Винтовой анкер



Винтовой анкер
Винтовой анкер
Винтовой анкер

 


Владельцы патента RU 2548283:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (RU)

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.

 

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.

Известен винтовой анкер (Пат. РФ №12419), содержащий цилиндрическую штангу, наконечник и винтовую лопасть, выполненную с диаметром, увеличивающимся снизу вверх, причем винтовая лопасть имеет тороидальный или параболический профиль, кроме того, соотношение максимального диаметра винтовой лопасти и диаметра штанги составляет от 1,5 до 2,5. Такой винтовой анкер очень легко завинтить в грунт, не прилагая особых усилий.

Недостатком винтового анкера является низкая несущая способность, обусловленная растеплением грунта и отсутствием его дополнительного укрепления.

Известен способ закрепления трубопровода (Пат. РФ №2205317), заключающийся во внедрении в грунт винтового анкера с последующей инъекцией вяжущего вещества в грунт. Данный винтовой анкер является наиболее близким техническим решением к предлагаемому и принят в качестве прототипа.

Указанный винтовой анкер содержит винтовую лопасть, размещенную вокруг наконечника, штангу, выполненную в виде трубы, снабженную в верхней части штуцером, причем штанга имеет отверстия для подачи вещества в грунт. Такой винтовой анкер способен удержать трубопровод на слабых, песчаных грунтах.

Недостатками прототипа являются невозможность его использования в условиях крайнего севера. Во-первых, упрочнение грунта происходит только в области штанги, что приводит как к нагреву грунта около наконечника, так и к нарушению его целостности и в скором времени уменьшению несущей способности винтового анкера. Во-вторых, слой сезоннооттаивающего грунта содержит глину и другие прочные грунты. При закручивании анкера грунт попадает в полость внутри анкера и может полностью закупорить отверстия для вывода вяжущего вещества.

Техническим результатом заявленного решения является увеличение несущей способности винтового анкера, облегчение вхождения анкера в грунт и предотвращение закупоривания отверстий для вывода тампонажного раствора в грунт.

Указанный технический результат достигается тем, что в винтовом анкере, содержащем цилиндрическую штангу с отверстиями и штуцером для подачи тампонажного раствора, наконечник с винтовой лопастью, новым является то, в наконечнике также выполнены отверстия для прохода раствора в грунт, причем лопасть наконечника выполнена увеличивающейся снизу вверх, а внутри штанги установлена съемная втулка.

При установке винтового анкера в грунт, для увеличения несущей способности анкера и для прекращения теплообмена в среде анкер-грунт, через отверстия в цилиндрической штанге и в наконечнике под давлением подается тампонажный раствор, уплотняя и закрепляя сам грунт, что увеличивает жесткость закрепления и нарушает теплообмен между анкером и грунтом. Винтовая лопасть в виде увеличивающегося снизу вверх профиля обеспечивает более легкое вхождение анкера в грунт. Внутри штанги установлена съемная втулка, представляющая собой полую трубу без каких-либо отверстий. Втулка предотвращает проникновение грунта в полость анкера при его завинчивании, и как следствие - закупоривание отверстий для вывода тампонажного раствора.

Изобретение поясняется чертежами: на фиг.1 изображен винтовой анкер - общий вид и вид А - размещение втулки внутри штанги; на фиг.2 изображено закрепление анкера - общий вид, на фиг.3 - вид А с фиг.2 - крепление трубопровода к анкеру.

Винтовой анкер содержит цилиндрическую штангу 1, в виде трубы, в которой на одинаковом расстоянии друг от друга проделаны отверстия 2. В верхней части штанги 1 имеется штуцер 3 для подачи тампонажного раствора. Штанга 1 соединена при помощи резьбы 4 с наконечником 5, также имеющим отверстия 2. На наконечнике 5 выполнена винтовая лопасть 6, увеличивающаяся снизу вверх. В штанге 1 установлена съемная втулка 7. Причем штанга 1 должна иметь длину 1-3 м, это связано с величиной промерзания слоя фунта в условиях крайнего севера. Максимальный диаметр винтовой лопасти 6 должен находиться в пределах 0,4-0,5 м - это связано с увеличением эффекта разрушения породы, что может привести к уменьшению несущей способности анкера.

Устройство работает следующим образом.

Закручивают штангу 1 в наконечник 5 при помощи резьбы 4. Далее устанавливают съемную втулку 7 в полость штанги 1 и завинчивают анкер в грунт. Для завинчивания анкера можно использовать ключи (типа газовых) или предусмотреть на конце штанги 1 специальное приспособления для завинчивания анкера при помощи трактора. Наконечник 5 должен находиться в вечномерзлом грунте 8, а сама штанга 1 в глинистом слое 9 (оттаивающем слое вечномерзлого грунта). После завинчивания анкера вынимают съемную втулку 7 из полости штанги. Съемная втулка 7 предотвращает проникновение грунта в полость анкера при его завинчивании и, как следствие, закупоривание отверстий 2, тем самым облегчает закачку тампонажного раствора. Далее устанавливают на штуцер 3 до упора силовой пояс 10 (гнутый металлический профиль) трубопровода 11 и затягивают его гайкой 12. Затем соединяют штуцер 3 со шлангом насосной установки (на чертеже не указана). После этого в штангу 1 под давлением (опыт применения инъекционных анкеров в строительстве показывает, что при этом достаточно создать давление порядка 2 МПа, что технически осуществить несложно) подается тампонажный раствор, который попадает во внутреннюю полость штанги 1 и в наконечник 5, затем через отверстия 2 - в грунт, уплотняя и закрепляя его. При этом также разделяется граница анкер-грунт, что способствует нарушению теплообмена. В результате чего, грунт в области штанги 1 и наконечника 5 не получает тепла и находится в своем прежнем состоянии, что способствует жесткому закреплению анкера.

В качестве тампонажного раствора на основе вяжущего вещества можно использовать нефтяные битумы, цементные растворы, жидкое натриевое стекло.

Наилучшими показателями в роли тампонажного раствора для условий крайнего севера обладает пеноцемент. При его использовании достигают следующих преимуществ:

- значительно увеличивается зона охвата пеной грунта вследствие закупоривающих свойств;

- малая плотность и упругость системы;

- хорошая изоляция тепла.

Винтовой анкер, содержащий цилиндрическую штангу с отверстиями и штуцером для подачи тампонажного раствора, наконечник с винтовой лопастью, отличающийся тем, что в наконечнике также выполнены отверстия для прохода раствора в грунт, причем лопасть наконечника выполнена увеличивающейся снизу вверх, а 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.



 

Похожие патенты:

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.

Изобретение относится к фундаментостроению. Техническим результатом является облегчение погружения ствола в грунт, упрощение изготовления и расширение технологических возможностей, повышение жесткости и виброустойчивости винтовой сваи.

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

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.

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.

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

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.

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.

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению. .

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Изобретение относится к строительству, в частности к способам возведения винтовых свай. Технический результат - повышение надежности винтовой сваи в грунте в процессе ее эксплуатации. Способ возведения винтовой сваи в грунте со съемным наконечником включает погружение в грунт на расчетную глубину винтовой сваи, которую предварительно изготавливают из полого цилиндрического ствола с полым наконечником, заостренным в нижней его части и снабженным в этой части винтовой лопастью. При этом сам наконечник выполняют съемным, а образование свайной опоры ведут путем подачи в полый ствол сваи грунтозакрепляющую смесь. В торце наконечника, а также вдоль винтовой линии сопряжения боковой поверхности конической части наконечника с винтовой лопастью предварительно выполняют отверстия, которые размещают над винтовой лопастью и/или под ней. Подачу в полость ствола сваи грунтозакрепляющей смеси производят одновременно с вкручиванием 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 винтовой лопастью грунт, формируя из грунта в нижнем конце ствола сваи опору, объемно охватывающую винтовые лопасти и ствол сваи. При достижении требуемой глубины съемный наконечник оставляют в грунте, а ствол выкручивают из него, одновременно подавая через ствол грунтозакрепляющую смесь или бетон под давлением, таким образом формируя с наконечником свайную винтовую опору. 1 ил.

Изобретение относится к строительству, а именно к средствам, применяемым для возведения фундаментов для малоэтажного строительства (домов из бруса, бревна, кирпича, газобетона и др.), а также при строительстве мостов, зданий, линий электропередач и прочих сооружений, а также для реконструкции аварийных фундаментов. Винтовая свая содержит полый ствол, оснащенный винтовыми лопастями, в нижней части ствола сваи выполнены отверстия. Отверстия расположены под нижней лопастью равномерно по спирали, угол закрутки которой совпадает с углом закрутки нижней лопасти. Технический результат состоит в повышении надежности винтовой сваи в процессе ее эксплуатации. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх