Винтовая свая

) ВИНТОВАЯ нный в нивинтовой ости и ви ю щ а я жения эне заостр ствол поверх л и ч лью сн ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ ю.кл. Е 02 в 5/56, 1982 (прототип). СВАИ, включающая ией части полый нарезкой на боковой товую лопасть, о тя тем, что, с цегоемкости погружения в грунт,материалоемкости и увеличения несущей способности, винтовая нарезка имеет Г-образное или Т-образное поперечное сечение и уменьшающийся в направлении к наконечнику шаг, а винтовая лопасть выполнена с ослабленными участками по длине и на примыкающей к стволу кромке снабжена буртом, заведенным с возможностью перемещения в винтовую нарезку, причем ствол в нижней части выполнен со сквозным отверстием в стенке и снабжен отводными блоками и запассованным через них тросом, при этом один из блоков установлен в отверстии в стенке ствола, а другой - в полости ствола, один конец троса прикреплен к заходной части лопасти, а другой пропущен через полость ствола.1087619 10 5 35 Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению,и может быть использовано в качестве анкерных опорных конструкций для закрепления к грунту, например опор трубопроводов, линий электропередач и связи, пневмонадувных сооружениЯ, башен радиорелейной связи, работающих на знакопеременные нагрузки, а также в качестве свай с повышенной площадью опирания в промышленном и гражданском строительстве при возведении мостов, причалов и других сооружений.Известная винтовая свая, предназначенная для работы на выдергивающие нагрузки, содержащая заостренный в нижней .части полый ствол и вннтовую лопасть Г 13Известная винтовая свая характеризуется большими энергозатратами на преодоление касательных сил трения по боковой поверхности ствола при эавинчивании в грунт. Для погружения такой сваи в грунт требуются специальные мощные завинчивающие установки, обладающие значнтельнцми крутящими моментами, которые весьма тяжелы и громоздки, что приводит к снижении эффективности процесса погружения, Свободное опирание верхних витков лопасти на упоры, образование полости в грунте под лопастью в процессе ее поддергивания (до опирания на упоры) обусловливают существенное снижение несущей, способности сваи.Кроме того, такая винтовая свая. может работать только на выдергивающие нагрузки и относится к однократно используемым конструкциям, что ограничивает область ее применения.Наиболее близким техническим ре шением к изобретению является винтовая свая, включающая заостренный в нижней части полый ствол с винтовой нарезкой на боковой поверхности и винтовую лопасть 2345Известная винтовая свая включает одетые на ствол сваи гайки, имеющие винтовую нарезку с углом подъема витков о(, ) агс 1 Г, где С - коэффициент трения материала ствола гайки, равным углу подъема нарезки ствола, последний выполнен с внутренними левой и правой винтовыми нарезками и в нижней части снабжен вертикальными ножевыми ребрами, гайки изготовлены цилиндрическими и каждая иэ них оборудована закрепленной на боковой . поверхности винтовой лопастью с направлением спирали, совпадающим с направлением резьбы гайки, и шагом, равным шагу винтовой нарезки ствола, 60 причем каждая смежная гайка имеет противоположную близлежащим, сверху и снизу на стволе, гайкам резьбу, а в верхней части гаек монтирован кольцевой упорный подшипник. 65 Установка этой сваи в грунт также сопровождается большими затратами энергии на преодоление касательных сил трения по боковой поверхности гаек и инвентарной трубы. Изготовление гаек с постоянным шагом винтовой нарезки и лопастей определяет низкую эффективность погружения в грунт, обусловливаемую значительной продолжительностью процесса погружения гаек с лопастями в реэультатЕ необходимости совершения большого числа оборотов.до момента опускания на проектную отметку, так как шаг назначается иэ соображений невозможности выкручивания сваи ( гаек с лопастями) при работе иа выдергивающие нагрузки,. что особенно важно при наличии только одной гайки с лопастью (или нечетного их количества). Наличие гайки и инвентарной трубы, необходимой для обеспечения работы сваи на знакопеременные нагрузки, приводит к увеличению материалоемкости конструкции. Для обеспечения возможности погружения гаек с лопастями в грунт угол подъема витков винтовой нарезки должен быть с 7:гс ьп, где г - коэффициент трения материала ствола и гайки, однако большой угол подъема витков обусловливает при приложении значительных осевых усилий поворот сваи, что снижает ее несущую способность. Снижению несущей способности способствует также раэрыхление грунтового массива лопастями с противоположным направлением винтовой линии на смежных гайках. Кроме того, затруднено при" менение конструкции. Цель изобретения - снижение энер-, гоемкости погружения в грунт, материалоемкости и увеличение несущей способности.Указанная цель достигается тем, что в винтовой свае, включающей заостренный в нижней части полый ствол с винтовой нарезкой на боковой поверхности и винтовую лопасть, винтовая нарезка имеет Гобразное или Т-образное поперечное сечение и уменьшающийся в направлении к наконечнику шаг, а винтовая лопасть выполнена с ослабленными участками по длине и на примыкающей к стволу кромке снабжена буртом, заведенным с возможностью перемещения в винтовую нарезку, причем ствол в нижней части выполнен со сквозным отверстием в стенке и снабжен отводными блоками и эапасованным через них тросом, при этом один из блоков установлен в отверстии в стенке ствола, а другой - в полости ствола, один конец троса прикреплен к заходной части лопасти, а другой пропущен через полость ствола.1087619 наружу, наматывается на барабан лебедки (или крепится к домкрату(непоказано)закрепляемой на оголовкесваи. При наматывании троса 10 набарабан,.создаваемое усилие передается через трос 10 лопасти 3, которая погружается в результате взаимодействия с винтовой нарезкой 2 в грунт.В случае многолопастной винтовой сваи хвостовая часть 12 первой лопасти 3 соединяется отрезком троса 17, длина которого. подбирается расстояния между смежными лопастями 3, с эаходной частью 11 второй лопасти 3 и т.д.Для обеспечения возможности выкручивания лопастей 3 в случае необходимости повторного использования хвостовая часть 12 последней лопасти 3 крепится к дополнительному тросу 18, прн приложении выдерживающего усилия к которому будет происходить выкручивание лопастей 3 в обратном порядке..Реактивный крутящий момент, передаваемый от винтовой лопасти 3 на ствол 1, воспринимается силамн трения по боковой поверхности ствола 1.При приближении лопасти 3 к проектному положению шаг винтовой нарезки 2 уменьшается, происходит деформация по вертикали лопасти 3 с увеличением диаметра внутренних кромок,. поэтому для обеспеченияпрочной заделки винтовых лопастей 3 нарезку 2 рациональноизготавливать с уменьшающейся в направлении к наконечнику 5 глубиной.Процесс погружения лопастей 3 осуществляется до упора заходной части 11 нижней лопасти 3 в перемычку 16. Для повышения надежности работы сваи тросы.10 и 18 соединяются в верхней части со стволом 1.Описываемая винтовая свая позволяет на 20-25 снизить энергоэатраты на погружение в грунт за счет уменьшения затрат энергии на преодоление касательных сил трения по боковойповерхности гаек и инвентарной трубы путем их исключения иэ конструкции и количества оборотов лопастей вокруг ствола при установке на проектную отметку путем, изменения шагавинтовой нарезки по длине ствола.Отсутствие в конструкции гаек и инвентарной трубы приводит к снижению материалоемкости сваи. Изготовление винтовых лопастей с одним направлением закручивания снижает степень разрыхления окружающего грунтовогомассива, а в отдельных случаях дажеприводит к его уплотнению, что обусловливает повышение несущей способности сваи, чему способствует такжемалый угол подъема витков винтовой На фнг. 1 изображена описываемаявинтовая свая в процессе погруженияв грунт, разрез; на фиг. 2 - винтовая лопасть, общий вид; на фнг. 3узелна фиг. 1.Описываемая винтовая свая включает заостренный в нижней части полыйствол 1 с винтово; нарезкой 2, имеющей Г-образное нли Т-образное поперечное сечение и винтовую лопасть 3,которая на примыкающей к стволу 10кромке снабжена буртом 4, заходящимс воэможностью перемещения в ви .товую нарезку 2, Ствол 1 в нижней час- из условия обеспечения расчетноготи винтовой нарезки 2, изготовленной с уменьшающимся в направлении кнаконечнику 5 шагом, выполнен с отверстием 6 в стенке и оборудован от- ъводными блоками 7 и 8, причем блок7 установлен в отверстии 6, а блок8 - в полости ствола 1. Через блоки7 и 8. запасован трос 10, соединенныйодним концом с эаходной частью 11лопасти 3 и выходящий другим концомчерез полость 9 за пределы сваи. Винтовая лопасть выполнена с заостренными заходной 11 и хвостовой 12 лопастями, которые оборудованы скобами 13 для закрепления троса 10, иимеет по длине ослабленные участки.14, предназначенные для облегчениядеформации лопасти 3 в процессе изменения ее шага при перемещениивдоль винтовой нарезки 2. Ослабленные участки 14 выполнены в виде про- .пила в нижней части бурта 4 и треугольной выборки в верхней части, 35В случае необходимости выполняютсярадиальные пропилы небольшой глуби.- ны и и лопасти 3, Для уменьшения силтрения между тросом 10, лопастью 3и стволом 1 паз винтовой нарезки 2 40оборудован роликами 15. С целью упро-щения изготовления винтовой нарезки2 последняя может быть выполнена ввиде Г-образного сечения винтовыхнаправляющих, закрепленных на боковой поверхности ствола 1, под буртом 4 внутренней кромки лопасти 3(не показано). В нижней части вин.товой нарезки 2 закрепленупор ввиде перемычки 16,Погружение сваи в грунт производят в два этапа.На первом этапе осуществляетсяпогружение в грунт на проектную отметку ствола 1 сваи забивкой, виброзабивкой или вдавливанием, при этомконцы троса 10 стопорятся для предотвращения самопроизвольного выпадения из винтовой нарезки 2. Послеэтого на ствол 1 одевается винтоваялопасть 3 таким образом, чтобы бурт 604 заходил в винтовую нарезку 2, ипосредством скобы 13 прикрепляетсяк концу троса 10, уложенному в нарезке 2. Другой конец троса 10, выходящий через полость 9,ствола 1 65нарезки и лопастей на проектной отметке, обеспечивающей невозможностьпрокрУчивания сваи при приложении кней осевых усилий, причем суммарноеповьанение несущей способности составляетпри этом 10-15. Кроме того, конструкция предполагает ее многократное использование, что расширяет область применения винтовой сваи.8 интовая свая не требует примене нення мощных завинчивающих установок, обладает пониженной энергоемкостью погружения в грунт, имеет более высокую несущую способность и может использоваться многократно.каз 2600/2 е филиал ППП "Патентф, г.ужгород, ул.Проек Тираж 644 НИИПИ Государств по делам изобре 035; Москва, Ж-Э Подписного комитета СССРний и открытийРаушская наб., д.4