Забивная свая Советский патент 1983 года по МПК E02D5/30 

(54) ЗАБИВНАЯ СВАЯ

1

Изобретение относится к строительству, в . частности к фундаментостроению, и может быть использовано в качестве конструкций свай, погружаемых забивкой или виброзавибкой с одновременным подмывом грунта.

Известна забивная свая, предназначенная для погружения в грунт забивкой, виброзабивкой или под действием собственного веса с одновременным подмывом грунта, содержащая ствол с каналом и расположенный в нижней части ствола наконечник 1.

Недостатком данной конструкции является низкая эффективность погружения в грунт, обуславливаемая постоянным давлением воды, подаваемой для подмыва грунта, что приводит к закупорке отверстий, необходимостью применения мощного насосного оборудования и направляющих для фиксации сваи в пространстве при погружении в грунт. К тому же свая непригодна для связных грунтов - глин, суглинков, которые водоворотным потоком не разрыхляются и при нарущении их структуры струями воды не восстанавливают своей

несущей способности. Что ограничивает применения и снижает несущую способность по грунту. «

Наиболее близким техническим рещением к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является забивная свая, включающая ствол с каналом и расположенный в нижней части ствола наконечник, установленный относительно ствола с зазором,

10 по периметру которого размещен кольцевой упругий злемент, ограничивающий совместно с торцами наконечника и ствола камеру, оооб1щающугося с каналом ствола 2.

Однако небольщое давление, постепенно

15 возрастающее при приложении ударной нагрузки, возможность закупорки отверстий при контакте с грунтовым массивом, низкий КПД погружения, обусловливаемый передачей энергии удара наконечнику через упругий элемент

20 и необходимость направляющих для фиксации сван в процессе погружения значительно снижают эффективность погружения свай в грунт. .Кроме того, нарущение структуры грунта при размыве водой под сваей приводит к уменьшению несущей способности сваи по грунту. Целью юобретения является повышение эффективности погружения сваи Втрунт. Поставленная цель достигается тем, что в забивной свае, включающей ствол с каналом и расположенный в нижней части ствола наконечник, установленный относительно ствола с зазором, по периметру которого размещен кольцевой упругий элемент, ограничиваю щий совместно с торцами наконечника и ствола камеру, сообщающуюся с каналом ствола, наконечник снабжен расположенным п его оси патрубком-, а ствол - заделанным в его нижний торец сообщающимся с каналом отрезком трубы с верхними и нижними отверстиями в стенках и заглушенным нижним торцом, причем отрезок трубы ствола заведен в патрубок наконечника, а на обращенном к наконечнику торце ствола или обращенном к стволу торце наконечника образован кольцевой выступ, примыкающий к упругому кольцевому элементу, при этом верхние отверстия в отрезке трубы размещены в зоне камеры, а нижние на расстоянии от острия наконечника, не превышающем минимальной вели-шны зазора между торцами ствола и наконеч.шка. На фиг. 1 изображена свая до нанесения удара, продольный разрезу на фиг. 2 то же после нанесения удара. Свая содержит ствол 1 с каналом 2 в теле и расположенный в нижней части ствола 1 наконечник 3 (фиг. 1 и 2), установленный относительно ствола 1 с зазором 4 (фиг.1). Между наконечником 3 и стволом 1 по периметру зазора 4 размещен кольцевой упругий элемент 5. Торцами наконечника 3, ствола 1 и кольцевым упругим элементом 5 образована камера 6, сообщающаяся с каналом 2 ство ла 1. Ствол 1 снабжен отрезком трубы 7 с верхним 8 и нижним 9 отверстиями, пропущен ной через патрубок 10 наконечника 3 вдоль оси ствола 1 и наконечника 3. Образующий камеру 6 торец ствола 1 лкбр наконечника (не показано) выполнен с выступом 11, а отрезок трубы 7 в нижней части закрыт конической заглушкой 12. Отверстия 8 отрезка тру бы 7 размещены в камере 6 на расстоянии от ее верха, меньше высоты выступа 11, а отверстия 9 - в наконетаике 3 на расстоянии от его острия, не превышающем минимальной толщины зазора 4 между торцами ствола 1 и наконечника 3. Внутренний диаметр патрубка 10 равен наружному диаметру отрезка трубь 7. В верхней части ствола I крепится патрубок 13 для подачи воды. Для предотвращения обратных ударов жидкости от г ействия гидравлических ударов на водопроводный шланг последний может иметь обратный клапан (не показан). Жесткость кольцевого упругого элемента 5, величина минимального зазора 4, высота выступа 12 определяете расчетом в зависимости от вида грунта 14, силы удара, давления подаваемой вода. Предлагаемая конструкция работает следующим образом. Одновременно с приложением усилия к оголовку ствола 1 (от воздействия забивки или .виброзабивки) по патрубку 13,каналу 2 и отверстиям 8 в камеру 6 подается вода. При ударе осуществляется резкое погружение ствола 1 с наконечником 3 до упора в грунт 1 (фиг. I), сжатие упругого элемента 5, за счет реактивного отпора грунта 14 по боковой поверхности наконечника 3 и жесткий удар торца ствола 1 по наконечнику 3 (фиг. 2). Сжатие кольцевого упругого элемента 5 приводит к уменьшению геометрического объема камеры 6 с возникновением гидравлического удара (импульса), в результате воздействия которого давление воды подымается в несколько десятков раз, и выдвижению отрезка трубы 7 из патрубка 10 с вдавливанием в грунт. Под действием повышенного давления, в момент выхода отверстий 9 отрезка трубы 7из патрубка 10 (в результате сжатия упругого элемента 5) и жесткого удара торца ствола 1 по наконечнику 3 вода с большой скоростью устремляется по отвертсиям 8 в полость отрезка трубы 7 и далее через отверстия 9, интенсивно размывая грунт .14 вокруг сваи и смазывая боковую поверхность наконечника 3 (фиг. 2). При снятии усилий забивки, по мере размыва грунта 14, под действием упругих сил сжатого упругого элемента 5 и отскока сваи вверх после удара происходит возврат упругого элемента 5 в исходное положение (фиг. 1). При этом патрубок 10 опускается вниз по отрезку трубы 7, очищая отверстия 9 от грунта, в случае их забивки. Затем процесс бойки повторяется. 8процессе погружения сваи коническая заглушка 12 постоянно находится в грунте 14, фиксируя положение наконечника 3 в простра .стве (фиг. 1 и 2). Предлагаемая конструкция позволяет обеспечить значительно большее давление воды (в 2-5 раз) за счет ее порционной подачи для подмыва, определяющее возможность снижения мощности насосного оборудования (в 1,5-2 раза) и полной прочистки а.1ходных отверстий, механическую очистку выпускных отверстий путем срезки надвижной обсадной трубы на трубу с отверстиями. Фиксация нижнего конца сваи в пространстве при помощи конической заглушки, постоянно находящейся в грунте, позволяет отказаться от специальных .направляющих. Все сказанное обуславливает значительное повышение эффективности погружения сваи в грую. Кроме того, увеличивается .на 50-200% грузонесущая способность грунта и сваи в результате сохранения ненарушенной структуры грунта по сваей и расширяется область использования метода погружения с подмывом на связные грунты, так как грунт Лод сваей не насыщается водой. Формула изобретения Забивная свая, включающая ствол с ка|налом, и сообщающейся с ним камерой и рас.положенный в нижней части ствола наконечник установленный относительно ствола с зазором, по периметру которого размещен кольцевой упругий элемент, ограничивающий совместно с торвдми наконечника и ствола камеру, сообщающуюся с каналом ствола, отличающ а я с.я тем, что, с целью повышения эффективности погружения сваи в грунт, наконечник снабжен расположенным по его оси 100 06 патрубком, а ствол - заделанным в его нижний торец сообщающимся с каналом отрезком трубы с верхними и нижними отверстиями в стенках и заглушенным нижним торцом, причем отрезок трубы ствола заведен В патрубок наконечника, а на обращенном к наконечнику торце ствола или обращенном к стволу торце наконечника образован кольцевой выступ, примыкающий к упругому кольцевому элементу, при этом верхние отверстия в от- . резке трубы размещены в зоне камеры, а нижние - на расстоянии от острия наконечника, не превышающем минимальной величины зазора между торцами ствола и наконечника. Истоадики информации, принять1е во внимание при экспертизе 1.Спиридонов В. В. и Краснощек В. В. Технология свайных работ в условиях вечной мерзлоты. Проектирование и строительство трубопроводов и газонефтепромысловых сооружений, М., 1969, с. 11. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 287Д679/29-33, кл. Е 02 D .5/30//Е 02 D 7/26, 1980 (прототип).