Винтовая свая

 

БИНТОВАЯ СВАЯ, включающая заостренный в нижней части полый ствол с винтовой нарезкой на боковой поверхности и винтовую лопасть, о тличающаяся тем, что, с целью снижения энергоемкости погружения в грунт,материалоемкости и увеличения несущей способности, винтовая нарезка имеет Г-образное или Т-образное поперечное сечение и уменьшающийся в. направлении к наконечнику шаг, а винтовая лопасть выполнена с ослабленными участками по длине и на примыкающей к стволу кромке снабжена буртом, заведенным с возможностью перемещения в винтовую нарезку, причем ствол в нижней части выполнен со сквозным отверстием в стенке и снабжен отводными блоками и запассованным через них тросом , при этом один из блоков установлен в отверстии в стенке ствола, о а другой - в полости ствола, одн.н конец троса прикреплен к заходной (Л части лопасти, а другой пропущен через полость ствола. с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (Щ

3(50 Е 02 D 5/56

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ю (21) 3578054/29-33 (22) 18.02 ° 83. (46) 23.04.84. Бюл. 9 15 (72) В.Н.Пчелин, В.П.Чернюк и А.Д.Дзибук (71) Брестский инженерно-строительный институт (53) 624.155.2 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

Р 727750, кл. E 02 D 5/56, 1978.

2.Авторское свидетельство .СССР по заявке Ð 3404592/33, кл. E 02 D 5/56, 1982 (прототип). (54) (57) ВИН 1 ОВАЯ СВАИ, включающая заостренный в нижней части полый ствол с винтовой нарезкой на боковой поверхности и винтовую лопасть, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения энергоемкости погружения в грунт,материалоемкости и увеличения несущей способности, винтовая нарезка имеет Г-образное или Т-образное поперечное сечение и уменьшающийся в направлении к наконечнику шаг, а винтовая лопасть выполнена с ослабленными участками по длине и на примыкающей к стволу кромке снабжена буртом, заведенным с возможностью перемещения в винтовую нарезку, причем ствол в нижней части выполнен со сквозным отверстием в стенке и снабжен отводными блоками и запассованным через них тросом, при этом один из блоков установлен в отверстии в стенке ствола, а другой - в полости ствола, один щ

С2 конец троса прикреплен к заходной части лопасти, а другой пропущен через полость ствола.

1087619

10!

35

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению, и может быть использовано в качестве анкерных опорных конструкций для закрепления к грунту, например опор трубопроводов, линий электропередач и связи, пневмонадувных сооружениЯ, башен радиорелейной связи, работающих на знакопеременные нагрузки, а также в качестве свай с повышенной площадью опирання в промышленном и гражданском строительстве при возведении мостов, причалов и других сооружений. .Известная винтовая свая, предназначенная для работы на выдергиваюWe нагрузки, содержащая заостренный в нижней .части полый ствол и вннтовую лопасть Г13

Известная винтовая свая характеризуется большими энергозатратами на преодоление касательных сил трения по боковой поверхности ствола при эавинчивании в грунт. Для погружения такой сваи в грунт требуются специальные мощные завинчивающие установки, обладающие значнтельнцми крутящими моментами, которые весьма тяжелы и громоздки, что приводит к снижении эффективности процесса погружения. Свободное опирание верхних витков лопасти на упоры, образование полости в грунте под лопастью в процессе ее поддергивания (до опирания на упоры) обусловливают существенное снижение несущей .способности сваи.

Кроме того, такая винтовая свая. может работать только на выдергивающие нагрузки и относится к однократно используемым конструкциям, что ограничивает область ее применения.

Наиболее близким техническим ре- 40 шением к изобретению является винтовая свая, включающая заостренный в нижней части полый ствол с винтовой нарезкой на боковой поверхности и винтовую лопасть L2)

Известная винтовая свая включает одетые на ствол сваи гайки, имеющие винтовую нарезку с углом подъема витков c() arctpf, где t . — коэффициент трения материала ствола гайки, равным углу подъема нарезки ствола, последний выполнен с внутренними левой и правой винтовыми нарезками и в нижней части снабжен вертикальными ножевыми ребрами, гайки изготовлены цилиндрическими и каждая иэ них оборудована закрепленной на боковой . поверхности винтовой лопастью с, направлением спирали, совпадающим с направлением резьбы гайки, и шагом, равным шагу винтовой нарезки ствола, 60 причем каждая смежная гайка имеет противоположную близлежащим, сверху и снизу на стволе, гайкам резьбу, а в верхней части гаек монтирован кольцевой упорный подшипник.

Установка этой сваи в грунт также сопровождается большими затратами энергии на преодоление касательных сил трения по боковой поверхности гаек и инвентарной трубы. Изготовление гаек с постоянным шагом винтовой нарезки и лопастей определяет низкую эффективность погружения в грунт, обусловливаемую значительной продолжительностью процесса погружения гаек с лопастями в реэультатЕ необходимости совершения большого числа оборотов.до момента опускания на проектную отметку, так как шаг назначается иэ соображений невозможности выкручивания сваи (гаек с лопастями) при работе иа выдергивающие нагрузки,. что особенно важно при наличии только одной гайки с лопастью (или нечетного их количества). Наличие гайки и инвентарной трубы, необходимой для обеспечения работы сваи на знакопеременные нагрузки, приводит к увеличению материалоемкости конструкции. Для обеспечения возможности погружения гаек с лопастями в грунт угол подъема витков винтовой нарезки должен быть

aL7:xrc tpf, где f — коэффициент. трения материала ствола и гайки, однако большой угол подъема витков обусловливает при приложении значительных осевых усилий поворот сваи, что снижает ее несущую способность. Снижению несущей способности способствует также раэрыхление грунтового массива лопастями с противоположным направлением винтовой линии на смежных гайках. Кроме того, затруднено применение конструкции.

Цель изобретения - снижение энер-, гоемкости погружения в грунт, материалоемкости и увеличение несущей способности.

Указанная цель достигается тем, что в винтовой свае, включающей заостренный в нижней части полый ствол с винтовой нарезкой на боковой поверхности и винтовую лопасть, винтовая нарезка имеет Г-образное или

Т-образное поперечное сечение и уменьшающийся в направлении к наконечнику шаг, а винтовая лопасть выполнена с ослабленными участками по длине и на примыкающей к стволу кромке снабжена буртом, заведенным с возможностью перемещения в винтовую нарезку, причем ствол в нижней части выполнен со сквозным отверстием в стенке и снабжен отводными блоками и эапасованным через них тросом, при этом один из блоков установлен s отверстии в стенке ствола, а другой - в полости ствола, один конец троса прикреплен к заходной части лопасти, а другой пропущен через полость ствола.

1087619 наружу, наматывается на барабан лебедки (или крепится к домкрату (не показано)<закрепляемой на оголовке сваи. При наматывании троса 10 на барабан,.создаваемое усилие передается через трос 10 лопасти 3, которая погружается в результате взаимодействия с винтовой нарезкой 2 в грунт.

В случае многолопастной винтовой сваи хвостовая часть 12 первой лопасти 3 соединяется отрезком троса 17, длина которого. подбирается расстояния между смежными лопастями

3, с эаходной частью 11 второй лопасти 3 и т.д.

Для обеспечения возможности выкручивания лопастей 3 в случае необходимости повторного использования хвостовая часть 12 последней лопасти 3 крепится к дополнительному тросу 18, прн приложении выдерживающего усилия к которому будет происходить выкручивание лопастей 3 в обратном порядке. .Реактивный крутящий момент, передаваемый от винтовой лопасти 3 на ствол 1, воспринимается силамн трения по боковой поверхности ствола 1.

При приближении лопасти 3 к проектному положению шаг винтовой нарезки 2 уменьшается, происходит деформация по вертикали лопасти 3 с увеличением диаметра внутренних кромок,поэтому для обеспечения прочной заделки винтовых лопастей 3 нарезку 2 рационально изготавливать с уменьшающейся в направлении к наконечнику 5 глубиной.

Процесс погружения лопастей 3 осуществляется до упора заходной части

11 нижней лопасти 3 в перемычку 16.

Для повышения надежности работы сваи тросы 10 и 18 соединяются в верхней части со стволом 1.

Описываемая винтовая свая позволяет на 20-25% снизить энергоэатраты на погружение в грунт за счет уменьшения затрат энергии на преодоление касательных сил трения по боковой поверхности гаек и инвентарной трубы путем их исключения иэ конструкции и количества оборотов лопастей вокруг ствола при установке на проектную отметку путем, изменения шага винтовой нарезки по длине ствола.

Отсутствие в конструкции гаек и инвентарной трубы приводит к снижению материалоемкости сваи. Изготовление винтовых лопастей с одним направлением закручивания снижает степень разрыхления окружающего грунтового массива, а в отдельных случаях даже приводит к его уплотнению, что обусловливает повышение несущей способности сваи, чему способствует также малый угол подъема витков винтовой

На фнг. 1 изображена описываемая винтовая свая в процессе погружения в грунт, разрез; на фиг. 2 — винтовая лопасть, общий вид; на фнг. 3 узел на фиг. 1.

Описываемая винтовая свая включа- 5 ет заостренный в нижней части полый ствол 1 с винтово; нарезкой 2, имеющей Г-образное нли T-образное поперечное сечение и винтовую лопасть 3, которая на примыкающей к стволу кромке снабжена буртом 4, заходящим с воэможностью перемещения в ви .товую нарезку 2. Ствол 1 в нижней час- из условия обеспечения расчетного ти винтовой нарезки 2, изготовленной с уменьшающимся в направлении к наконечнику 5 шагом, выполнен с отверстием 6 в стенке и оборудован от- i водными блоками 7 и 8, причем блок

7 установлен в отверстии 6, а блок

8 - в полости ствола 1. Через блоки

7 и 8. запасован трос 10, соединенный одним концом с эаходной частью 11 лопасти 3 и выходящий другим концом через полость 9 за пределы сваи. Винтовая лопасть выполнена с заостренными заходной 11 и хвостовой 12 лопастями, которые оборудованы скобами 13 для закрепления троса 10, и имеет по длине ослабленные участки .14, предназначенные для облегчения деформации лопасти 3 в процессе из- Зц менения ее шага при перемещении вдоль винтовой нарезки 2. Ослабленные участки 14 выполнены в виде про- . пила в нижней части бурта 4 и треугольной выборки в верхней части. 35

В случае необходимости выполняются радиальные пропилы небольшой глуби.ны и и лопасти 3. Для. уменьшения сил трения между тросом 10, лопастью 3 и стволом 1 паз винтовой нарезки 2 4Q оборудован роликами 15. С целью упрощения изготовления винтовой нарезки

2 последняя может быть выполнена в виде Г-образного сечения винтовых направляющих, закрепленных на боко- 45 вой поверхности ствола 1, под буртом 4 внутренней кромки лопасти 3 (не показано). В нижней части вин.товой нарезки 2 закреплен упор в виде перемычки 16.

Погружение сваи в грунт производят в два этапа.

На первом этапе осуществляется погружение в грунт на проектную отметку ствола 1 сваи забивкой, виброзабивкой или вдавливанием, при этом концы троса 10 стопорятся для предотвращения самопроизвольного выпадения из винтовой нарезки 2. После этого на ствол 1 одевается винтовая лопасть 3 таким образом, чтобы бурт 60

4 заходил в винтовую нарезку 2, и посредством скобы 13 прикрепляется к концу троса 10, уложенному в нарезке 2. Другой конец троса 10, выходящий через полость 9,ствола 1

1087б19 нарезки и лопастей на проектной отметке, обеспечивающей невозможность прокручивания сваи при приложении к ней осевых усилий, причем суммарное повьанение несущей способности составляет при этом 10-15%. Кроме того, конструкция предполагает ее многократное использование, что расширяет область применения винтовой сваи.

Винтовая свая не требует примене нення мощных завинчивающих установок, обладает пониженной энергоемкостью погружения в грунт, имеет более высокую несущую способность и может использоваться многократно.

1087619

Составитель И. Перлов

Редактор С.Патрушева Техред:С. Иигунова

Корректор Г.Решетник

Заказ 2600/27

Тираж 644 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035; Иосква, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4