Инвентарная анкерная свая Советский патент 1983 года по МПК E02D5/54 

(54) ИНВЕНТАРНАЯ АНКЕРНАЯ СВАЯ

Изобретение относится к строитель ству и может быть использовано, например, при статических испытаниях забивных и буронабивных свай на вертикальную нагрузку. Известно инвентарное устройство для формирования грунтовых анкеров, содержащее штангу с подпятником, на нижнем конце которой установлены анкерующие лопасти, попарно связанные между собой и подпятником. Складываясь под действием приводного механизма в средних шарнирах, лопасти раскрываются, внедряются в стенки скважин и обеспечивают анкеровку уст ройства в грунте 1 . Недостатком известного инвентарного устройства является невысокая анкерующая способность, так как коли чество пар лопастей .ограничено диаметром корпуса. Наиболее близким техническим решением к изобретению является инвентарная свая, содержащая штангу с подпятником, размещенные в полом цилиндрическом корпусе с прорезями, раздвижные анкерные лопасти, установ ленные на нижнем конце штанги и попарно связанные шарнирно между собой и подпятником, и силовой механизм 2 Недостатком известной сваи является невысокая анкерующая способность, обусловленная малой суммарной площадью анкерукнцих элементов (лопастей) , ограниченной размерами прорезей в корпусе инвентарной сваи. Цель изобретения - повышение анкерующей несущей способности сваи. Достигается цель тем, что инвентарная анкерная свая, содержащая штангу с подпятником, размещенные в полом цилиндрическом корпусе/с прорезями, раздвижные анкерные лопзсти, установленные на нижнем конце штанги и попарно связанные шарниром между собой и подпятником, и силовой механизм, снабжена распорными сегментами, размещенными в корпусе с возможностью выдвижения в прорези на «го боковой поверхности, и рычагами, шарнирно связанными со штангой и корпусом, а верхние конщл пар лопастей шарнирно связаны с корпусом гидроцилиндра силового механизма, при этом распорные сегменты снабжены жестко прикрепленными к ним грунтозацепами. На фиг. 1 изображена инвентарная анкерная свая, продольный разрез;на фиг. 2 - то же, в рабочем положении. Инвентарная а 1кврная свая содержит полый цилиндрический корпус 1, диаметром 500 мм,, верхний торец кото рого закрыт плитой 2. Через плиту 2 продеты стержни 3 для соединения с испытательным стендогл (не показан) . Кроме того, на плите 2 установлен цанговый зажим 4, Внутри корпуса 1 размещен силовой механизм, выполненный в виде гидроцилиндра двойного действия 5, подключенного к источнику рабочей жидкости под давлением (не показан). На нижнем конце корпуса 1 к кронштейну 6 подпятника 7 при креплен упор 8 и посредством шарниров прикреплены нижние концы анкерую щих лопастей 9. Лопасти 9 установлены в прорезях боковой поверхности корпуса 1 в его нижней части и попар но связаны между собой шарнирами. Верхние концы каждой пары лопастей 9 шарнирно связаны с кронштейном 10 гидроцилиндра 5. К штоку гидроцилиндра 5 прикрепле на соосная корпусу 1 штанга 11, которая в верхней части корпуса 1 проходит через отверстие в плите 2, цан говый зажим 4 и заканчивается серьгой 12. Кроме того, в корпусе 1 сваи расположены рычаги 13, один конец каждого из которых иарнирно закреплен на штанге 11, а второй конец - на распорных сегментах 14, установленных в корпусе 1 с возможностью выдвижения в прорези на боковой поверхности корпуса 1 н его средней части. К наружным поверхностям распорных сегментов 14 прикреплены грунтозацепы 15. Для перемещения распорных сег ментов 14 предусмотрены шарнирные рычаги 16, верхний конец каждого из которых закреплен на корпусе 1, а ни ний конец - на распорных сегментах 1 Промежутки между прорезями в корпусе усилены приваренными к корпусу в продольном направлении швеллерами (не показаны)„ Инвентарная анкерная свая работает следующим образом. В исходном положении шток гидроцилиндра 5 выдвинут, сегменты 14 рас положены на уровне стенок корпуса 1, пары лопастей 9 находятся в закрытом (распрямленном) положении. В таком виде инвентарную анкерную сваю опускают в заранее пробуренную скважину. Затем в гидроцилиндр 5 по шлангу с поверхности начинают подавать рабочую жидкость под давлением. При этом корпус гидроцилиндра 5 начинает пере мещаться вниз и через кронштейн 10 воздействует на верхние концы пар ло пастей 9, в результате чего пары лопастей складываются в средних шарнир ных соединениях м, раскрываясь, зани мают положение, показанное на фи1.2, Перем-ещение вниз корпуса гмдроцилиндра 5 с лопастей 9 происходит до упора кронштейна 10 в упор 8. Раскрываясь, лопасти 9 знедряются в грунт либо занимают и уплотняют уширенную часть скважины, которая может быть при необходимости (в плотных грунтах) подготовлена заранее. Под действием продолжающей поступать в гидроцилиндр 5 рабочей жидкости шток его начинает выдвигаться вверх, перемещая при этом в том же направлении штангу 11. При перемещении штанги 11 поворачиваются рычаги 13 и 16, а распорные сегменты 14, закрепленные на этих рычагах, раздвигаются, проходят через прорези на боковой поверхности корпуса 1 в его средней части и с усилием 1 давливаются в стенки скважины, уплотняя их и существенно увеличивая анкерующую способность сваи, В конце перемещения штанги 11, благодаря кг1Чательному движению рычагов 13 и 16, свая несколько смещается вниз и подпятник 7 уплотняет дно скважины. Переместившуюся вверх штангу 11 фиксируют с помошью цангового зажима 4, что позволяет снять нагрузки с уплотнений гидроцилиндра 5 в процессе работы сваи. Следует указать, что на практике описанная выше последовательность приведения сваи в рабочее положение может быть несколько изменена. Так, если сопротивление грунта здавлива нию лопастей 9 превышает нагрузку на шток гидроцилиндра, то движение штока вверх может произойти до момента полного раскрытия лопастей 9. „ В этом случае лопасти 9 полностью раскрываются,а гидроцилинд1з 5 доходит до упора 8 уже после приведения распорных сегментов 14 в рабочее положение, благодаря которому создается необходимый упор. В рабочем положении (фиг. 2) лопасти 9 раскрыты, распорные сегменты 14 раздвинуты в прорези корпуса 1 и внедрены в стенки скважины, а свая готова к воспринятию 1зыдерживающих усилий, которые по сравнению с известными могут быть значительно увеличены, так как площадь соприкосновения сваи с грунтом намного боль1ше. Кроме того, происходит уплотнение стенок скважины по следующей схеме: лопасти 9 уплотняют грунт .з нижней части скважины; ра«порные сегменты 14 с прикрепленными к ним груятозацепами 15, раздвигаясь, выдавл:яБают в стенках скважин углубления, конфигурация которых идентична конфигурации грунтозацепов, что уплотняет стенки скважины и увеличивает пло1дадь соприкосновения сваи с грунтом, одновременно с перемещением сваи вниз (при раскрытии распорных сегментов 14) подпятник 7 упирается в забой скважины и уплотняет его

Следовательно при использовании такой скважины в дальнейшем под несущую сваю в свайном фундаменте уплотнение стенок скважины и увеличение площади соприкосновения сваи с грунтом повышает несущую способность сваи

После проведения статических испытаний для извлечения анкерной сваи из скважины снова приводят в действие гидроцилиндр 6, подавая теперь рабочую жидкость в его верхнюю полость . При этом шток гидроцилиндра 5 опускается вниз, увлекая за собой штангу 11, а рычаги 13 и 16 приводят распорные сегменты 14 в первоначальное положение (втягивают их в полость корпуса 1).

После установки на место рычаги 13 и 16 препятствуют дальнейшему движению штока вниз. В это время начинает подниматься вверх корпус гидроцилиндра 11, увлекая за собой лопасти 9, которые также занимают первоначальное положение. Теперь сваю можно беспрепятственно извлечь из скважины..

Таким образом, инвентарная анкерная свая обладает, благодаря применению распорных сегментов, большей анкерукадей способностью, чем известная, позволяет уплотнить стенки и забой скважины, что делает целесообразным ее применение в качестве инвентарной анкерной сваи взамен тргшиционных забивных и буронабивйых свай.

Кроме того, предлагаемую свгио можно применять исключательно с целью уплотнения скважин, используемых под несущие сваи.

Экономический эффект, достигавкый при использовании предлагаемой сваИ| составляет около 270 тыс. руб. в год.

Формула изобретения

в корпусе с возможностью выдвижения в прорези на его боковой поверхности, и рычагами, шарнирно связанными со штангой и корпусом, а верхние концы пар лопастей шарнирно связаны с корпусом гидроцилиндра силового механизма.

Источники .информации, ,принятые во внимание при экспертизе

53-3169, кл. Е 02 D 5/80, 86 (3) А 511.2, 1978.

2.Авторское свидетельство СССР 492623, кл. Е 02 D 5/54,1974.