Конструкция сборной винтовой металлической сваи

1 Изобретение относится к строительству и может быть использовано при строительстве и усилении зданий и сооружений, а также для анкеровки подпорных стен. В связи с огромным разнообразием инженерно-геологических условий строительных площадок, на которые возводятся или были возведены здания и сооружения, часто встречаются такие грунтовые условия, которые требуют применения свайных инструментов. В условиях тесной городской застройки, при наличии в российских городах большого количества исторических зданий и памятников традиционный способ погружения забивных, буронабивных и задавливаемых свай становится невозможным изза значительных воздействий на близлежащие постройки, вызывающих в них нежелательные деформации. В связи с этим во многих городах, в частности в Москве, Санкт-Петербурге и других этот вид работ запрещен. В то же время многие исторические здания требуют капитального ремонта, в том числе и усиления фундаментов сваями. В настоящее время для этих целей широко применяют буроинъекционные сваи, которые имеют ряд недостатков, к числу которых относится- получение большого количества шлама,затрудняющее производство работ в городских условиях, достаточно громоздкое оборудование,не позволяющее производить работы в низких подвалах;- низкая несущая способность буроинъекционных свай, работающих на трение по боковой поверхности;- невысокая производительность существующего оборудования. Всех этих недостатков лишены винтовые металлические сваи. Известно, что несущая способность винтовой сваи определяется физико-механическими характеристиками грунтов, на которые опирается лопасть винтовой сваи. Чем больше диаметр лопасти, тем больше площадь поперечного сечения, воспринимающая нагрузку. В существующих винтовых сваях диаметр лопасти задается и, как правило, жестко соединяется с наконечником сваи. В реальных условиях строительства грунты основания имеют в большинстве случаев пестрые напластования,значительно отличающиеся друг от друга по своим физико-механическим характеристикам. В таких условиях предпочтительней помещать лопасти винтовой сваи в те пласты грунта, которые обладают наилучшими физикомеханическими характеристиками. Чтобы этого достигнуть, нужно лопасти винтовой сваи сделать съемными. В этом случае диаметр лопасти можно подбирать,исходя из физикомеханических характеристик грунтов, при этом достигается наибольший эффект использован 001693 2 ного материала сваи. Кроме того, чтобы иметь возможность производить работы по завинчиванию свай в любых стесненных по высоте условиях, винтовые сваи должны быть составными, причем высота элемента составной винтовой сваи должна варьироваться в широких пределах. Известна конструкция сваи (патент Японии 3-50045 МКИ Е 02D 5/56, 1991 г.). Отличается эта свая тем, что на ее столбчатом участке выполнены прерывистые или непрерывные лопасти, которые приварены к столбчатой части. Ствол сваи имеет круглую форму в сечении. Свая имеет следующие недостатки. Непрерывные лопасти представляют собой шнек, который, как известно, способствует завинчиванию сваи, но не увеличивает несущую способность сваи. Прерывистые лопасти воспринимают нагрузку каждая по отдельности. Несущая способность каждой лопасти определяется не только физико-механическими характеристиками грунта, но и качества сварки, соединяющей лопасть со стволом сваи. Даже при отличном качестве сварки несущая способность лопасти будет лимитирована длиной сварного шва, которая ограничена в данной конструкции. В случае, если лопасть завинчена в грунт с высокими физико-механическими характеристиками, то свойства грунтов будут не реализованы. Кроме того рассматриваемая свая по этому патенту не составная, поэтому имеет ограниченное применение, т.е. в условиях открытой площадки для возведения фундаментов под вновь строящиеся здания. Известна конструкция винтовой сваи (авторское свидетельство СССР 1009001, МКИ Е 02D 5/56, 1983 г.); отличающаяся тем, что свая состоит из ствола и винтового наконечника,состоящего из винтовой лопасти с заостренной частью. Наконечник и ствол сваи стыкуются в упор. Конструкция этой сваи имеет только один сборный элемент - наконечник, поэтому может быть использована для погружения только в один несущий слой грунта, что ограничивает ее несущую способность. Кроме того лопасть сваи приварена к наконечнику, а этот недостаток подробно рассмотрен при разборе предыдущего патента. Ствол сваи имеет круглое сечение. Близким техническим решением к заявленному является конструкция винтового анкера (авторское свидетельство СССР 1315541,МКИ Е 02D 5/56, 1987 г.), отличающаяся тем,что ступицы с винтовой лопастью связываются с полым стволом при помощи винтовой нарезки. Недостатки этого решения состоят в том,что соединение лопасти к ступице производится с помощью сварки. Поэтому несущая способность сваи будет определяться не только несущей способностью грунтов, но и несущей способностью сварки. При толщине лопасти до 1,0 см нельзя сформировать мощный сварочный шов. Кроме того соединение ступицы с лопастями производится с помощью резьбового соединения. Такое соединение не позволяет производить вывинчивание сваи, поскольку процесс вывинчивания происходит в обратную от завинчивания сторону. Это ограничивает область применения винтовой сваи, поскольку при ликвидации этого недостатка она может быть многократно использована как анкер или опытная свая для статических испытаний. Наиболее близким техническим решением к заявленному является конструкция винтовой сваи, описанная в авторском свидетельстве СССР 1321535 МКИ Е 02D 5/56 Способ установки в грунт винтовой сваи. Эта конструкция позволяет наиболее полно использовать несущую способность грунтов. К недостаткам конструкции нужно отнести невозможность вывинчивания сваи из грунта,поскольку в ней не предусмотрены для этих случаев необходимые конструктивные элементы. Кроме того лопасти привариваются к ступице и, следовательно, конструктивная прочность сваи будет определяться качеством сварки и параметрами сварочного шва. Целью изобретения является повышение конструктивной несущей способности металлической винтовой сваи. Поставленная цель достигается тем, что ствол винтовой металлической сваи представляет собой квадрат, на который приваривают упоры, представляющие собой пластины толщиной не менее 1,0 см. Лопасть - лист круглой формы,разрезанный по радиусу. В центре лопасти 4 отверстие в виде квадрата, сторона которого на 0,5 мм больше стороны квадрата ствола сваи. Концы разрезанного радиуса разведены по отношению друг к другу в вертикальной плоскости. Лопасть одевается на ствол снизу вверх до упора верхней плоскости лопасти в упорные пластины, а нижняя плоскость лопасти фиксируется специальным болтом. Конструктивная несущая способность лопасти будет определяться пределом прочности материалаF - площадь поперечного сечения рассчитываемой конструкции. Такая конструкция винтовой сваи позволяет использовать наиболее полно несущую способность грунтов, в которые будут завинчены лопасти сваи, поскольку можно будет заранее определить площадь лопасти и подобрать соответствующий ее диаметр. Уменьшиться стоимость самой сваи, поскольку в заводских условиях необходимо будет изготавливать только лопасти, а сборка самой сваи может быть осуществлена в любых условиях, включая строительную площадку. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Винтовая сборная металлическая свая, отличающаяся тем, что, с целью повышения несущей способности сваи, на ее стволе жестко прикрепляются пластины, являющиеся упорами для лопасти сваи, которая одевается на ствол сваи и фиксируется стопорным болтом, проходящим сквозь ствол сваи.