Винтовая свая

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(72) Авторы Пойта Петр Степанович Чернюк Владимир Петрович Семенюк Сергей Михайлович Пчелин Вячеслав Николаевич Лешко Галина Витальевна Коновалов Максим Павлович(73) Патентообладатель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(57) Винтовая свая, включающая заостренный снизу цилиндрический ствол и винтовую лопасть в виде изогнутого по винтовой спирали стержня, размещенного вокруг ствола с зазором, отличающаяся тем, что изогнутый стержень выполнен в виде надетой на ствол с зазором цилиндрической пружины сжатия, жестко прикрепленной к стволу в заходной,средней и хвостовой частях клиньями на газо- или электросварке, причем ствол выполнен трубчатым и снабжен в нижней заходной части стержня перфорированными отверстиями для размыва грунта водой, а в верхней - воротом для вращения и патрубком для подачи воды.(56) 1. Патент РБ на полезную модель 1895, МПК Е 02 5/56, 2004. 2. А.с. СССР 1491963, МПК Е 02 5/56, 1989 (прототип). Полезная модель относится к области строительства, в частности к фундаментостроению, и касается выполнения конструкций винтовых свай и анкеров, предназначенных для закрепления тросовых оттяжек различных сооружений, временных и постоянных опор,например трубопроводов, мостов, линий электропередач и связи, пневмонадувных сооружений, работающих на знакопеременные вертикальные и горизонтальные нагрузки. Известна винтовая свая, содержащая заостренный снизу цилиндрический ствол, снабженный в верхней части уширением и воротом для вращения, и винтовую лопасть в нижней части ствола 1. Недостатками такой винтовой сваи являются повышенная сложность конструкции изза наличия утолщенной и жесткой, скрученной на один оборот по винту полосы, приваренной к стволу, невысокая несущая способность сваи по грунту основания из-за наличия однооборотной лопасти, а также значительная энергоемкость погружения в грунт при высокой прочности грунта. Более близкой по технической сущности и достигаемому результату является винтовая свая, включающая заостренный снизу цилиндрический ствол и винтовую лопасть в виде изогнутого по винтовой спирали стержня, размещенного вокруг ствола с зазором 2. Недостатками этой винтовой сваи являются повышенная сложность конструкции из-за сложности винтовой лопасти, изготовленной из изогнутого по спирали стержня с возрастающим, постоянным и убывающим радиусами соответственно в ее заходной, центральной и хвостовой частях, невысокая несущая способность по грунту основания из-за наличия однооборотной лопасти и повышенная энергоемкость погружения в грунт при значительной прочности грунта. Указанные недостатки успешно устраняются в предлагаемой конструкции, следовательно, задачами полезной модели являются упрощение конструкции, повышение несущей способности по грунту основания и снижение энергоемкости погружения винтовой сваи в грунт. Поставленные задачи решаются тем, что в известной винтовой свае, содержащей заостренный снизу цилиндрический ствол и винтовую лопасть в виде изогнутого по винтовой спирали стержня, последний выполнен в виде надетой на ствол с зазором цилиндрической пружины сжатия, жестко прикрепленной к стволу в заходной, средней и хвостовой частях клиньями на газо- или электросварке, причем ствол выполнен трубчатым и снабжен в нижней заходной части стержня перфорированными отверстиями для размыва грунта водой, а в верхней - воротом для вращения и патрубком для подачи воды. Сопоставительный с прототипом анализ показывает наличие следующих отличий изогнутый стержень выполнен в виде цилиндрической пружины сжатия (одно- или многооборотной) пружина сжатия надета на ствол с зазором пружина жестко прикреплена к стволу в заходной, средней и хвостовой частях клиньями на газо- или электросварке ствол выполнен трубчатым ствол снабжен в нижней заходной части стержня перфорированными отверстиями ствол в верхней части снабжен воротом и патрубком. В связи с тем что пружина сжатия надета на ствол с зазором, площадь винтовой лопасти при опирании на грунт больше, а несущая способность выше. Так как винтовая лопасть выполнена из типовой цилиндрической пружины сжатия, то конструкция такой сваи проще, а так как в процессе погружения сваи к винтовой лопасти и к стволу подается вода, то энергоемкость погружения такой винтовой сваи (завинчивания) ниже других. 2 55962009.10.30 Следовательно, отличительные признаки служат непосредственно для решения поставленных задач. Перечисленные признаки являются новыми, необходимыми и достаточными для получения положительного эффекта и реализации устройства. Простота изготовления винтовой лопасти и ее работоспособность при погружении и в процессе эксплуатации очевидны. Сравнение заявленного устройства с другими техническими решениями в данной отрасли строительства не позволило выявить в них признаки, дискредитирующие новизну данного объекта. Авторам подобные решения не известны. Эффективность предлагаемой винтовой сваи можно повысить еще больше за счет повышения несущей способности по грунту основания, если в конце погружения вместо воды к винтовой лопасти подать закрепляющий и упрочняющий грунт раствор, например раствор хлористого кальция. Сущность предлагаемой винтовой сваи поясняется чертежом, где изображена заявленная конструкция, общий вид. Обозначения 1 - цилиндрический ствол 2 - винтовая лопасть 3 - стержень 4 - цилиндрическая пружина сжатия 5 - клинья 6 - перфорированные отверстия 7 - ворот 8 - патрубок. Винтовая свая состоит из заостренного снизу цилиндрического ствола 1 и винтовой лопасти 2 в виде изогнутого по винтовой спирали стержня 3, размещенного вокруг ствола 1 с зазором. Стержень 3 выполнен в виде надетой на ствол 1 с зазором одно- или многовитковой (одно- или многооборотной) цилиндрической пружины сжатия 4, жестко прикрепленной к стволу 1 в заходной, средней и хвостовой частях клиньями 5 на газо- или электросварке. Сам ствол 1 выполнен трубчатым и снабжен в нижней заходной части стержня 3 перфорированными отверстиями 6, а в верхней - воротом 7 для вращения ствола 1 и патрубком 8 для подачи воды. Погружают сваю вращением за ворот 7 после приложения осевого усилия Р и крутящего момента Мкр. Через патрубок 8 в полость цилиндрического ствола 1 подают под давлением воду, которая через перфорированные отверстия 6 подается в заходную часть винтовой лопасти 2, т.е. к стержню 3, в рабочую зону - зону трения и резания грунта винтовой лопастью 2. Прорезая дальше грунт, винтовая лопасть 2 ввинчивается в него, но уже в более слабый и менее прочный грунт. При этом разжиженный грунт дальше смазывает водой наружную поверхность лопасти 2 (стержня 3), уменьшая сопротивление завинчиванию (погружению) винтовой сваи, т.е. энергоемкость погружения. После погружения сваи до проектной отметки вместо воды к лопасти 2 можно подать закрепляющий грунт силикатный раствор, который повысит еще дополнительно несущую способность винтовой сваи, помимо увеличения площади опирания лопасти 2 на грунт. В процессе эксплуатации (через два-три дня после погружения, это известно) грунт вокруг сваи осушается за счет миграции влаги в окружающий ствол грунт, и несущая способность также повышается. Свая проста по конструкции, состоит из цилиндрического ствола, цилиндрической пружины и клиньев, может быть изготовлена в механических мастерских. Она намного проще известных типовых конструкций винтовых свай со сплошной винтовой лопастью пространственной формы. Свая минимально энергоемка в погружении, может быть установлена ручным способом, обладает высокой несущей способностью по грунту основания, может принести значительный экономический эффект при применении. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3