Устройство для изготовления винтонабивных свай

ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ к ПАТЕНТУ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВИНТОНАБИВНЫХ СВАЙ(71) Заявитель Учреждение образования Брестский государственный технический университет (ВУ)(72) Авторы Чернюк Владимир Петрович Пойта Птр Степанович Пчлин Вячеслав Николаевич Щербач Александр Валерьевич (ВУ)(73) Патентообладатель Учреждение образования Брестский государственный технический университет (ВУ)1. Устройство для изготовления винтонабивных свай, включающее ствол с наконечником на нижнем конце и винтообразующий элемент на нем, выполненный в виде теряемого башмака с режущими лопастями, отличающееся тем, что ствол выполнен ступенчатым из двух скрепленных между собой Цилиндров разного диаметра, больщий из которых расположен над меньщим, на котором установлен винтообразующий элемент с возможностью вращения, бащмак которого выполнен в виде кругового цилиндрического кольца, одетого на меньщий Цилиндр, а режущие лопасти прикреплены к наружной боковой поверхности кольца под углом 58 к его продольной оси.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что нижняя часть лопастей и кольца выполнены заостренными.(56) 1. А.с. СССР Не 1006614. Анкерная опорная конструкция / В.Н. Пчелин, В.П. ЧернюкИ др. МПК Е 02 В 5/54. Заявл. 12.10.81. Опубл. 23.03.81 // БИ Не 11 (аналог). 2. Патент РБ Не 5245 на изобретение. Устройство для изготовления винтонабивныхПолезная модель относится К строительству, а именно К изготовлению винтонабивных и набивных свай с уширениями и лопастями по длине ствола при сооружении свайных фундаментов, используемых для закрепления различного рода конструкций К грунту, в Качестве фундаментов зданий и сооружений с повышенной площадью опирания на грунт.Известно устройство для изготовления винтонабивных свай, включающее ствол с наконечником на нижнем конце и винтообразующий элемент на нем, выполненный в виде винтовой лопасти 1.Более близким техническим решением К заявленному объекту является устройство для изготовления винтонабивных свай, включающее ствол с наконечником на нижнем конце и винтообразующий элемент на нем, выполненный в виде башмака с режущими лопастями 2.Недостатками данного устройства являются сложность технологии производства работ, обусловленная наличием как минимум двух механизмов - сложного и дефицитного завинчивающего оборудования при погружении ствола и грузоподъемного - при извлечении, а также невысокая несущая способность по грунту основания в связи с тем, что винтовая свая является однолопастной.Задачами полезной модели являются упрощение технологии производства работ за счет применения только сваепогружающего и извлекающего грузоподъемного оборудования и повышение несущей способности винтонабивной сваи по грунту основания за счет возможности образования многолопастной винтовой сваи.Поставленные задачи решаются тем, что в известном устройстве для изготовления винтонабивных свай, содержащем ствол с наконечником на нижнем конце и винтообразующий элемент на нем, выполненный в виде теряемого башмака с режущими лопастями,ствол выполнен ступенчатым из двух скрепленных между собой цилиндров разного диаметра, больший из которых расположен над меньшим, на котором установлен винтообразующий элемент с возможностью вращения, башмак которого выполнен в виде кругового цилиндрического кольца, одетого на меньший цилиндр, а режущие лопасти прикреплены К наружной боковой поверхности кольца под углом 58 К его продольной оси. Также нижняя часть лопастей и кольца выполнены заостренными.Сопоставительный с прототипом анализ показывает наличие отличительных признаков в изготовлении ствола и винтообразующего элемента ствол выполнен ступенчатым из двух цилиндров разного диаметра больший цилиндр установлен над меньшим винтообразующий элемент изготовлен в виде башмака (кругового цилиндрического кольца, одетого на меньший цилиндр) К наружной боковой поверхности кольца прикреплены режущие лопасти под углом 58 К его продольной оси нижняя часть лопастей и кольца выполнены заостренными.Указанные отличительные признаки являются новыми, существенными и достаточными для реализации устройства и решения поставленных задач - упрощения технологии производства работ (только забивка и извлечение ствола) и повышения несущей способности по грунту основания.Работоспособность винтонабивного устройства реализуется следующим образом. Погружение ствола в грунт обеспечивается забивкой при одетом винтообразующем элемен 2те, который начинает вращаться в грунте за счет реактивного отпора грунта по лопастям,установленным под углом 58 К продольной оси кольца. Лопасти при этом прорезают в грунте канавки винтообразной формы от дневной поверхности до проектной отметки. После извлечения ствола (винтообразующий элемент остается в грунте) и бетонирования скважины литым бетоном в грунте образуется винтовая многолопастная свая.Сравнение данного устройства и винтонабивной сваи с другими техническими решениями в данной отрасли техники и строительства не позволило выявить в них признаки,дискредитирующие новизну технического решения.Сущность технического решения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображено устройство для изготовления винтонабивных свай при погружении в грунт, разрез на фиг. 2 то же, вид сбоку на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1.Устройство состоит из ствола 1 с наконечником 2 на нижнем конце и винтообразующего элемента 3, выполненного в виде теряемого башмака (кругового цилиндрического кольца) 4 с режущими лопастями 5 в виде пластин, установленных под углом 58 к продольной оси кольца 4. Ствол 1 выполнен ступенчатым из двух скрепленных между собой цилиндров 6, 7 разного диаметра, больший из которых 6 установлен над меньшим 7, на котором установлен винтообразующий элемент 3 с возможностью вращения, башмак 4 которого одет на меньший цилиндр 7, а режущие лопасти 5 приварены к наружной боковой поверхности башмака (кольца) 4 под углом 58 к его продольной оси. Кольцо 4 и лопасти 5 заострены снизу в виде скосов 8.Для образования винтонабивной сваи в грунте необходимо вначале погружение устройства в грунт, выемку его из грунта с последующим бетонированием образовавшейся лопасти.Для погружения устройства в грунт к оголовку ствола 1 прикладывают осевое усилие(динамическое и статическое), посредством которого ствол 1 с наконечником погружается, а винтообразующий элемент 3 в виде теряемого башмака (кольца) 4 с режущими лопастями 5 завинчивается в грунт посредством реактивного отпора грунта на лопасти 5. При этом винтообразующий элемент 3 (кольцо 4 и лопасти 5) одет на меньший цилиндр 7 ствола 1, а верхний 6 расположен над меньшим 7 и прочно скреплен с ним, например, на сварке. Кольцо 4, имея незначительную площадь соприкосновения с верхним цилиндром 6 ствола 1, одетое на меньший цилиндр 7, имеющее лопасти 5, развернутые на угол 58 относительно продольной оси кольца 4, снабженное также скосами 8, за счет реактивного отпора грунта на лопасти 5 начинает вращаться в грунте, образуя в нем винтообразную канавку от дневной поверхности грунта до проектной отметки. Наружный диаметр кольца 4 может иметь диаметр больше наружного диаметра большего цилиндра 6 (исключаются силы трения ствола 1 по грунту, снижается энергоемкость погружения), равный с ним или меньший (уменьшается площадь контакта кольца 4 с большим цилиндром 6).После погружения ствол 1 извлекают, а башмак 4 остается в грунте. Далее производится бетонирование скважины литым бетоном, при необходимости с уплотнением и армированием ствола 1. Бетон, заполняя пустоты (скважину и винтообразные канавки),образует винтонабивную многолопастную винтовую сваю.По сравнению с известными техническими решениями аналогичного назначения описываемое устройство проще и технологичнее известных за счет упрощения конструкции ствола и башмака или винтовой лопасти, а также исключения необходимости использования завинчивающей техники (только забивка и извлечение).В связи с обилием значительного числа влияющих факторов и отсутствием существующей методики расчета, конкретный размер экономического эффекта трудно поддается денежному исчислению. Однако возможность его получения вполне достоверна.