ВИНТОВАЯ СВАЯ Российский патент 2006 года по МПК E02D5/56 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для сооружения несущих фундаментов и закрепления различных механизмов и устройств на грунте, а также для прокладки тоннелей открытым способом как наземных, подземных, так и подводных, а также подземных переходов.

В связи с огромным разнообразием инженерно-геологических условий строительных площадок, на которых возводятся или были возведены здания и сооружения, часто встречаются такие грунтовые условия, которые требуют применения свайных инструментов. В условиях тесной городской застройки, при наличии в российских городах большого количества исторических зданий и памятников традиционный способ погружения забивных, буронабивных и задавливаемых свай становится невозможным из-за значительных воздействий на близлежащие постройки, вызывающих в них нежелательные деформации.

В связи с этим во многих городах, в частности в Москве, Санкт-Петербурге и других, этот вид работ запрещен.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является винтовая свая, включающая ствол с размещенной на нем винтовой навивкой (см. RU, патент №2073084, кл. Е 02 Д 5/38, 1997 г.) /1/.

Недостатками известной винтовой сваи являются низкая несущая способность сваи, трудность и неточность установки (невозможно установить сваю точно в заданное место), недостаточная надежность сваи.

Технический результат, на достижение которого направлено настоящее изобретение, заключается в повышении конструктивной несущей способности сваи, простоте, точности, надежности и удобстве ее монтажа, возможности монтажа сваи в густозастроенных районах.

Указанный технический результат достигается тем, что в винтовой свае, включающей ствол с размещенной на нем винтовой навивкой, согласно изобретению, ствол выполнен монолитным из железобетона, по краю ствола размещена арматура, выполненная в виде рифленых металлических штырей, длина которых равна длине ствола, при этом винтовая навивка выполнена из железобетона по всей длине ствола в виде винтовой лопасти, ширина которой составляет от 0,5 до 5 диаметров ствола, а в нижней части сваи, составляющей не более 1/3 ее длины, навивка выполнена конусообразной, при этом по всей винтовой поверхности лопасти размещены треугольные металлические ребра жесткости, причем основания соседних ребер прилегают к стволу и соединены между собой и с основаниями ребер, расположенных на противоположной стороне ствола, причем ребра приварены к дополнительной спиральной арматуре, размещенной по всей длине ствола, при этом вершины ребер размещены по краю лопасти, в вершине каждого ребра жесткости расположен металлический штырь, а штыри соединены между собой металлической арматурой, уложенной по краю лопасти, при этом в верхней части ствола установлен элемент для обеспечения возможности фиксации с ключом приспособления для завинчивания сваи, выполненный, например, в виде железобетонного болта.

Кроме того, в верхней части ствола может быть размещен металлический оголовок с резьбой, в верхней части оголовка выполнено крепление для крюка, при этом по наружному диаметру оголовка размещены рифленые металлические штыри.

Кроме того, при установке сваи в болотистой местности, между оголовком и стволом установлен железобетонный стержень.

На фиг.1 изображен общий вид винтовой сваи.

На фиг.2 -«- вертикальный разрез сваи 1-1.

На фиг.3 -«- разрез сваи по А-А.

На фиг.4 -«- расположение треугольных ребер жесткости.

На фиг.5 -«- свая для болотистой местности.

Винтовая свая включает монолитный железобетонный ствол 1 с размещенной на нем винтовой навивкой 2, по краю ствола 1 размещена арматура, выполненная в виде рифленых металлических штырей 3, длина которых равна длине ствола 1. Винтовая навивка 2 выполнена из железобетона по всей длине ствола в виде винтовой лопасти, ширина которой составляет от 0,5 до 5 диаметров ствола 1, а в нижней части сваи, составляющей не более 1/3 ее длины, навивка выполнена конусообразной, при этом по всей винтовой поверхности лопасти размещены треугольные металлические ребра 4 жесткости, причем основания соседних ребер 4 прилегают к стволу 1 и соединены между собой и с основаниями ребер, расположенных на противоположной стороне ствола 1, причем ребра 4 приварены к дополнительной спиральной арматуре 5, размещенной по всей длине ствола 1, при этом вершины ребер 4 размещены по краю лопасти, в вершине каждого ребра 4 расположен металлический штырь 6, а штыри 6 соединены между собой металлической арматурой 7, уложенной по краю лопасти, при этом в верхней части ствола 1 установлен элемент для обеспечения возможности фиксации с ключом приспособления для завинчивания сваи (не показан), выполненный, например, в виде железобетонного болта 8.

В верхней части ствола 1 размещен железобетонный оголовок 9 с резьбой, в верхней части оголовка 9 выполнено крепление 10 для крюка, при этом по наружному диаметру оголовка 9 размещены рифленые металлические штыри 10, заходящие в ствол 1 на глубину не более 20-50 диаметров штыря арматуры. Вся арматура начинается с оголовка сваи.

Сваю устанавливают следующим образом.

В грунте сверлят отверстие, диаметр которого не меньше наружного диаметра ствола 1 сваи, но не больше 1/4 диаметра лопасти в широкой ее части, сваю подтягивают крюком и насаживают ключ приспособления для завинчивания сваи на болт 8, затем конец сваи размещают в отверстии и производят погружение сваи в грунт путем одновременного приложения завинчивающего и вдавливающего усилий при помощи приспособления для завинчивания сваи.

При установке сваи в болотистой местности предусмотрено размещение между оголовком и стволом железобетонного стержня 11.

Расположение арматуры в свае и ее выполнение в виде рифленых металлических штырей, треугольных металлических ребер жесткости с металлическими штырями в вершине, соединенными между собой металлической арматурой, а также наличие спиральной арматуры, все это позволяет повысить прочность, надежность и несущую способность сваи и предотвращает разрушение сваи при ее завинчивании в грунт.

Выбор размеров ширины винтовой лопасти и конусообразного участка сваи обусловлен требованиями, предъявляемыми к свае (надежность, прочность, несущая способность), и геологическими особенностями грунта, в который свая устанавливается.

Использование предложенной сваи дает большой экономический эффект, обусловленный тем, что сваи можно применять на любой местности, в том числе и на болотистой, и при густой застройке района. При этом возможно использование укороченных свай, длина которых в 2-5 раз меньше, чем у стандартных свай, при той же несущей способности. Сваи обладают высокой несущей способностью, их можно быстро, легко и надежно фиксировать, они одинаково эффективно работают как при вдавливающем, так и при выдавливающем усилии, что позволяет их эффективно использовать как при строительстве наземных сооружений в районах с густой застройкой, так и при строительстве тоннелей метро, подземных, подводно-подземных тоннелей открытым способом, прокладке труб по дну моря, строительстве линий электропередач, мостов и т.д. Возможность их легкого демонтажа путем вывинчивания позволяет многократно, при необходимости, использовать сваи, что необходимо при строительстве, например, временных переправ, креплении рельсов для башенных кранов и т.д.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для сооружения несущих фундаментов и закрепления различных механизмов и устройств на грунте, а также для прокладки тоннелей открытым способом как наземных, подземных, так и подводных, а также подземных переходов. Винтовая свая включает ствол с размещенной на нем винтовой навивкой. Ствол выполнен монолитным из железобетона, по краю ствола размещена арматура, выполненная в виде рифленых металлических штырей, длина которых равна длине ствола. По всей длине ствола расположена дополнительная спиральная арматура. Винтовая навивка выполнена из железобетона по всей длине ствола в виде винтовой лопасти, ширина которой составляет от 0,5 до 5 диаметров ствола, а в нижней части сваи, составляющей не более 1/3 ее длины, навивка выполнена конусообразной. По всей винтовой поверхности лопасти размещены треугольные металлические ребра жесткости. Основания соседних ребер прилегают к стволу и соединены между собой и с основаниями ребер, расположенных на противоположной стороне ствола. Ребра приварены к дополнительной спиральной арматуре. Вершины ребер размещены по краю лопасти, в вершине каждого ребра жесткости расположен металлический штырь, а штыри соединены между собой металлической арматурой, уложенной по краю лопасти, при этом в верхней части ствола установлен элемент для обеспечения возможности фиксации с ключом приспособления для завинчивания сваи, выполненный в виде железобетонного болта. Технический результат состоит в повышении конструктивной несущей способности сваи, простоте изготовления, надежности и удобстве ее монтажа, возможности монтажа сваи в густозастроенных районах. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Винтовая свая, включающая ствол с размещенной на нем винтовой навивкой, отличающаяся тем, что ствол выполнен монолитным из железобетона, по краю ствола размещена арматура, выполненная в виде рифленых металлических штырей, длина которых равна длине ствола, при этом по всей длине ствола расположена дополнительная спиральная арматура, причем винтовая навивка выполнена из железобетона по всей длине ствола в виде винтовой лопасти, ширина которой составляет от 0,5 до 5 диаметров ствола, а в нижней части сваи, составляющей не более 1/3 ее длины, навивка выполнена конусообразной, при этом по всей винтовой поверхности лопасти размещены треугольные металлические ребра жесткости, причем основания соседних ребер прилегают к стволу и соединены между собой и с основаниями ребер, расположенных на противоположной стороне ствола, причем ребра приварены к дополнительной спиральной арматуре, при этом вершины ребер размещены по краю лопасти, в вершине каждого ребра жесткости расположен металлический штырь, а штыри соединены между собой металлической арматурой, уложенной по краю лопасти, при этом в верхней части ствола установлен элемент для обеспечения возможности фиксации с ключом приспособления для завинчивания сваи, выполненный в виде железобетонного болта.2. Винтовая свая по п.1, отличающаяся тем, что в верхней части ствола дополнительно размещен металлический оголовок с резьбой, в верхней части оголовка выполнено крепление для крюка, при этом по наружному диаметру оголовка размещены рифленые металлические штыри.3. Винтовая свая по п.2, отличающаяся тем, что при установке сваи в болотистой местности между оголовком и стволом установлен железобетонный стержень.