Винтовая свая в грунте

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2571873:

Бровцин Юрий Анатольевич (RU)

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.

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

Известен патент на полезную модель RU 116512, опубл. 25.07.2012. В описании к указанному патенту и на его фигурах представлена винтовая свая в грунте. По одному из описываемых в описании этого патента известных вариантов винтовая свая в грунте содержит полый ствол и прилегающий к ее наружным стенам грунт, при этом ствол оснащен винтовыми лопастями по наружной поверхности, а в нижней части ствола выполнено, по меньшей мере, два отверстия, расположенных перпендикулярно ее оси, и, по меньшей мере, одно отверстие у основания сваи, при этом ствол выполнен в виде полой трубы, а прилегающий к отверстиям на стволе грунт насыщен грунтоукрепляющей смесью, которая формирует горизонтально направленные лучи, удерживающие ствол сваи в вертикальном положении.

Эта известная винтовая свая в грунте выбирается в качестве прототипа, так как он имеет наибольшее число существенных признаков, совпадающих с существенными признаками заявляемого изобретения.

Однако прототип имеет существенный недостаток, а именно низкая надежность при эксплуатации из-за ее малой устойчивости в грунте после установки, обусловленной неравномерным упрочнением грунта под сваей и по бокам.

Это вызвано тем, что отверстия выполнены таким образом, что они создают малую площадь опоры сваи, так как грунтоукрепляющая смесь подается через боковые отверстия строго в горизонтальном направлении (по бокам от ствола сваи) и через нижнее отверстие в вертикальном направлении (снизу ствола сваи), следовательно, образовываются части ствола сваи, находящиеся без опоры. Кроме того, так как грунтоукрепляющая смесь подается через ствол сваи в грунт уже после завинчивания сваи на расчетную глубину, то не происходит равномерное распределение грунтоукрепляющей смеси в грунте вокруг ствола сваи, соответственно участки грунта вокруг ствола сваи остаются разрыхленными и незадействованными.

Задачей настоящего изобретения является создание новой винтовой сваи в грунте 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 решена за счет того, что в известной винтовой свае в грунте, содержащей 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, согласно настоящему изобретению отверстия расположены под нижней лопастью равномерно по спирали, угол закрутки которой совпадает с углом закрутки нижней лопасти, а 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 нижней лопасти.

Таким образом, заявляемое техническое решение всей своей совокупностью существенных признаков позволяет повысить надежность винтовой сваи 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, в стволе которых выполнены отверстия перпендикулярно оси ствола или на нижнем торце ствола сваи, в процессе эксплуатации неравномерно упрочняют грунт. В частности, по прототипу, упрочнение происходит под концом сваи или по ее бокам через отверстия, расположенные над лопастями. В результате под нижним торцом ствола сваи грунт упрочнен и является для нее опорой. А по бокам ствола образуются отдельные горизонтально направленные лучи, фиксирующие ее положение. 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. Грунтоукрепляющая смесь или бетон в известных винтовых сваях подается через ствол сваи в грунт уже после завинчивания сваи на расчетную глубину, таким образом, исключено перемешивание грунтоукрепляющей смеси с грунтом вокруг сваи, что также приводит к возможным смещениям ствола сваи.

В заявляемом же изобретении ситуация иная. Грунтоукрепляющая смесь в грунте расположена по ходу вкручивания ствола сваи или его выкручивания из скважины. При этом, например, через отверстия, выполненные под нижней лопастью равномерно по спирали, угол закрутки которой совпадает с углом закрутки нижней лопасти, 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 заявляемого изобретения и возможность его практической реализации поясняются приведенным ниже описанием и чертежами.

На фигуре представлена винтовая свая, где:

1 - ствол;

2 - грунт;

3 - винтовая лопасть;

4 - отверстия, расположенные под нижней лопастью;

5 - отверстия, расположенные над нижней лопастью.

В наилучшем варианте исполнения винтовая свая в грунте содержит полый ствол 1 и грунт 2. Полый ствол 1 оснащен по внешней поверхности, по меньшей мере, одной винтовой лопастью 3, причем в нижней части ствола 1 сваи выполнены 6-8 отверстий 4, расположенных под нижней лопастью 3 равномерно по спирали, угол закрутки которой совпадает с углом закрутки нижней лопасти 3.

Дополнительно могут быть выполнены еще примерно столько же отверстий 5, расположенных над нижней лопастью 3 равномерно по спирали, угол закрутки которой совпадает с углом закрутки нижней лопасти. Причем отверстия 5, расположенные над нижней лопастью 3, могут быть смещены относительно отверстий 4, расположенных под нижней лопастью 3.

Отверстия 4 и 5 могут быть выполнены разного диаметра.

Одновременно с закручиванием (или выкручиванием) полого ствола 1 сваи, грунтоукрепляющая смесь (на фиг. не показана) 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 при завинчивании сваи, кроме того, грунт перемешивается и с грунтоукрепленным слоем грунта, расположенным ниже нижней лопасти, тем 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.

Таким образом, вокруг сваи формируется фиксирующая ее положение направленная структура прилегающего к ней грунта и грунтоукрепляющей смеси, усиливающая облегание грунтом сваи в соответствии с траекторией прохода лопастей сваи, повышая тем самым надежность сцепления околосвайного грунта между собой и сваей, тем самым достигается технический результат заявляемого изобретения, а именно повышение надежности винтовой сваи в процессе ее эксплуатации.

Винтовая свая в грунте, содержащая 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, отличающаяся тем, что отверстия расположены под нижней лопастью равномерно по спирали, угол закрутки которой совпадает с углом закрутки нижней лопасти, а 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.

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.

Винтовая свая // 2570584

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.

Способ возведения винтовой сваи в грунте со съемным наконечником // 2570583

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

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.

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.

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 забивная // 2565606

Винтовая свая // 2564714

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

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.

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.

Винтовая свая // 2583793

Винтовая свая // 2587399

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.

Забивная свая // 2595127

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению. Забивная свая включает винтовой ствол, который выполнен по периметру в виде пустотелой конической винтовой поверхности, изготовленной из полос криволинейной формы различного порядка и степени кривизны с центрами, расположенными снаружи поперечного сечения пустотелой конической винтовой поверхности с образованием по ее периметру многозаходных винтовых поверхностей вогнутой формы с винтовыми линиями и винтовыми канавками снаружи винтовой поверхности с разными размерами по ширине полос с увеличением их по длине конической винтовой поверхности. Полосы свернуты в вертикальной плоскости в продольном направлении и изогнуты по винтовым линиям в поперечном направлении на оправке в виде параболоида вращения. Причем по наружному периметру винтовой поверхности снаружи образованы винтовые напуски по всей длине винтового ствола. Технический результат - облегчение погружения ствола в грунт, упрощение изготовления и расширение технологических возможностей. 7 ил.

Сборная винтовая свая, устройство и способ завинчивания сборной винтовой сваи // 2597420

Изобретение относится к строительству, а именно к сборным винтовым сваям для фундаментов зданий и сооружений. Сборная винтовая свая включает ствол и по меньшей мере одну лопасть, причем ствол состоит из группы последовательно установленных друг на друга элементов, содержащих концевые элементы и промежуточные элементы, снабженные группой стыковочных отверстий. Каждый промежуточный элемент выполнен из двух установленных друг на друга вертикальных цилиндров разного диаметра. Каждый концевой элемент содержит ответную промежуточному элементу часть, выполненную в виде вертикального цилиндра, причем каждый цилиндр с меньшим диаметром установлен внутри соответствующего цилиндра с большим диаметром посредством средств крепления, расположенных в группе стыковочных отверстий. Технический результат состоит в обеспечении создания надежной, легкой, невысокой, безопасной, эффективной, универсальной, удобной, недорогой, легко транспортируемой, легко собираемой и легко завинчиваемой сборной винтовой сваи с варьируемой высотой. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

Способ возведения сваи для усиления фундамента // 2603314

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении свай как для новых строений, так и для реконструкции уже существующих. Способ возведения сваи для усиления фундамента включает бурение скважины с одновременной установкой сваи, бетонирование грунта и ствола сваи по всей высоте скважины. В качестве свай используют буровую сталь с продольным внутренним отверстием, которая одновременно выполняет роль инъекционной трубки, при этом сваю дополнительно снабжают спиральной навивкой (пружиной) снаружи по всей длине сваи, причем навивку выполняют из проволоки и точечно фиксируют на наружной поверхности сваи, а диаметр спиральной навивки всегда меньше диаметра наконечника. Разбуривание грунта производят специальным наконечником, закрепленным на нижнем конце сваи, причем наконечник выполняют с обеспечением возможности прохождения через него раствора бетонирования через внутренние наклонные отверстия наконечника, а диаметр наконечника всегда больше диаметра сердечника сваи. Для возведения высоких свай используют несколько отрезков буровой стали, которые объединяют между собой, например, посредством специальных хомутов. Технический результат состоит в повышении несущей способности свай с обеспечением возможности минимизации расходов, снижении трудоемкости. 3 ил., 1 табл.

Стационарное техническое средство противопожарной охраны // 2604886

Изобретение относится к производству стационарных технических средств противопожарной охраны, устанавливаемых преимущественно в пожароопасных регионах на равнинной и горной местности. Стационарное техническое средство противопожарной охраны выполнено в виде вертикально установленного стержня, несущего информацию о местоположении, верхняя часть которого снабжена автономным устройством, содержащим корпус, солнечную батарею, электрически связанную с аккумулятором электрической энергии, плату с микросхемой для беспроводного подключения к местной/глобальной системе связи, датчик дыма. Технический результат состоит в обеспечении оперативного реагирования на очаг возгорания, расширении арсенала технических средств противопожарной безопасности. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Свая забивная // 2622966

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению. Для облегчения погружения ствола в грунт, упрощения изготовления и расширения технологических возможностей забивная свая включает винтовой ствол, выполненный пустотелым и по периметру смонтированный из направляющих элементов, изготовленных в виде трех прямоугольных полос с напусками, согнутых 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 попеременно в противоположные стороны. Полосы соединены одна с другой по продольным кромкам под углом 70° с образованием по внутреннему периметру трех ломаных винтовых канавок основного направления и одной ломаной винтовой канавки противоположного направления; по наружному периметру - трех ломаных винтовых линий основного направления и одной ломаной винтовой линии противоположного направления, в точках излома которых расположены места схождения сторон шести равносторонних треугольников. По периметру винтового ствола образованы напуски прямоугольной формы расположенные последовательно друг за другом по ломанным винтовым линиям основного направления.

Способ погружения винтовых свай в вечномерзлый грунт // 2630338

Изобретение относится к строительству оснований и фундаментов в районах распространения вечномерзлых грунтов. Способ погружения винтовых свай в вечномерзлый грунт включает пробуривание в грунте на проектную глубину лидерной скважины, завинчивание в нее винтовой сваи с одной или несколькими лопастями. Диаметр лидерной скважины пробуривают на несколько мм больше фактического максимального размера ствола сваи. Все лопасти жестко соединяют со стволом сваи по одной винтовой линии. Нижнюю лопасть изготавливают из двух жестко соединенных одновитковых частей: первой (заходной) части толщиной Т, с диаметром лопасти, увеличивающимся снизу вверх по линейной зависимости до величины D, и верхней части толщиной t, меньшей Т на несколько мм, изготавливаемой с постоянным диаметром лопасти d, меньшей D на несколько мм, остальные лопасти изготавливают толщиной t и диаметром лопастей d. После погружения винтовой сваи до проектной отметки узкое пространство между стволом сваи и стенками скважины заполняют заполнителем с последующим замораживанием до температуры окружающего природного вечномерзлого грунта. В процессе завинчивания осевую нагрузку на сваю изменяют таким образом, чтобы величина трения грунта о лопасти была минимальной. Технический результат состоит в обеспечении возможности погружения винтовых свай за счет уменьшения сопротивления вечномерзлых грунтов их завинчиванию, повышении несущей способности винтовой сваи. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Бетонная винтовая свая и способ ее монтажа // 2646282

Изобретение относится к области строительства, а именно к элементам фундамента зданий, опор линий электропередач, опор контактной сети, вышек сотовой связи, ограждений, анкерных закреплений, в опорах временных мостов, трубопроводов, причалов и пр. Бетонная винтовая свая содержит полый ствол из бетона, внутри которого коаксиально расположена полая профильная металлическая труба, обвитая конструкционной арматурой и выполненная с возможностью установки в ее полость внутреннего ключа для закрутки, при этом оконечная часть сваи содержит буровой виток, выполненный металлическим. Технический результат состоит в повышение надежности конструкции бетонной винтовой сваи за счет обеспечения равномерности прилагаемых усилий при завинчивании сваи в грунт, снижении трудоемкости установки сваи в грунт. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.