Результат интеллектуальной деятельности: СВАЯ ЗАБИВНАЯ

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению.

Известна забивная свая, (см. патент №1794134, МПК Е02D 5/56, 07.02.93., Бюл. №3), включающийся расширяющийся кверху винтовой ствол, выполненный составным из многогранных секций, боковая поверхность каждой из которых образована четным количеством, не менее шести, примыкающих друг к другу боковыми сторонами чередующихся равносторонних и равнобедренных треугольников, стороны которых в пределах каждой секции равны между собой, а основания каждого равнобедренного треугольника превышают величину стороны, причем в каждой нижележащей секции одноименные треугольники смещены относительно друг друга с расположением их боковых сторон по длине ствола, по не менее чем трем разнонаправленным винтовым линиям переменного по длине ствола шага, и образованием вдоль него разновеликих ниш ромбовидной формы.

Недостатком известной сваи являются ограниченные технологические возможности и необходимость применения больших усилий для погружения сваи в грунт, а также большая сложность и трудоемкость изготовления, так как необходимо изготовить расширяющийся кверху винтовой ствол, выполненный составным из многогранных секций, боковая поверхность каждой из которых образована четным количеством, не менее шести, примыкающих друг к другу боковыми сторонами чередующихся равносторонних и равнобедренных треугольников, стороны которых в пределах каждой секции равны между собой, а основания каждого равнобедренного треугольника превышают величину стороны, причем в каждой нижележащей секции одноименные треугольники смещены относительно друг друга с расположением их боковых сторон по длине ствола, по не менее чем трем разнонаправленным винтовым линиям переменного по длине ствола шага, и образованием вдоль него разновеликих ниш ромбовидной формы.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является забивная свая (см. патент №2431018, МПК Е02D 5/48, 10.10.2011, Бюл. №28), включающяя винтовой ствол, выполненный из последовательно установленных секций, каждая из которых смонтирована из двух пар треугольников, соединенных боковыми сторонами, при этом первая пара выполнена из одинаковых двух пар равнобедренных треугольников, а вторая пара выполнена из равнобедренного треугольника, равного равнобедренному треугольнику первой пары, и равностороннего треугольника, стороны которого равны боковой стороне равнобедренного треугольника, причем каждая последующая секция повернута относительно последующей на 120°.

Недостатком известной сваи является сложность изготовления, ограниченные технологические возможности и необходимость применения больших усилий для погружения сваи в грунт.

Техническим решением является облегчение погружения ствола в грунт, упрощение изготовления и расширение технологических возможностей.

Техническое решение достигается тем, что в свае забивной, включающей винтовой ствол, винтовой ствол выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми канавками внутри винтового ствола в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны карманов криволинейной формы винтовой поверхности, расположенными внутри поперечного сечения винтового ствола, и по периметру смонтирован из трех и более скрученных в продольном направлении относительно продольной оси и изогнутых по винтовой линии в поперечном направлении на оправке в виде параболоида вращения полос трапециевидной формы с увеличением их размеров по ширине, с образованием по периметру винтового ствола трех и более внутренних криволинейных поверхностей выпуклой формы с центрами кривизны внутри винтового ствола и образованием напусков внутри винтового ствола в виде винтовых лопастей по всей длине винтового ствола.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой сваи забивной.

Новизна заключается в том, что винтовой ствол выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми канавками внутри винтового ствола в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны карманов криволинейной формы винтовой поверхности, расположенными внутри поперечного сечения винтового ствола, что облегчает погружение и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается в том, что винтовой ствол по периметру выполнен из трех и более скрученных в продольном направлении и изогнутых в поперечном направлении по винтовой линии на оправке в виде параболоида вращения полос трапециевидной формы, что упрощает изготовление и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что за счет скручивания полос трапециевидной формы в продольном направлении и изогнутых в поперечном направлении образованы внутри винтового ствола криволинейные поверхности различной кривизны в каждом поперечном сечении по длине винтового ствола, что не только облегчает погружение, но и расширяет технологические возможности.

Новизна обусловлена тем, винтовой ствол по периметру снабжен тремя, четырьмя, пятью, шестью и т.д. винтовыми линиям, шаг которых изменяется соответственно тремя, четырьмя, пятью, шестью и т.д. винтовыми канавками внутри винтового ствола, что облегчает погружение саи в грунт и расширяет технологические возможности.

Новизна обусловлена также тем, что винтовой ствол по периметру выполнен из трех и более свернутых в вертикальной плоскости и последовательно соединенных между собой по длине винтового ствола винтовых полос трапециевидной формы с увеличением их размеров по ширине с образованием по периметру винтового ствола трех и более внутренних криволинейных поверхностей выпуклой формы с центрами кривизны внутри винтового ствола и образованием напусков внутри винтового ствола в виде винтовых лопастей по всей длине винтового ствола, что расширяет технологические возможности и упрощает изготовление.

Новизна заключается также в том, что за счет скручивания полос трапециевидной формы переменной ширины в поперечном направлении образованы внутри винтового ствола криволинейные поверхности различной кривизны в каждом поперечном сечении по длине винтового ствола, что не только облегчает погружение сваи в грунт, но и расширяет технологические возможности.

Новизна обусловлена тем, что винтовой ствол по периметру снабжен тремя, четырьмя, пятью, шестью и т.д. винтовыми линиям, шаг которых изменяется соответственно тремя, четырьмя, пятью, шестью и т.д. винтовыми канавками внутри винтового ствола, что увеличивает не только скорость погружения и облегчает погружение, но и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается в том, что благодаря внутренним винтовым поверхностям двоякой кривизны сопротивление грунта погружению сваи снижается, это способствует расширению технологических возможностей.

Новизна заключается в том, что благодаря внутренним винтовым поверхностям облегчается погружение сваи в грунт и расширяет технологические возможности.

Новизна предложения заключается также в том, что винтовой ствол выполнен со сложной внутренней поверхностью, что облегчает погружение и расширяет технологические возможности.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг. 1 изображена свая забивная, погруженная в грунт; на фиг. 2 - винтовой ствол сваи, общий вид, смонтированный из пяти полос трапециевидной формы; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2; на фиг. 4 - вид Б на фиг. 2; фиг. 5 - одна из полос с напуском; на фиг. 6 - вид полосы с напуском после скручивания ее концов относительно продольной оси; на фиг. 7 - вид полосы с напуском после сгиба ее на оправке в виде параболоида вращения; на фиг. 8 - разрез А-А на фиг. 7.

Свая забивная (фиг. 1) включает винтовой ствол 1, имеющий оголовок 2.

Винтовой ствол 1 конической формы (фиг. 3, фиг 4, фиг. 5), например, выполнен из пяти полос 3, 4, 5, 6, 7 трапециевидной формы с разными размерами по ширине, с увеличением их по длине винтового ствола 1 с образованием по периметру винтового ствола 1 внутренних криволинейных поверхностей выпуклой формы с центрами кривизны внутри винтового ствола 1 и образованием напусков 8, 9, 10, 11, 12 (фиг. 4) в виде винтовых лопастей по всей длине винтового ствола 1 (на фиг. 4 винтовые лопасти зачернены).

Винтовой ствол 1 (фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4) выполнен из полос, например, 3, 4, 5, 6, 7 трапециевидной формы с боковыми кромками 13 и 14, включая напуск 15 с одной стороны полос, как, например, напуск 15 полосы 3 (фиг. 6). Напуск 15 показан на фиг. 5 отделенным от полосы, например 3, штриховой линией 16. Полоса, например 3, изготовлена с разными размерами по ширине полос, с напуском 15 и с боковыми кромками 13 и 14 трапециевидной формы, скручена по винтовой линии в продольном направлении (фиг. 6) относительно продольной оси O₁-O₁ и изогнута по винтовой линии в поперечном направлении на оправке 17 в виде параболоида вращения.

Полосы 3, 4, 5, 6, 7 с напусками после сгиба снимают с оправки 17 и соединяют друг с другом боковой стороной 14 одной полосы со штриховой линией 16 другой полосы известными методами, например сваркой, с образованием по периметру пустотелого винтового ствола 1 конической формы винтовых линий и винтовых поверхностей в виде винтовых канавок 18, с переменным, увеличивающимся по длине винтового ствола конической формы 1 шагом S₁. Одна из винтовых линий 19-20 показана на фиг. 2 и фиг. 3 утолщенной линией. Например, полоса 3 своей винтовой кромкой 13 (фиг. 4) соединена с полосой 4 по штриховой линии 16 с выпуклой ее стороны, например сваркой, в свою очередь полоса 4 соединена своей винтовой кромкой 13 с полосой 5 по ее штриховой линии 16 и т.д., с образованием пустотелого винтового ствола конической формы 1 с напусками внутри пустотелого винтового ствола конической формы 1 в виде винтовых лопастей 8, 9, 10, 11, 12 (фиг. 5, 4) по всей длине пустотелого винтового ствола конической формы 1. Далее пять и более деформированных таким образом полос соединяют известными методами по боковым винтовым кромкам. Скручивание каждой полосы обеспечивает дополнительное искривление поверхности пустотелого винтового ствола конической формы 1, благодаря чему облегчается погружении винтового ствола в грунт.

Таким образом, каждая из трапециевидных полос 3, 4, 5, 6, 7 скручена в продольном направлении относительно собственной оси симметрии, например, как трапециевидная полоса 3 с напуском 15 на фиг. 5, у которой зафиксирован в горячем или холодном состоянии один из ее концов и повернут другой конец полосы в заданном направлении (фиг. 6). Скрученную таким образом полосу 3 размещают на оправке 17 в виде параболоида вращения (фиг. 7, фиг. 8) и изгибают так, чтобы кромки полосы разместились в поперечном направлении по винтовой линии. При этом полоса деформируется и ее либо снимают с оправки, либо фиксируют на ней в деформированном положении. Аналогичным образом деформируют остальные полосы, образующие винтовой ствол 1. Далее три, четыре, пять и более деформированных таким образом полос соединяют известными методами по боковым винтовым кромкам. Скручивание каждой полосы трапециевидной формы обеспечивает дополнительное искривление поверхности винтового ствола, благодаря чему облегчается погружение сваи в грунт.

Для облегчения погружения с противоположной оголовку 2 торцевой части винтового ствола образованы режущие кромки (на чертежах не показаны).

Погружение сваи осуществляется забивкой и вдавливанием по оголовку 2 сваи. При этом свая поворачивается и погружается в грунт. Наличие режущих кромок и винтовых лопастей 8, 9, 10, 11, 12 облегчает погружение в грунт сваи забивной, причем внутренняя поверхность обеспечивает заполнение внутренней полости грунтом, который не выдавливается в прилегающие слои грунта, а направляюеся внутрь сваи забивной. По мере погружения забивной сваи верхние слои грунта, находящиеся внутри забивной сваи, уплотняются, что приводит к повышению несущей способности сваи забивной.

Из-за наличия на наружной поверхности сваи винтовых линий и винтовых поверхностей и винтовых лопастей внутри винтовой сваи винтовая свая погружается в грунт без приложения крутящего момента, так как происходит самозавинчивание сваи забивной по мере погружения ее в грунт.

Предложенная конструкция сваи может быть использована в любых грунтовых условиях производства работ - в слабых, водонасыщенных, пластичных, песчаных, пластино-мерзлых и мерзлых грунтах, обеспечивает повышение несущей способности и облегчение погружения.