Пустотелая винтовая свая

Полезная модель относится к строительству, а именно к фундаментостроению, и может быть использована в грунтах в качестве устройств, работающих на вдавливающие или выдергивающие нагрузки, например, для крепления трубопроводов, опор, мачт линий электропередач и других сооружений.
Известна винтовая свая [SU 366248 A1, E02D 5/56 (2000.01), 16.01.1973], включающая ствол с винтовой нарезкой.
Недостатком такой сваи является большая металлоемкость, а также необходимость применения для погружения мощных завинчивающих установок, обладающих значительными крутящими моментами. Кроме того, для погашения реакции отпора грунта на винт необходима пригрузка сваи осевой вдавливающей нагрузкой.
Известна винтовая свая, включающая ствол с винтовой нарезкой [SU 727750 A1, E02D 5/56 (2000.01), 15.04.1980], снабженная расположенной и закрепленной на поверхности грунта гайкой, через которую пропущен ствол.
Однако такие сваи сложны и трудоемки в изготовлении. Недостатком известной сваи является недостаточная жесткость и виброустойчивость, особенно для больших по длине и малых по диаметру винтовых свай.
Кроме того, известна винтовая свая, включающая винтовой пустотелый ствол из полос, снабженный режущими кромками и закрепленный на поверхности грунта гайкой [RU 2172373 С2, E02D 5/56 (2000.01), 20.08.2001].
Недостатком известной сваи является большая сложность и трудоемкость изготовления, так как необходимо после скручивания полос относительно продольной оси и соединения этих полос по продольным сторонам изогнуть их в поперечном направлении. Затем скрепленные между собой полосы вращают и поступательно перемещают с одинаковой скоростью, одновременно изгибая по винтовым линиям. Эти операции можно выполнять с помощью специального оборудования и станков.
Недостатком известной сваи является также недостаточная жесткость и виброустойчивость, особенно для больших по длине и малых по диаметру винтовых свай.
Известна винтовая свая RU 2228402 С2, E02D 5/56 (2000.01), 10.05.2004], 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 известной сваи являются большая сложность и трудоемкость изготовления, так как необходимо на полосе выполнять сначала надрезы под углом 60° друг к другу и продольным кромкам полос, с образованием по длине полосы равносторонних треугольников, расположенных попеременно в противоположные стороны. При этом необходимо соединять эти полосы под строго определенным углом 70°.
Практика применения таких свай показала, что основным недостатком их конструкции является большой момент завинчивания сваи, что ограничивает диаметр ствола, глубину погружения и как следствие несущую способность сваи, особенно в рыхлых, сжимаемых грунтах.
Задачей полезной модели является облегчение погружения сваи, а также снижение металлоемкости и себестоимости ее изготовления.
Для уменьшения количества составных элементов пустотелой винтовой сваи предложена ее конструкция, состоящая из пустотелого ствола 1, на одном конце которого предусмотрен вырез 2, например, в виде сквозного отверстия, а на другом конце выполнены две режущие пластины 3, жестко прикрепленные к пустотелому стволу 1. Кроме того в торцевой части пустотелого ствола 1 расположен направляющий элемент 4 (фиг. 1, 2) пустотелой винтовой сваи.
Направляющий элемент 4 изготовлен из двух треугольников, сваренных между собой под острым углом, например, 60° (фиг. 2) и жестко прикрепленных к пустотелому стволу 1 (фиг. 1, 2).
Для облегчения завинчивания и обеспечения долговечности конструкцией пустотелой винтовой сваи предусмотрен выход режущих пластин 3 за торцевую плоскость пустотелого ствола 1 (фиг. 1, 2). При этом, их прикрепляют к пустотелому стволу 1 и к треугольникам направляющего элемента 4.
Монтаж винтовой сваи осуществляют вращением пустотелого ствола 1 относительно его оси. Для ускорения завинчивания винтовой сваи возможна пригрузка конца винтовой сваи со стороны выреза. При монтаже сваи в вырез, например, в сквозное отверстие 2 (фиг. 1) устанавливают рычаг, с помощью которого передают вращение пустотелому стволу 1, обеспечивая тем самым завинчивание винтовой сваи. При этом часть почвы, расположенную под пустотелым стволом 1, частично разрыхляют частью режущих пластин 3, расположенных внутри пустотелого ствола 1, и направляют вовнутрь пустотелого ствола 1. Поступление почвы при монтаже винтовой сваи вовнутрь пустотелого ствола 1 уменьшает сопротивление завинчиванию винтовой сваи.
Для облегчения завинчивания используют специальную технику, предназначенную для бурения скважин или бензобур, при этом приобретают или изготавливают специальное устройство, обеспечивающее завинчивание пустотелой винтовой сваи через вырез 2 или непосредственно через пустотелый ствол 1. При необходимости монтаж винтовых свай выполняют в предварительно выполненные лидерные отверстия с диаметром меньшим или равным диаметру пустотелого ствола 1. При малом диаметре пустотелого ствола 1 монтаж пустотелых винтовых свай выполняют вручную, без предварительного выполнения лидерных отверстий под них.
При возведении фундаментов после монтажа подрезают все сваи на необходимую высоту и устанавливают на подрезанные части специальные оголовки. После монтажа для предотвращения коррозии и придания дополнительной жесткости пустотелой винтовой свае ее заполняют каким либо защитным составом, например бетоном.
Достоинством предлагаемой пустотелой винтовой сваи является низкая себестоимость ее производства, а также возможность ее демонтажа с последующим монтажом в другом месте при возведении временных ограждающих конструкций. Пустотелые винтовые сваи могут быть использованы в любое время года при строительстве причалов, фундаментов под легкие строения, временных и постоянных заборов и ограждающих конструкций и т.д.
Источники информации
1. Винтовая свая, SU 366248 A1, E02D 5/56 (2000.01), 16.01.1973.
2. Винтовая свая, SU 727750 A1, E02D 5/56 (2000.01), 15.04.1980.
3. Винтовая свая, RU 2172373 С2, E02D 5/56 (2000.01), 20.08.2001.
4. Винтовая свая, RU 2228402 С2, E02D 5/56 (2000.01), 10.05.2004.