RU2564714C1 - Винтовая свая - Google Patents
Винтовая свая Download PDFInfo
- Publication number
- RU2564714C1 RU2564714C1 RU2014116703/03A RU2014116703A RU2564714C1 RU 2564714 C1 RU2564714 C1 RU 2564714C1 RU 2014116703/03 A RU2014116703/03 A RU 2014116703/03A RU 2014116703 A RU2014116703 A RU 2014116703A RU 2564714 C1 RU2564714 C1 RU 2564714C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cutter
- pile
- plates
- cutting elements
- screw pile
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Piles And Underground Anchors (AREA)
Abstract
Изобретение относится к винтовым сваям для возведения фундаментов и опор и направлено на разработку винтовой сваи с улучшенными конструктивно-строительными характеристиками. Поставленная задача решена тем, что в винтовой свае, содержащей трубчатый ствол, соединенный с рабочим органом, имеющим режущие элементы и наконечник в форме усеченного обратного конуса, рабочий орган выполнен в виде цилиндрической торцевой фрезы из монолитного бетона с армирующим каркасом и режущими элементами в количестве двух диаметрально расположенных и встречно направленных пластин с передними режущими кромками, пластины закреплены на армирующем каркасе под углом 35-40° к торцевой поверхности фрезы, при этом отношение ширины пластины к наружному диаметру фрезы составляет от 0,15 до 0,2, а над пластинами в цилиндре фрезы выполнены сквозные каналы для выхода срезаемого грунта. 5 ил.
Description
Изобретение относится к конструктивным деталям в строительстве, а именно к винтовым сваям возведения фундаментов и опор, являясь эффективными конструкциями нулевого цикла зданий и сооружений в промышленно-гражданском строительстве, в том числе и в малоэтажном жилищном строительстве.
Известна одновитковая свая, содержащая ствол с наконечником, выполненным с конической и цилиндрической частями, к которому жестко прикреплена одновитковая лопасть (Железков В.Н. Винтовые сваи в энергетической и других отраслях строительства. Санкт-Петербург, «ПРАГМА», 2004 г., с.8-9).
Конструкция одновитковой лопастной сваи позволяет достаточно надежно закреплять ее преимущественно в плотном грунте без нарушения естественной структуры последнего и практически исключить земляные работы, не нарушая тем самым окружающую среду. Однако завинчивание одновитковых лопастных свай с учетом необходимых характеристик грунта требует значительных усилий для создания крутящего момента и поддержания необходимо точного вертикального погружения сваи с минимальным отклонением от центрирующей оси.
Попытки минимизировать указанные недостатки связаны с конструированием винтовых свай с многозаходными лопастями и выполнение конического наконечника с резцами, расположенными вдоль его образующих для разрушения образующегося грунтового ядра, что должно способствовать понижению крутящего момента (SU 1409727, 18.04.1986).
Известна также винтовая свая, представляющая собой вытянутое по длине тело вращения с наконечником в нижней части и на внешней поверхности которого смонтирован по длине тела винтовой шнек, при этом верхний конец указанного тела выполнен с элементами связи с устройством, обеспечивающим передачу крутящего момента свае и создания осевой нагрузки, указанное тело выполнено полым из металла с постоянным сечением по длине, а смонтированный на внешней поверхности винтовой шнек также выполнен металлическим постоянного сечения с заданными постоянными шагом и углом навивки (US 4405262, 20.09.1983).
Недостатком данной сваи является сложность ее конструкции, обусловленная тем, что свая выполнена составной и включает дополнительную секцию, предназначенную для окончательной подгонки сваи по высоте выступающей части после достижения проектной отметки.
При этом свая выполнена полой и вся нагрузка приходится только на стенки сваи. Так как параметры винтовой навивки (шаг, угол, высота винтового ребра) выбираются исходя из свойств грунта, то для каждого типа грунта сваю необходимо заранее изготавливать в заводских условиях. Однако в процессе устройства фундамента возникают ситуации, когда выясняется, что грунт на отдельных участках отличен от общего грунта зоны и для него требуется свая с иными параметрами навивки. В этом случае происходит временная задержка процесса формирования фундамента.
Следует отметить, что размерный ряд металлических винтовых свай, считая по наружному диаметру лопастей и допустимым вертикальным нагрузкам на сжатие, обычно не превышает 500 мм и с предельным диаметром трубчатого ствола порядка 200 мм, т.е. отношение диаметра ствола сваи к диаметру лопасти составляет не более 1/2,5. Сваи с большими пределами указанных размеров применяются уже как буронабивные и для их устройства в грунте требуется специальная техника.
Наиболее близким аналогом-прототипом настоящего изобретения является винтовая свая, содержащая металлический трубчатый ствол и соединенный с ним рабочий орган в виде сварного литого стального полого цилиндрического наконечника с наружной винтовой лопастью и торцевым зубчатым венцом. Нижний конец наконечника выполнен с наружной цилиндрической поверхностью диаметром, равным диаметру ствола или составляющим (1,02-1,05) диаметра ствола в пределах высоты зубчатого венца, при этом зубы последнего выполнены центрально-симметричной трапецеидальной формы с углом раскрытия зуба равным 45-120° (RU 114067 U1, 19.09.2011).
Известная свая обладает недостатками, свойственными большинству типов винтовых свай, такими как металлоемкость конструкции, трудоемкость изготовления торцевого зубчатого венца, высокие требования к качеству открытых сварных швов, обязательность антикоррозионной обработки поверхности сваи, а также необходимость применения специальных силовых механизмов для передачи значительных крутящих моментов на сваю при устройстве фундаментов в плотных грунтах. Помимо этого данная свая, имея неразвитые лопастные поверхности, не может обеспечить расчетное значение силы, удерживающей сваю от выпучивания и определяемой как несущую способность сваи на выдергивание (СП-50-101-2004 «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений». М., 2004).
Задачей изобретения является разработка конструкции винтовой сваи, обладающей меньшей металлоемкостью и трудоемкостью изготовления рабочего органа, лучшей коррозионной устойчивостью, достаточной сопротивляемостью выдергивающим силам пучения грунта и пониженными значениями крутящего момента при завинчивании сваи по сравнению с известными образцами.
Поставленная задача решается тем, что в винтовой свае для возведения фундаментов, содержащей трубчатый ствол, соединенный с рабочим органом, имеющим режущие элементы и наконечник в форме усеченного обратного конуса, рабочий орган выполнен в виде цилиндрической торцевой фрезы из монолитного бетона с армирующим каркасом и режущими элементами в количестве двух диаметрально расположенных и встречно направленных пластин с передними режущими кромками, при этом пластины закреплены на армирующем каркасе под углом 35-40° к торцевой поверхности фрезы, при этом отношение ширины пластины к наружному диаметру фрезы составляет от 0,15 дл 0,2, а над пластинами в цилиндре фрезы выполнены сквозные каналы для выхода срезаемого грунта.
На фиг. 1 изображена винтовая свая, продольный разрез в варианте с забетонированным стволом сваи, сечение по А-О-Б на фиг. 3, развернуто на 90°;
на фиг. 2 - вид на каркас фрезы, аксонометрическая проекция;
на фиг. 3 - вид в плане на фрезу с трубчатым стволом на фиг. 1;
на фиг. 4 - фреза с трубчатым стволом, аксонометрическая проекция, вид сверху;
на фиг. 5 - фреза с трубчатым стволом, аксонометрическая проекция, вид снизу.
Винтовая свая содержит трубчатый ствол 1 с рабочим органом в виде монолитной из армированного бетона торцевой цилиндрической фрезы 2 с наконечником 3 в форме усеченного обратного конуса. Пространственный армирующий каркас фрезы выполнен сварным из стержней 4 и смонтирован соосно со стволом 1. К периферийной круговой арматуре 5 каркаса приварены два режущих элемента в форме пластин 6 и 7 с передними режущими кромками 8. Пластины расположены диаметрально и встречно направленно под углом 35-40° к торцевой поверхности 9 фрезы, при этом отношение ширины пластины к наружному диаметру фрезы составляет от 0,15 до 0,2 в интервале наружных диаметров фрезы от 500 до 1200 мм, что соответствует максимальным опорным площадям торцевой поверхности фрезы, исходя из расчетных величин вертикальных нагрузок на сваю.
Смонтированный пространственный каркас фрезы размещают в форме-опалубке (на чертежах условно не показана) и последнюю заполняют литым бетоном, при этом конструкция формы позволяет выполнить в бетоне сверху над пластинами открытые каналы 10 для выхода срезаемого грунта над фрезой.
При необходимости трубчатый ствол в варианте может быть усилен путем размещения в его полости вертикальных армирующих стержней и бетонирования полости, что повышает несущую способность сваи.
Винтовую сваю в грунт погружают следующим образом.
Сваю устанавливают и центрируют на рабочей площадке в лидерной скважине. Вращение сваи происходит путем передачи крутящего момента от полого трубчатого ствола 1 на монолитную бетонную фрезу 2 с режущими пластинами 6 и 7 и в совокупности с осевым усилием от собственного веса сваи происходит ее погружение в грунт до проектной отметки. Вращение сваи может производиться с применением специальной техники или кабестановых механизмов с ручным приводом.
Наконечник 3 обеспечивает расширение диаметра лидерной скважины в грунте в процессе погружения сваи. Это способствует уменьшению величины силы сцепления боковой цилиндрической поверхности фрезы с грунтом и соответственно снижает необходимый крутящий момент на вращаемом стволе. Заходная часть фрезы, образуемая двумя режущими элементами 6 и 7 с режущими кромками 8 и углом их наклона к торцевой поверхности 9 фрезы равным 35-40°, позволяет равномерно распределить напряжения по поперечному сечению последней в начале процесса ввинчивания сваи в грунт. По мере прохождения сваи в лидерной скважине встречно направленные режущие элементы 6 и 7 вращаемой фрезы производят круговое срезание грунта и непрерывное его перемещение по открытым каналам 10 из зоны резания в разрыхленный грунт пространства над фрезой. По достижению проектной отметки погружение сваи прекращают и производят уплотнение разработанного грунта вокруг ствола на всю его высоту до нулевой отметки на поверхности рабочей площадки.
Винтовые сваи предложенной конструкции можно эффективно применять в несвязанных и глинистых грунтах пластичной консистенции, также целесообразно погружать до грунтов, обладающих повышенной несущей способностью (глинистые грунты твердой и полутвердой консистенции, плотные песчаные грунты).
Использование винтовой сваи, выполненной согласно изобретению и обладающей улучшенными строительно-техническими свойствами, позволяет не менее, чем в полтора раза увеличить ее несущую способность на знакопеременные осевые нагрузки за счет увеличения площади опирания торцевой поверхности фрезы. Кроме того, улучшается работа сваи при действующих горизонтальных нагрузках.
Claims (1)
- Винтовая свая для возведения фундаментов, содержащая трубчатый ствол, соединенный с рабочим органом, имеющим режущие элементы и наконечник в форме усеченного обратного конуса, отличающаяся тем, что рабочий орган выполнен в виде цилиндрической торцевой фрезы из монолитного бетона с армирующим каркасом и режущими элементами в количестве двух диаметрально расположенных и встречно направленных пластин с передними режущими кромками, пластины закреплены на армирующем каркасе под углом 35-40° к торцевой поверхности фрезы, при этом отношение ширины пластины к наружному диаметру фрезы составляет от 0,15 до 0,2, а над пластинами в цилиндре фрезы выполнены сквозные каналы для выхода срезаемого грунта.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014116703/03A RU2564714C1 (ru) | 2014-04-25 | 2014-04-25 | Винтовая свая |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014116703/03A RU2564714C1 (ru) | 2014-04-25 | 2014-04-25 | Винтовая свая |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2564714C1 true RU2564714C1 (ru) | 2015-10-10 |
Family
ID=54289595
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014116703/03A RU2564714C1 (ru) | 2014-04-25 | 2014-04-25 | Винтовая свая |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2564714C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2788693C1 (ru) * | 2021-12-27 | 2023-01-24 | Наталия Михайловна Кулаева | Винтовая свая |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1738921A1 (ru) * | 1990-05-08 | 1992-06-07 | Брестский политехнический институт | Сва |
RU2200795C1 (ru) * | 2001-08-28 | 2003-03-20 | Басиев Асхар Николаевич | Способ возведения сваи в грунте |
JP2006009446A (ja) * | 2004-06-28 | 2006-01-12 | Chiyoda Koei Kk | 翼付き鋼管杭 |
RU2441116C1 (ru) * | 2010-07-08 | 2012-01-27 | Открытое акционерное общество "ВНИПИгаздобыча" | Свая и способ ее установки в вечномерзлый грунт |
CN202369987U (zh) * | 2011-12-16 | 2012-08-08 | 浙江博雷重型机床制造有限公司 | 一种螺旋地桩 |
-
2014
- 2014-04-25 RU RU2014116703/03A patent/RU2564714C1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1738921A1 (ru) * | 1990-05-08 | 1992-06-07 | Брестский политехнический институт | Сва |
RU2200795C1 (ru) * | 2001-08-28 | 2003-03-20 | Басиев Асхар Николаевич | Способ возведения сваи в грунте |
JP2006009446A (ja) * | 2004-06-28 | 2006-01-12 | Chiyoda Koei Kk | 翼付き鋼管杭 |
RU2441116C1 (ru) * | 2010-07-08 | 2012-01-27 | Открытое акционерное общество "ВНИПИгаздобыча" | Свая и способ ее установки в вечномерзлый грунт |
CN202369987U (zh) * | 2011-12-16 | 2012-08-08 | 浙江博雷重型机床制造有限公司 | 一种螺旋地桩 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2788693C1 (ru) * | 2021-12-27 | 2023-01-24 | Наталия Михайловна Кулаева | Винтовая свая |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU724933B2 (en) | Method and apparatus for forming piles in-situ | |
US4239419A (en) | Precast concrete threaded pilings | |
US7112012B2 (en) | Piling apparatus and method of installation | |
US3422629A (en) | Construction support system and methods and apparatus for construction thereof | |
AU2017203620B2 (en) | Ground reinforcing device | |
RU114692U1 (ru) | Винтовая свая | |
CN109024721A (zh) | 一种加固基础及提高既有建筑刚性基础抗弯剪能力的方法 | |
RU2564714C1 (ru) | Винтовая свая | |
RU194284U1 (ru) | Рабочий орган для устройства винтонабивных свай | |
RU2646282C1 (ru) | Бетонная винтовая свая и способ ее монтажа | |
JP2003286720A (ja) | 沈下抑制構造体、沈下抑制構造体の施工方法、沈下抑制杭 | |
JP4378752B2 (ja) | 大径の既製コンクリート杭基礎用の既製杭、既製杭の埋設方法 | |
CN204780943U (zh) | 一种h型预制混凝土桩及基坑支护装置 | |
KR101131951B1 (ko) | 합성말뚝 제조 및 시공방법 | |
CN209243711U (zh) | 一种挤密螺纹大直径筒桩及其成桩装置 | |
CN208563419U (zh) | 一种套挖装置 | |
TW202134502A (zh) | 風電場基座結構及用於製造風電場基座結構之方法 | |
EP0474204B1 (de) | Verfahren zur Kompensation der Neigung von schiefen Türmen | |
RU89539U1 (ru) | Свая (варианты) | |
RU2709873C2 (ru) | Наборная свая, способ сборки наборной сваи и способ её погружения методом вращательного бурения без осевой нагрузки на верхний торец сваи | |
JP5730597B2 (ja) | スペーサ | |
CN110714488A (zh) | 一种预制自钻螺杆抗浮锚杆 | |
CN108914928A (zh) | 一种挤密螺纹大直径筒桩、成桩装置及其施工方法 | |
CN104110032A (zh) | 大直径空腔长螺旋薄壁灌注桩桩套管 | |
RU2727988C2 (ru) | Металлическая свая |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190426 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20200206 |