Винтовая свая

Авторы патента:

Серга Георгий Васильевич (RU)

Кликун Никита Александрович (RU)

Болгов Игорь Васильевич (RU)

Чернявский Денис Алексеевич (RU)

E02D5/56 - винтовые сваи

Владельцы патента RU 2536547:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" (RU)

Изобретение относится к фундаментостроению. Техническим результатом является облегчение погружения ствола в грунт, упрощение изготовления и расширение технологических возможностей, повышение жесткости и виброустойчивости винтовой сваи. Предложенная винтовая свая содержит ствол, выполненный по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми канавками внутри винтового ствола в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны, расположенными внутри поперечного сечения винтового ствола. При этом ствол изготовлен из трех и более одинаковых полос прямоугольной формы, скрученных в продольном направлении относительно продольной оси и изогнутых по винтовой линии в поперечном направлении на цилиндрической оправке, с образованием напусков внутри ствола в виде винтовых лопастей по всей длине. 7 ил.

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению.

Известна винтовая свая (см. патент №2412307, МПК B02D 5/56, опубл. 20.01.2011, бюл. №5), включающая винтовой пустотелый ствол с режущими кромками, смонтированный из секций, выполненных из восьми, десяти, двенадцати и т.д. четного числа равносторонних треугольников, соединенных между собой двумя боковыми сторонами, при этом секции соединены друг с другом свободными третьими сторонами треугольников с образованием пустотелого винтового ствола, по периметру которого расположены направленные навстречу друг другу четыре, пять, шесть и более ломанных правых и левых винтовых линий с образованием внутренних четырех, пяти, шести и более винтовых канавок, направленных навстречу друг другу с одинаковым шагом, и закрепленной на поверхности грунта гайкой.

Недостатками известной сваи являются ограниченные технологические возможности и необходимость применения больших усилий для погружения сваи в грунт, а также большая сложность и трудоемкость изготовления, недостаточная жесткость и виброустойчивость, особенно для больших по длине и малых по диаметру винтовых свай.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является винтовая свая (см. патент №2228402, МПК7 Е02D 5/56, 10.05.2004, ,юл. №13), 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 ломанных винтовых линий, в точках излома которых - вершинах, расположены места схождения четырех равносторонних треугольников - ребер жесткости.

Недостатками известной сваи являются ограниченные технологические возможности и необходимость применения больших усилий для погружения сваи в грунт, а также большая сложность и трудоемкость изготовления, так как необходимо на полосе выполнять сначала надрезы, выполненные под углом 60° друг к другу и продольным кромкам полос, с образованием по долине полосы равносторонних треугольников, расположенных попеременно в противоположные стороны, при этом необходимо соединять эти полосы под строго определенным углом 70°, недостаточная жесткость и виброустойчивость, особенно для больших по длине и малых по диаметру винтовых свай.

Техническим решением является облегчение погружения ствола в грунт, упрощение изготовления и расширение технологических возможностей, повышение жесткости и виброустойчивости винтовой сваи.

Техническое решение достигается тем, что в винтовой свае, включающей винтовой ствол, винтовой ствол выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми канавками внутри винтового ствола в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны карманов криволинейной формы винтовой поверхности, расположенными внутри поперечного сечения винтового ствола, изготовлен из трех и более одинаковых полос прямоугольной формы, скрученных в продольном направлении относительно продольной оси и изогнутых по винтовой линии в поперечном направлении на цилиндрической оправке, с образованием по периметру винтового ствола трех и более внутренних криволинейных поверхностей выпуклой формы с центрами кривизны внутри винтового ствола и образованием напусков внутри винтового ствола в виде винтовых лопастей по всей длине винтового ствола.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой винтовой сваи.

Новизна заключается в том, что винтовой ствол изготовлен из трех и более одинаковых полос, скрученных в продольном направлении относительно продольной оси и изогнутых по винтовой линии в поперечном направлении на цилиндрической оправке полос прямоугольной формы, с образованием по периметру винтового ствола трех и более внутренних криволинейных поверхностей выпуклой формы с центрами кривизны внутри винтового ствола и образованием напусков внутри винтового ствола в виде винтовых лопастей по всей длине винтового ствола, что облегчает погружение сваи и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что карманы по периметру винтовой сваи могут быть различными не только по форме, но и размерам, что расширяет технологические возможности.

Новизна заключается в том, что ствол винтовой сваи выполнен многозаходным, что не только облегчает погружение, но и сокращает время погружения.

Новизна усматривается также в том, что площадь соприкосновения стенок по периметру предлагаемой конструкции винтовой сваи по сравнению с известными винтовыми сваями увеличивается, что увеличивает несущую способность сваи и позволяет по сравнению с известными винтовыми сваями уменьшить толщину стенок при сохранении жесткости и виброустойчивости.

Новизна заключается также в том, что при погружении предлагаемая свая навинчивается на многозаходный внутренний столб грунта, что увеличивает несущую способность сваи и позволяет, в сравнении с известными винтовыми сваями, уменьшить толщину стенок сваи при сохранении жесткости и прочих технических характеристик, т.е. металлоемкость.

Новизна заключается также в том, что за счет скручивания полос прямоугольной формы в продольном направлении и изгиба в поперечном направлении образованы внутри винтового ствола криволинейные поверхности различной кривизны с напусками внутри винтового ствола в виде лопастей в каждом поперечном сечении по длине винтового ствола, что не только облегчает погружение сваи в грунт, но и расширяет технологические возможности.

Новизна обусловлена тем, что винтовой ствол по периметру снабжен тремя, четырьмя, пятью, шестью и т.д. винтовыми линиям и соответственно тремя, четырьмя, пятью, шестью и т.д. винтовыми канавками внутри винтового ствола с криволинейными поверхностями различной кривизны с напусками внутри, что облегчает погружение сваи в грунт и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается в том, что благодаря внутренним винтовым поверхностям двоякой кривизны с напусками внутри винтового ствола в виде лопастей сопротивление погружению ствола в грунт снижается, расширяются технологические возможности.

Новизна заключается в том, что благодаря внутренним винтовым поверхностям двоякой кривизны с напусками внутри винтового ствола в виде лопастей сопротивление погружению ствола снижается, что облегчает погружение ее в грунт, расширяет технологические возможности.

Новизна заключает в том, что ствол изготовлен из трех и более одинаковых полос прямоугольной формы, что упрощает изготовление.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена винтовая свая, погруженная в грунт; на фиг.2 - ствол сваи, смонтированной из пяти прямоугольных полос; фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.2; фиг.4 - одна из полос с напуском; на фиг.5 - вид полосы с напуском после скручивания ее концов относительно продольной оси; на фиг.6 - вид полосы с напуском после сгиба ее на цилиндрической оправке; на фиг.7 - разрез В-В на фиг.6.

Винтовая свая включает винтовой ствол 1 и закрепленную на поверхности 2 грунта 3 гайку 4, через которую пропущен ствол 1, имеющий оголовок 5 (фиг.1).

Винтовой ствол 1 выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми канавками, например на фиг.2 пятью - 6, 7, 8, 9, 10.

Винтовой ствол 1 (фиг.2, фиг. 3), например, выполнен из трех и более, например на фиг.2 и фиг.3 из пяти, полос прямоугольной формы 11, 12, 13, 14, 15 с образованием по периметру винтового ствола 1 внутренних криволинейных поверхностей выпуклой формы с центрами кривизны внутри винтового ствола и образованием напусков 16, 17, 18, 19, 20 (фиг.3) в виде винтовых лопастей по всей длине винтового ствола 1 (на фиг.4 винтовые лопасти затемнены). При этом образуются внутри винтового ствола 1 винтовые канавки в виде карманов криволинейной формы 6, 7, 8, 9, 10 с центрами кривизны, расположенными внутри поперечного сечения винтового ствола 1 (фиг.3).

Таким образом, многозаходный винтовой пустотелый винтовой ствол 1 выполнен из трех и более полос прямоугольной формы, например (фиг.2, фиг.3) пяти полос 11, 12, 13, 14, 15. Каждая из полос прямоугольной формы (например, на фиг.1 полоса 11) выполнена с напуском 21 и с боковыми кромками 22 и 23. Напуск 21 показан на фиг.4 отделенным, например, от полосы 11 штриховой линией 24. Полоса 11 скручена по винтовой линии в продольном направлении (фиг.5) относительно продольной оси O₁-O₁ и изогнута по винтовой линии в поперечном направлении на цилиндрической оправке 25 (фиг.7, фиг.8).

Полосы 11, 12, 13, 14, 15 с напусками 21 после сгиба снимают с оправки 25 и соединяют друг с другом боковой стороной 23 одной полосы со штриховой линией 24 другой полосы известными методами, например сваркой, с образованием по периметру винтовых линий и винтовых поверхностей в виде винтовых канавок-карманов 6, 7, 8, 9, 10 с постоянным шагом S₁ (фиг.2). Одна из винтовых линий показана на фиг.3 утолщенной линией 26-27.

Например, полоса 11 своей винтовой кромкой 23 (фиг.4) соединена с полосой 15 по штриховой линии 24 с выпуклой ее стороны, например, сваркой, в свою очередь полоса 15 соединена своей винтовой кромкой 23 с полосой 14 по ее штриховой линии 24 и т.д. с образованием многозаходной винтовой поверхности в виде пустотелого винтового ствола с напусками 16, 17, 18, 19, 20 (фиг.3) в виде винтовых лопастей по всей длине винтового ствола 1 (на фиг.3 винтовые лопасти затемнены). Скручивание каждой полосы обеспечивает дополнительное искривление поверхности винтового ствола 1, благодаря чему облегчается погружение сваи в грунт.

Винтовая свая, включающая винтовой ствол, отличающаяся тем, что винтовой ствол выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми канавками внутри винтового ствола в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны карманов криволинейной формы винтовой поверхности, расположенными внутри поперечного сечения винтового ствола, изготовлен из трех и более одинаковых полос прямоугольной формы, скрученных в продольном направлении относительно продольной оси и изогнутых по винтовой линии в поперечном направлении на цилиндрической оправке, с образованием по периметру винтового ствола трех и более внутренних криволинейных поверхностей выпуклой формы с центрами кривизны внутри винтового ствола и образованием напусков внутри винтового ствола в виде винтовых лопастей по всей длине винтового ствола.

Похожие патенты:

Свая забивная // 2536546

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению. Техническим результатом является повышение несущей способности и уменьшение усилий для погружения сваи в грунт.

Перекрестнолопастная свая // 2503777

Изобретение относится к области строительства, а именно к конструкциям винтовых свай для различных типов грунтов. Перекрестнолопастная свая содержит ствол в виде стальной трубы и две лопасти, каждая из которых представляет из себя полукруг диаметром, большим диаметра ствола сваи.

Винтовой рабочий орган // 2502849

Изобретение относится к области строительства, а именно к конструкциям винтовых рабочих органов, используемых для крепления в грунте, глубинном уплотнении, а также в качестве тяговых элементов в устройствах для разработки непрочных грунтов.

Винтовая инъекционная свая-анкер // 2489548

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении фундаментов в малоэтажном строительстве на всех типах грунтов, а также для уплотнения прилегающего грунта.

Винтовая свая // 2459038

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для сооружения фундаментов, а также для установки и крепления различных сооружений, линий электропередач, заборов, ограждений и других конструкций.

Свая и способ ее установки в вечномерзлый грунт // 2441116

Устройство для сооружения буронабивных винтовых свай // 2439247

Изобретение относится к области горной промышленности и строительства и может быть использовано при строительстве фундаментов зданий, опор ЛЭП, радиомачт, мостов, эстакад, путепроводов и других специальных сооружений.

Свая винтовая // 2435905

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению. .

Устройство для образования буронабивных свай // 2426835

Изобретение относится к строительству, а именно к возведению фундаментов глубокого заложения при строительстве высотных зданий, мостов и берегоукрепительных работ.

Винтовая свая // 2416695

Изобретение относится к строительству, а именно к возведению фундаментов при строительстве зданий, мостов, линий электропередач и берегоукрепительных работ. .

Способ сооружения свайного винтолопастного фундамента сооружения и его устройство // 2537463

Группа изобретений относится к строительству свайного винтолопастного фундамента. Свайный фундамент состоит из поля завинчивающихся винтолопастных свай, каждая из которых состоит из стального трубчатого наконечника с винтолопастной навивкой лопастей, поднимающихся под конус снизу вверх с максимальным диаметром Dmax на верхнем конце. Свайный наконечник стыкуется по высоте секциями полых труб, на верхнем конце колонны которых монтируется ростверк после заливки полости колонны труб цементным раствором или бетоном. Винтовая лопасть выполнена с полусферической опорной поверхностью, угол полуконтакта которой с грунтом составляет по величине угол внутреннего трения грунта в нарушенном состоянии φк=φн. Диаметр Dmax сваи подбирают исходя из несущей способности грунта, величина начальной (первой) критической нагрузки для которого принимается из расчета по приведенной математической зависимости, а сваю завинчивают в грунт на глубину h≤сстр/γстр, где γстр - удельный вес грунта. Технический результат заключается в повышении несущей способности сваи и устойчивости свайного фундамента. 2 н.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Винтовой анкер // 2548283

Изобретение относится к строительству, в частности к креплению к грунту различных конструкций, и может найти применение в нефтяной промышленности для закрепления трубопроводов в условиях крайнего севера. Винтовой анкер содержит цилиндрическую штангу с отверстиями и штуцером для подачи тампонажного раствора, наконечник с винтовой лопастью. В наконечнике также выполнены отверстия для прохода раствора в грунт. Лопасть наконечника выполнена увеличивающейся снизу вверх. Внутри штанги установлена съемная втулка, представляющая собой полую трубу, которая предотвращает проникновение грунта в полость анкера при его завинчивании, и, как следствие, закупоривание отверстий для вывода тампонажного раствора. Технический результат состоит в повышении несущей способности винтового анкера, облегчении вхождения анкера в грунт и предотвращении закупоривания отверстий для вывода тампонажного раствора в грунт. 3 ил.

Забивная свая // 2552437

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению. Для облегчения погружения ствола в грунт, упрощение изготовления и расширение технологических возможностей, в забивной свае, включающей расширяющийся кверху винтовой ствол, винтовой ствол выполнен из соединенных друг с другом наконечником, смонтированным из равнобедренных треугольников в виде обратной прямой пирамиды, и корпусом, изготовленным из трех или более полос трапециевидной формы с разными размерами по ширине, с увеличением их по длине, на которых, попеременно с их противоположных сторон, под углом 60° к оси полос, выполнены посредством фрезерования или обработкой давлением зоны ослабленного сечения в виде надрезов со скошенными стенками для образования по периметру корпуса кольцевых многогранных поверхностей из поочередно расположенных друг с другом своими боковыми сторонами равносторонних и равнобедренных треугольников, при этом полосы скручены в продольном направлении относительно своих продольных осей и изогнуты в поперечном направлении по винтовой линии на конической оправке, с образованием по периметру винтового ствола трех и более винтовых линий и винтовых поверхностей основного и противоположного направлений с переменным, увеличивающимся шагом винтовых линий. 8 ил.

Свая забивная // 2555727

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению. Для облегчения погружения ствола в грунт, упрощения изготовления и расширения технологических возможностей в свае забивной, включающей винтовой ствол, винтовой ствол выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми канавками внутри винтового ствола в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны карманов криволинейной формы винтовой поверхности, расположенными внутри поперечного сечения винтового ствола, и по периметру смонтирован из трех и более скрученных в продольном направлении относительно продольной оси и изогнутых по винтовой линии в поперечном направлении на оправке в виде параболоида вращения полос трапециевидной формы с увеличением их размеров по ширине, с образованием по периметру винтового ствола трех и более внутренних криволинейных поверхностей выпуклой формы с центрами кривизны внутри винтового ствола и образованием напусков внутри винтового ствола в виде винтовых лопастей по всей длине винтового ствола. Техническим результатом является облегчение погружения ствола в грунт, упрощение изготовления и расширение технологических возможностей. 8 ил.

Способ возведения винтовой сваи в грунте // 2558832

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в различных грунтовых условиях как при возведении новых, так и при усилении фундаментов ранее возведенных зданий и сооружений, а также при сооружении опор, воспринимающих знакопеременные нагрузки. Способ возведения винтовой сваи в грунте включает погружение в грунт на расчетную глубину винтовой сваи и после погружения образование свайной опоры. Винтовую сваю предварительно изготавливают из полого ствола, например, трубы металлической или металлопластического материала и один конец, предназначенный для погружения, оснащают винтовыми лопастями по наружной поверхности, а в нижней части ствола выполняют по меньшей мере два отверстия перпендикулярно ее оси, и по меньшей мере одно отверстие у основания сваи. Образование свайной опоры ведут путем подачи в полый ствол сваи грунтоукрепляющей смеси. Упомянутые отверстия предварительно выполняют в упомянутой части ствола сваи под лопастью равномерно по спирали, угол закрутки которой совпадает с углом закрутки нижней лопасти. Подачу в полость ствола сваи грунтоукрепляющей смеси производят одновременно с погружением сваи, таким образом, что подача в ствол грунтозакрепляющей смеси приводит к ее равномерному перемешиванию с грунтом по траектории прохода винтовых лопастей сваи и связывает соответствующий перед отверстием и лопастью грунт, формируя из грунта в нижнем конце ствола сваи опору, объемно охватывающую лопасти и ствол сваи. Технический результат состоит в повышении надежности винтовой сваи в грунте в процессе ее эксплуатации, повышении несущей способности и устойчивости от различных внешних разнонаправленных силовых, в том числе и импульсных воздействий. 1 ил.

Винтовая свая // 2564714

Изобретение относится к винтовым сваям для возведения фундаментов и опор и направлено на разработку винтовой сваи с улучшенными конструктивно-строительными характеристиками. Поставленная задача решена тем, что в винтовой свае, содержащей трубчатый ствол, соединенный с рабочим органом, имеющим режущие элементы и наконечник в форме усеченного обратного конуса, рабочий орган выполнен в виде цилиндрической торцевой фрезы из монолитного бетона с армирующим каркасом и режущими элементами в количестве двух диаметрально расположенных и встречно направленных пластин с передними режущими кромками, пластины закреплены на армирующем каркасе под углом 35-40° к торцевой поверхности фрезы, при этом отношение ширины пластины к наружному диаметру фрезы составляет от 0,15 до 0,2, а над пластинами в цилиндре фрезы выполнены сквозные каналы для выхода срезаемого грунта. 5 ил.

Свая забивная // 2565606

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению. Технический результат - облегчение погружения ствола в грунт, упрощение изготовления и расширение технологических возможностей. Свая забивная включает винтовой ствол, который выполнен по периметру в виде пустотелой конической винтовой поверхности, смонтированной по периметру винтового ствола и изготовленной из полос выпуклой криволинейной формы, выполненных по боковым кромкам полос кривыми второй степени кривизны с разными размерами по ширине полос с увеличением их по длине конической винтовой поверхности, свернутых в вертикальной плоскости в продольном направлении и изогнутых по винтовым линиям в поперечном направлении на оправке в виде параболоида вращения, с образованием по периметру снаружи винтовой поверхности винтовых линий и винтовых криволинейных поверхностей двоякой кривизны вогнутой формы относительно оси симметрии винтовой поверхности с центрами кривизны снаружи винтовой рубашки. 7 ил.

Свая винтовая // 2565609

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению. Технический результат - облегчение погружения ствола в грунт, упрощение изготовления и расширение технологических возможностей. Свая винтовая включает винтовой ствол, снабженный расположенной и закрепленной на поверхности грунта гайкой. Винтовой ствол выполнен по периметру в виде пустотелой цилиндрической винтовой поверхности, изготовленной из четного количества, не менее четырех, поочередно соединенных друг с другом, разных по длине полос прямоугольной формы, свернутых в вертикальной плоскости в продольном направлении и изогнутых на цилиндрической оправке по винтовым линиям в поперечном направлении с образованием по периметру снаружи винтового ствола винтовых линий и винтовых криволинейных поверхностей в виде винтовых канавок вогнутой формы относительно оси симметрии винтовой поверхности с центрами кривизны снаружи винтовой поверхности. Полосы изготовлены с образованием зубьев в виде равносторонних треугольников с одной стороны полос и четные полосы больше по длине нечетных полос на высоту зубьев. 8 ил.

Винтовая свая // 2565621

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению. Для облегчения погружения ствола в грунт, упрощения изготовления и расширения технологических возможностей, повышения жесткости и виброустойчивости в винтовой свае, включающей винтовой ствол, винтовой ствол выполнен по периметру в виде пустотелой цилиндрической винтовой поверхности с наружными напусками в виде винтовых лопастей по всей длине винтовой поверхности, изготовленной из трех или более прямоугольных полос, одинаковых по ширине и по длине, вогнутой или выпуклой формы относительно оси винтовой поверхности, свернутых в вертикальной плоскости в продольном направлении и изогнутых по винтовым линиям в поперечном направлении на цилиндрической оправке и соединенных между собой с образованием по периметру винтовой поверхности напусков в виде винтовых лопастей по всей длине винтовой поверхности, винтовых линий и винтовых криволинейных поверхностей в виде винтовых канавок вогнутой или выпуклой формы относительно оси винтовой поверхности с центрами кривизны, расположенными снаружи или внутри поперечного сечения винтовой поверхности. 9 ил.

Свая винтовая шприцевидная // 2569654

Изобретение относится к строительству, в частности к конструкциям винтовых свай, и может быть использовано в различных грунтовых условиях для строительства средних и легких по весу объектов, например дорожных знаков, информационных щитов, беседок, опор электрических линий и т.д. Свая винтовая шприцевидная содержит трубчатый ствол с закрепленной на нем винтовой лопастью, причем нижний конец трубчатого ствола выполнен с односторонним заострением и жестко заделан. Под винтовой лопастью выполнены отверстия в стволе по спирали, угол закрутки которой совпадает с углом закрутки винтовой лопасти, при этом шаг размещения отверстий выбирается в зависимости от плотности грунта. Технический результат состоит в обеспечении увеличия несущей способности сваи за счет увеличения сцепления ствола сваи с грунтом, повышении надежности сваи при ее эксплуатации. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.