Винтозабивная свая

(71) Заявитель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(72) Авторы Пчелин Вячеслав Николаевич Черноиван Вячеслав Николаевич Меркулов Сергей Владимирович(73) Патентообладатель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(57) Винтозабивная свая, включающая ствол с винтовыми лопастями и заостренным наконечником, снабженным расположенными по его образующим резцами, примыкающими к нижним кромкам винтовых лопастей, отличающаяся тем, что ствол выполнен по длине составным из двух соосно установленных друг на друга секций, верхняя из которых изготовлена полой и опирается на нижнюю секцию с возможностью поворота последней при забивке сваи в грунт, причем нижняя секция в верхней части снабжена размещенным в полости верхней секции соединительным элементом в виде выпусков арматуры, а высота нижней секции принимается из условия размещения на ней винтовых лопастей.(56) 1. Чернюк В.П., Пойта П.С. Расчет, проектирование и устройство свайных фундаментов. -Брест облтипография, 1998. - С. 91-92, рис. 24 а. 2. А.с. СССР 1409727, МПК Е 02 5/56, 1988,26. - С. 111. Полезная модель относится к строительству, в частности к свайным фундаментам и опорам линий электропередач. Известна винтозабивная свая, включающая цилиндрический ствол с винтовыми лопастями и заостренным наконечником, причем винтовые лопасти установлены под углом 515 к образующей ствола 1. Одновременно с забивкой данной винтозабивной сваи в грунт, в результате взаимодействия винтовых лопастей с грунтом, производится вращение сваи вокруг своей оси, что облегчает преодоление сваей образуемой под острием наконечника при забивке уплотненной зоны грунта. Известная винтозабивная свая обладает целым рядом недостатков, определяющих низкую ее эффективность вращение всей сваи при ее забивке определяет повышенные энергозатраты на преодоление сил трения между грунтом и боковой поверхностью ствола выполнение наконечника с гладкой поверхностью не обеспечивает разрыхление образуемой при забивке под острием наконечника уплотненной зоны грунта, что также обуславливает высокие энергозатраты на забивку сваи для реализации ударно-вращательного погружения сваи необходимо выполнение ствола только цилиндрической формы, которая более сложна в изготовлении. Известна также винтозабивная свая, включающая цилиндрический ствол с винтовыми лопастями и заостренным наконечником, снабженным расположенными по его образующим резцами, примыкающими к нижним кромкам винтовых лопастей 2. При погружении известной винтозабивной сваи в грунт резцы разрушают (рыхлят) уплотненную зону грунта под наконечником, благодаря чему снижаются энергозатраты на преодоление указанной уплотненной зоны. Однако вращение всей сваи при ее забивке определяет, как и в аналоге, повышенные энергозатраты на преодоление сил трения между грунтом и боковой поверхностью ствола и требует для реализации ударно-вращательного погружения сваи выполнения ствола только цилиндрической формы, которая более сложна в изготовлении. В совокупности, вышесказанное определяет низкую эффективность сваи. Задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в том, чтобы повысить эффективность винтозабивной сваи за счет снижения энергозатрат на преодоление сил трения между грунтом и боковой поверхностью ствола и возможности применения ствола любой формы. Решение поставленной задачи достигается тем, что в известной винтозабивной свае,включающей ствол с винтовыми лопастями и заостренным наконечником, снабженным расположенными по его образующим резцами, примыкающими к нижним кромкам винтовых лопастей, ствол выполнен по длине составным из двух соосно установленных друг на друга секций, верхняя из которых изготовлена полой и опирается на нижнюю секцию с возможностью поворота последней при забивке сваи в грунт, причем нижняя секция в верхней части снабжена размещенным в полости верхней секции соединительным элементом в виде выпусков арматуры, а высота нижней секции принимается из условия размещения на ней винтовых лопастей. При забивке предлагаемой винтозабивной сваи в грунт вращается только нижняя секция ствола с наконечником и винтовыми лопастями, благодаря чему снижаются энергозатраты на преодоление сил трения между грунтом и боковой поверхностью верхней секции ствола (так как она не вращается). Кроме того, вследствие перемещения верхней части 2 1111 ствола при забивке сваи только в осевом направлении появляется возможность изготовления верхней секции ствола любой формы В совокупности, вышесказанное определяет повышение эффективности винтозабивной сваи. Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид винтозабивной сваи на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 в случае изготовления верхней секции с квадратным поперечным сечением на фиг. 3 - узел опирания секции 4 на секцию 5 в проектном положении, разрез. Обозначения 1 - ствол, 2 - винтовые лопасти 3 - заостренный наконечник 4 - верхняя секция ствола 5 - нижняя секция ствола 6 - полость 7 - цилиндрический выступ 8 - кольцевая прокладка 9 - соединительный элемент 10 - резцы 11 проволочные скрутки 12 - отверстия 13 - выпуски арматуры 14 - бетон заделки. Винтозабивная свая содержит ствол 1 с винтовыми лопастями 2 и заостренным наконечником 3 (фиг. 1, 2). Ствол 1 выполнен по длине составным из двух соосно установленных друг на друга секций верхней 4 и нижней 5. Верхняя секция 4 изготовлена полой с цилиндрической полостью 6 и опирается на нижнюю секцию 5 с возможностью поворота последней при забивке сваи в грунт. Для обеспечения соосности секций 4,5 нижняя секция 5 выполнена с центрирующим цилиндрическим выступом 7, заходящим в полость 6 верхней секции 4. Для облегчения поворота нижней секции 5 относительно верхней 4 в грунте при забивке сваи между опорными поверхностями секций 4, 5 установлена кольцевая прокладка 8 из антифрикционного материала, например из фторопласта, полиэтилена и т.д., а секция 5 выполнена цилиндрической. Секция 5 в верхней части снабжена соединительным элементом 9 в виде выпусков арматуры, размещенным в полости 6 секции 4. Винтовые лопасти 2 прикреплены к нижней секции 5, поэтому высота последней принимается из условия размещения на ней лопастей 2. Наконечник 3 снабжен резцами 10,расположенными по его образующим и примыкающими к нижним кромкам лопастей 2. Резцы 10 выполнены ступенчатыми. Верхняя секция 4 может быть выполнена цилиндрической или призматической с квадратным или многоугольным поперечным сечением. При выполнении секции 4 с квадратным поперечным сечением (фиг. 2) площадь данного сечения следует принимать на 1015 больше площади поперечного сечения нижней секции 5, при этом в процессе погружения секции 4 обеспечивается полное заполнение пазух в грунте, образующихся после прохождения в нем нижней секции 5. При монтажной сборке сваи на заводе-изготовителе секции 4, 5 соединяются между собой проволочными скрутками 11, каждая из которых одним концом скрепляется с лопастями 2 путем заведения в отверстия 12, а другим - с выпусками арматуры 13 секции 4. Описываемую винтозабивную сваю погружают в грунт следующим образом. Сваю устанавливают в направляющей мачте копра над точкой ее погружения. После чего снимают проволочные скрутки 11 и производят забивку сваи в грунт дизельмолотом. В процессе забивки сваи нижняя секция 5, благодаря взаимодействию винтовых лопастей 2 с грунтом, вращается вокруг своей оси, при этом резцы 10 разрушают образующуюся под наконечником 3 уплотненную зону, снижая лобовое сопротивление погружению сваи. Вследствие опирания секции 4 на секцию 5 с возможностью вращения относительно друг друга верхняя секция 4 погружается в грунт без вращения. На заключительном этапе, после забивки сваи на проектную отметку, в полость 6 на высоту не менее высоты соединительного элемента 9 укладывается бетонная смесь 14, обеспечивающая при своем твердении жесткое соединение секций 4, 5 между собой, что предотвращает возможный поворот нижней секции 5 при передаче на сваю проектных нагрузок. В случае изготовления верхней секции 4 с квадратным (многоугольным) поперечным сечением образующиеся в грунте после прохождения секции 5 пазухи заполняются грунтом, сдвигаемым углами секции 4 при ее погружении. 1111 При забивке предлагаемой винтозабивной сваи в грунт вращается только нижняя секция ствола с наконечником и винтовыми лопастями, благодаря чему снижаются энергозатраты на преодоление сил трения между грунтом и боковой поверхностью верхней секции ствола (так как она не вращается). Кроме того, вследствие перемещения верхней части ствола при забивке сваи только в осевом направлении появляется возможность изготовления верхней секции ствола любой формы. В совокупности, вышесказанное определяет повышение эффективности винтозабивной сваи. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4