СПОСОБ СООРУЖЕНИЯ СВАЙНОГО ВИНТОЛОПАСТНОГО ФУНДАМЕНТА СООРУЖЕНИЯ И ЕГО УСТРОЙСТВО Российский патент 2015 года по МПК E02D27/12 E02D5/56 

Изобретение относится к области строительства свайных фундаментов малоэтажных сооружений, возводимых на малопрочных грунтовых основаниях.

Известен способ сооружения свайного винтолопастного фундамента малоэтажного жилого здания на грунтах с низкой несущей способностью, заключающийся в том, что производят на участке строительства инженерные изыскания по глубине h грунтового основания с определением толщины верхнего слоя слабого основания и установления физических параметров подстилающего слабое основание более прочного грунта: угла φ_стр внутреннего трения, с_стр - структурного удельного сцепления, γ_стр - удельного веса, на глубину до отказа в подстилающее слабый грунт основание завинчивают рабочий наконечник винтолопастного свайного фундамента путем его наращивания по высоте из стыкуемых в колонну толстостенных труб, внутреннюю полость труб колонны и наконечника заливают цементным раствором или бетоном и устанавливают ростверк, при этом диаметр D винтовой лопасти наконечника и шаг t ее навивки выполнены постоянными по высоте наконечника, а диаметр лопасти подбирают с площадью ее опорной поверхности, обеспечивающей безопасное начальное (первое) критическое давление $$p_{ср}^{крI}=\frac{\pi \left(\gamma h-c\cdot ctg\varphi \right)}{ctg\varphi +\varphi -\pi /2}+\gamma h$$ и соответствующее нормативное сопротивление грунта $$R^{н}=\frac{\pi \left(\gamma D/4+\gamma h+c\cdot ctg\varphi \right)}{ctg\varphi +\varphi -\pi /2}+\gamma h>p_{Ф}$$ на подстилающий слабое основание прочный грунт, где р_Ф - давление под лопастью сваи от сооружения [1].

Недостатком известного способа сооружения свайного винтолопастного фундамента является трудоемкость его завинчивания на глубину, например, промерзающего слабого грунтового основания из-за большого сопротивления грунта резанию длинными лобовыми кромками лопасти сваи и большого трения грунта о ее боковую поверхность. До сих пор в «Механике грунтов» не установлено истинное значение начального (первого) критического давления $$p_{ср}^{крI}$$ , безопасное для грунтового основания под фундаментом сооружения.

Известно выражение Н.П. Пузыревского для предельно критического давления $$p_2^{крп}$$ разрушения грунта под краями фундамента, поэтому для свайных винтолопастных фундаментов различного диаметра D для разновидностей грунтов опытным путем определяют несущую способность испытываемых разновидностей грунтовых оснований.

Известен способ сооружения свайного винтолопастного фундамента, заключающийся в том, что проводят инженерные изыскания грунтового основания фундамента сооружения, определяют по глубине h активной сжимаемой толщи величину φ_стр и с_стр - угла внутреннего трения и удельного сцепления грунта ненарушенной структуры, γ_стр - удельный вес грунта, наконечник сваи изготавливают с увеличивающимся по его высоте диаметром D-varir прямой в поперечном сечении винтовой лопасти с постоянным шагом t, свайный наконечник завинчивают в грунтовое основание путем вращения и поступательного погружения на шаг t за один оборот в массив грунта на проектную глубину и далее до отказа, по мере погружения винтолопастного наконечника в грунт его наращивают колонной стыкуемых по высоте толстостенных труб, колонну труб после погружения в грунт наконечника заливают цементным раствором или бетоном, верхний конец труб закрывают ростверком, при этом максимальный диаметр D_max винтовой лопасти наконечника принимают с размером площади опорной поверхности верхнего витка, обеспечивающим начальное (первое) критическое давление на грунт $$p_{ср}^{крI}=\frac{\pi \left(\gamma h-c\cdot ctg\varphi \right)}{ctg\varphi +\varphi -\pi /2}+\gamma h$$ и соответствующее нормативное сопротивление грунта $$R^{н}=\frac{\pi \left(\gamma D/4+\gamma h+c\cdot ctg\varphi \right)}{ctg\varphi +\varphi -\pi /2}+\gamma h>p_{Ф}$$ на подстилающий слабое основание прочный грунт, где р_Ф - давление под лопастью сваи от сооружения, а несущую способность винтолопастной сваи в соответствии с таблицей (таблица 1).

Таблица 1 Вид грунта Пластичность для глины Расчетное сопротивление R^н, кг/см² Несущая способность сваи (89×300), тонна, при глубине погружения лопасти (м) 1,5 м 2,0 м 2,5 м 3,0 м 1 2 3 4 5 6 7 Лесс мягкопластичный 1,0 2,2 2,9 3,6 4,3 Глина полутвердая 6,0 4,7 5,4 6,0 6,7 тугопластичная 5,0 4,2 4,9 5,6 6,3 мягкопластичная 4,0 3,7 4,4 5,0 5,8 Супеси и суглинки полутвердая 5,5 4,4 5,1 5,8 6,5 тугопластичная 4,5 3,9 4,6 5,3 6,0 мягкопластичная 3,5 3,5 4,2 4,8 5,5 Пески средние 15 9,0 9,7 10,4 11,1 мелкие 8,0 5,6 6,3 7,0 7,7 пылеватые 5,0 4,2 4,9 5,6 6,3 дополнительно определяют опытным путем [2].

В предлагаемом способе сооружения свайного фундамента его несущую способность определяют опытным путем из-за низкой точности определения нормативного сопротивления R грунта под лопастью сваи и несоответствия опытных данных расчетному начальному критическому давлению $$p_{ср}^{крI}$$ [3], за которое ошибочно принимают предельно критическое давление $$p_2^{крn}$$ под краями винтовой лопасти, соответствующее пятому провально разрушающему фазововому напряженно-деформированному состоянию среды [4].

Погружение винтолопастных свай вручную до отказа в грунт может происходить до глубины менее 1,5…2,0 м, не превышающее величину h>с_стр/γ_стр, когда грунт в массиве находится в состоянии растяжения, в связи с чем происходит явление выдавливания сваи из основания, ошибочно объясняемое либо морозным выдавливанием сваи из основания, либо набуханием грунта из-за большой влажности. Эпюры контактных напряжений под прямыми в поперечном сечении лопастями сваи крайне неравномерны при начальном (первом) критическом давлении $$p_{ср}^{крI}$$ и достигают своих пиков в зоне сдвиговых деформаций на ½ радиуса витка сваи, из-за чего рабочая опорная площадь сваи сокращается вдвое.

С целью достижения равномерного распределения давления под винтолопастным свайным фундаментом и повышения его несущей способности и вдвое устойчивости предлагается новый способ сооружения свайного фундамента.

Технический результат по способу сооружения свайного винтолопастного фундамента, заключающемуся в том, что проводят инженерные изыскания грунтового основания фундамента сооружения, определяют на глубине h активной сжимаемой толщи величину φ_стр и с_стр - угла внутреннего трения и удельного сцепления грунта ненарушенной структуры, γ_стр - удельный вес грунта, наконечник сваи с увеличивающимся по его высоте диаметром D-varir винтовой лопасти с постоянным шагом t завинчивают в грунтовое основание путем вращения и поступательного погружения на шаг t за один оборот в массив грунта на проектную глубину и далее до отказа, но по мере погружения винтолопастного наконечника в грунт его наращивают колонной стыкуемых по высоте толстостенных труб, колонну труб после погружения в грунт наконечника заливают цементным раствором или бетоном, верхний конец труб закрывают ростверком, при этом наибольший диаметр D_max верхнего витка винтовой лопасти принимают обеспечивающим безопасное первое (начальное) критическое давление на грунт $$p_{ср}^{крI}>p_{Ф}$$ , где р_Ф - давление под свайным фундаментом от сооружения, достигается тем, что наконечник свайного фундамента изготавливают с выпуклой полусферической опорной поверхностью винтовой лопасти с углом полуконтакта витков с сжимаемым грунтовым основанием φ_к=φ_н=arcsin[2sinφ_стр/(1+sin²φ_стр)]-φ_стр, где φ_н и φ_стр - углы внутреннего трения грунта нарушенной и ненарушенной структуры, наконечник сваи с винтовой лопастью погружают в массив грунта с дневной поверхности на глубину h≥с_стр/γ_стр, а максимальный диаметр верхнего витка винтовой лопасти сваи принимают обеспечивающей опорную полусферическую площадь контакта с грунтом под давлением $$p_{ср}^{крI}\le \frac{c_{н}\cdot \sin 2{\varphi }_{н}+p_{б}(1+{\sin }^2{\varphi }_{н})}{{\cos }^2{\varphi }_{н}}$$ , где удельное сцепление грунта основания с нарушенной структурой с_н=с_стр[2-tgφ_н/tgφ_стр], с_стр - удельное сцепление структурированного грунта, р_б=(γ_стрh-с_стр)сепφ_стр - гравитационное (бытовое) давление грунта.

Полусферическая опорная поверхность винтолопастной сваи с углом φ_к=φ_н полуконтакта витков с грунтом, глубина погружения сваи h≥с_стр/γ_стр и величина безопасного для основания свайного фундамента начального критического давления $$p_{ср}^{крI}$$ получены на базе развития научного направления «Физики материального контактного взаимодействия» и установления границ пяти фазовых напряженно-деформированных состояний материальной среды, в том числе величины начального критического давления $$p_{ср}^{крI}$$ . При этом установлено, что величина $$p_{ср}^{крI}$$ давления под лопастью сваи становится равномерной при угле контакта полусферических лопастей сваи с грунтом φ_к=φ_н, а несущая способность лопастей сваи повышается на 20% при увеличении вдвое начальной критической устойчивости фундамента. Впервые учитывается явление природного растяжения по вертикали поверхностных слоев грунта на глубину h≤с_стр/γ_стр в массиве поверхностных слоев Земли в условиях гравитационного воздействия, а также установленная закономерность предельного состояния материальной среды с нарушенной структурой, существенно уточняющей закон Ш.Кулона.

Известно устройство свайного винтолопастного фундамента, состоящее из рабочего наконечника, выполненного из толстостенной трубы с коническим наконечником, на боковой поверхности которого приварена плоская в поперечном сечении винтовая лопасть с постоянным диаметром D-const и с постоянным шагом t по высоте наконечника, трубчатый наконечник выполнен стыкуемым с наращиваемой по высоте колонной толстостенных труб, заливаемых цементным раствором или бетоном, и с ростверком на верхнем конце колонны труб [1].

Прямые в поперечном сечении лопасти свайного фундамента работают под нагрузкой как плоский жесткий штамп с развитием при безопасном первом критическом давлении $$p_{ср}^{крI}$$ зон сдвиговых пластических деформаций грунта из-под ½ площади лопасти сваи за ее края с возможностью потери устойчивости основания и опрокидыванием мелкозавинченного в грунт ствола сваи под нагрузкой.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство свайного винтолопастного фундамента, состоящее из рабочего наконечника, выполненного из толстостенной трубы с коническим наконечником, на боковой поверхности которого приварена плоская в поперечном сечении винтовая лопасть с постоянным шагом t витков лопасти по высоте ствола наконечника и увеличивающимся диаметром D-varir винтовой лопасти по высоте наконечника, трубчатый наконечник выполнен стыкуемым с наращиваемой по высоте колонной толстостенных труб, заливаемых цементным раствором или бетоном, и с ростверком на верхнем конце колонны труб [2, 5].

Прямые в поперечном сечении лопасти винтовых свай обладают низкой несущей способностью из-за малой начальной критической способности $$\left(p_{ср}^{крI}=\min \right)$$ сваи ввиду развития от краев под ½D диаметра лопасти зон сдвиговых пластических деформаций плотного подстилающего слоя грунта с возможной потерей начальной устойчивости основания и опрокидыванием свайного фундамента.

Технический результат по устройству свайного винтолопастного фундамента, состоящего из трубчатого металлического наконечника сваи с увеличивающимся по высоте диаметром D-varir винтовой лопасти с постоянным шагом t, набора стыкуемых с наконечником секций толстостенных труб, цементного раствора или бетона для заливки полости стыкуемых труб, ростверка, достигается тем, что винтовые лопасти рабочего наконечника выполнены с выпуклой полусферической опорной поверхностью с углом полуконтакта витков с сжимаемым грунтовым основанием φ_к=φ_н=arcsin[2sinφ_стр/(1+sin²φ_стр)]-φ_стр, где φ_н и φ_стр - углы внутреннего трения грунта нарушенной и ненарушенной структуры.

Угол полуконтакта опорной поверхности лопасти винтовой сваи, равный углу внутреннего трения грунта нарушенной структуры под лопастью сваи φ_к=φ_н, позволяет эпюру контактных напряжений сделать равномерной и при давлении $$p=p_{ср}^{крI}$$ сделать безопасной без развития под лопастью линий сдвиговых (пластических) деформаций. Высокую несущую способность предложенной сваи обеспечивает вся опорная полусферическая поверхность лопастей, в то время как прямые в поперечном сечении лопасти работают на 50%, когда линии сдвиговых деформаций развиваются при давлении $$p_{ср}^{крI}$$ из-под ½ радиуса лопасти сваи. Вдвое повышается и устойчивость основания под сферической поверхностью лопасти сваи.

Предлагаемое изобретение поясняется графическими материалами, где на фиг.1 представлен общий вид конструкции свайного винтолопастного фундамента (одиночная свая) с винтовой лопастью рабочего наконечника полусферической формы; на фиг.2 - поперечный разрез A-A свайного винтолопастного наконечника с эпюрой контактного начального (первого) критического давления $$p_{ср}^{крI}$$ под полусферической в поперечном сечении винтовой лопастью свайного фундамента; на фиг.3 - эпюры контактного начального (первого) критического давления $$p_{ср}^{крI}$$ с центральной зоной (D^max/2) упругих и краевой зоной сдвиговых пластических деформаций под прямой в поперечном сечении винтовой лопастью известного свайного фундамента.

Свайный винтолопастной фундамент сооружения состоит (фиг.1) из трубчатого металлического наконечника 1 сваи с увеличивающимся по высоте диаметром D-varir винтовой лопасти 2 с постоянным шагом t, набора стыкуемых с наконечником секций труб 3, цементного раствора или бетона (не показаны). Винтовая лопасть 2 рабочего наконечника 1 выполнена с выпуклой полусферической опорной поверхностью радиусом R_сф с углом полуконтакта витков с сжимаемым грунтовым основанием φ_к=φ_н=arcsin[2sinφ_стр/1+sin²φ_стр)]-φ_стр, где φ_н и φ_стр - углы внутреннего трения грунта нарушенной и ненарушенной структуры.

Сооружение свайного винтолопастного фундамента производят следующим образом. Проводят инженерные изыскания грунтового основания под фундамент сооружения с определением по глубине активной сжимаемой толщи грунта величины φ_стр и с_стр - его угла внутреннего трения и удельного сцепления ненарушенной структуры, γ_стр - удельный вес грунта. Рассчитывают глубину погружения свайного фундамента h≥с_стр/γ_стр и максимальный диаметр D_max верхнего витка винтовой лопасти сваи, обеспечивающей опорную полусферическую площадь контакта с грунтом под расчетным начальным (первым) критическим давлением $$p_{ср}^{крI}\le \frac{c_{н}\cdot \sin 2{\varphi }_{н}+p_{б}\left(1+{\sin }^2{\varphi }_{н}\right)}{{\cos }^2{\varphi }_{н}}$$ , где удельное сцепление с_н=с_стр[2-tgφ_н/tgφ_стр] грунта с нарушенной структурой, р_б=(γ_стрh-с_стр)ctgφ_{стр -} гравитационное (бытовое) давление. Винтолопастные сваи с отобранным диаметром D_max завинчивают в грунт на проектную глубину h и далее до отказа путем последовательного наращивания наконечником 1 секциями толстостенных полых труб 3. После погружения сваи в грунт внутреннюю полость 4 наконечника 1 и секций труб 3 заливают цементным раствором или бетоном, после установки ростверков свайного фундамента производят обвязку фундамента и возведение сооружения.

Предлагаемый способ сооружения свайного винтолопастного фундамента позволяет вдвое повысить его устойчивость, когда эпюры контактных напряжений под полусферическими лопастями сваи становятся равномерными, в отличие от известных прямобочных лопастей (фиг.3), где пики контактных напряжений приходятся на ½ радиуса витков винтовой лопасти и возможно опрокидывание ствола сваи в одну из сторон при превышении давления сверх $$p_{ср}^{крI}$$ .

Пример реализации способа. Торф, осушенный с поверхности, залегает на глубину 1,0 м и подстилается суглинком до 3 м, удельный вес суглинка $${\gamma }_{стр}^{сг}=0,0019кг/с{м}^3$$ , удельное сцепление $$c_{стр}^{сг}=0,2кг/с{м}^2$$ , угол внутреннего трения $${\varphi }_{стр}^{сг}={25}^o$$ , для торфа - $${\gamma }_{стр}^{Т}=0,0013кг/с{м}^3$$ , $$c_{стр}^{Т}=0,15кг/с{м}^2$$ , $${\varphi }_{стр}^{Т}={32}^o$$ .

Проектная глубина погружения винтолопастной сваи $$h\ge c_{стр}^{Т}/{\gamma }_{стр}^{Т}=0,15/0,0013=115,38см$$ . Таким образом наконечник сваи следует завинчивать на глубину 1,0 м, проходя слой торфа, и далее до отказа в суглинок, например, на 2,0 м от поверхности основания. На глубине h=2,0 м бытовое давление составляет величину

$$p_{б}=\frac{{\gamma }_{Т}{h}_{Т}-c_{стр}^{Т}}{tg{\varphi }_{стр}^{Т}}+\frac{{\gamma }^{сг}{h}^{сг}-c_{стр}^{сг}}{tg{\varphi }_{стр}^{ст}}=\frac{0,0013\cdot 100-0,15}{tg{32}^o}+\frac{0,0019\cdot 200-0,2}{tg{25}^o}-\frac{0,0019\cdot 100-0,2}{tg{25}^o}=0,3326кг/с{м}^2$$ . Начальное (первое) критическое давление суглинка $$p_{ср}^{крI}=\frac{c_{н}\cdot \sin 2{\varphi }_{н}+p_{б}\left(1+{\sin }^2{\varphi }_{н}\right)}{{\cos }^2{\varphi }_{н}}=\frac{0,2369\cdot \sin 41,6392+0,3326\left(1+{\sin }^{2}20,8196\right)}{{\cos }^{2}20,8196}=0,6089кг/с{м}^2$$ , где $$\begin{array}{l}{\varphi }_{н}^{сг}=\arcsin \left[2\sin {\varphi }_{стр}/\left(1+{\sin }^2{\varphi }_{стр}\right)\right]-{\varphi }_{стр}=\\ =\arcsin \left[2\sin {25}^o/\left(1+{\sin }^2{25}^o\right)\right]-{25}^o=45{,}^{o}8196-{25}^o=20{,}^{o}8196\end{array}$$ ,

$$c_{н}^{сг}=c_{стр}^{сг}\left[2-tg{\varphi }_{н}^{сг}/tg{\varphi }_{стр}^{сг}\right]=0,2\left[2-tg20{,}^{o}8196/tg{25}^o\right]=0,2369кг/с{м}^2$$ .

При диаметре винтолопастной сваи D_max=30 см площадь плоской опорной поверхности F_пл=πD²/4=706,86 см², а допускаемая нагрузка на сваю составляет $$P_{пл}=p_{ср}^{крI}\cdot F_{пл}=0,6089\cdot 706,86=430кг$$ . Зная вес N=7749 кг сооружения, легко определить необходимое минимальное количество свай n_min=N/P=7749/30=18 шт. Применение полусферической поверхности лопастей свай: при D_max=30 см площадь ее опорной поверхности F_сф=2πR_сфh_c=2π42,2·2,75=729,2 см,

где R_сф=(D_max/2)sinφ_н=(30/2)sin20,°8196=42,2 см;

h_c=R_сф-(D_max/2)/tg20,°8196=42,2-39,45=2,75 см - высота сегмента, а допускаемая нагрузка на сваю равна $$P_{сф}=p_{ср}^{крI}\cdot F_{сф}=0,6089\cdot 729,2=444кг$$ . Несущая способность полусферической сваи повысилась на 3,15%, количество свай требуется 18 шт, однако устойчивость свайного фундамента увеличилась вдвое.

Полусферические винтолопастные сваи новой конструкции следует изготавливать и подбирать по заданному диаметру D_max и заданному углу ≈φ_н внутреннего трения грунта нарушенной структуры.

Источники информации

1. Метелюк Н.С., Шишко Г.Ф., Соловьева А.Б., Грузинцев В.В. Сваи и свайные фундаменты. - Киев, «Будивельник», 1977. - С.29-30.

2. Железков В.Н. Винтовые сваи в энергетических и других областях строительства - СПб.: Изд-во: дом «ПРАГМА», 2004 г. - 128 с.

3. Тер-Мартиросян З.Г. Механика грунтов / Учебное пособие - М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2005. - С.391-392.

4. Хрусталев Е.Н. Контактное взаимодействие в геомеханике. ч.I: Несущая способность оснований сооружений. - Тверь, ТГТУ, «Золотая буква», 2004. - С.78, 80.

5. Патент РФ на полезную модель №93412 «Винтовая свая».

Группа изобретений относится к строительству свайного винтолопастного фундамента. Свайный фундамент состоит из поля завинчивающихся винтолопастных свай, каждая из которых состоит из стального трубчатого наконечника с винтолопастной навивкой лопастей, поднимающихся под конус снизу вверх с максимальным диаметром D_max на верхнем конце. Свайный наконечник стыкуется по высоте секциями полых труб, на верхнем конце колонны которых монтируется ростверк после заливки полости колонны труб цементным раствором или бетоном. Винтовая лопасть выполнена с полусферической опорной поверхностью, угол полуконтакта которой с грунтом составляет по величине угол внутреннего трения грунта в нарушенном состоянии φ_к=φ_н. Диаметр D_max сваи подбирают исходя из несущей способности грунта, величина начальной (первой) критической нагрузки для которого принимается из расчета по приведенной математической зависимости, а сваю завинчивают в грунт на глубину h≤с_стр/γ_стр, где γ_стр - удельный вес грунта. Технический результат заключается в повышении несущей способности сваи и устойчивости свайного фундамента. 2 н.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

1. Способ сооружения свайного винтолопастного фундамента, заключающийся в том, что проводят инженерные изыскания грунтового основания фундамента сооружения, определяют на глубине h активной сжимаемой толщи величину φ_стр и с_стр - угла внутреннего трения и удельного сцепления грунта ненарушенной структуры, γ_стр - удельный вес грунта, наконечник сваи с увеличивающимся по его высоте диаметром D-varir винтовой лопасти с постоянным шагом t завинчивают в грунтовое основание путем вращения и поступательного погружения на шаг t за один оборот в массив грунта на проектную глубину и далее до отказа, по мере погружения винтолопастного наконечника в грунт его наращивают колонной стыкуемых по высоте толстостенных труб, колонну труб после погружения в грунт наконечника заливают цементным раствором или бетоном, верхний конец труб закрывают ростверком, при этом наибольший диаметр D_max верхнего витка винтовой лопасти принимают обеспечивающим безопасное первое (начальное) критическое давление на грунт $$p_{ср}^{крI}>p_{Ф}$$ , где p_Ф - давление под свайным фундаментом от сооружения, отличающийся тем, что наконечник свайного винтолопастного фундамента изготавливают с выпуклой полусферической опорной поверхностью винтовой лопасти с углом полуконтакта витков с сжимаемым грунтовым основанием φ_к=φ_н=arcsin[2sinφ_стр/(1+sin²φ_стр)]-φ_стр, где φ_н и φ_стр - углы внутреннего трения грунта нарушенной и ненарушенной структуры, наконечник сваи с винтовой лопастью погружают в массив грунта с дневной поверхности на глубину h≥c_стр/γ_стр, а максимальный диаметр верхнего витка винтовой лопасти сваи принимают обеспечивающей опорную полусферическую площадь контакта с грунтом под давлением $$p_{ср}^{крI}\le \frac{c_{н}\cdot \sin 2{\varphi }_{н}+p_{б}\left(1+{\sin }^2{\varphi }_{н}\right)}{{\cos }^2{\varphi }_{н}}$$ , где удельное сцепление грунта основания с нарушенной структурой c_н=c_стр[2-tgφ_н/tgφ_стр], c_стр - удельное сцепление структурированного грунта, p_б=(γ_стрh-c_стр)ctgφ_стр - гравитационное (бытовое) давление грунта.

2. Устройство свайного винтолопастного фундамента, состоящее из трубчатого металлического наконечника сваи с увеличивающимся по высоте диаметром D-varir винтовой лопасти с постоянным шагом t, набора стыкуемых с наконечником секций толстостенных труб, цементного раствора или бетона для заливки полости стыкуемых труб, ростверка, отличающееся тем, что винтовая лопасть рабочего наконечника выполнена с выпуклой полусферической опорной поверхностью с углом полуконтакта витков с сжимаемым грунтовым основанием φ_к=φ_н=arcsin[2sinφ_стр/(1+sin²φ_стр)]-φ_стр, где φ_н и φ_стр - углы внутреннего трения грунта нарушенной и ненарушенной структуры.