Инвентарная свая

 

М

ЩЩф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K ПАТЕНТУ

ЬЭ

С0

CO Ф О

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (23) 5020208/33 (22) 03.01.92 (46) 30.10,93 Бюп Na 39-40 (76) Каширский Владимир Иванович (54) ИНВЕНТАРНАЯ СВАЯ (57) Использование: в строительстве. а более конкретно — при испытании свай в полевых условиях для определения их несущей способности и осадок в грунте. Сущность изобретения: инвентарная свая включает рабочий орган, колонну с наголовником и нагружающее приспособление, связанное через нагоповник с верхним концом колонны Рабочий орган содержит сердечник с двумя кольцевыми выступами, муфту, расположенную коаксиально (В) RU (11) 2001997 С1 (51) С ! ITi сердечнику. На внутренней поверхности муфты со стороны ее нижнего конца выполнен кольцевой выступ, внутренний диаметр которого меньше внешнего диаметра ближайшего к нему кольцевого выступа на сердечнике. На верхнем конце муфты жестко закреплена втулка, причем в отверстии втулки с возможностью отноцавльного перемещения размещен верхний конец сердечника, соединенный с нижним концом колонны диаметр которого меньше внешнего диаметра втулки Нижний торец сердечника снабжен винтом, а основание наконечника — круглой гайкой, взаимодействующей с винтом 4 зл.ф-лы, 2 ил.

2001997

Изобретение относится к строительству, а более конкретно к испытаниям свай в полевых условиях для определения их несущей способности и осадок в грунте.

Известна инвентарная свая, содержащая внешнюю оболочку, внутреннюю оболочку с установленными в ее нижней части рычагами, сердечник с наконечником и съемный наголовник, причем внутренняя оболочка и сердечник установлены соосно внешней оболочке, а верхние торцы оболочек и сердечника соединены с наголовником посредством шпильки. Внешняя оболочка выполнена составной: иэ верхней жесткой секции с соосными отверстиями, выполненными на боковых ее сторонах, и нижней расходящейся секции, шарнирно связанной своим верхним концом с жесткой секцией, а нижним — с рычагами внутренней секции

К недостаткам известной инвентарной сваи относятся ее сложность, а также трудоемкость внедрения сваи в грунт и ее извлечения, что обуславливает низкую надежность работы сваи.

Известна также инвентарная свая диаметром 127 мм для определения несущей способности забивных свай, содержащая рабочий орган, составную колонну, состоящую из отдельных звеньев, гидроцилиндр, закрепленный на нижнем конце первого звена колонны сваи, и наголовник, Рабочий орган инвентарной сваи включает сердечник с наконечником и кольцевым выступом, подвижную муфту с диаметром, равным ди- 35 аметру звеньев колоны свай, установленную соосно сердечнику, причем на внутренней поверхности подвижной муфты выполнен кольцевой выступ, расположенный между наконечником и выступом на 40 сердечнике, внешний диаметр которого больше внутреннего диаметра кольцевого выступа на подвижной муфте. Верхний конец сердечника соединен с поршнем гидроцилиндра. Анкеровка инвентарной сваи 45 обеспечивается анкерным приспособлением, содержащим упорную балку и анкеры, Недостаток известной инвентарной сваи заключается в том, что операции по внедрению сваи в грунт и ее извлечению являются очень трудоемкими, особенно при испытаниях на больших глубинах (больше

10 м). Использование же мощных гидродомкратов приводит неизбежно к увеличению стоимости инженерно-геологических иэы- 55 сканий для строительства.

Другим недостатком этой инвертарной сваи является то, что размещение нагруэочного приспособления (гидроцилиндра) е скважине, а гидронасоса — на поверхности земли требует использования гидропровода большой длины, что приводит к существенному ухудшению технико-эксплуатационных показателей устройства.

Цель изобретения — снижение усилий при внедрении инвентарной сваи в грунт и ее извлечении, а также уменьшение длины гидропровода нагружающего приспособления.

Цель достигается тем, что в инвентарной свае, содержащей рабочий орган, колонну с наголовником и нагружающее приспособление, рабочий орган включает сердечник, имеющий кольцевой выступ, наконечник, связанный с нижним концом сердечника, и расположенную коаксиальио сердечнику муфту, на внутренней поверхности которой выполнен кольцевой выступ, внутренний диаметр которого меньше внешнего диаметра кольцевого выступа сердечника, рабочий орган снабжен втулкой, жестко закрепленной на верхнем конце муфты, сердечник снабжен упором, размещенным между кольцевым выемупом сердечника и втулкой, причем в отверстии втулки с возможностью относительно перемещения размещен верхний конец сердечника, соединенный с нижним концом колон н ы, диаметр которой меньше диаметра муфты, верхний конец колонны через наголовник связан с нагружающим приспособлением, а нижний конец сердечника связан с наконечником через винтовой механизм, Упор на сердечнике может быть выполнен в виде кольцевого выступа или в виде кольцевой втулки, установленной на сердечнике с возможностью продольного перемещения и снабженной средствами фиксации ее на сердечнике, Винтовой механизм, с помощью которого нижний конец сердечника связан.с наконечником, может быть выполнен в виде винта, закрепленного на нижнем торце сердечника, и взаимодействующей с ним круглой гайки, закрепленной на верхнем торце наконечника, причем на боковой поверхности гайки выполнена по крайней мере одна шлицевая канавка, а на муфте установлены фиксаторы, взаимодействующие с соответствующими шлицевыми канавками.

Выполнение колонны сваи диаметром, который меньше диаметра муфты, облегчает проведение операций по внедрению инвентарной сваи в грунт и ее извлечение, так как контакт с грунтом имеет только рабочий орган сваи.

Соединение нижнего конца колонны инвентарной сваи с сердечником рабочего органа сваи, введение е рабочий орган втулки, 2001997 упора и винтового механизма позволяет устанавливать нагружающее устройство вне скважины, т,е. использовать гидропривод небольшого размера, На фиг,1 изображена инвентарная свая с упорной системой, общий вид; на фиг.2— разрез рабочего органа инвентарной сваи.

Инвентарная свая включает нагружающее приспособление 1, колонну 2, рабочий орган 3, Анкеровка инвентарной сваи осуществляется с помощью упорной системы, содержащей упорную балку 4 и анкеры 5 (фиг.1). Рабочий орган инвентарной сваи (фиг.2) содержит сердечник 6, втулку 7, упор

8, муфту 9, кольцевой выступ 10 сердечника

6, кольцевую вставку 11. резьбовой хвостовик 12, кольцевую вставку 13, наконечник

14, шпоночные канавки 15 и фиксаторы !6.

Работа инвенторной сваи заключается в следующем, Сначала вращением верхнего конца сердечника 6 приводят рабочий орган 3 инвентарной сваи в исходное положение, при котором кольцевой выступ 10 сердечника 6 будет упираться в торцовую поверхность кольцевой вставки 11, жестко закрепленной на нижнем конце муфты 9.

В пробуренную скважину с диаметром, превышающим диаметр муфты рабочего органа 3 инвенторной сваи, опускают жестко соединенные между собой рабочий орган 3 и колонну 2 инвенторной сваи.

Путем вдавливания или забивки погружают рабочий орган 3 инвентарной сваи в ненарушенный грунт на заданную глубину, при этом глубина скважины должна быть такой, чтобы рабочий орган 3 инвентарной сваи был полностью погружен в грунт.Затем рабочий орган 3 инвентарной сваи приводят в рабочее положение, Для этого вращением колонны 2 инвентарной сваи. вывинчивают резьбовой хвостовик 12 сердечника 6 из кольцевой вставки 13 до соприкосновения упора 8 с втулкой 7, Наличие винтовых фиксаторов 16 и шпоночных канавок 15 предотвращает проворачивание при этом хвостовика 12, а следовательно, и наконечника 14.

После этого производят анкеровку инвентарной сваи, Для этого сначала погружают две анкерные винтовые сваи 5 в грунт. устанавливают наголовник инвентарной сваи, нагружающее приспособление 1 с манометром и прижимают его упорной балкой с помощью гаек, накручиваемых на винтыудлинители анкерных свай 5.

После выполнения описанных выше подготовительных работ приступают к испытанию инвентарной сваи.

Нагрузку на инвентарную сваю создают с помощью нагружающего приспособления

1. Режим нагружения преимущественно ступенчатый (по 0,2 МПа с интервалом 2-3 мин)

5 до достижения нагрузки, которая характеризуется незатухающим перемещение или полной остановкой инвентарной сваи.

Нагрузка через колонну. сердечник 6 и винтовой механизм передается на наконеч10 ник 14. Осадка наконечника 14 происходит до тех пор, пока кольцевой выступ 10 сердечника 6 не упрется в торцевую поверхность кольцевой вставки 11, Величина осадки наконечника 14 выбирается преиму15 щественно 40 мм, но может быть установлена другой. Изменение величины осадки наконечника 14 осуществляется путем перемещения упора 8, который в этом случае выполняегся в виде кольцевой втулки, уста20 новленной на сердечнике 6 с воэможностью продольного перемещения и снабженной средствами фиксации ее на сердечнике 6.

Момент, соответствующий соприкосновению кольцевого выступа 10 сердечника 6

25 с торцовой поверхностью кольцевой вставки 11, характеризуется резким повышением давления на манометре нагружающего приспособления 1, так как, начиная с этого момента, под действием нагрузки осущест30 вляется перемещение не только наконечника 14. но и муфты 9.

Увеличивая давление в гидросистеме, определяют величину предельной нагрузки, воспринимаемой наконечником 14 и муфтой

35 9, которая характеризуется незатухающим перемещением или остановкой всего рабочего органа 3.

После достижения общей предельной нагрузки давление в гидросистеме нагружа40 ющего приспособления 1 сбрасывают, отсоединяют инвентарную сваю от анкерной системы, а после погружения рабочего органа 3 в нижележащий слой грунта производят испытания в той же последователь45 ности.

Использование предлагаемой инвентарной сваи позволяет получать достоверные данные о сопротивлении грунтов под

50 наконечником сваи и по боковой поверхности при существенном удешевлении процесса испытаний. (56) Авторское свидетельство СССР

55 й. 909022, кл. Е 02 0 33/00, 1980.

Инструкция по определению несущей способности свай по результатам испытаний инвентарных свай. PCH 229-80, Киев, 1980, с. 9-!0, 15 — 16.

2001997

Формула изобретения

1. ИНВЕНТАРНАЯ СВАЯ, содержащая рабочий орган, колонну с наголовником и нагружэющее приспособление, причем рабочий орган включает сердечник, имеющий кольцевой выступ, наконечник, связанный с нижним концом сердечника, и расположенную коаксиально сердечнику муфту, на внутренней поверхности которой выполнен кольцевой выступ, внутренний диаметр KoTopolo меньше внешнего диаметра кольцевого выступа на сердечнике, отличающаяся тем, что рабочий орган снабжен. втулкой, жестко закрепленной на верхнем конце муфты, сердечник снабжен упором, размещенным между кольцевым выступом сердечника и втулкой, причем в отверстии втулки с возможностью относительного перемещения размещен верхний конец сердечника, соединенный с нижним концом колонны, диаметр которой меньше внешнего диаметра муфты, верхний конец колонны через наголовник связан с нэгружающим приспособлением, а нижний конец сердечника связан с наконечником через винтовой механизм.

2. Свая по п.1, отличающаяся тем, что упор выполнен в виде кольцевого выступа.

3. Свая по п.1, отличающаяся тем, что упор выполнен в виде кольцевой втулки.

5 установленной на сердечнике с возМожностью продольного перемещения и снабженной средствами фиксации ее на сердечнике.

4. Свая по пп,1 - 3, отличающаяся тем, 10 что винтовой механизм выполнен в виде винта, закрепленного на нижнем торце сердечника, и взаимодействующей с ним круглой гайки. закрепленной на основании наконечника, причем на боковой поверхности гайки выполнена по крайней мере одна шлицевая канавка, а на муфте установлены фиксаторы, взаимодействующие с соответствующими шлицевыми канавками, 20 5. Свая по п.4, отличающееся тем, что винтовой механизм выполнен в виде гайки, закрепленной на нижнем торце сердечника, и взаимодействующего с ней винта, закрепленного на верхнем торце наконеч25 ника.

2001997

Составитель В,Каширский

Редактор Т.Лошкарева Техред М.Моргентал Корректор С.Юско

Тираж Подписное

НПО" Поиск" Роспатента

113035, Москва. Ж-35. Раушская наб., 4/5

Заказ 3158

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101