Винтовая свая

З(6 П Е 02 0 5/56 ЮЛЯММЫЛа"яеМИЩ1ИОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ФСОЮЗ ЯОНЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИНгг ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕ"Г СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) 1. Иродов М.Д. Применение винтовых свай в строительстве. М Стройиздат, 1968, с. 12, рис. 52. Авторское свидетельство СССР Р 727750, кл. Е 02 .О 5/56, 1978 (прототий).(54) (57) ВИНТОВАЯ СВАЯ, включающаЯствол с винтовой лопастью и гайку свинтовой нарезкой, о т л и ч а ю,.8010351 33 А щ а я с я тем, что, с целью повыше 1ния несущей способностн и сниженияэнергоемкости погружения в грунт,ствол выполнен полым и снабжен имеющей сквозное центральное отверстиеверхней торцовой крышкой и размещенным в его полости выступающим за пределы крышки и пропущенным через отверстие в ней винтовым стержнем с.углом подъема витков, равным углуподъема витков гайки, а гайка жестко закреплена в полости ствола, причем винтовая нарезка ее противоположна по направлению винтовой лопасти ствола, а винтовой стерженьпропущен через отверстией в гайкеи снабжен подпружиненным упором,,расположенным на нем выше гайки.60 Изобретение относится к строительству, в частности к фундаментостроению, и может быть использовано в качестве винтовых свай, погружаемых забивкой, виброзабивкой и работающих на вдавливающие, выдергиваю" щие или знакопеременные нагрузки, например, для крепления трубопрово" дов, мачт линий электропередач и связи, пневмонадувных сооружений, мостов, морских нефтепромысловых конструкций и других сооружений.Известна конструкция винтовой сваи, предназначенной для работы на знакопеременные нагрузки, содержащая полый ствол с винтовой лопастью (.1).Недостатком такой сваи является необходимость применения для погружения мощных завинчиваюцих установок, обладающих значительными крутящими моментами, которые весьма тяжелы и громоздки.Наиболее близким техническим решением к изобретению по своей суцности и достигаемому результату является винтовая свая, включающая ствол с винтовой лопастью и гайку с винтовой нарезкой с углом подъема витково(ъагс 19 Г, где 1 - коэффициент трения материала сваи и гайки 2) .Однако у известной винтовой сваи низкие несущая способность и надежность работы, определяемые тем, что при приложении к свае выдергиваюцих или вдавливающих осевых усилий она имеет возможность проворачивания, так как лопасть имеет большой угол подъема витков агсйд Г, необходи мый для обеспечения возможности по-, гружения сваи забивкой (извлечение сваи, например, при работе на выдер, гивающие нагрузки происходит при усилиях, значительно меньших усилий, необходимых для выдергивания анкера без проворачивания); высокая энерго" . емкость погружения, обусловливаемая необходимостью изготовления винтовой лопасти многооборотной по всей длине сваи (только в этом случае возможно погружение сваи на проектную отметку), что приводит к увеличению работы крутящего момента на преодоление касательных сил сцепления, трения и реактивного отпора грунта по лопасти, а также сложность конструкции сваи за счет необходимости изготовления винтовой лопасти по всей длине сваи, что, кроме того, приводит к повышенной материалоемкости без существенного повышения несущей способности, так как малое расстояние между витками лопасти не позволяет обеспечить раздельную работу каждого витка лопасти. Цель изобретения - повышение несущей способности и снижение энергоемкости погружения в грунт.Поставленная цель достигаетсятем, что в винтовой свае, включающействол с винтовой лопастью и гайкус винтовой нарезкой, ствол выполненполым и снабжен имеюцей сквозноецентральное отверстие верхней торцовой крышкой и размещенным в его по лости выступающим за пределы крышкии пропущенным через отверстие в нейвинтовым стержнем с углом подъемавитков, равным углу подъема витковгайки, а гайка жестко закреплена в 15 полости ствола, причем винтовая нарезка ее противоположна по направлениювинтовой лопасти ствола, а винтовойстержень пропуцен через отверстиев гайке и снабжен подпружиненным .20 упором, расположенным на нем вышегайки.На чертеже изображена описываемаявинтовая свая, разрез.Винтовая свая содержитполыйствол 1 с винтовой лопастью 2 и коническим наконечником 3, В полости 4ствола 1 закреплена гайка 5, выполненная с винтовой нарезкой, направление которой противоположно направлению спирали лопасти 2, Черезгайку 5 одним концом пропущен винтовой стержень б с углом подъема витков винтовой нарезки , выходящийвторым концом за пределы закрытогокрышкой 7 верхнего торца ствола 1 35.через отверстие 8 в крышке 7. Вышегайки 5 винтовой стержень б в полости 4 и ствола 1 снабжен упором 9.Между упором 9 и гайкой 5 расположенупругий элемент, например пружина 10.40 Верхний конец винтового стержня бснабжен оголовком 11, выполненнымв виде двух пластин 12 и 13, междукоторыми расположен фрикционный материал 14, причем нижняя пластина 12 45 жестко соединена со стержнем б, аверхняя пластина 13 закреплена свозможностью перемещения вдоль осисваи к направляющим копровой установки (не показаны), Для обеспеченияточности погружения сваи в грунт последняя пропущена через направляющие15, соединенные с копровой установкой.Погружение Сваи осуществляетсязабивкой, виброзабивкой по оголов ку 11 стержня б. В качестве ударного оборудования могут быть использованы станки-копры, паровоздушные и дизельные молоты и т.д, При нанесенииудара по оголовку 11 пластина 13 через фрикционный материал 14 с большим усилием прижимается к нижнейпластине 12, перемещая стержень бвниз, при этом осуцествляется сжатие пружины 10, Проходя через гайку 5, стержень б осуществляет ее поворот, а вместе с ней и ствола 1, завинчивая сваю в грунт 16. Реактивный крутящий момент, возникающий при прохождении .стержня 6 через гайку 5 и стремящийся повернуть стержень б,. передается от пластины 12 через фрикционный материал 14 (эа счет больших сил трения, возникающих при ударе, между фрикционным.мате. риалом 14 с .пластинами 12 и 13) пластине 13 й, далее, через направляющие, 10 копровой установке. В момент окончания удара при упругом подскоке молота пружина 10, распрямляясь и упираясь в упор 9, перемещает стержень б вверх через гайку 5. При этом стер жень б проворачивается в гайке 5, так как в момент .подскока молота силы. трения между фрикционным материалом 14 и пластинами 12 и 13 в десятки раз меньше, чем при ударе. ПлоО щадь пластин 12 и 13 и коэффициент трения их по фрикционному материалу 14 подбираются таким образом, что.бы при ударе удерживающий момент за счет сил трения был больше реактивного крутящего момента, действующего на стержень б, а в момент подскока меньше крутящего момента, создаваемого пружиной 10 при прохождении стержня б через гайку 5. Перемещение стержня 6 вверх осуществляется до момента касания упором 9 крышки 7, после чего процесс бойки повторяется. С целью обеспечения возможности многократного использования стержня 6, оголовка 11, крымски 7 и пружины 10 соединение крышки 7 и ствола 1 можетбыть выполнено разъемными.Предлагаемая винтовая свая позволяет повысить несущую способность и надежность работы за счет предот-, вращения, при приложении к свае выдер. гивающих или вдавливающих усилий, проворачивания сваи путем уменьшения угла подъема спирали винтовой лопасти сваи. Обеспечение возможности изготовления винтовой лопасти одно- оборотной позволяет снизить эйергоемкость погружения сваи за счет уменьшения работы на преодоление касательных сил сцепления, трения, реактивного отпора грунта по лопасти и упростить конструкцию, снизить ее материалоемкость, изготовление же многооборотной лопасти,(в прототипе) представляет значительные трудности и требует значительных материальных затрат. По сравнейию с аналогом. предлагаемая винтовая свая не требует применения мощных завинчиваю" щих установок, требует приложения значительно меньших осевых усилий, что повышает эффективность погруже-. ния свай. Предлагаемая конструкция может быть использована в слабых,. водонасыщенных, пластичных и плаатичномерзлых грунтах. Кроме того, для погружения сваи может быть использо-. ван любой способ поДготовки основа" ний - забивки без.какой-либо предварительной подготовки, забивка в лидерные скважины, погружение в паро- оттаянные или пробуренные скважины.ПодписиСССР 4/5 ПП "Патентф, г, Ужгород, ул. Проектна фил аказ 5773/2 б Тир ВНИИПИ Государст но делам изобр 113035, Москва, Ж ж 673енного ктений иРаушск митет ткрыт я наб