Забивная свая
Изобретение относится к строительству, в частности к свайным фундаментам, устраиваемым преимущественно на слабых и просадочных грунтах. Ствол забивной сваи выполнен из скрученных в продольном направлении относительно собственной оси симметрии и изогнутых по винтовой линии на конической оправке в поперечном направлении уменьшающихся кверху по всей длине листов трапециевидной формы, соединенных друг с другом по периметру ствола своими боковыми сторонами друг с другом с образованием пустотелой винтовой сужающейся кверху конической поверхности по всей длине ствола с коническими винтовыми линиями по наружному периметру и с коническими винтовыми канавками по внутренней поверхности по всей длине ствола, и с режущими кромками. Технический результат состоит в повышении несущей способности сваи и облегчении погружения. 1 з.п.ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к строительству, в частности к свайным фундаментам, устраиваемым преимущественно на слабых и просадочных грунтах.
Известна винтовая свая (а.с. №964053, кл. Е 02 Д 5/48, 1982 г.), включающая винтовой расширяющийся кверху ствол.
В известной свае наружная поверхность выполнена уступом, расположенным по одноходовой спирали.
Недостатком такой сваи является недостаточная несущая способность, а также необходимость применения при погружении мощных завинчивающих установок, обладающих мощными крутящими моментами.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является винтовая свая (US 2332990 А, Е 02 Д 5/28, 26.10.1943 г.) со стволом из свернутых по винтовой линий одинаковых по длине ствола полос, с уменьшающейся шириной только в нижней части ствола полос, соединенных друг с другом лишь одной стороной по центральной оси ствола с образованием цилиндрических винтовых линий по наружной поверхности ствола, уменьшающейся ширины лишь для получения переменного сечения в нижней части ствола.
Недостатком такой сваи является недостаточная несущая способность, а также необходимость применения при погружении мощных завинчивающих установок, обладающих мощными крутящими моментами.
Техническим решением является повышение несущей способности сваи и облегчение погружения.
Поставленная задача достигается тем, что в забивной свае со стволом из свернутых по винтовой линии по длине ствола листов, изогнутых в поперечном направлении и соединенных друг с другом одной стороной, согласно изобретению, ствол выполнен из скрученных в продольном направлении относительно собственной оси симметрии и изогнутых по винтовой линии на конической оправке в поперечном направлении уменьшающихся кверху по всей длине листов трапециевидной формы, соединенных друг с другом по периметру ствола своими боковыми сторонами друг с другом с образованием пустотелой винтовой сужающейся кверху конической поверхности по всей длине ствола с коническими винтовыми линиями по наружному периметру и с коническими винтовыми канавками по внутренней поверхности по всей длине ствола, и с режущими кромками.
Кроме того, в забивной свае на каждом из листов трапециевидной формы в основании выполнен скос под углом 5-25°.
Новизна заключается в том, что площадь наружной поверхности увеличивается, что повышает несущую способность забивной сваи.
Новизна заключается также в том, что грунт не выдавливается в рядом прилегающие слои грунта, а заполняет внутреннюю полость сваи, которая выполнена пустотелой с внутренней поверхностью.
Новизна усматривается также в том, что наружная поверхность сваи выполнена в виде винтовой конической поверхности, снабженной коническими винтовыми линиями по всей длине ствола, что повышает несущую способность забивной сваи и облегчает погружение.
Новизна заключается также в том, что за счет скручивания листов трапециевидной формы переменной ширины в поперечном и в продольном направлении образованы внутри и наружи забивной сваи криволинейные поверхности различной кривизны, что облегчает погружение.
Новизна заключается также в том, что наличие по внутренней поверхности конических винтовых канавок облегчает погружение сваи в грунт.
Новизна заключается также в том, что наличие сужающейся кверху конической винтовой поверхности уплотняет грунт внутри сваи, что повышает несущую способность.
Новизна обусловлена также тем, что на каждом из листов трапециевидной формы в основании выполнен скос под углом 5°-25°, благодаря которому по периметру забивной сваи образованы режущие кромки.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
На фиг.1 изображена забивная свая, погруженная в грунт; на фиг.2 - ствол сваи; на фиг.3 - вид. А на фиг.2; на фиг.4 - лист трапециевидной формы; на фиг.5 - лист трапециевидной формы после скручивания в поперечном направлении относительно собственной продольной оси; на фиг.6 - лист трапециевидной формы после сгиба по винтовой линии в продольном направлении на конусной оправке.
Забивная свая (фиг.1, 2), включает в себя ствол 1, имеющий оголовок 2. Ствол сваи выполнен из свернутых по винтовой линии в продольном направлении и изогнутых по винтовой линии в поперечном направлении листов 3, 4, 5 трапециевидной формы (фиг.2, 3). Листы 3, 4, 5 соединяют друг с другом по периметру ствола боковыми сторонами известными методами, например сваркой, с образованием пустотелой винтовой конической поверхности с винтовыми линиями 6-7, 8-9, 10-11 по наружной поверхности и винтовыми канавками 6-7, 8-9, 10-11 по внутренней поверхности ствола. Винтовые линии и винтовые канавки 6-7, 8-9, 10-11 имеют переменный шаг S по всей длине ствола 1. На каждом из трапециевидных листов 3, 4, 5 (фиг.4) в основании выполнен скос 12 под углом α=5°-25° для образования после свертывания, изгиба и соединения их друг с другом в винтовой ствол 1 режущих кромок 13, 14, 15 (фиг.2).
Каждый из листов 3, 4, 5 скручен в продольном направлении относительно собственной оси симметрии, например как лист 3 на фиг.5, у которого зафиксирован в горячем или холодном состоянии один из его концов и повернут другой конец листа в заданном направлении. Скрученный таким образом лист 3 размещают на конической оправке (фиг.6) и изгибают так, чтобы кромки листа разместились в поперечном направлении по винтовой линии. При этом лист деформируется и его либо снимают с оправки, либо фиксируют на ней в деформированном положении. Аналогичным образом деформируют остальные листы 4, 5, образующие винтовой ствол 1. Далее три деформированных таким образом листа 3, 4, 5 соединяют известными методами по боковым винтовым кромкам.
Скручивание каждого листа трапециевидной формы обеспечивает дополнительное искривление поверхности винтового ствола, благодаря чему увеличивается разность между углами наклона векторов сил трения стенок сваи и грунта, при этом облегчается погружение забивной сваи в грунт.
Для облегчения погружения с противоположной оголовку 2 торцевой части ствола, а точнее полос 3, 4, 5 образованы режущие кромки 13, 14, 15.
Погружение сваи осуществляется забивкой и вдавливания по оголовку 2 сваи. При этом свая проворачивается в направляющих (на чертежах не показаны) и погружается в грунт. Наличие режущих кромок облегчает погружение в грунт забивной сваи, причем криволинейная 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, находящие внутри забивной сваи уплотняются, что приводит к повышению несущая способность забивной сваи.
Из-за наличия на наружной поверхности сваи винтовых линий и во внутренней поверхности винтовых канавок свая погружается без приложения крутящего момента, так как происходит само завинчивание 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 пластично-мерзлых и мерзлых грунтах, обеспечивая повышение несущей способности и облегчение погружения.
1. Забивная свая со стволом из свернутых по винтовой линии по длине ствола листов, изогнутых в поперечном направлении и соединенных друг с другом одной стороной, отличающаяся тем, что ствол выполнен из скрученных в продольном направлении относительно собственной оси симметрии и изогнутых по винтовой линии на конической оправке в поперечном направлении уменьшающихся кверху по всей длине листов трапециевидной формы, соединенных друг с другом по периметру ствола своими боковыми сторонами друг с другом с образованием пустотелой винтовой сужающейся кверху конической поверхности по всей длине ствола с коническими винтовыми линиями по наружному периметру и с коническими винтовыми канавками по внутренней поверхности по всей длине ствола, и с режущими кромками.
2. Забивная свая по п. 1, отличающаяся тем, что на каждом из листов трапециевидной формы в основании выполнен скос под углом 5-25°.
