Винтовая свая

 

ВИНТОВАЯ СВАЯ, включающая заостренный в нижней части ствол с винтовой нарезкой на боковъй поверхности-и объемлющей его гайкой с винтовой нарезкой на внутренней поверхности, отличдющаяся тем, что, с целью повыщения несущей способности ,, надежности в работе и снижения энергоемкости при погружении, ствол выполнен с левой и правой винтовыми нарезками и снабжен вертикальными ножевыми ребрами, расположенными в зоне заострения его нижней части, и объемлющими ствол дополнительными гайками с винтовой нарезкой на внутренней поверхности, причем смежные гайки имеют противоположно направленную вин1овую нарезку, а каждая гайка снабжена расположенным в ее верхней части кольцевым упорным подщипником и закрепленной на ее боковой поверхности винтовой лопастью, направление спирали которой аналогично направлению винтовой нарезки в этой гайке. € (Л /ff о со оо 05 со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК з(ю Е 02 D 5/56

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ И3ОБРЕТЕНИЯ .:. ;:: :

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фф .

% Фм ч (21) 3404592/29-33 (22) 05.03.82 (46) 07.08.83. Бюл. № 29 (72) В. Н. Пчелин, В. П. Чернюк и Г. С. Кандилян (71) брестский инженерно-строительный институт (53) 624.! 55.3(088.8) (56) 1. Иродов М. Д,. Применение винтовых свай в строительстве. М., Стройиздат, 1968, с. 16.

2. Авторское свидетельство СССР № 727750, кл. Е 02 D 5/56, 1978 (прототип). (54) (57) ВИНТОВАЯ СВАЯ, включающая заостренный в нижней части ствол с винтовой нарезкой на боковой поверхности и объемлющей его гайкой с винтовой нарезкой

ÄÄSUÄÄ 1033637 А на внутренней поверхности, отличающаяся тем, что, с целью повышения несущей способности,. надежности в работе и снижения энергоемкости при погружении, ствол выполнен с левой и правой винтовыми нарезками и снабжен вертикальными ножевыми ребрами, расположенными в зоне заострения его нижней части, и объемлющими ствол дополнительными гайками с винтовой нарезкой на внутренней поверхности, причем смежные гайки имеют противоположно направленную винтовую нарезку, а каждая гайка снабжена расположенным в ее верхней части кольцевым упорным подшипником и закрепленной на ее боковой поверхности винтовой лопастью, направление спирали которой аналогично направлению винтовой нарезки в этой гайке.

1033637

Изобретение относится к строительству, в частности к фундаментостроению, и может быть использовано в качестве анкерных опорных конструкций, погружаемых в грунт забивкой, виброзабивкой или вдавливанием, для закрепления в грунте различных конструкций, например опор трубопроводов, мостов, линий электропередач и связи, пневмонадувных сооружений, работающих на знакопеременные нагрузки.

Известна винтовая свая, содержащая заостренный в нижней части ствол и винтовые. лопасти (1) .

Недостатком данной винтовой сваи является необходимость применения для погружения в грунт специальных мощных завинчивающих установок, обладающих значительными крутящими моментами, которые весьма тяжелы и громоздки. Кроме того, при погружении сваи возникают значительные

) еактивные моменты, которые требуют анкеровки завинчивающих установок. Это обусловливает низкую эффективность погружения сваи в грунт. При приложении к свае выдергивающих (вдавливающих) осевых усилий она имеет возможность проворачивания, так как лопасти имеют одно направление винтовой спирали, что приводит к снижению надежности работы сваи.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является винтовая свая, включающая заостренный в нижней части ствол с винтовой нарезкой на боковой поверхности и объемлющей его гайкой с винтовой нарезкой на внутренней поверхности. Гайка и винтовая нарезка ствола, выполненная по всей длине, имеет угол подъема витков а > arctg f, где f — коэффициент трения материала ствола и гайки (2).

Недостатком известной сваи является низкая несущая способность и надежность работы, обусловливаемые тем, что, при приложении к свае осевых усилий, она имеет возможность проворачивания, так как лопасти выполнены с одним направлением винтовой спирали при большом угле подъема витков A ) arctg f, необходимым для обеспечения возможности погружения сваи забивкой. Изготовление винтовых лопастей в виде непрерывной ленты по всей длине сваи (только в этом случае возможно погружение сваи на проектную отметку) определяет повышение энергоемкости погружения сваи в грунт, так как увеличивается работа на преодоление касательных сил сцепления, трения и реактивного отпора грунта по лопасти, усложнение конструкции сваи и повышение материалоемкости, без существенного повышения при этом несущей способности. Кроме того, для обеспечения погружения сваи в грунт при прохождении ее через гайку необходима анкеровка гайки по оголовку инвентарной трубы 10 последняя перемещается вместе с гайками 5 и 6 вниз, которые за счет взаимодействия резьбы 7 гаек 5 и 6 и винтовых нарезок 2 и 3

55 (гайка должна быть неподвижной), что снижает эффективность погружения.

Целью изобретения является повышение несущей способности, надежности работы и снижение энергоемкости при погружении

Указанная цель достигается тем, что в винтовой свае, включающей заостренный в нижней части ствол с винтовой нарезкой на боковой поверхности и объемлющей его гайкой с винтовой нарезкой на внутренней поверхности, ствол выполнен с левой и правой винтовыми нарезками и снабжен вертикаль,ными ножевыии ребрами, расположенными в зоне заострения его нижней части и объемлющими ствол дополнительными гайками с винтовой нарезкой на внутренней поверхности, причем смежные гайки имеют противоположно направленную винтовую нарезку, а каждая гайка снабжена расположенным в ее верхней части кольцевым упорным подшипником и закрепленной на ее

?0 боковой поверхности винтовой лопастью, направление спирали которой аналогично направлению винтовой нарезки в этой гайке.

На чертеже изображена винтовая свая, д общий вид.

Винтовая свая содержит заостренный в нижней части ствол 1 с внутренними левой

2 и правой 3 винтовыми нарезками по всей его длине. В нижней части ствол 1 снабжен вертикальными ножевыми ребрами 4. На

ЗО ствол 1 одеты гайки 5 и 6, имеющие винтовую нарезку 7 с углом подъема витков

a > arctgf, где f — коэффициент трения материала ствола 1 и гаек 5 и 6, равным углу подъема винтовых нарезок 2 и 3 ствола 1.

Гайки 5 и 6 выполнены цилиндрическими и каждая из них оборудована закрепленной на боковой поверхности винтовой лопастью

8 с направлением спирали, совпадающим с направлением нарезки гайки, и шагом, равным шагу винтовых нарезок 2 и 3 ство4О ла 1. Причем гайка 5 имеет противоположную гайке 6 винтовую нарезку 7. В верхней части гаек 5 и 6 смонтирован кольцевой упорный подшипник 9, обеспечивающий минимальные энергозатраты на трение между гайками 5 и 6 при вращении их в разные

4 стороны. На верхний конец ствола 1 надета инвентарная труба 10, упирающаяся нижним концом в гайку 5.

Погружение сваи в грунт 11 осуществляется забивкой, виброзабивкой или вдавливанием в два этапа. На первом этапе осуществляется погружение в грунт 11 ствола 1 на расчетную отметку (несколько выше проектной отметки). После чего на ствол 1 Iloследовательно одеваются гайки 5, 6 и инвентарная труба 10. При нанесении ударов

1033637

Состав ител ь М. Перл он

Техред И. Верес Корректор Ю. Макаренко

Тираж 673 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Н. Пушненкова

Заказ 5578/32

3 ствола 1 поворачиваются вокруг оси сваи в разные стороны, погружаясь в грунт ll (второй этап) . Реактивный крутящий момент, передаваемый на ствол 1 от гайки 6, стремится повернуть ствол 1 против часовой стрелки, а от гайки 5 — по часовой.

Тем самым, в процессе погружения (второй этап) гаек 5 и 6 с винтовыми лопастями 8, передаваемые на ствол 1 реактивные моменты компенсируют друг друга. Так как реактивные моменты, передаваемые стволу 1 от гаек 5 и 6, не равны из-за неоднородности грунта 11, разных условий погружения. (особенно в начальный момент погружения, когда гайка 5 еще не врезалась в грунт 11), то разность между ними воспринимается вертикальными ножевыми ребрами 4, опирающимися на грунт 11. В процессе погружения гаек 5 . и 6 с винтовыми лопастями

8 в грунт 11 на ствол 1 действуют вертикальные осевые усилия, которые обусловливают погружение ствола 1 ао проектной отметки.

Погружение гаек 5 и 6 в грунт 11 можно осуществлять раздельно, вначале гайку 6, а затем (после выемки инвентарной трубы

10) — гайку 5. Процесс погружения гаек

5 и 6 осуществляется до момента касания . гайкой 6 вертикальных ножевых ребер 4.

Для повышения надежности работы сваи, после погружения ее на проектную отметку, инвентарная труба 10 в верхней части жестко соединяется со стволом 1. При воздействии на сваю выдергивающих или вдавливающих нагрузок, крутящие моменты, возникающие а результате взаимодействия грунта 1! и винтовых лопастей 8, передаются через винтовые нарезки 7,2 и 3 стволу 1, уничтожая друг друга (так как направлены в разные стороны) и предотвращая самопроизвольное использование или погружение сваи. В случае необходимости повтортого использования сваи осуществляется съем трубы 10 и к оголовку ствола 1 прикладывается выдергивающее усилие. Отсутствие инвентарной трубы 10 дает возможность перемещаться гайкам 5 и 6 вдоль ствола 1, что они и делают под действием крутящих моментов, возникающих при вза5 имодействии грунта 11 с винтовыми лопастями 8.

Предлагаемая винтовая свая позволяет повысить несущую способность и надежность работы за счет предотвращения при прило10 женин к свае выдергивающих или вдавливающих усилий, проворачивания сваи путем изготовления близлежащих гаек с противоположной друг другу винтовой резьбой, выполнения ствола с внутренними левой и правой винтовыми нарезками и снабжения нижней части ствола вертикальными ножевыми ребрами. Отсутствие необходимости изготовления винтовых лопастей в виде непрерывной ленты по всей длине ствола определяет снижение энергоемкости погружения сваи в

20 грунт за счет уменьшения работы на преодоление касательных сил сцепления, трения, реактивного отпора грунта по лопасти (по сравнению с известным), и материалоемкости. Кроме того, повышается эффективность погружения сваи в грунт в результа25 те исключения необходимости анкеровки гайки или завинчивающих установок.

Предлагаемая винтовая свая не требует применения мощных завинчивающих установок, требует приложения значительно мень ших осевых усилий, что повышает эффек30 тивность установки сваи в грунт.

Предлагаемая конструкция может быть использована в слабых, водонасыщенных, пластичных и пластичномерзлых грунтах.

К оме того, для погружения сваи может р

35 ыть б использован любой способ подготовки оснований — забавки без какой-либо предварительной подготовки, забивка в лидерные скважины, погружение в парооттаянные или пробуренные скважины.