СВАЯ ВИНТОВАЯ Российский патент 2011 года по МПК E02D5/56 

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению.

Известна винтовая свая (см. патент №2228402, 7 Е 02 D 5/56, 10.05.2004, Бюл.№13), включающая винтовой пустотелый ствол из полос, снабженный режущими кромками и закрепленный на поверхности грунта гайкой, каждая из полос из которых согнута попеременно в противоположные стороны под углом 140° по надрезам, выполненным под углом 60° друг к другу и к продольным кромкам полос, с образованием по длине полосы равносторонних треугольников, расположенных на полосе попеременно в противоположные стороны, при этом полосы соединены одна с другой по продольным кромкам под углом 70° с образованием по периметру направляющих трех ломаных винтовых линий, в точках излома которых - вершинах, расположены места схождения четырех равносторонних треугольников - ребер жесткости.

Недостатками известной сваи являются большая сложность и трудоемкость изготовления, так как необходимо на полосе выполнять сначала надрезы, выполненные под углом 60° друг к другу и продольным кромкам полос, с образованием по долине полосы равносторонних треугольников, расположенных попеременно в противоположные стороны, при этом необходимо соединять эти полосы под строго определенным углом 70°, а также ограниченные технологические возможности.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является винтовая свая, включающая винтовой пустотелый ствол из полос, свернутых в винт в продольном и поперечном направлениях, снабженный режущими кромками и закрепленной на поверхности грунта гайкой, через которую пропущен ствол (см. патент №2172373, 7 Е 02 D 5/56, 20.08.2001, Бюл. №23).

Недостатками известной сваи являются большая сложность и трудоемкость изготовления, так как необходимо после скручивания полос относительно продольной оси и соединения этих полос по продольным сторонам еще и изогнуть их в поперечном направлении. Затем, скрепленные между собой полосы вращают и поступательно перемещают с одинаковой скоростью, одновременно изгибая их по винтовым линиям. Недостатками известной сваи являются также недостаточные жесткость, виброустойчивость, особенно для больших по длине и малых по диаметру винтовых свай, а также ограниченные технологические возможности.

Техническим решением является упрощение изготовления и расширение технологических возможностей.

Техническое решение достигается тем, что в свае винтовой, включающей винтовой пустотелый ствол с режущими кромками, закрепленной на поверхности грунта гайкой, винтовой пустотелый ствол выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми канавками внутри и снаружи винтового пустотелого ствола под углом 30-55° к его оси вращения в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны карманов криволинейной формы винтовой поверхности, расположенными попеременно снаружи и внутри поперечного сечения винтового пустотелого ствола, смонтирован из одной свернутой в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, полосы одинаковой ширины, согнутой волнообразно по размещенным под углом к ее продольным кромкам линиям сгиба, с образованием по наружной и внутренней поверхностям направленных в одну сторону под углом 30-55° к оси вращения винтового пустотелого ствола винтовых поверхностей в виде карманов криволинейной формы по наружной и внутренней поверхностям, которые по периметру винтового пустотелого ствола могут быть различными не только по форме, но и размерам, при этом расстояние между линиями сгиба равно сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренней и наружной поверхностей.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой сваи винтовой.

Новизна усматривается в том, что свая винтовая выполнена из одной полосы, что упрощает изготовление.

Новизна обусловлена тем, что такое конструктивное оформление позволяет обеспечивать снижение нагрузки при осевом перемещении сваи винтовой в грунт.

Новизна заключается в том, что при одних и тех же диаметрах винтовых свай известных конструкций в предлагаемой конструкции сваи винтовой за счет наличия карманов волнообразной формы длина периметра винтовой значительно больше, что увеличивает жесткость и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается в том, что благодаря внутренним винтовым поверхностям двоякой кривизны векторы сопротивления погружения сваи меньше, чем у известных конструкций, что облегчает погружение и расширяет технологические возможности.

Новизна предложения заключается также в том, что внутри и снаружи сваи винтовой образованы сложные поверхности по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми канавками внутри и снаружи винтового пустотелого ствола под углом 30-55° к его оси вращения в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны карманов криволинейной формы винтовой поверхности, расположенными попеременно снаружи и внутри поперечного сечения винтового пустотелого ствола в виде сочетания двух криволинейных поверхностей, что облегчает погружение и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что при одном и том же диаметрах винтовой сваи известной конструкции и предлагаемой конструкции винтовой сваи, в предлагаемой конструкции длина развертки диаметра винтовой сваи по периметру из-за волнистости винтовой сваи по периметру значительно больше, поэтому и жесткость сваи по сравнению с известными конструкциями значительно больше, что представляет возможность сократить габариты винтовой сваи как по длине, так и по диаметру.

Новизна обусловлена тем, что карманы винтовой сваи выполнены волнообразной формы, размеры которых по внутренней поверхности могут отличаться от формы и размеров карманов по наружной поверхности, что расширяет технологические возможности.

Новизна обусловлена тем, что по внутренней и наружной поверхностям винтовой сваи выполнены направленные в одну сторону винтовые линии и винтовые поверхности в виде карманов волнистной формы, что облегчает погружение сваи и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что при изготовлении винтовой сваи лишь одну полосу сгибают волнообразно, что упрощает изготовление.

Новизна усматривается также в том, что лишь одна полоса сгибается в цилиндрические витки, которые соединены по продольным кромкам, что упрощает изготовление.

Новизна заключается в том, что ствол винтовой сваи выполнен многозаходным, что не только облегчает погружение, но и сокращает время погружения.

Новизна усматривается также в том, что площадь соприкосновения стенок по периметру предлагаемой конструкции винтовой сваи по сравнению с известными винтовыми сваями увеличивается, что увеличивает несущую способность сваи и позволяет по сравнению с известными винтовыми сваями уменьшить толщину стенок при сохранении жесткости и виброустойчивости.

Новизна заключается также в том, что при погружении предлагаемая свая навинчивается на многозаходный внутренний столб грунта, что увеличивает несущую способность сваи и позволяет, в сравнении с известными винтовыми сваями, уменьшить толщину стенок сваи при сохранении жесткости и прочих технических характеристик, ее металлоемкость.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг.1 изображена свая винтовая, погруженная в грунт; на фиг.2 - ствол сваи; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 - полоса с размеченными линиями сгиба; на фиг.5 - полоса, согнутая по прямым линиям сгиба волнообразной формы; на фиг.6 - аксонометрическая проекция полосы волнообразной формы, свернутой в цилиндрический виток.

Свая винтовая включает винтовой ствол 1 и закрепленную на поверхности 2 грунта 3 гайку 4, через которую пропущен ствол 1, имеющий оголовок 5 (фиг.1).

Винтовой ствол 1 (фиг.3, фиг.4) выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми канавками внутри и снаружи винтового ствола 1 в виде карманов криволинейной формы под углом 30-50° к оси вращения винтового ствола 1 с центрами кривизны карманов криволинейной формы винтовой поверхности, расположенными попеременно снаружи и внутри поперечного сечения винтового ствола 1. Винтовой ствол 1 (фиг.2, фиг.3) изготовлен по крайней мере из одной полосы 6, соединенной по продольным кромкам 7 (показаны на фиг.2 штрихпунктирной линией) известными методами, например сваркой, с образованием по наружной и внутренней поверхностям направленных в одну сторону под углом 30-50° винтовых линий 8-9-10-11-12-13-14 и винтовых поверхностей в виде карманов криволинейной формы по внутренней поверхности 15, 16, 17, 18, 19, 20, а также карманов криволинейной формы по наружной поверхности 21, 22, 23, 24, 25, 26, которые по периметру винтового ствола 1 могут быть различными не только по форме, но и по размерам. Полоса 6 (фиг.5, фиг.6) согнута волнообразно по прямым линиям 27, расположенным под одинаковыми углами α к кромкам полосы 6 и размещенным на расстоянии L₁ между линиями сгиба 27. Расстояние L₁ равно сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренней и наружной поверхностей. Полоса 6 после волнообразного сгиба (фиг.5) свернута в цилиндрические витки (фиг.6), соединенные друг с другом по продольным кромкам 7 известными методами в ствол 1.

Для облегчения погружения с противоположной оголовку 5 торцевой части ствола 1 выполнены режущие кромки (на чертежах не показаны).

Погружение сваи осуществляется забивкой и вдавливанием по оголовку 5 сваи. При этом свая, проворачиваясь в гайке 4, погружается в грунт 3.

Предложенная конструкция сваи может быть использована в любых грунтовых условиях производственных работ.

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению. Для расширения технологических возможностей винтовой пустотелый ствол выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми канавками внутри и снаружи винтового пустотелого ствола под углом 30-55° к его оси вращения в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны карманов криволинейной формы винтовой поверхности, расположенными попеременно снаружи и внутри поперечного сечения винтового пустотелого ствола, смонтирован из одной, свернутой в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, полосы одинаковой ширины, согнутой волнообразно по размещенным под углом к ее продольным кромкам линиям сгиба, с образованием по наружной и внутренней поверхностям направленных в одну сторону под углом 30-55° к оси вращения винтового пустотелого ствола винтовых поверхностей в виде карманов криволинейной формы по наружной и внутренней поверхностям, которые по периметру винтового пустотелого ствола могут быть различными не только по форме, но и размерам, при этом расстояние между линиями сгиба равно сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренней и наружной поверхностей. 6 ил.

Свая винтовая, включающая винтовой пустотелый ствол с режущими кромками, закрепленный на поверхности грунта гайкой, отличающаяся тем, что винтовой пустотелый ствол выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми канавками внутри и снаружи винтового пустотелого ствола под углом 30-55° к его оси вращения в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны карманов криволинейной формы винтовой поверхности, расположенными попеременно снаружи и внутри поперечного сечения винтового пустотелого ствола, смонтирован из одной свернутой в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, полосы одинаковой ширины, согнутой волнообразно по размещенным под углом к ее продольным кромкам линиям сгиба, с образованием по наружной и внутренней поверхностям направленных в одну сторону под углом 30-55° к оси вращения винтового пустотелого ствола винтовых поверхностей в виде карманов криволинейной формы по наружной и внутренней поверхностям, которые по периметру винтового пустотелого ствола могут быть различными не только по форме, но и размерам, при этом расстояние между линиями сгиба равно сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренней и наружной поверхностей.