Забивная свая /ее варианты/ Советский патент 1983 года по МПК E02D5/44 

Изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям забивных свай с поворотными лопастями.

Известна забивная свая, включающая полый ствол, расположенные ярусами по его высоте выдвижные лопашти и инвентарную штангу со смонтированным на ней механизмом выдвижения лопастей в виде горизонтального выступа l ,

Недостатки данной сваи - низкая надежность механизма и невозможность одновременного раскрытия лопастей во всех ярусах.

Наиболее близкой к прег№1гаемой по технической сущности и достигаемому результату является забивная свая, включа ющая полый ствол, расположенные ярусами по высоте его шарнирно присоединенные к нему поворотные лопасти и механизм поворота лопастей, отдельный для каждой лопасти яруса 2j .

Недостатком этой сваи является невозможность одновременного раскрытия лопастей яруса, а также невозможность многократного использования механизма поворота лопастей.

Цель изобретения - повышение надежности работы и обеспечение возможности мно1-ократно1о использования механизма поворота лопастей.

Указанная цель достигается тем, что в забивной свае, включающей полый ствол, расположенные ярусами по высоте его шарнирно присодеиненные к нему поворотные лопасти и инвентарное приспособление со смонтированным на нем механизмом поворота лопастей, механизм поворота лопастей согласно первому варианту вьшолнен в виде расположенных вкаждом ярусе нижней жесткой крестовины и размещенной на ней упругой верхней крестовины с выпуклой сферической верхней поверхностью, причем кромки нижней крестовины выступают за кромки верхней и имеют по периметру обращенный вверх буртик, а по высоте ствола образованы окна, и каждая лопасть снабжена со сто- роны, обращенной к стволу заведенным в соответствующее окно упором, имеющим паз под буртик соответствующий нижней крестовины.

Согласно второму варианту механизм поворота лопастей вьшолнен в виде расположенного в каждом ярусе криволинейного стержня с петнями по концам под соответствующую пару лопастей в этом ярусе, причем стержень вьтолнен из нитинола и снабжен термоэлементом, а по высоте ствола образованы окна и

каждая лопасть со стороны, обращенной к стволу, снабжена заведенным в соответствующее окно упором с пазом в форме несимметричного ласточкина хвоета под соответствующую петлю стержня.

Согласно третьему варианту механизм поворота лопастей выполнен в виде расположенного в каждом ярусе бащмака, к которому щарнирно прикреплены

одними концами рычаги с проушинами на других , а по высоте ствола образованы окна, и каждая лопасть со стороны, обращенной к стволу, снабжена заведенным в соответствующее окно упором

с пазом в форме несимметричного ласточкина хвос;та под проушину соответствующего рьгаага.

На фиг. 1 изображена свая, общий вид, совмещенная с продольным разрезом,

(первый вариан- на фиг. 2 - то же, нижний ярус лопастей; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2 на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 - свая, общий вид, совмещенный с продольным разрезом,

второй вариант} на фиг. 6 - то же, нижний ярус лопастей; на фиг. 7 - разрез В-В на фиг. 6; на фиг. 8 - свая, общий вид, совмещенный с продольным разрезом, третий вариант; на фиг. 9 то же, нижний ярус лопастей} на фиг. 10 разрез Г-Г на фиг. 9; на фиг. 11 - щарнирно-рычажная система, общий вид. IЗабивная свая по первому варианту

содержит полый ствол 1, имеющий в стенках окна 2, в которых расположены ярусами поворотные лопасти 3, инвентарную штангу 4. Каждая из лопастей 3 состоит из листа 5 со скотиенной дидирукшей

кромксй 6, ребра 7, жестко соединенного с листом 5, Лопасть 3 прикрепляется к стволу 1 посредством проушины 8 и цилиндрического стержня 9, пропущенного через отверстия в проушинах 8 и сквозной криволинейный паз 1О, выполненный в хвостовбй части ребра 7, причем торец хвостовой части ребра 7 вьшоянен с криволинейньпу скосом 11, а проущины 8 по кромкам соединены между собой пластиной 12. Каждая лопасть 3 со стороны, обращенной к ство- лу 1 сваи амеет упор 13, который заводится в соответствующее окно 14 в стволе 1 сваи. Ё торце упора 13-вьтолнен паз 15, наклонная кромка упора 13 име

ет уступ 16. Механизм поворота лопастей, смонтированный на инвентарной щтанге 4, состоит из нижней жесткой крестовины 17 и размещенной на ней упругой верхней крестовт1Ы 18 с выпук лой сферической верхней поверхностью. Кромки нижней крестовины 17 выступают за кромки верхней крестовины 18 и имеют обращенный вверх буртик 19. При закрытых лопастях 3 буртик 19 ниж ней крестовины 17 заведен в паз 15 упора 13, а .верхняя крестовина 18 свои ми кромками опирается в уступ 16 упора 13. На верхнем конце штанги 4 смонтированы центрирующее устройство из муфTbi 20 и телескопических поапруж шенны штырей 21 с выступами 22, концы кото рых вводятся в отверстия 23 ствола 1 сваи. По второму варианту свая содержит полый сгвол 1, имекнций в стенках окна расположенные ярусами, поворотные лопасти 3, каждая из кото|я 1х состоит из листа 5 со скошенной лидирующей кромкой 6 и ребра 7, жестко соединенного с листом 5. Каждая из лопастей 3 прикреплена к стволу 1 посредством шарнира, состоящего из двух проушин 8 с отверстиями и цилиндрического стержня 9. Ребро 7 лопасти 3 в своей хвостовой части имеет упор 24, в поперечной кро ке которого вьшолнен паз 25, а на противоположной кромке паз 26 в форме несимметричного ласточкина . Кроме того, на ребре 7 закреплена бобышка 27. Каждая противолежащая пара лсятастей 3 яруса снабжена механизмом поворота лопастей, который состоит из криволинейного стержня 28, выпо)Ьенно го из никеле-титанового сплава нитинола Стержень 28 на концах имеет петли 29, которые введены в пазы 26 упоров 24. Кроме того, стержень 28 снабжен термоэлементом ЗО, например, электроспиралью, соединенной с инвентарным прово ником-тягой 31, при этом между поверх ностью стержня 28 и термоэлементом 30 пс 4ещен диэлектрик (не показан). Ввут ренняя поверхность ствола 1 ниже уров. ня окон 2 имеет выступы 32, которые при полностью раскрытых лопастяж 3 введены в пазы 25. I . По третьему варианту забивная свая содержит полый ствол 1, имеющий в стен ках окна 2, расположенные ярусами, поворотные лопасти 3, каждая из которых состоит из листа 5 со скошенной лидирующей кромкой 6 и ребра 7, жестко сое диненного с листом 5. Каждая из лопа«втей 3 прикреплена к стволу 1 nocpeflcDвом проушин 8, закрепленных на наружной поверхности ствола 1, и цилиндрического стержня 9. Ребро 7 снабжено упором 24, который входит в соответствующее окно 2 ствола 1. В расположенном в полости ствола 1 упоре 24 вьтолнены прямоугольный паз 25 и паз 26 в форме несимметричного ласточкина хвоста. Через полость ствола 1 сваи пропущена инвентарная тяга 31 и смонтированные на ней в каждом ярусе башмаки 33 с рычагами 34. Ниже уровня окон 2 на внутренней поверхности ствола 1 расположены выступы 32, которые при пол- : ностью раскрытых лопастях 3 входят в пазы 25 упоров 24, При закрытых лопастях 3 в пазы 26 входят петли 35, которыми заканчиваются рычаги 34. Противоположные концы рычагов 34 присоединены к башмакам 33 посредством одностороннего шарнира 36. Каждый из односторонних шарниров 36 состоит из цилиндрического стержня 37 и двух проушин 38, которые соединены диафрагмами 39, прикрепленными к верхним кромкам проушин 38. Ствол 1 сваи выше уровня установки башмаков 33 имеет монтажные отверстия 40. Верхний конец инвентарной тяги 31 снабжен устройством (например, петлей) для соединения ее с вытяжным механизмом. В качестве вытяжного механизма могут быть использованы гидродомкрат, грузоподъемное устройство сваебойного агрегата и т.п. По первому варианту Монтаж и погружение забивной сваи происходит следуюим образом. Перед забивкой сваи в грунт к стволу 1 прикрепляют лсн1асти 3 при помощи цилиндрических стержней 9, вставляемых в отверстия проушин 8 и криволинейные пазы 1О ребер 7. После этого в ствол 1 вводится инвентарная штанга 4. Все лсттасти 3 фиксируют в закрытом положении путем ввооа выступов 19 крестовш1ы 17 в пазы 15 упорсж 13, при этом кромки упругой сферической крестовины 18 входят в к(жтакт с уступами 16 упоров 13. Для ввода выступов 19 в пазы 15 к лопастям 3 необходимо приложить усилия, под действием кото{нлх кр&мки упругой сферической крестови ны 18 войдут в контакт с уступами 16 упоров 13 с натягом, что обеспечит надежную фиксацию лопастей 3, а крестовины 18 накопят упругую энергию . После фиксации лопастей 3 в закрытом положении верхний конец штанги 4 закрепляют при помощи центрирующего устройства так, чтобы ось штанги 4 совпадала с осью ствола 1 сваи. , Затем сваю забивают одним из извест ных способов на глубину, меньше проектной на длину лопасти, извлекают центрирующее устройство и ударяют по штанге 4, в результате чего она вместе с крестовинами 17 и 18 резко перемеща-. ется вниз. При этом выступы 19 крестовины 17 выходят из пазов 15 упоров 13 освобождая лопасти 3, а напряженная ранее упругая сферическая крестовина 18 совершает хлопок (скачко{эбразное изменение направления кривизны), в резуяьта те чего лопастям 3 сообщается ударная нагрузка, под действием которой лопас. ти 3 получают начальное раскрытие. После этого штангу 4 со смонтированными на ней механизмами поворота лот1астей извлекают из ствола 1 и .-используют для забивки очередной сваи. При дальнейшей забивке сваи лопасти 3 под действием реактивного отпора грунта разворачиваются до горизонтальногхз положения. Упоры 13 входят через прорези 2 в полый ствол 1 сваи. По второму варианту монтаж и погружение сваи происходит следующим образом. Перед забивкой сваи в грунт к стволу J. прикрепляют лопасти 3 и в полость ствола 1 сваи ввод5ат скрепленные с про водником-тягой 31 криволинейные нитиноловые стержни 28, конпеные петли 29 которых заводятся с натягом в пазы 26 упоров 24, в результате чего исключает ся возможность преждевременного раскрытия лопастей 3. После Этого производится погружение сваи в грунт любым известным способом. При достижении сваей глубины меньше проектной на длину лопасти проводник-тяга 31 присоединяется к источнику анергии и посредство термоэлемента 30 нагревают стержни 28 до необходимой температуры. При нагре вании стержне 28, изгибаясь (для этого стержни 28 ранее были изогнуты и зафиксированы в этом состоянии нагрево до определенной температуры, после остывания стержни 28 вернулись в исходное, слегка искривленное состояние), смещают упоры 24 к оси ствола 1 сваи, что приводит к раскрытию лопастей 3 до положения , при котором при дальнейшей забивке будес развиваться реактивный отпор грунта, под действием которо го лопасти 3 займут рабочее (горйзонтапБВое ) положение. При &гом выступы 32 войдут в пазы 25. После того как концевые петли 29 стержней 28 вЫйдут из пазов 26, стержни 28 посредством проводника-тяги 31 извлекаются из ствола 1 сваи для повторного использования. По третьему варианту монтаж и погружение сваи происходит следующим образом. Перед забивкой в полость ствола 1 сваи вводятся тяга 31 и соединенные с ней башмаки 33 с рычагами 34. В пазы 26 упоров 24 лопастей 3 заводятся петли 35 рычагов 34, при этом лопасти 3 должны быть отклонены на определенный угол от ствола 1 сваи, а для запасовки петель 35 в пазы 26 используются окна 2. После запасовки всех петель 35 данного яруса лопасти 3 этого яруса прижимаются к стводу 1 сваи, при этом оси противолежащих рычагов 34 шарнирно-рычажной системы будут находиться на одной прямой. Через монтажные отверстия 4О в стволе 1 посредством монтажного рычага (лома) вытяжные (5ашмаки 33 смещают вдоль оси ствола 1 сваи, до тех пор, пока ры чаги 34 не в контакт с диафрагмами 39. Указанное смещение башмаков 33 при этом составляет несколько миллиметров (величина зависит от диаметра ствола 1) и не должна превышать величины д х;таточной лишь для перехода через мерт1зую точку, т.е. положения, при котором угол между осями противолежащих рьшагов 34 достигает 181- 183 . Бла.годаря этому устраняется возможность преждевременного раскрытия лопаствй 3. После з 1Креплёния всех лопастей 3 сваю погружают в грунт одним из известных способов. После погружения ее на глубину меьсьше проектной на длину лопасти к тяге 31 прикладывается усилие, в результате которого вытяжные башмаки 33, смещаясь вдоль ствола 1 сваи, вначале переводят рычаги 34 через мертвое положение (угол между их осями равен 180° ), а затем при дальнейшем перемещении сближают упоры 24 лопастей 3. Вследствие этого происходит раскрытие всех лопастей 3 сваи на величину, достаточную для развития реактивного отпора грунта. При дальнейшем вытягивании башмаков 33 петли 35 рычагов 34 выходят из пазов 26. Посредством тяги 31 башмаки 33 извлекают из стволе 1 сваи и производят дальнейшую забивку сваи до проектного положения. при этом попасти 3 за счет реактивного отпора -грунта раскрываются окончательно и занимают горизонтальное положение.

Вследствие того, что лсттасти 3 пос- редством упоров 24, бобышек 27, а также в миедших в пазы 25 выступов 32 опираются непосредственно на ствол 1 сваи (лопасть работает как жёстко защемленная консольная балка), схюсность

разрушения элементов подвески лопастей значительно уменьшается.

Предложенная свая (ее варианты) по сран1ению с известными имеет более надежное соединение л(шастей со стволом сваи, позволяет многократно использовать все элеменп механизма поворота лопастей, обеспечивает более надежное раскрытие лопастей.

фuгi ФИ

фигд ST. 7 3

фаг. 5 J7

в

фиг. 6

IS 30 29

1. Заблвкая свая включающая по лый ствол, расположённые ярусами по высоте его шарнирно- трисоединенные к нему поворотные лсяасти и инвентарное приспособление со смонтированным на нем механизмом поворота лопастей, отличающая с я тем, что, с целью повьпнения надежносШ в работе и обеснече- ния возможности многократного Использования мехализма поворота лопастей, механизм поворота л я1астей выполнен в виде расположенных в казкпом ярусе нижней жесткой крестовины и размещенной на ней упругой ве 1хней крестовишл с выпуклой сферической верхней поверхностью, причем кромки нижеей крестови- ны выступают за кромки верхней и имеют по периметру обращенный вверх буртик, а по г высоте ствола образованы окна, и каждая лопасть снабжена со стороны, обращенной к стволу, заведенным в cooV ветствующее окно упором имеющим паз под буртик соответствующей нижней кре сфованы . 2. Забивная свая, включающая полый ствол, расположенные ярусами по высоте ei4 шарнирно-присоединенные к нему пово}х тные лопасти и инвентарное приспо собпениё со смсжтированным на нем механизм(Му1 поворота лопастей, отличающаяся тем, что, с целью по выщения надежности в работе и обеспечения возможности многократного использования механи иа поворота лсхшстей, механизм поворота лсяшстей выполнен в виде расположенного в каждом ярусе криволинейного стержня с петлями по концам Г10Д соответствукяцую пару лопастей в эклм ярусе, причем стержень выполнен из нитинояа и снабЬкен термоэлементом, а по высоте ствола образованы окна и каждая аааас гь со стороны, обращенной к стволу, с((абжена заведенным в (Л соответствующее окно упором с пазом в форме несимметричн(жх ласточкин хвоста под соответствующую петлю стержня. 3. Забивная свая, включакхцая полый I ствол, расположенные ярусами по высоте его ща жнрно-присоедйнешше к нему поъоротвяю лопасте и швентарное приспо-. собление со смонтированным на нем месл а1 ханизмом поворота лопастей, о т л н чающаяся тем, что, с целью повыщения надежности в работе и обеспечеIN9 ния возможности многократного использоСО вания механизма поворота лопастей, механизм поворота осшастей выполнен в виде распол(якенного в каждою ярусе башмака, к KOTOpmiy шарнирно прикреплены однвмв концами рычаги с проущинами на другвх кхжцах,а по высоте ствола образсяааны окна, и каждая лопасть со стороны, об{МщенноЙ к стволу, снабжена заведенным в соответствукшее окно упором с пазом в форме нессиметричного ласточкина хвоста под проушину соответствующего рычйга.

Вв

фие.7

срыа 8

фие.З

1

s

р