Устройство для изготовления винтонабивных свай Советский патент 1985 года по МПК E02D5/46 E02D5/56 

1 Изобретение относится к строител ству, а именно к изготовлению винто набивных свай с армированной лопас тью при сооружении свайных фундамен тбв, используемых в качестве анкеров .для закрепления конструкций к грунту, например орор трубопроводов линий электропередач и связи, пневмонадувных сооружений, башен радиорелейнбЙ связи, рэ отающих на знако переменные нагрузки, а также в каче стде. свай с повьшенной площадью опи в промышленном и гражданском строительстве при возведении мостов причалов, доменных печей, элеваторов и других сооружений. Целью изобретения является повышение несущей способности винтонабивной сваи за счет армирования винтовой лопасти сваи. На фиг. 1 изображено устройство в процессе погружения в грунт, разрез; на фиг. 2 - то же, в процессе вывинчивания формующего элемента и бетонирования сваи; на фиг. 3 труба формующего элемента, общий вид; на фиг. 4 - лопасти формующего элемента перед ее прикреплением к трубе, общий вид; на фиг. 5 формующий элемент, общий вид; на фиг. 6- армокаркас лопасти винтонабивно сваи, общий вид; на фиг. 7 - армокаркас ствола сваи, общий вид; на фиг. 8 - внутренняя труба, общий вид; на фиг. 9 -.заходная часть винтовой лопасти формующего элемента, разрез; на фиг. 10 - хвостовая часть лопасти формующего элемента в процессе погружения в грунт, разрез; на фиг. 11 - то же, в процессе вывинчивания формующего элемента. Устройство для изготовления винтонабивных свай содержит формующий элемент в виде трубы 1 с винто вой лопастью 2 на конце. Труба 1 разрезана по винтовой линии 3, образованной примыкающей к поверхно ти трубы 1 кромкой винтовой лопасти 2 и выходящей на нижний торец трубы 1, и прямой 4 на две части, отстоящие одна от другой: верхнюю 5 и нижнюю 6.- Винтовая лопасть 2 выполнена составной из двух пластин 7и 8, которые соединены между собо по наружным кромкам. Внутренними кромками верхняя пластина 7 прикреп лена к верхней части 5 трубы 1, а З2 нижняя пластина 8 - к нижней части 6. В случае применения упругих пластин 7 и 8 они прикреплены к трубе 1 жестко, а в случае их изготовления жест-о кими - посредством шарниров с одной степенью свободы с разрывами по длине линии сопряжения. В полости между пластинами 7 и 8 с возможностью вьодвижения через заходную часть лопасти 2 вмонтирован армокаркас 9 винтовой лопасти сваи 10, который жестко соединен с армокаркасом 11 ствола винтонабивной сваи 10, установленным в полости трубы 1 армокаркас 11 ствола соединен с теряемым башмаком 12. Нижняя часть 6 трубы 1 снабжена упорным бортиком 13, прикрепленным к внутренней поверхности вдоль верхней кромки. Между трубой 1 и армокаркасом 11 расположена внутренняя труба 14 с выступом 15, размещеннь1м соответственно расположению на трубе 1 линии разреза по прямой 4 и перекрывающим по высоте толщину лопасти у ствола изготавливаемой сваи 10. На внешней поверхности внутренней трубы 14 закреплен упорный бортик 16 по винтовой линии, являющейся продолжением нижней кромки бортика 13, взаимодействующий с бортиком 13. Заходная часть лопасти оснащена анкерующим элементом в виде ножа 17 с уширением 18, и упругими пластинами 1.9, а хвостовая- А -образным упругим элементом 20, которые жестко прикреплены к армокаркасу 0. Хвостовая часть лопасти 2 формующего элемента оборудована раздвижным ножом, выполненным в виде двух треугольных элементов 21, соединенных между собой и с пластинами 7 и 8 лопасти 2 посредством накладки 22, и фиксатором 23 в виде штыря, который предназначен для повьппения устойчивости раздвижного ножа в процессе вывинчивания формующего элемента. Фиксатор 23 входит в паз направляющей 24, закрепленной на трубе 1 и выполненной по винтовой линии, являющейся продолжением винтовой лопасти 2. Передача крутящего момента от трубы 1 башмаку 12 в процессе погружения устройства в грунт осуществляется посредством радиальных выступов 25 башмака 12 и соответствующих пазов 26 в нижнем торце трубы 1, которые еле-дует изготавливать клиновидными для обеспечения возможности выкручивания формующего злемента.

Армокаркас 9 лопасти сваи 10 выподияется из радиально расположенных плоских каркасов 27, соединенных в пространственный каркас посредством арматурной проволоки 28 (или арматурных: стержней, устанавливаемък по ломаной в плане), монтируемых по винтовой линии.

Армокаркас 11 ствола состоит из продольных стержней 29 со спиральной поперечной арматурой 30. Армокаркасы 9 и 11 жестко соединяются друг с дру гом, образуя армокаркас винтонабивной сваи 10, который можно собирать в следующем порядке. Вначале при помощи кондуктора изготавливают армокаркас 9 лопасти, затем - армокаркас . 11 ствола с навивкой спиральной арматуры 30 до места расположения лопасти.. После чего армокаркас 9 лопасти одевается на армокаркас 11 ствола, жестко скрепляется с ним сваркой и производится довивка спиральной арматуры 30 армокаркаса 11 ствола.

Устройство работает следующим образом.

В подготовительньй период на армокаркас сваи 10 одевается и скрепляется с ним.внутренняя труба 14, после чего армокаркас сваи вкручивается со стороны нижнего торца трубы 1 в полость формующего элемента д упора уширений 18 в кромки пластин 7 и 8 и выступов 25 в кромки пазов 2

Полностью собранное устройство завинчивают в грунт до проектной отметки с передачей крутящего момента на формующий элемент. После достижения проектной отметки Под защитой формующего элемента производится бетонирование нижней части винтонабивной сваи 10 до отметки, превьшающей на 0,7-1 и уровень хвостовой части армокаркаса 9 лопасти.

Бетон нижней части вьщерживают до момента схватывания, затем производится поддергивание верхней части 5 трубы 1, что обуславливает отрыв верхней пластины 7 от бетонной лопасти сваи 10, и выкручивание формующего элемента на 3-4 оборота, после чего внутренняя труба 14 от.соединяется от армокаркаса 11 ствола и скрепляется с трубой 1

причем в момент скручивания лопасти 2 формуюп1его элемента с лопасти сваи 10 Л -образный упругий элемент 20, распрямляясь, врезается в грунт, перекрывая доступ бетону в верхнюю часть винтовой полости в грунте,

В дальнейшем формующий элемент выкручивают вместе с внутренней трубой 14 параллельно с бетонированием верхней части сваи 10, при этом внутренняя труба 14 должна быть заглублена в бетон не менее чем на 0,7-1 м.

В процессе вывинчивания формующего элемента через каждые 2-3 оборота производится его осаживание, что приводит к уничтожению образовавшейся в грунте винтовой полости и уплот нению грунтового массива.

Для уменьшения энергозатрат при вывинчивании формующего элемента на преодоление сопротивления сил резания грунта лопастью 2 внутренняя труба 14 после захода упорного бортика 13 трубы 1 на упорный бортик 16 внутренней трубы 14 и скручивания лопасти 2 с бетонной лопасти сваи 10 отсоединяется от армокаркаса 11 ствола, производится ее поддёргивание, что прршодит в результате взаимодействия бортиков 13 и 16 к плотному прижатию пластин 7 и 8 одной к другой, и жесткое соединеие с трубой 1. При этом треугольые элементы 21 раздвижного ножа плотно рижимаются друг к другу, а фиксатор 23 еремещается в пазу направляющей 24.

Бетонирование нижней части винтонабивной сваи можно также осуществлять параллельно с вывинчибанием формующего элемента, в этом случае Л-образный упругий элемент 20 и внутренняя труба 14 служат ограничителями фронта бетонирования лопасти сваи 10.

Снабжение ножа 17 упругими пластинами 19 позволяет в процессе вывинчивания формующего элемента осуществить анкеровку в грунте винтонабивной сваг 10. благодаря чему Фиксируется ее проектное положение и облегчается отрыв формующего элемента от изготавливаемой сваи 10.

Бетонирование винтовой лопасти сваи под защитой лопасти Лормующего лемента определяет повышение надежности изготовления сваи и расширяет бласть применения устройство на есвязных грунтах.

фиг.З

23

22

Фиг.

1. УСТРОЙСТВОДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВИНТОНАБИВНЫХ СВАЙ, включающее формующий элемент в виде трубы с винтовой лоластью на конце и установленным в ее полости армокаркасом ствола сваи, соединенным с теряемым башмаком, и внутреннюю трубу, о тличающееся тем, что, с целью повышения несущей способности винтонабивной сваи за счет армирования винтовой лопасти сваи, труба формующего элемента выполнена разрезной по винтовой линии, образованной . примыкающей к поверхности трубы кромкой винтовой лопасти и выходящей на нижний торец трубы, а винтовая лопасть - составной из двух пластин, которые соединены между собой по наружным кромкам, а другими кромками прикреплены соответственно к верхней и нижней частям трубы, отстоящим одна от другой, с образованием меркду пластинами полости для установки армокаркаса винтовой лопасти, жестко соединенного с армокаркасом ствола сваи, при этом заходная часть лопасти оснащена анкерующим элементом, жестко прикрепленным к ее армокаркасу, а хвостовая - упругим элементом, причем внутренняя поверхность нижней части трубы формующего элемента и внешняя поверхность внутренней трубы, примыкающей к армокаркасу лопасти, снабжены расположенными (Л по винтовой линии и взаимодействующими меткду собой упорными бортиками. 2. Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что труба формующего элемента снабжена направляющей, выполненной по винтовой линии, являющейся продолжением винтовой лопасти, а хвостовая часть лопасти оборудована раздвижным ножом,выполненным в виде двух треугольных элементов, соединенных между собой и с пластинами лопасти формующего элемента посредством накладки, и снабженным фиксатором, взаимодействующим с направляющей.