Винтовая свая в грунте со съемным наконечником


 


Владельцы патента RU 2571869:

Бровцин Юрий Анатольевич (RU)

Изобретение относится к строительству, в частности к конструкциям винтовых свай для различных грунтовых условий. Винтовая свая в грунте со съемным наконечником содержит полый ствол и грунт с ее внешней стороны, причем ствол оснащен полым съемным наконечником, имеющим верхнюю цилиндрическую и нижнюю коническую части и оснащенным в конической части по крайней мере одной винтовой лопастью. В теле конической части наконечника выполнены отверстия, которые расположены в торце указанной части, а также вдоль винтовой линии сопряжения боковой поверхности конической части наконечника с винтовой лопастью, и размещены над лопастью и/или под ней. Прилегающий к свае грунт равномерно перемешан с грунтоукрепляющей смесью по траектории прохода винтовых лопастей ствола сваи при его завинчивании и связан с укрепленным слоем грунта, расположенным ниже лопасти. Технический результат состоит в повышении надежности и несущей способности винтовой сваи в грунте со съемным наконечником в процессе ее эксплуатации. 1 ил.

 

Настоящее изобретение относится к строительству, в частности, к конструкциям винтовых свай, и может быть использовано в различных грунтовых условиях.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому техническому решению является винтовая свая (патент РФ №82719, опубл. 10.05.2009), которая конструктивно представляет собой полый цилиндрический ствол с полым наконечником, заостренным в нижней его части и снабженным в этой части винтовой лопастью, при этом сам наконечник выполняется съемным. Известную винтовую сваю, исходя из описания патента, с помощью завинчивающего механизма вводят в грунт на заданную глубину, по сути это известное решение представляет собой винтовую сваю в грунте со съемным наконечником.

Данная конструкция достаточно проста и при изготовлении не требует большого расхода материала. Однако при простоте конструкции в процессе применения свая имеет недостаточную несущую способность и низкую эффективность при работе на непрочных, особенно в рыхлых сжимаемых грунтах, т.к. не имеет конструктивных особенностей, способствующих равномерному распределению и уплотнению грунта и, следовательно, укреплению и повышению прочности при использовании ее в качестве свайной опоры при сооружении соответствующего фундамента.

Это техническое решение содержит наибольшее число существенных признаков, совпадающих с существенными признаками заявляемого изобретения, и является наиболее близким по технической сущности.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, заключается в создании новой винтовой сваи в грунте со съемным наконечником с достижением следующего технического результата, а именно: повышение ее надежности при эксплуатации, в частности за счет упрочнения окружающего сваю грунта, и, как следствие, повышения ее несущей способности и устойчивости от различных внешних разнонаправленных силовых, в том числе и импульсных, воздействий.

Поставленная задача обеспечивается за счет того, что в известно винтовой свае в грунте со съемным наконечником, содержащей полый ствол и грунт с ее внешней стороны, причем ствол оснащен полым съемным наконечником, имеющим верхнюю цилиндрическую и нижнюю коническую части и оснащенным в конической части по крайней мере одной винтовой лопастью, согласно настоящему изобретению в теле конической части наконечника выполнены отверстия, которые расположены в торце указанной части, а также вдоль винтовой линии сопряжения боковой поверхности конической части наконечника с винтовой лопастью, и размещены над лопастью и/или под ней, а прилегающий к свае грунт равномерно перемешан с грунтоукрепляющей смесью по траектории прохода винтовых лопастей ствола сваи при его завинчивании и связан с укрепленным слоем грунта, расположенным ниже лопасти.

Заявленная совокупность признаков позволяет повысить технологичность конструкции винтовой сваи в грунте со съемным наконечником с одновременным повышением прочности и несущей способности при эксплуатации.

Заявителем проведен патентно-информационный поиск по данной теме, в результате которого заявляемая совокупность существенных признаков не выявлена. Поэтому предлагаемое изобретение можно признать новым.

Соответствие данного изобретения критерию патентоспособности «изобретательский уровень» обосновывается следующим.

Данное изобретение для специалиста логически не следует из известного уровня техники.

Так, например, все известные винтовые сваи в грунте со съемным наконечником в процессе эксплуатации неравномерно упрочняют грунт. В частности, по прототипу, упрочнение происходит после изъятия ствола сваи из грунта. В результате под наконечником грунт упрочнен и является для сваи опорой, а по бокам ствола остается разрыхленный не упрочненный грунт. Это приводит к тому, что при внешнем вертикальном силовом воздействии свая упирается на укрепленный грунт под ней, а при любом другом силовом воздействии из-за малой площади опоры в боковом грунте возможны смещение и наклон ствола сваи.

В заявляемом же изобретении ситуация иная. Грунтоукрепляющая смесь в грунте расположена по ходу вкручивания ствола сваи. При этом, например, через отверстия, выполненные под лопастью равномерно по спирали, производят выброс этой смеси, которая идет по спиральной траектории, поэтому происходит обжатие смесью ствола сваи, при этом образуются «лепестки-шипы», являющиеся дополнительной опорной пятой для упрочнения грунта вокруг сваи и, следовательно, достигается повышение фиксации ее вертикального положения, т.к. свая опирается на них.

Сущность технического решения поясняется чертежом, где позициями обозначены:

1 - полый ствол,

2 - грунт,

3 - съемный наконечник,

4 - цилиндрическая часть съемного наконечника,

5 - коническая часть съемного наконечника 2,

6 - боковая поверхность конической части 4 съемного наконечника 2,

7 - винтовая лопасть,

8 - отверстие,

9 - средство крепления,

10 - линия сопряжения поверхности 6 с лопастью 7.

Винтовая свая содержит полый ствол 1 и грунт с ее внешней стороны 2, причем полый ствол снабжен съемным наконечником 3, который включает цилиндрическую 4 и коническую 5 части. На поверхности 6 конической части 5 выполнена винтовая лопасть 7. В теле конической части 5 наконечника 3 с постоянным шагом выполнены отверстия 8. Отверстия расположены вдоль винтовой линии 9 сопряжения поверхности 6 с винтовой лопастью 7 над верхней плоскостью лопасти и/или под нижней плоскостью указанной лопасти. Такие же отверстия выполнены и в торце части 5. Отверстия могут быть размещены в торце части 5 и вдоль линии сопряжения 10 над и/или под винтовой линией 9. Для обеспечения равномерной плотности грунта отверстия в торцевой части и вдоль линии сопряжения размещены на одинаковом расстоянии относительно друг друга.

Для завинчивания сваи конусный наконечник 3 устанавливают в нужную точку и вращают ствол 1. Наконечник, ввинчиваясь в грунт, образует в нем скважину диаметром, равным диаметру ствола сваи. Одновременно с завинчиванием ствола 1, грунтоукрепляющая смесь или бетон подается под давлением непосредственно через ствол 1 сваи и насыщает грунт 2 через отверстия 4 и 5, равномерно перемешиваясь с ним по траектории прохода винтовых лопастей сваи, кроме того, грунт перемешивается и с грунтоукрепленным слоем грунта, расположенным ниже лопасти, там самым повышая несущую способность сваи. Грунтоукрепляющая смесь проникает в грунт и под лопастью формируется лучеобразное упрочнение грунта, которое становится как бы дополнительной опорой в виде лопасти из грунта, пропитанного грунтоукрепляющей смесью, обхватывающей и подпирающей лопасть сваи и охватывающей ствол в нижней части сваи.

После установки наконечника 3 полый ствол 1 вынимается, а образовавшаяся полость заполняется, например, бетоном.

По мере заполнения полости бетон под давлением проникает через равномерно размещенные отверстия 8 в грунт 2, образуя упрочненную смесь бетона с грунтом в нижней части сваи, включая лопасти наконечника 3.

Таким образом, использование предлагаемой конструкции винтовой сваи в грунте со съемным наконечником позволит значительно увеличить ее несущую способность за счет увеличения сцепления ствола сваи с грунтом.

Винтовая свая в грунте со съемным наконечником, содержащая полый ствол и грунт с ее внешней стороны, причем ствол оснащен полым съемным наконечником, имеющим верхнюю цилиндрическую и нижнюю коническую части и оснащенным в конической части по крайней мере одной, винтовой лопастью, отличающаяся тем, что в теле конической части наконечника выполнены отверстия, которые расположены в торце указанной части, а также вдоль винтовой линии сопряжения боковой поверхности конической части наконечника с винтовой лопастью и размещены над лопастью и/или под ней, а прилегающий к свае грунт равномерно перемешан с грунтоукрепляющей смесью по траектории прохода винтовых лопастей ствола сваи при его завинчивании и связан с укрепленным слоем грунта, расположенным ниже лопасти.



 

Похожие патенты:

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.

Изобретение относится к строительству, в частности к способам возведения винтовых свай. Технический результат - повышение надежности винтовой сваи в грунте в процессе ее эксплуатации.

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.

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.

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению. Технический результат - облегчение погружения ствола в грунт, упрощение изготовления и расширение технологических возможностей.

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению. Технический результат - облегчение погружения ствола в грунт, упрощение изготовления и расширение технологических возможностей.

Изобретение относится к винтовым сваям для возведения фундаментов и опор и направлено на разработку винтовой сваи с улучшенными конструктивно-строительными характеристиками.

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.

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.

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.

Изобретение относится к строительству, в частности к конструкциям винтовых свай, и может быть использовано в различных грунтовых условиях. Винтовая свая в грунте содержит полый ствол и грунт с ее внешней стороны, причем ствол оснащен винтовыми лопастями и в нижней части ствола сваи выполнены отверстия, а прилегающий к свае грунт выполнен разрыхленным. Отверстия расположены под нижней лопастью равномерно по спирали, угол закрутки которой совпадает с углом закрутки нижней лопасти. Прилегающий к свае грунт равномерно перемешан с грунтоукрепляющей смесью по траектории прохода винтовых лопастей сваи при ее завинчивании и связан с укрепленным слоем грунта, расположенным ниже лопасти. Технический результат состоит в повышении надежности винтовой сваи в грунте в процессе ее эксплуатации, повышении несущей способности и устойчивости сваи. 1 ил.

Изобретение относится к строительству, в частности к сооружению свайных фундаментов. Винтовая свая включает ствол с наконечником на одном конце и функциональным оголовком, жестко закрепленным на другом ее конце, содержащий спиральные участки. Ствол сваи выполнен из металлической полосы, деформированной по всей длине в виде цельной спирали. Наконечник сваи выполнен в виде заострения на ее конце, которое составляет 45-60° и имеет скошенные грани под углом 45°. Погружаемая в грунт часть ствола сваи выполнена с гранями, скошенными под углом от 20 до 80° к оси ствола сваи. Технический результат - снижение материалоемкости сваи, трудоемкости и энергоемкости ее изготовления, а также повышение надежности ее работы. 3 ил.

Изобретение относится к строительству, в частности к сооружению свайных фундаментов. Винтовая свая включает ствол с наконечником на одном конце и функциональным оголовком, жестко закрепленным на другом ее конце, содержащий спиральные участки. Ствол сваи выполнен из металлической полосы, деформированной в виде цельной спирали с шагом от 40 до 400 мм, по всей длине, кроме верхнего конца, оставленного плоским, при этом оголовок содержит отрезок трубы квадратного, или прямоугольного, или круглого сечения, в стенке которого выполнены параллельные вертикально ориентированные прорези, ширина которых соответствует толщине верхнего конца ствола сваи, которыми он надет на него, и жестко закреплен, например, сваркой, при этом верхний конец ствола сваи заострен, в нем выполнено сквозное отверстие, соосное по меньшей мере с одним сквозным отверстием, выполненным в стенке функционального оголовка. Выше уровня этого сквозного отверстия размещено как минимум одно средство крепления трубчатого опорного элемента, закрепляемой внешней конструкции, размещенного в полости функционального оголовка. Технический результат - снижение материалоемкости сваи, трудоемкости и энергоемкости ее изготовления, а также повышена надежность ее работы. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх