Результат интеллектуальной деятельности: ЗАБИВНАЯ СВАЯ

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению.

Известна забивная свая (см. патент №1794134, МПК E02D 5/56, 07.02.93., Бюл. №3), включающая 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 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.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является забивная свая (см. патент №2431018, МПК E02D 5/48, 10.10.2011, Бюл. №28), включающая 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 равнобедренных треугольников, равных 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 пустотелой конической винтовой поверхности, изготовленной из полос криволинейной формы различного порядка и степени кривизны с центрами, расположенными снаружи поперечного сечения пустотелой конической винтовой поверхности с образованием по ее периметру многозаходных винтовых поверхностей вогнутой формы с винтовыми линиями и винтовыми канавками снаружи винтовой поверхности с разными размерами по ширине полос с увеличением их по длине конической винтовой поверхности, свернутых в вертикальной плоскости в продольном направлении и изогнутых по винтовым линиям в поперечном направлении на оправке в виде параболоида вращения, причем по наружному периметру винтовой поверхности снаружи образованы винтовые напуски по всей длине винтового ствола.

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

Новизна обусловлена тем, что в забивной свае по периметру смонтирована пустотелая коническая винтовая поверхность, снабженная многозаходными криволинейными винтовыми поверхностями в виде винтовых каналов, которые ввинчиваются в грунт и погружают сваю в грунт со скоростью, определяемой шагом винтовых поверхностей.

Новизна заключается в том, что благодаря наружным винтовым поверхностям двоякой кривизны сопротивление грунта при погружении сваи снижается, что облегчает погружении сваи и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что винтовая поверхность забивной сваи выполнена конической, что обеспечивает расширение технологических возможностей.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что винтовая поверхность по всей длине имеет переменное плавное не только поперечное, но и плавное продольное сечение, что обеспечивает уменьшение грунта при погружении.

Новизна усматривается также в том, что погружение забивной сваи производится многозаходными каналами криволинейной формы, что облегчает погружение сваи и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что по периметру винтовой поверхности образованы винтовые поверхности с переменной шириной вогнутой криволинейной формы по ее длине, что уменьшает сопротивление при погружении сваи в грунт.

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 криволинейной формы различного порядка и степени кривизны, что облегчает погружение сваи в грунт и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что за счет скручивания полос криволинейной формы в продольном направлении и изогнутых в поперечном направлении на оправке в виде параболоида вращения 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 многозаходными винтовыми поверхностями вогнутой формы с винтовыми линиями и винтовыми канавками снаружи винтовой поверхности с разными размерами по ширине полос с увеличением их по длине конической винтовой поверхности, свернутых в вертикальной плоскости в продольном направлении и изогнутых по винтовым линиям в поперечном направлении на оправке в виде параболоида вращения, что облегчает погружение сваи в грунт 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.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг. 1 изображена забивная свая, общий вид; на фиг. 2 - винтовой ствол забивной сваи, общий вид; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2; на фиг. 4 - одна из полос с напуском, общий вид; на фиг. 5 - вид полосы с напуском после скручивания ее концов относительно горизонтальной оси О₂-О₂; на фиг. 6 - вид полосы с напуском после скручивания ее на оправке в виде параболоида вращения; на фиг. 7 - разрез Б-Б на фиг. 6.

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

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

Винтовой ствол 1 (фиг. 2, фиг. 3) изготовлен с наружными криволинейными поверхностями вогнутой формы 3 относительно оси симметрии конической винтовой поверхности винтового ствола 1 с центрами кривизны снаружи конической винтовой поверхности винтового ствола 1, а также напусков снаружи винтовой поверхности винтового ствола 1 в виде винтовых лопастей 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 (фиг. 3) по всей длине винтовой поверхности винтового ствола 1.

Пустотелая коническая винтовая поверхность винтового ствола 1 (фиг. 3) выполнена из полос криволинейной формы различного порядка и степени кривизны 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13. На фиг. 4 показана одна из полос, например полоса 4 с боковыми кромками 14 и 15, которая включает напуск 16 с одной стороны полос выпуклой криволинейной формы (фиг. 7). Напуск 16 показан на фиг. 4 отделенным от полосы, например 4, штрих-пунктирной линией с двумя точками 17. Полоса, например 4, изготовлена разными размерами по ширине полос, например на фиг. 4 полоса 4 изготовлена шириной 18 со стороны расположения оголовка 2 конической винтовой поверхности винтового ствола 1 и шириной 19 со стороны основания винтового ствола 1, которая больше ширины 18.

Полосы 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 с напусками 16 и с боковыми кромками 14 и 15 выпуклой криволинейной формы описаны кривыми различного порядка и степени кривизны с разными размерами по ширине полос по кромкам 14 и 15 с увеличением ширины полос по длине конической винтовой поверхности винтового ствола 1, скручены по винтовой линии в продольном направлении (фиг. 5) относительно продольной оси О₂-О₂ и изогнуты по винтовой линии в поперечном направлении на оправке в виде параболоида вращения 20 (фиг. 6, фиг. 7) с образованием по периметру конической винтовой поверхности 1 винтового ствола 1 винтовых линий, например, на фиг. 1 одна из винтовых линий показана утолщенной линией с двумя точками 21-22, и винтовых поверхностей вогнутой формы в виде винтовых канавок 3 с центрами кривизны снаружи пустотелой конической винтовой поверхности винтового ствола 1.

Полосы 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 с напусками 16 после сгиба снимают с оправки 20 (фиг. 6, фиг. 7) и соединяют друг с другом боковой стороной 14 одной полосы с штрих-пунктирной линией с двумя точками 17 другой полосы известными методами, например сваркой, с образованием по периметру пустотелой конической винтовой поверхности винтового ствола 1 винтовых линий 21-22 (фиг. 2) и винтовых поверхностей в виде винтовых канавок 3 (фиг. 2) с переменным увеличивающимся по длине пустотелой конической винтовой поверхности винтового ствола 1 шагом S₂. Одна из винтовых линий 21-22 показана на фиг. 2 утолщенной линией.

Например, полоса 8 (фиг. 3) своей винтовой кромкой 14 соединена с полосой 7 по штрих-пунктирной с двумя точками линии 17 с выпуклой ее стороны, например сваркой, в свою очередь, полоса 7 соединена своей винтовой кромкой 14 с полосой 6 по ее штрих-пунктирной линии с двумя точками 17 и т.д., с образованием винтовой конической поверхности с напусками снаружи винтовой поверхности винтового ствола 1 в виде винтовых лопастей 16 (фиг. 3) по всей длине винтовой поверхности винтового ствола 1.

Погружение сваи осуществляется забивкой и вдавливания по оголовку 2 сваи. При этом свая поворачивается и погружается в грунт. Наличие режущих кромок и винтовых лопастей 16 облегчает погружение в грунт забивной сваи, причем внутренняя поверхность обеспечивает заполнение внутренней полости грунтом, который не выдавливается в прилегающие слои грунта, а направляется внутрь забивной сваи. По мере погружения забивной сваи верхние слои грунта, находящиеся внутри забивной сваи, уплотняются, что приводит к повышению несущей способности забивной сваи.

Из-за наличия на наружной поверхности забивной сваи винтовых линий и винтовых поверхностей и винтовых лопастей снаружи забивной сваи она погружается в грунт без приложения крутящего момента, так как происходит самозавинчивание забивной сваи 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