Винтовая свая Советский патент 1984 года по МПК E02D5/56 

Изобретение относится к строительству, в частности к фундаментостроению, и может быть использовано в качестве анкеров для закрепления конструкций к грунту, например опор трубопроводов, мостов, линий электропередач и связи, пневмонадувных сооружений, работающих на знакопеременные нагрузки, а также в промышленном и гражданском строительстве. По основному авт. св. № 983193 известна винтовая свая, включающая ствол с наконечником и винтовую лопасть из двух пластин, причем ствол выполнен разрезным по винтовой линии, образованной примыкающей к поверхности ствола кромкой винтовой лопасти, верхняя и нижняя части ствола отстоят друг от друга и пластины лопасти соединены между собой по наружным кромкам, а другие их кромки прикреплены соответственно к верхней и нижней частям ствола 1. Недостатком известной винтовой сваи является невозможность многократного использования, поскольку при заполнении полости между пластинами лопасти бетоном, последний выдавливается через заходную и хвостовую части лопасти в грунтовой массив. В случае же незаполнения полости бетоном после раздвижки верхней и нижней частей ствола под действие.м выдергивающих нагрузок и при выкручивании сваи грунт поступает в полость между пластинами лопасти, резко увеличивая сопротивление при прорезке лопастью грунтового массива, что требует для вывинчивания сваи мощные завинчивающие установки, может привести к поломке сваи и делает затруднительным ее многократное использование, чему способствует также уменьшение шага лопасти при раздвижке пластин. Перетекание грунта под действием воспринимаемы.х нагрузок в полость между пластинами лопасти, деформация пластин лопасти и возможность отрыва верхней пластины от бетона, в случае заполнения полости бетоном определяют Снижение несущей способности сваи. Кроме того, в процессе погружения сваи возможно попадание между пластинами лопасти частиц грунта, которые раздвигают пластины, увеличивая усилие прорезки грунта лопастью, что снижает эффективность погружения сваи в грунт. изобретения - обеспечение возможностп многократного использования и повышение несущей способности. Указанная цель достига.ется те.м, что винтовая свая снабжена расположенной в полости ствола и жестко прикрепленной к нему Bbujje винтовой лопасти верхней гайкой II расположенной в полости ствола ниже винтовой лопасти, установленной с возможностью продольного осевого перемещения подпружиненной нижней гайкой, диафраг.мой с осевым сквозным отверстием, ирикрепленной к стволу между верхней гайкой и лопастью, пропущенным через гайки и диафрагму винтовым валом, соединенным с наконечником (средством упорного под1пипника скольжения, а также расположенны.м под верхней гайкой кольцевым упором и расположенным над ней и взаимодействующим с пей съемным фиксатором, а заходная и хвостовая части винтовой .юпасти снабжены раздвижными ножами, каждый из которых выполнен из двух нластин со скосами 19, соединенных между собой и с пластинами лопасти при помощи щарниров, причем полость между диафрагмой и нижней гайкой заполнена шарообразны.ми телами, а участок резьбы винтового вала, взаимодействующий с нижней гайкой, выполнен с большим щагом, чем его участок, взаимодействующий с верхней гайкой. На фиг. 1 изображена винтовая свая в процессе погружения в грунт в выемки из него, общий вид; на фиг. 2 - то же, в рабочем положении, продольный разрез; на фиг. 3 - заходная часть винтовой лопасти в процессе погружения в грунт, разрез; на фиг. 4 - то же, в рабочем положении; на фиг. 5 - разрез А-А на фиг. 2. Винтовая свая содержит полый ствол I с винтовой лопастью 2 и коническим наконечником 3. Ствол 1 разрезан по винтовой линии 4, образуемой примыкающей к поверхности ствола 1 кромкой винтовой лопасти 2, и прямой 5, соединяющей начало и конец винтовой- линии 4 на две части; верхнюю 6 и нижнюю 7. Лопасть 2 выполнена составной из двух пластин; верхней 8 и нижней 9, которые соединены между собой по наружным кромкам. Внутренними кромками верхняя пластина 8 закреплена к верхней части 6 ствола 1, а нижняя нластина 9 - к нижней части 7 ствола I. В полости ствола 1 вмонтированы гайки 10 и 11, одна из которых выше, а другая ниже винтовой лопасти 2, и диафрагма 12 с осевым сквозным отверстием, установленная между верхней гайкой 10 и лопастью 2. Через гайки 10 и 11 и диафрагму 12 пропущен винтовой вал 13, соединенный с наконечником 3 посредством упорного подшипника скольжения 14. Ствол 1 взоне размещения верхней гайки 10 снабжен кольцевым упором 15, установленным ниже гайки 10, и съемным фиксатором 16, взаимодействующими с гайкой К). Заходная и хвостовая части винтовой /юпасти 2 имеют раздвижные ножи 17. каждьп из которых выполнен из двух пластин 18 со скосами 19, соединенными между собой пластинами 8 п 9 ири помощи n,japHHpOH 20. Полость между диафрагмой 12 и нижней гайкой 11 заполнена шарообразными телами 21, причем верхний уровень шарообраз-ных тел 21 должен па 0,1 м быть ниже уровня заходной части .юпасти 2 в слхчае нахождения гайки 1 1 в крайнем нижнем положении (фиг. 1). Нижняя гайка 11 |:з отовлена с пазами 22, взаимодеиств кгипми со шпоночными выстуиами 23 иа виутренней новер.хности иижией части 7 ство/ш 1, что обесиечивает возможность продольного осевого перемещения гайки 11. Шаг участка 24 резьбы винтового вала 13, взаимодействующего с нижней гайкой 11, выполнен большим, чем шаг участка 25, взаимодействующего с верхней гайкой 10, и оиределяется ио формуле:

..bpT)где hi - шаг резьбы участка 25 вала 13,

взаимодействующего с гайкой 10;

О - величина раздвижки иластин 8

и 9 по внутренним кромкам; О. - шаг винтовой лопасти 2; Vn - объем полости между пластинами 8 и 9 лопасти 2 в проектном положении;

R -внутренний радиус ствола 1; г - радиус винтового вала 13. Между гайкой 11 и упорным подшипником 14 расиоложеи уиругий элемент 26, например пружина. Нижний конец винтового вала 13 выиолнен без резьбы с возможностью свободного врашсния в гайке 11, а вер.хний имеет четырехгранную форму для облегчения вращения вала 13. Фиксатор 16 разъем но соединен посредством болтов 27 со стволом I, предназначен д,1я жесткой фиксации гайки И) относительно ствола 1 и выполнен в виде втулки 28 с кольцевым ограничителем 29 (фиг. 2).

Перед погружением сваи враихением винтового вала 13 против часовой стрелки пластины 8 и 9 лопасти 2 плотно прижимают друг к другу, что обеспечивает при завинчивании сваи в грунт наименьи.1ее сопротивление .при прорезке лопастью 2 грунтового массива. После погружения сваи на расчетную отметку (выше проектной на величину раздвижки внутренних кромок пластин 8 и 9) ироизводится враи1ение вала 13 ио часовой стрелке, что приводит к раздвижке пластин 8 и 9 лопасти 2, при этом подпружиненная гайка 1 1 входит в заиеп.юние с рсз| ooil вала 13 и подпи 1ас1ся вверх, заиолпяя П1ар()образными те.ча.ми 21 об)а;и)вав1пуюся по.юсть между п.частииами 8 и 9, что обуславливает повыиюппе жесткости .юиасти 2. Для облегчения заиолиения по.юсти меж.чу пластинами 8 п 9 иlapooбpaзиы пl телами 21 враи1ение вала 13 следует чХ)П1)овождать вибрированием сваи вибраторо.м, закреиленны.м на оголовке сваи (не показано).

Перед вывинчиванием сваи сиимаьот фиксатор 16 и вращают вал 13 против часовой стрелки, при этом нижняя гайка 1 1 опускается до выхода из заиеи,1ения с резьбой вала 13. После этого снова устанавливают фиксатор 16 и д,1я об.чегчения освобождения полости между пластинами 8 и 9 от пшрообразных тел 21 пово1)ачивают иа несколько оборотов вал 13 но часовоГ стрелке с одновременны.м вибриро1и1нием сваи. Затем вал 13 враигают иротив часовой стрелки до плотного прижатия и.кктпп 8 и 9 ,поиасти 2 к другу и .производят выви.нчивание сваи.

Пред,чагаемая конструкция BHirroBoii сваи позволяет обеспечить возможность многократного исиользования за счет оборудования заходной и хвостовой частей виитовой лопасти раздвижны.ми ножами п снабжения сваи винтовым валом, который, взаимодействуя с гайками, осуп1ествляет раздвижку или ирижатие иластии .юпасти, что расширяет область примеиения сваи. Заиолнение иолости между пластииами ,юиасти шарообразными тела.ми, обесиечеш1е жесткой фиксации посредство.м винтового вала в проектном ноложении верхней и иижней частей ствола относите,1ьио друг друга и исключение возможности перетекания грунта иод действием нагрузок в иолость .между пластинами приводит к повышению на 15-25/о несущей способности сваи. Кроме того, исключение воз.можности поступления грунта между п,частинами .юпасти в процессе по ружеиия повышает э()ь фективность погр же1шя свай г; гр ит.

ВИНТОВАЯ СВАЯ но авт. св. Л 983193, отличающаяся тем, что, с целью обеснечения возможности многократного нспользования и иовыи1ения иес lueii способности, она снабжена расположенной в полости ство.ча и жестко нрикрен.юнной к нему BbiHie винтовой .юиастн верхней и расположенной в но/юсти ствола ниже винтовой лонасти, установленной с возможностью ироло. occBoio перемещения полнружиненной ннжней |а11кой, .uia(|) с осевым сквозным отверстием, прикрен1СННОЙ к стволу между вер.хией гайкой и :т пастью, пропущенным через гайки и днафра;му вннтовы.м ва.юм, соединенным с наконеч НИКОМ посредством упорного иодннипнжа ско.Нзження, а также расположенным нод верхней ганкой кольцевым ун)ром и расгюложенным над ней н взаимодействуюнхим с ней съемным фиксатором, а заходная н хвостовая части винтовой лонасти снабжены раздвижнымн ножами, каждый из которых вынолнен из двух н,1астин со скоса Н1, соединенных между co6oii н с и,1астинами лоиасти при помощи И1арннров, нричем ио.юсть между диафрагмой и нижней гайкой заполнена иарообразными те,1ами, а участок резьбы виитового вала, взаимодейст1C в 1ои1И1 1 с нижней гайкой, выполнен с боль(У) ин1м тагом, чем его участок, взанмодействуюн1ий с верхней гайкой. со 4