ВИНТООБРАЗНАЯ СВАЯ И СПОСОБ ЕЕ СООРУЖЕНИЯ Российский патент 2006 года по МПК E02D5/30 E02D5/56 

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению, и может быть использовано при сооружении на слабых грунтах.

Известен способ возведения сваи [1], включающий образование скважины в грунте, подачу в скважину с поверхности грунта рабочего материала, последующее расширение скважины и уплотнение материала винтовым шнековым снарядом. Недостатком данного способа является сложность возведения сваи.

Известен способ изготовления набивной сваи [2], включающий бурение скважины, погружение шнекового снаряда до требуемой глубины, подачу тиксотропного раствора, подачу рабочего материала с одновременным вытеснением тиксотропного раствора, уплотнение рабочего материала. Недостатком такого способа является трудоемкость изготовления и материалоемкость сваи.

Известна винтовая свая [3], включающая ствол, выполненный пустотелым из полос, свернутых в винт в продольном и поперечном направлении. Недостатком такой сваи является сложность ее изготовления.

Известна винтовая свая [4], включающая ствол с винтовой нарезкой и коническим сбегом у острия, гайку, закрепленную на поверхности грунта, через которую пропущен ствол. Недостатком сваи является ее невысокая несущая способность.

Наиболее близким по технической сущности является забивная свая [5], включающая ствол, с треугольными винтовыми выступами, способ возведения которой включает забивку (завинчивание) сваи, закрепление головы сваи в ростверке и ее фиксация от поворота в плане. Недостатком является невысокая несущая способность сваи.

Задача изобретения - повышение несущей способности сваи и снижение трудоемкости изготовления.

Задача достигается тем, что в винтообразной свае на слабых грунтах, включающей полый ствол с винтовыми выступами по наружной поверхности, расположенными относительно вертикали под углом α, причем выступы из стальной полосы, прикрепленной к наружной поверхности полого ствола; ствол снабжен штуцерами для подачи сжатого воздуха в пространство между стволом и выступами, причем выступы эллипсоидальной формы; тангенс угла α равен 0,15... 0,70. Конструкция такой сваи повышает ее несущую способность. Кроме того, в способе сооружения винтообразной сваи на слабых грунтах, включающем изготовление ствола сваи с выступами, погружение сваи на проектную глубину, при этом после погружения сваи выступам придают эллипсоидальную форму путем подачи сжатого воздуха между выступами и стволом; затем образованный каркас сваи заполняют бетоном. Такой способ сооружения позволяет снизить трудоемкость ее изготовления, а также благодаря обжатию грунта выступами повысить ее несущую способность.

На фиг.1 - полый ствол сваи с полосами (плоскими выступами) и разрез 1-1;

на фиг.2 - полый ствол со сформированными винтовыми выступами эллипсоидальной формы и разрез 1-1;

на фиг.3 - винтообразная свая и разрез 1-1; узел А на разрезе 1-1.

На чертежах обозначено: 1- полый ствол; 2 - винтовые выступы плоской формы (полосы); 3 - винтовые выступы эллипсоидальной формы; 4 - бетон; 5 - сварочные швы; 6 - штуцеры.

Винтообразная свая включает: полый ствол 1 в виде стальной бесшовной трубы высотой H_нар=2...4 м, диаметром d_нар=200...400 мм и толщиной t_ст=2...4 мм; выступы 2 из полосовой стали толщиной t_выс=0,5...1 мм и шириной b=100...300 мм, прикрепленные по винтовой линии к стволу 1 по наружной его поверхности, причем тангенс угла наклона α выступов 2 к вертикали равен 0,15...0,7. Ствол снабжен штуцерами 6 для подачи сжатого воздуха, причем выступы 3 эллипсоидальной формы (фиг.1, 2).

Способ сооружения винтообразной сваи включает изготовление ствола 1 сваи с винтовыми выступами 2, погружение сваи на проектную глубину, придание винтовым выступам 3 эллипсоидальной формы путем подачи сжатого воздуха между выступами 2 и стволом 1 через штуцер 6, заполнение образованного каркаса бетоном 4 (фиг.1, 2, 3).

Создание винтообразной сваи на слабых грунтах и способ ее сооружения происходит следующим образом (фиг.1, 2, 3):

К стволу сваи 1 дискретно по винтовой линии (под углом α к вертикали) с наружной его стороны герметично сварочным швом 5 прикрепляют стальные полосы (плоские выступы) 2, которые смещают относительно торцов ствола 1 на величину не менее ¹/₄ его диаметра (фиг.1). При этом выбранный интервал угла α позволяет варьировать несущей способностью сваи.

Затем сваю погружают в скважину на проектную глубину. Через штуцеры 6, прикрепленные внутри полого ствола, подают сжатый воздух в пространство между стволом 1 и полосами 2 (плоскими выступами). Происходит деформирование полос 2 за счет пластических свойств стали и образование полых выступов 3 эллипсоидальной формы (фиг.2).

В процессе деформации выступов происходит обжатие грунта последними, что способствует повышению несущей способности сваи. Затем полученный каркас заполняют бетоном 4. При заполнении выступов бетоном воздух, находящийся в выступах, вытесняется через штуцеры, расположенные в нижней части ствола.

Винтообразная свая и способ ее сооружения рекомендуется к применению при строительстве в грунтах I типа просадочности.

Источники информации

1. Патент №2205262 С2. Способ возведения сваи. Перцовский М.И., 2003 г.

2. Патент №2169234 С 1. Способ изготовления набивной сваи. Аксентов Б.И., 2001 г.

3. Патент №2172373 С2. Винтовая свая. Кубанский государственный аграрный университет, 2001.

4. А.с. №727750. Винтовая свая. Чернюк В.П, Краснощек Б.В.

5. А.с. №1778238. Забивная свая. Среднеазиатское отделение Всесоюзного государственного научно-исследовательского и проектно-конструкторского института, 1992 г., Б.И. №44.

Изобретение относится к области строительства, а именно к фундаментостроению. Винтообразная свая на слабых грунтах включает полый ствол с винтовыми выступами по наружной поверхности, расположенными относительно вертикали под углом α, причем выступы выполнены из стальной полосы, ствол снабжен штуцерами для подачи заполнителя в пространство между стволом и выступами для придания выступам эллипсоидальной формы; тангенс угла α равен 0,15...0,70. Способ сооружения винтообразной сваи на слабых грунтах включает изготовление ствола сваи с винтовыми выступами, погружение сваи на проектную глубину, при этом после погружения сваи выступам придают эллипсоидальную форму путем подачи заполнителя между выступами и стволом, затем полый ствол сваи заполняют бетоном. Технический результат - повышение несущей способности сваи и снижение трудоемкости изготовления. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

1. Винтообразная свая на слабых грунтах, включающая полый ствол с винтовыми выступами по наружной поверхности, расположенными относительно вертикали под углом α, отличающаяся тем, что выступы выполнены из стальной полосы, а тангенс угла их расположения равен 0,15...0,70, при этом ствол снабжен штуцерами для подачи сжатого воздуха в пространство между стволом и выступами для придания выступам эллипсоидальной формы.2. Способ сооружения сваи по п.1, включающий изготовление ствола сваи с винтовыми выступами, погружение сваи на проектную глубину, отличающийся тем, что после погружения сваи выступам придают эллипсоидальную форму путем подачи сжатого воздуха между стволом и выступами, затем образованный каркас сваи заполняют бетоном.