Результат интеллектуальной деятельности: ЗАБИВНАЯ СВАЯ

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению.

Известна забивная свая (А.с. СССР №964053, МПК E02D 5/48, 1982), включающая винтовой расширяющийся кверху ствол. В известной свае наружная поверхность выполнена уступом, расположенным по одноходовой спирали.

Недостатком известной сваи является недостаточная несущая способность вследствие однонаправленности винтовой спирали и ровной спиральной боковой поверхности.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является забивная свая (см. патент №1794134, МПК E02D 5/56, 07.02.93, Бюл. №3), включающая расширяющийся кверху винтовой ствол, выполненный составным из многогранных секций, боковую поверхность, каждая 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 основание каждого равнобедренного треугольника превышает 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, боковую поверхность, каждая 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 основание каждого равнобедренного треугольника превышает 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.

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

Техническое решение достигается тем, что в забивной свае, включающей расширяющийся кверху винтовой ствол, винтовой ствол выполнен из соединенных друг с другом наконечником, смонтированным из равнобедренных треугольников в виде обратной прямой пирамиды, и корпусом, изготовленным из трех или более полос трапециевидной формы с разными размерами по ширине, с увеличением их по длине, на которых, попеременно с их противоположных сторон, под углом 60° к оси полос, выполнены посредством фрезерования или обработкой давлением зоны ослабленного сечения в виде надрезов со скошенными стенками для образования по периметру корпуса кольцевых многогранных поверхностей из поочередно расположенных друг с другом своими боковыми сторонами равносторонних и равнобедренных треугольников, при этом полосы скручены в продольном направлении относительно своих продольных осей и изогнуты в поперечном направлении по винтовой линии на конической оправке, с образованием по периметру винтового ствола трех и более винтовых линий и винтовых поверхностей основного и противоположного направлений с переменным, увеличивающимся шагом винтовых линий.

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

Новизна заключается в том, что винтовой ствол изготовлен из трех или более полос трапециевидной формы с разными размерами по ширине, с увеличением их по длине винтового ствола от загрузки к выгрузке, на которых попеременно с их противоположных сторон под углом 60° к оси полос выполнены посредством фрезерования или обработкой давлением зоны ослабленного сечения в виде надрезов со скошенными стенками для образования по периметру винтового ствола кольцевых многогранных поверхностей из поочередно расположенных друг с другом своими боковыми сторонами равносторонних и равнобедренных треугольников, при этом полосы скручены в продольном направлении относительно своих продольных осей и изогнуты в поперечном направлении по винтовой линии на конической оправке с образованием по периметру винтового ствола трех и более винтовых канавок и винтовых линий основного и противоположного направлений с переменным, увеличивающимся шагом винтовых линий, что обеспечивает не только облегчение погружения ствола в грунт, но и упрощение изготовления и расширение технологических возможностей.

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

Новизна обусловлена тем, что забивная свая по периметру снабжена тремя, четырьмя, пяти, шести и т.д. ломанными плавными винтовыми линиями основного и противоположного направлений винтовых линий, шаг которых изменяется от загрузки к выгрузке и соответственно тремя, четырьмя, пятью, шестью и т.д. винтовыми канавками основного и противоположного направления внутри забивной сваи, что облегчает погружение ствола в грунт, расширяет технологические возможности.

Новизна усматривается также в том, что шаг винтовых линий увеличивается от загрузки к выгрузке, что облегчает погружение ствола в грунт, расширяет технологические возможности.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг. 1 изображена забивная свая, погруженная в грунт; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2; фиг. 4 - одна из полос с напуском; на фиг. 5 - вид полосы с напуском после скручивания ее концов относительно продольной оси; на фиг. 6 - вид полосы с напуском после сгиба ее на цилиндрической оправке; на фиг. 7 - разрез В-В на фиг. 6.

Забивная свая (фиг. 1, фиг. 2) выполнена, например, из корпуса 1 (фиг. 3, фиг. 4) и наконечника 2 (фиг. 5).

Корпус 1 изготовлен из трех или более полос трапециевидной формы, например на фиг.3, фиг. 4, шести полос 3, 4, 5, 6, 7, 8 с разными размерами по ширине, с увеличением их по длине корпуса 1 и образованием шести винтовых линий основного направления с переменным увеличивающимся шагом S₁ и шестью винтовых линий противоположного направления с переменным увеличивающимся шагом S₂ и верхним и нижним основаниями в виде, например, шестиугольников. На фиг. 3 и фиг. 4 показаны утолщенными линиями одна из шести винтовых линий 9, 10, 11, 12, 13, 14 основного направления и одна из шести винтовых линий противоположного направления 15, 16, 17, 12, 18, 19.

Наконечник 2 смонтирован из равнобедренных треугольников 20 в виде обратной прямой пирамиды, основание которой по форме и размерам равно нижнему основанию корпуса 1. Корпус 1 и наконечник 2 жестко, например, сваркой соединены друг с другом с образованием забивной сваи.

Корпус 1 выполнен из трех или более полос трапециевидной формы, например на фиг.3, фиг. 4, шести полос 3, 4, 5, 6, 7, 8 с разными размерами по ширине, с увеличением их по длине корпуса 1, на которых для образования по периметру корпуса 1 кольцевых многогранных поверхностей А, Б, В, Г, Д и т.д. из поочередно расположенных друг с другом своими боковыми сторонами равносторонних 22 и равнобедренных 23 треугольников, например, кольцевой многогранной поверхности, что упрощает изготовление. В поочередно расположенных друг с другом своими боковыми сторонами равносторонних 22 и равнобедренных 23 треугольников. Для этого на полосе попеременно с противоположных сторон под углом 60° к оси полосы выполнены зоны ослабленного сечения - надрезы (фиг. 6), например на полосе 8 надрезы 24 и 25 со скошенными стенками посредством фрезерования или обработкой давлением и т.п. Геометрия и величины углов λ, γ, ω, ψ, α, β скосов надрезов (фиг. 7) и их взаимное расположение определяют углы наклона равносторонних треугольников 22 и равнобедренных треугольников 23 друг к другу. Каждая из трапециевидных полос 3, 4, 5, 6, 7, 8 скручена в продольном направлении относительно собственной оси симметрии, например, как трапециевидная полоса 8, у которой зафиксирован в горячем или холодном состоянии один из ее концов и повернут другой конец полосы в заданном направлении, относительно продольной оси 0₁-0₁. Скручивание каждой полосы обеспечивает дополнительное искривление поверхности корпуса 1 забивной сваи, благодаря чему облегчается погружение сваи в грунт. Скрученную таким образом полосу 8 размещают на конической оправке 26 (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 корпус 1. Далее три, четыре, пять, шесть и более деформированные таким образом полос соединяют известными методами по боковым винтовым кромкам. Скручивание каждой полосы трапециевидной формы обеспечивает дополнительное искривление поверхности корпуса 1, благодаря чему облегчается погружение сваи в грунт. Полосы 3, 4, 5, 6, 7, 8 после сгиба соединяют друг с другом боковыми сторонами известными методами, например сваркой, с образованием по периметру корпуса 1 винтовых линий и внутренних винтовых канавок основного и противоположного направления с переменным, увеличивающимся шагом винтовых линий от нижнего к верхнему основанию корпуса 1. На фиг. 3 и фиг. 4 показаны утолщенными линиями одна из шести винтовых линий 9, 10, 11, 12, 13, 14 основного направления с переменным увеличивающимся шагом S₁ и одна из шести винтовых линий противоположного направления 15, 16, 17, 12, 18, 19 с переменным увеличивающимся шагом S₂.

Описанные сваи погружают в грунт забивкой сваебойными агрегатами (на чертежах не показаны). При погружении за счет конусообразности плавных винтовых линий осуществляется расклинивание грунта, т.е. вытесняемый сваей грунт уплотняется боковой поверхностью сваи. Наконечник 2, смонтированный из равнобедренных треугольников 20 в виде обратной прямой пирамиды, облегчает погружение сваи в грунт.

При дальнейшем погружении сваи за счет противонаправленности навстречу друг другу плавных винтовых линий и винтовых поверхностей по наружной поверхности создается дополнительное уплотнение грунта в вертикальной плоскости. Вокруг наружной поверхности корпуса сваи за счет действия сил в горизонтальном и вертикальном направлениях создаются многозаходные винтовые уплотненные слои грунта, что повышает сопротивляемость грунта и соответственно несущую способность сваи, расширяет технологические возможности.