Результат интеллектуальной деятельности: Винтовая 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 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 основания каждого равнобедренного треугольника превышают величину сторон, 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 и расширяющийся кверху винтовой ствол, выполненный составным из многогранных секций, боковая 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 основания каждого равнобедренного треугольника превышают величину сторон, 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), включающийся 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 винтовой свае, включающей винтовой ствол, винтовой ствол выполнен по периметру из секций, смонтированных из двух идентичных по размерам и форме подсекций, выполненных в виде пустотелых четырех и более угольных призм, основания которых повернуты относительно друг друга по центральной оси 0₁-0₁ подсекции на угол до 45°, с образованием по периметру пустотелых подсекций четырех и более прямолинейных линий, четырех и более внутренних винтовых канавок, и четырех и более плавных криволинейных поверхностей одного направления, при этом образующие основания четырех и более угольных форм каждой последующей пустотелой подсекции повернуты относительно предыдущей пустотелой подсекции по оси секции на угол до 45°, с образованием по периметру секции по всей ее длине и по всей длине винтового ствола четырех и более ломаных винтовых линий, четырех и более ломаных внутренних винтовых канавок и четырех и более ломаных криволинейных поверхностей одного направления.

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

Новизна обусловлена тем, что винтовой ствол винтовой сваи выполнен с образованием по периметру четырех плавных криволинейных поверхностей одного направления, которые ввинчиваются в грунт и погружают сваю в грунт со скоростью, определяемой шагом винтовых поверхностей, увеличивается производительность и расширяются технологические возможности.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что винтовой ствол винтовой сваи смонтирован из двух идентичных по размерам и форме подсекций, выполненных в виде пустотелых четырехугольных призм, основания которых повернуты относительно друг друга по центральной оси 0₁-0₁ подсекции на 45°, с образованием по периметру пустотелых подсекций четырех прямолинейных линий, четырех внутренних винтовых канавок и четырех плавных криволинейных поверхностей одного направления, что упрощает изготовление и увеличивает технологические возможности.

Кроме того, новизна обусловлена тем, что секции, из которых собран винтовой ствол, смонтированы из двух идентичных подсекций в виде пустотелых четырехугольных призм, что не только упрощает изготовление, но и обеспечивает повышение производительности и расширения технологических возможностей.

Новизна обусловлена также тем, что не только подсекции, выполненные в виде пустотелых четырехугольных призм, основания которых повернуты относительно друг друга по центральной оси 0₁-0₁ подсекции на 45°, с образованием по периметру пустотелых подсекций четырех прямолинейных линий, четырех внутренних винтовых канавок и четырех плавных криволинейных поверхностей одного направления, из которых собран винтовой ствол, но и сами секции по всей длине винтовой сваи смонтированы из подсекций, образующие основания четырехугольной формы каждой подсекции повернуты относительно предыдущей пустотелой подсекции по оси секции на угол 45°, с образованием по периметру секции по всей ее длине четырех ломаных винтовых линий, четырех ломаных внутренних винтовых канавок и четырех ломаных криволинейных поверхностей одного направления, что расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что по периметру винтового ствола образованы винтовые криволинейные поверхности различных форм и размеров, которые ввинчиваются в грунт, что облегчает погружение винтовой сваи в грунт.

Новизна обеспечивается тем, что внутри по всему периметру созданы винтовые канавки с боковыми поверхностями криволинейной формы, которые ввинчиваются в грунт, что облегчает погружение винтовой сваи, повышает производительность.

Новизна обусловлена тем, что в винтовой 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 ломаным криволинейным винтовым поверхностям, сопротивление грунта при погружении сваи снижается, что облегчает погружение сваи, и расширяет технологические возможности.

Новизна усматривается так же в том, что погружение винтовой сваи производится ломаными внутренними винтовыми канавками, что облегчает погружение сваи и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается в том, что, благодаря четырем и более внутренним винтывым канавкам, сопротивление грунта при погружении сваи снижается, это способствует расширению технологических возможностей.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг. 1 изображена винтовая свая, общий вид; на фиг. 2 - винтовой ствол винтовой сваи, общий вид; на фиг. 3 - вид по стрелке А на фиг. 2; на фиг. 4 - одна из подсекций винтового ствола, вид спереди; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 5; на фиг. 6 - схема присоединения подсекций друг к другу.

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

Для облегчения погружения с противоположной стороны оголовка 2 торцевой части винтового ствола образованы режущие кромки (на чертежах не показано).

Винтовой ствол 1 (фиг. 2, фиг. 3) изготовлен из секций 3, смонтированных из двух идентичных по размерам и форме подсекций 4 и 5, выполненных в виде пустотелых четырехугольных призм (фиг. 4, фиг. 5, фиг. 6), основания 6 и 7 которых повернуты относительно друг друга по центральной оси 0₁-0₁, например, подсекции 12 - на 45° (фиг. 4, фиг. 5, фиг. 6). Для наглядности на фиг. 4 и фиг. 5 показано, что ось 0₃-0₃ основания 7 четырехугольной призмы - подсекции 4 повернута относительно оси 0₂-0₂ основания 6 четырехугольной призмы - подсекции 4 - на угол 45°.

Таким образом, секция 3 (фиг. 6) смонтирована из подсекции 4 и подсекции 5, при этом подсекция 5 повернута на угол 45° относительно своей оси 0₁-0₁ подсекции 4, т.е. подсекции 4 и 5 идентичны по размерам и по форме, но при сборке в секцию 3 они повернуты относительно друг друга и относительно оси секции 3 на угол 45°.

При сборке секции 3 (фиг. 6) образующие основания 6 и 7 четырехугольной формы каждой последующей пустотелой подсекции 4 повернуты относительно предыдущей пустотелой секции 3 по оси секции на угол 45°, с образованием по периметру секции по всей его длине четырех ломаных винтовых линий, четырех ломаных внутренних винтовых канавок и четырех ломаных криволинейных поверхностей одного направления.

В результате соединения секции 3 основаниями 6 и 7 друг с другом своими (фиг. 6) образуется винтовой ствол 1, с образованием по периметру секции по всей его длине четырех ломаных винтовых линий 8-9-10-11-12-(13)-(14); 15-16-(17)-(18)-(19)-20-21; (22)-(23)-(24)-25-26-27-28; (29)-30-31-32-33-34-(35), четырех ломаных внутренних винтовых канавок с обозначениями, соответственно, ломаным винтовым линиям 8-9-10-11-12-(13)-(14); 15-16-(17)-(18)-(19)-20-21; (22)-(23)-(24)-25-26-27-28; (29)-30-31-32-33-34-(35) и четырех ломаных криволинейных поверхностей одного направления.

При монтаже винтового ствола 1 и повороте подсекций по часовой стрелке образуется винтовой ствол 1 с правым направлением ломаных винтовых линий, а при повороте подсекций против часовой стрелки образуется винтовой ствол 1 с левым направлением ломаных винтовых линий.

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

Из-за наличия на наружной поверхности сваи винтовых линий и винтовых поверхностей снаружи она погружается в грунт без приложения крутящего момента, так как происходит само-завинчивание винтовой сваи по мере погружения ее в грунт.

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