Инвентарная свая

(51) 5 02033 00 ИСАНИЕ Щ, 4 сердечнику. На внутренней поверхности муфты со стороны ее нижнего конца выполнен кольцевой выступ, внутренний диаметр которого меньше внешнего диаметра ближайшего к нему кольцевого выступа на сердечнике. На верхнем конце муфты жестко закреплена втулка, причемв отверстии втулки с возможностью относ 1 евльного перемещения размещен верхний конец сердечника, соединенный с нижним концом колонны диаметр которого меньше внешнего диаметра втулки Нижний торец сердечника снабжен винтом, а основание наконечника - круглой гайкой взаимодействующей с винтом 4 з.п.ф-лы, 2 ил. е конквиях для садок вя свая овником ичерезабочий ьно Комитет Российской Федераци по патентам и товарным знака(УВ) Каширский Владимир Иванович(57) Использование: в строительстве, а болеретно - при испытании свай в полевых услоопределения их несущей способности и огрунте. Сущность изобретения: инвентарнавключает рабочий орган, колонну с наголнагружающее приспособление, связанноенагоповник с верхним концом колонны Рорган содержит сердечник с двумя кольвыступами, муфту, расположенную коакси БРЕТЕНИИзобретение относится к строительству, а более конкретно к испытаниям свай в полевых условиях для определения их несущей способности и осадок в грунте.Известна инвентарная свая, содержащая внешнюю оболочку, внутреннюю оболочку с установленными в ее нижней части рычагами, сердечник с наконечником и съемный наголовник, причем внутренняя оболочка и сердечник установлены соосновнешней оболочке, а верхние торцы оболочек и сердечника соединены с наголовником посредством шпильки, Внешняяоболочка выполнена составной: иэ верхнейжесткой секции с соосными отверстиями,выполненными на боковых ее сторонах, и нижней расходящейся секции, шарнирно связанной своим верхним концом с жесткой секцией, а нижним - с рычагами внутреннейсекции 5101520 К недостаткам известной инвентарнойсваи относятся ее сложность, а также трудоемкость внедрения сваи в грунт и ее извлечения, что обуславливает низкуюнадежность работы сваи,25Известна также инвентарная свая диаметром 127 мм для определения несущейспособности забивных свай, содержащаярабочий орган, составную колонну, состоящую из отдельных звеньев, гидроцилиндр, З 0закрепленный на нижнем конце первогозвена колонны сваи, и наголовник, Рабочийорган инвентарной сваи включает сердечник с наконечником и кольцевым выступом,подвижную муфту с диаметром, равным ди- З 5аметру звеньев колоны свай, установленную соосно сердечнику, причем навнутренней поверхности подвижной муфтывыполнен кольцевой выступ, расположенный между наконечником и выступом на 40сердечнике, внешний диаметр которогобольше внутреннего диаметра кольцевоговыступа на подвижной муфте. Верхний конец сердечника соединен с поршнем гидроцилиндра. Анкеровка инвентарной сваи 45обеспечивается анкерным приспособлением, содержащим упорную балку и анкеры,Недостаток известной инвентарнойсваи заключается в том, что операции повнедрению сваи в грунт и ее извлечению 50являются очень трудоемкими, особенно прииспытаниях на больших глубинах (больше10 м). Использование же мощных гидродомкратов приводит неизбежно к увеличениюстоимости инженерно-геологических иэысканий для строительства.Другим недостатком этой инвертарнойсваи является то, что размещение нагруэочного приспособления (гидроцилиндра) вскважине, а гидронасоса - на поверхности земли требует использования гидропровода большой длины, что приводит к существенному ухудшению технико-эксплуатационных показателей устройства.Цель изобретения - снижение усилий при внедрении инвентарной сваи в грунт и ее извлечении, а также уменьшение длины гидропровода нагружающего приспособления.Цель достигается тем, что в инвентарной свае, содержащей рабочий орган, колонну с наголовником и нагружающее приспособление, рабочий орган включает сердечник, имеющий кольцевой выступ, наконечник, связанный с нижним концом сердечника, и расположенную коаксиальио сердечнику муфту, на внутренней поверхности которой выполнен кольцевой выступ, внутренний диаметр которого меньше внешнего диаметра кольцевого выступа сердечника, рабочий орган снабжен втулкой, жестко закрепленной на верхнем конце муфты, сердечник снабжен упором, размещенным между кольцевым выемупом сердечника и втулкой, причем в отверстии втулки с возможностью относительно перемещения размещен верхний конец сердечника, соединенный с нижним концом колон н ы, диаметр которой меньше диаметра муфты, верхний конец колонны через наголовник связан с нагружающим приспособлением, а нижний конец сердечника связан с наконечником через винтовой механизм,Упор на сердечнике может быть выполнен в виде кольцевого выступа или в виде кольцевой втулки, установленной на сердечнике с возможностью продольного перемещения и снабженной средствами фиксации ее на сердечнике,Винтовой механизм, с помощью которого нижний конец сердечника связан с наконечником, может быть выполнен в виде винта, закрепленного на нижнем торце сердечника, и взаимодействующей с ним круглой гайки, закрепленной на верхнем торце наконечника, причем на боковой поверхности гайки выполнена по крайней мере одна шлицевая канавка, а на муфте установлены Фиксаторы, взаимодействующие с соответствующими шлицевыми канавками.Выполнение колонны сваи диаметром, который меньше диаметра муфты, облегчает проведение операций по внедрению инвентарной сваи в грунт и ее извлечение, так как контакт с грунтом имеет только рабочий орган сваи.Соединение нижнего конца колонны инвентарной сваи с сердечником рабочего органа сваи, введение в рабочий орган втулки, 2001997упора и винтового механизма позволяет устанавливать нагружающее устройство вне скважины, т,е. использовать гидропривод небольшого размера,На фиг,1 изображена инвентарная свая с упорной системой, общий вид; на фиг.2 - разрез рабочего органа инвентарной сваи.Инвентарная свая включает нагружающее приспособление 1, колонну 2, рабочий орган 3, Анкеровка инвентарной сваи осуществляется с помощью упорной системы, содержащей упорную балку 4 и анкеры 5 (фиг.1). Рабочий орган инвентарной сваи (фиг,2) содержит сердечник 6, втулку 7, упор 8, муфту 9, кольцевой выступ 10 сердечника 6, кольцевую вставку 11. резьбовой хвостовик 12, кольцевую вставку 13, наконечник 14, шпоночные канавки 15 и фиксаторы б,Работа инвенторной сваи заключается в следующем,Сначала вращением верхнего конца сердечника б приводят рабочий орган 3 инвентарной сваи в исходное положение, при котором кольцевой выступ 10 сердечника 6 будет упираться в торцовую поверхность кольцевой вставки 11, жестко закрепленной на нижнем конце муфты 9.В пробуренную скважину с диаметром, превышающим диаметр муфты рабочего органа 3 инвенторной сваи, опускают жестко соединенные между собой рабочий орган 3 и колонну 2 инвенторной сваи.Путем вдавливания или забивки погружают рабочий орган 3 инвентарной сваи в ненарушенный грунт на заданную глубину, при этом глубина скважины должна быть такой, чтобы рабочий орган 3 инвентарной сваи был полностью погружен в грунт.Затем рабочий орган 3 инвентарной сваи приводят в рабочее положение, Для этого вращением колонны 2 инвентарной сваи, вывинчивают резьбовой хвостовик 12 сердечника 6 из кольцевой вставки 13 до соприкосновения упора 8 с втулкой 7,Наличие винтовых фиксаторов 16 и шпоночных канавок 15 предотвращает проворачивание при этом хвостовика 12, а следовательно, и наконечника 14.После этого производят анкеровку инвентарной сваи, Для этого сначала погружают две анкерные винтовые сваи 5 в грунт, устанавливают наголовник инвентарной сваи, нагружающее приспособление 1 с манометром и прижимают его упорной балкой с помощью гаек, накручиваемых на винтыудлинители анкерных свай 5.После выполнения описанных выше подготовительных работ приступают к испытанию инвентарной сваи,Нагрузку на инвентарную сваю создаютс помощью нагружающего приспособления 1, Режим нагружения преимущественно ступенчатый (по 0,2 МПа с интервалом 2-3 мин) 5 до достижения нагрузки, которая характеризуется незатухающим перемещение или полной остановкой инвентарной сваи,Нагрузка через колонну. сердечник б ивинтовой механизм передается на наконеч ник 14. Осадка наконечника 14 происходитдо тех пор, пока кольцевой выступ 10 сердечника 6 не упрется в торцевую поверхность кольцевой вставки 11, Величина осадки наконечника 14 выбирается преиму щественно 40 мм, но может быть установлена другой. Изменение величины осадки наконечника 14 осуществляется путем перемещения упора 8, который в этом случае выполняегся в виде кольцевой втулки, уста новленной на сердечнике 6 с воэможностьюпродольного перемещения и снабженной средствами фиксации ее на сердечнике 6.Момент, соответствующий соприкосновению кольцевого выступа 10 сердечника 6 25 с торцовой поверхностью кольцевой вставки 11, характеризуется резким повышением давления на манометре нагружающего приспособления 1, так как, начиная с этого момента, под действием нагрузки осущест вляется перемещение не только наконечника 14. но и муфты 9.Увеличивая давление в гидросистеме,определяют величину предельной нагрузки, воспринимаемой наконечником 14 и муфтой 35 9, которая характеризуется незатухающимперемещением или остановкой всего рабочего органа 3.После достижения общей предельнойнагрузки давление в гидросистеме нагружа ющего приспособления 1 сбрасывают, отсоединяют инвентарную сваю от анкерной системы, а после погружения рабочего органа 3 в нижележащий слой грунта производят испытания в той же последователь ности.Использование предлагаемой инвентарной сваи позволяет получать достоверные данные о сопротивлении грунтов под 50 наконечником сваи и по боковой поверхности при существенном удешевлении процесса испытаний.(56) Авторское свидетельство СССР 55 Ь 909022, кл, Е 02 О 33/00, 1980.Инструкция по определению несущейспособности свай по результатам испытаний инвентарных свай, РСН 229-80, Киев, 1980, с, 9-О, 15-16.Формула изобретения1. ИНВЕНТАРНАЯ СВАЯ, содержащая рабочий орган, колонну с наголовником и нагружэющее приспособление, причем рабочий орган включает сердечник, имеющий кольцевой выступ, наконечник, связанный с нижним концом сердечника, и расположенную коаксиально сердечнику муфту, на внутренней поверхности которой выполнен кольцевой выступ, внутренний диаметр которого меньше внешнего диаметра кольцевого выступа на сердечнике, отличающаяся тем, что рабочий орган снабжен втулкой, жестко закрепленной на верхнем конце муфты, сердечник снабжен упором, размещенным между кольцевым выступом сердечника и втулкой, причем в отверстии втулки с возможностью относительного перемещения размещен верхний конец сердечника, соединенный с нижним концом колонны, диаметр которой меньше внешнего диаметра муфты, верхний конец колонны через наголовник связан с нэгружающим приспособлением, а нижний конец сердечника связан с наконечником через винтовой механизм. е 2. Свая по п,1, отличающаяся тем, чтоупор выполнен в виде кольцевого выступа.3. Свая по п.1, отличающаяся тем, чтоупор выполнен в виде кольцевой втулки, 5 установленной на сердечнике с возМожностью продольного перемещения и снабженной средствами фиксации ее на сердечнике.4. Свая по пп,1 - 3, отличающаяся тем, 10 что винтовой механизм выполнен в видевинта, закрепленного на нижнем торце сердечника, и взаимодействующей с ним круглой гайки. закрепленной на основании наконечника, причем на боковой поверхности гайки выполнена по крайней мере одна шлицевая канавка, а на муфте установлены фиксаторы, взаимодействующие с соответствующими шлицевыми канавками, 20 5. Свая по п.4, отличающееся тем, чтовинтовой механизм выполнен в виде гайки, закрепленной на нижнем торце сердечника, и взаимодействующего с ней винта, закрепленного на верхнем торце наконеч ника.2001997 1 б Составитель В,КаширскиТехред М,Моргентал ректор С,Юско эктор Т.Лошка По писно Заказ 3 Тираж д НПО"Поиск" Роспатента13035, Москва, Ж, Раушская наб.,оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10