СВАЯ ЗАБИВНАЯ

Полезная модель относится к строительству, в частности, к свайным фундаментам.
Известны сваи полые круглого сечения (ГОСТ 19804.5-83). Они могут иметь армированный конический наконечник с углом конуса 60°. Их недостаток - сниженная несущая способность из-за конического наконечника.
Известен столб, выполненный в виде трубы с острым закрытым наконечником, имеющим внутреннюю полость, заполненную зарядом взрывчатого вещества (патент US №3305985 от 20.07.1965). После погружения столба на заданную глубину инициируется взрыв вещества в полости наконечника, при этом наконечник расширяется, становясь анкерным устройством, увеличивающим несущую способность столба и препятствующим его извлечению из грунта. Недостатки такого устройства, увеличивающего несущую способность - применимость только для металлических столбов или свай и сложность, высокая трудоемкость и опасность работ с применением взрывчатых веществ.
Известна свая с полым наконечником, заполненным специальным веществом (патент JP №63233117 от 19.03.1987 г.). Для увеличения несущей способности сваи наконечнику придают шарообразную форму путем деформирования создаваемым внутренним давлением после окончания погружения сваи. Внутреннее давление создается за счет инициирования химической реакции в веществе, заполняющем наконечник.
Недостаток такой сваи - наконечник с тупым углом, существенно увеличивающим силу погружения сваи, не позволяющий погружать сваю в сильно уплотняемый, например, в песчаный обводненный грунт на большую глубину и необходимость в химическом веществе, заполняющем полость стального наконечника и в инициации химической реакции после окончания погружения сваи.
Известна забивная свая (а.с. SU №947278 от 19.12.1980), состоящая из ствола с осевым отверстием, заостренного наконечника в виде оболочки с острием, основание которого закреплено на нижнем конце сваи, опоры острия, выступающей из нижнего конца сваи, полости внутри оболочки.
Недостаток сваи в том, что после ее погружения она имеет пониженную несущую способность, уменьшающуюся с уменьшением угла заострения.
Техническая задача, решаемая полезной моделью - увеличение несущей способности забивной железобетонной сваи, имеющей заостренный наконечник.
Техническая задача решена в полезной модели сваи, состоящей из ствола с осевым отверстием, заостренного наконечника в виде оболочки с острием, основание которого закреплено на нижнем конце сваи, опоры острия, выступающей из нижнего конца сваи, полости внутри оболочки, при этом наконечник сваи имеет кольцевое стальное основание, наружный диаметр которого равен наружному диаметру сваи; оболочка имеет коническую или конусоидальную форму; основание оболочки соединено по периметру с кольцевым основанием наконечника и является сминаемой силой погружения при удалении опоры острия; отверстие в основании наконечника является резьбовым; опорой острия является стержень с резьбовым участком, ввернутый в резьбовое отверстие основания наконечника.
Технический эффект достигается за счет новой совокупности отличительных признаков конструкции сваи, а именно: наконечник сваи имеет кольцевое основание; оболочка имеет коническую или конусоидальную форму, заканчивающуюся острием, и является сминаемой силой погружения при удалении опоры острия; основание оболочки соединено по периметру с кольцевым основанием наконечника; отверстие в основании наконечника является резьбовым; опорой острия является стержень с резьбовым участком, ввернутый в резьбовое отверстие основания наконечника; острие и основание изготовлены из стали, оболочка изготовлена из стального листа и нижняя часть ее приварена к острию, а верхняя - по периметру кольцевого основания; оболочка наконечника имеет форму двойного конуса, первый из которых начинается от основания наконечника и на половине высоты наконечника переходит во второй конус, имеющий больший угол заострения, чем у первого.
Коническая оболочка может иметь на внутренней поверхности концентратор напряжений в виде окружности, которая является линией изгиба оболочки при ее смятии во время погружения при удаленном опорном стержне. Выпуклая форма наконечника обеспечит при его смятии большую площадь опоры сваи на грунт.
Дополнительный технический эффект, получаемый от предложенной полезной модели сваи - повышение несущей способности сваи за счет смятия оболочки наконечника при погружении после удаления стержня, ввернутого в резьбовое отверстие основания наконечника до упора в острие.
На фиг.1 показана конструкция сваи с коническим наконечником, имеющим оболочку из листового деформируемого материала.
На фиг.2 - конструкция сваи со стальным наконечником, имеющим выпуклую форму оболочки, образованную двумя конусами.
На фиг.3 - конструкция соединения основания стального наконечника с торцом армированной сваи.
На фиг.4 - свая со стальным наконечником, деформированным после удаления упорного стержня.
Свая забивная состоит (фиг.1, 2) из ствола 1 с осевым отверстием 1а, наголовника 2, заостренного полого наконечника 3 в виде оболочки 4 с основанием 5 и острием 6, опоры острия, выступающей из нижнего конца сваи, полости 3а внутри оболочки 4, при этом наконечник 3 сваи имеет кольцевое основание 7; сминаемая оболочка 4 имеет коническую или конусоидальную форму, основание 5 которой соединено по периметру с кольцевым основанием 7 наконечника 3, имеющим резьбовое осевое отверстие 8, опорой острия является стержень 9 с резьбовым участком, ввернутый в резьбовое отверстие 8 основания наконечника 3.
Оболочка 4 наконечника 3 может иметь коническую (фиг.1) или выпуклую конусообразную форму (фиг.2) и иметь на внутренней поверхности концентратор напряжений 10 (фиг.1) в виде окружности, расположенной на половине высоты конуса, что обеспечивает складывание наконечника 3 со значительным расширением при его деформировании. Острие 6 и основание 5 изготовлены из стали, оболочка 4 может быть изготовлена из стального листа и нижняя часть ее приварена к острию 6, а верхняя - по периметру основания 5. Оболочка 4 может иметь форму двойного конуса (фиг.2), первый из которых начинается от основания 5 наконечника 3 и на половине высоты наконечника 3 переходит во второй конус, имеющий больший угол заострения, чем у первого.
При погружении сваи в песчаный грунт для уменьшения силы задавливания и обеспечения погружения сваи на заданную глубину, свая забивная может иметь отношение высоты наконечника 3 к наибольшему размеру ствола 1, находящемуся в интервале от 1,8 до 3,8 (фиг.3).
Перед установкой сваи в вертикальное положение в основание 5 наконечника 3 ввертывают упорный стержень 9 до упора в верхнюю поверхность острия 6. Для погружения сваи ее устанавливают в вертикальное положение, прилагают силу, действующую на наголовник 2, задавливают сваю на большую часть заданной глубины погружения, снимают нагрузку, вывинчивают упорный стержень 9, прилагают нагрузку и задавливают сваю до заданной глубины погружения или до полного деформирования или разрушения оболочки 4 наконечника 3.
Перед началом погружения сваи в осевое отверстие ствола 1 вводят стержень 9 до упора во внутреннюю поверхность острия 6 наконечника 3; закрепляют стержень 9 в основании 5 наконечника 3.
Погружение сваи забивной происходит под действием силы на верхний конец сваи до достижения заданной глубины.
После погружения сваи на заданную глубину освобождают стержень 9 от закрепления в основании 5 наконечника 3 и вынимают его из отверстия в стволе 1. Дополнительно погружают сваю до завершения смятия наконечника 3. Наконечник 3 расширяется, обеспечивая повышение несущей способности сваи.