вкладышами, образующими заостренный наконечник, и сваей, а также остающийся на нижнем конце ствола после забивания сваи в грунт заостренный наконечник сваи, снижающий ее несущую способность.
Техническая задача, решаемая полезной моделью - упрощение конструкции сваи и повышение ее несущей способности.
Техническая задача решена в конструкции сваи забивной, состоящей из ствола, наголовника, по меньшей мере одной пары противолежащих поворотных лопастей, имеющих опорные плоскости и внешние поверхности, соединения каждой из лопастей с торцом сваи, обеспечивающего возможность вращательного движения относительно оси, расположенной в плоскости, перпендикулярной оси сваи; нижней полости с острым углом, направленным вверх, образованной опорными плоскостями лопастей, в их сложенном к оси сваи состоянии; клинового вкладыша, расположенного между опорными плоскостями, имеющего первое заострение под углом, направленным вверх, равным острому углу нижней полости, и второе заострение, направленное вниз, и образующего, вместе с поворотными лопастями в их сложенном состоянии, наконечник сваи; верхней полости с острым углом, направленным вниз, образованной внутренними противолежащими поверхностями поворотных лопастей в их сложенном к оси сваи состоянии; стяжного приспособления поворотных лопастей, удерживающего их и нижний вкладыш в форме наконечника до начала погружения сваи, при этом ствол имеет сквозное осевое отверстие; внешние поверхности поворотных лопастей являются плоскими и расположены под углом к оси так, что образуют угол заострения наконечника, меньший или равный углу второго заострения клинового вкладыша, расположенного между опорными плоскостями; в верхней полости с острым углом, направленным вниз, имеется верхний клиновой вкладыш, а основание, угол заострения которого меньше острого угла верхней полости, опирается на торец ствола.
Верхний клиновой вкладыш и клиновой вкладыш, расположенный между опорными плоскостями, могут быть соединены между собой, образуя единый вкладыш.
Технический эффект - упрощение конструкции сваи и повышение ее несущей способности - достигается благодаря отличительным признакам полезной модели, а именно: ствол имеет осевое сквозное отверстие; внешние поверхности поворотных лопастей являются плоскими и расположены под углом к оси так, что образуют угол заострения наконечника, меньший или равный углу второго заострения клинового вкладыша, расположенного между опорными плоскостями; в верхней полости с острым углом, направленным вниз, имеется верхний клиновой вкладыш, основание которого опирается на торец ствола, а угол заострения меньше острого угла верхней полости.
Данная совокупность отличительных признаков является новой для забивной сваи, так как не обнаружена в источниках информации, полученных при проведении патентно-информационного поиска.
На фиг.1 показана свая забивная,
на фиг.2 - свая забивная с наконечником в увеличенном масштабе,
на фиг.3 - сечение А-А на фиг.1,
на фиг.4 - свая забивная, погруженная на заданную глубину, с нераскрытыми поворотными лопастями,
на фиг.5 - свая забивная, окончательно погруженная на проектную глубину,
на фиг.6 - вид В на фиг.5.
Забивная свая (фиг.1-3) состоит из ствола 1 с осевым отверстием 2, наголовника 3, по меньшей мере одной пары противолежащих поворотных лопастей 4, имеющих опорные плоскости 5 и внешние поверхности 6, соединения 7 каждой из лопастей 4 с торцом 8 сваи, обеспечивающего возможность вращательного движения относительно оси 9, расположенной в плоскости, перпендикулярной оси сваи; нижней полости 10 с острым углом α (фиг.2), направленным вверх, образованной опорными плоскостями лопастей 5, в их сложенном к оси сваи состоянии; клинового вкладыша 11, расположенного между опорными плоскостями 5, имеющего первое заострение, направленное вверх, с углом, равным углу α нижней полости 10, и второе заострение с острым углом β, направленное вниз, и образующее вместе с поворотными лопастями 4 в их сложенном состоянии наконечник сваи 12; верхней полости 13 с острым углом γ, направленным вниз, образованной внутренними противолежащими поверхностями 14 поворотных лопастей 4 в их сложенном к оси сваи состоянии; стяжного приспособления 15 поворотных лопастей 4, удерживающего их и нижний вкладыш 11 в виде наконечника 12 до начала погружения сваи, при этом внешние поверхности 16 поворотных лопастей 4 являются плоскими и расположены под углом к оси так, что образуют угол θ заострения наконечника, меньший или равный углу β второго заострения клинового вкладыша 11. В верхней полости 13 с острым углом γ, имеется верхний клиновой вкладыш 17, основание 18 которого опирается на торец ствола, а угол φ заострения меньше острого угла γ верхней полости 13.
Верхний клиновой вкладыш 17 и клиновой вкладыш 11 могут быть соединены между собой, образуя единый вкладыш 17а (фиг.2). Если вкладыши 17 и 11 являются отдельными деталями, то при сборке наконечника сваи вкладыш 11 прикрепляется к поворотным лопастям 4 так, чтобы при выбивании или выдавливании вкладышей 17 и 11 из погруженной в грунт сваи, вкладыш 11 мог отделиться от лопастей 4.
Нижний конец ствола 1 имеет упоры 19, служащие для ограничения угла расположения башмаков относительно оси ствола, не превышающего 90°.
Свая в сборе (фиг.1, 2) погружается в грунт статическим или динамическим погружающим устройством до заданной глубины. Затем через отверстие в наголовнике 3 в отверстие 2 вводится шток 20 до упора его нижнего конца во вкладыш 17, а верхний конец выступает над наголовником 3. Надавливанием или ударом по штоку 20 силой, которая передается на вкладыш 17 и через него на внутренние поверхности 14 лопастей 4, разрывается стяжное приспособление 15 и разворачиваются лопасти 4 приспособления 15 относительно осей 9, выталкиваются вниз вкладыши 17 и 11 (фиг.1) или единый вкладыш 19 (фиг.2). Затем шток вынимают из полости 2 и погружают сваю до полного разворота каждой лопасти 4 на угол 90°, ограниченный упорами 19. Полость 2 сваи может быть забетонирована (фиг.5). Свая требует уменьшенной силы погружения в грунт и имеет увеличенную несущую способность.