close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY11898

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2009.06.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 11898
(13) C1
(19)
E 02D 5/80
СВАЯ АНКЕРНАЯ ВИНТОВАЯ И СПОСОБ ЕЕ ВОЗВЕДЕНИЯ
(21) Номер заявки: a 20060526
(22) 2006.05.30
(43) 2007.12.30
(71) Заявитель: Зеге Владимир Николаевич (BY)
(72) Авторы: Зеге Владимир Николаевич;
Зеге Андрей Владимирович (BY)
(73) Патентообладатель: Зеге Владимир Николаевич (BY)
(56) RU 2204653 C2, 2003.
SU 1270217 A1, 1986.
RU 2131495 C1, 1999.
SU 987031, 1983.
SU 723027, 1980.
SU 447481, 1975.
RU 2076173 C1, 1997.
BY 6558 C1, 2004.
US 5010698 A, 1991.
JP 57003915 A, 1982.
BY 11898 C1 2009.06.30
(57)
1. Свая анкерная винтовая, содержащая бетонный ствол в форме тела вращения, армированный стержневой арматурой, металлический наконечник и винтовую лопасть, отличающаяся тем, что металлический наконечник с винтовой лопастью изготовлены
цельнолитыми из коррозионностойкого материала, например чугуна, а бетонный ствол
посредством стержневой арматуры конструктивно связан с металлическим наконечником,
Фиг. 1
BY 11898 C1 2009.06.30
выполненным в виде полого цилиндра, верхний конец которого снабжен соединительным
шлицом, а нижний - съемной конической пробкой, при этом в полости цилиндрического
металлического наконечника посредством внутреннего резьбового соединения подвижно
установлено плоское кольцо с аксиальными отверстиями, через которые продета и закреплена сваркой стержневая арматура, концы которой выпущены с возможностью выталкивания съемной пробки.
2. Свая по п. 1, отличающаяся тем, что плоское кольцо установлено с возможностью
вращения и перемещения вдоль оси цилиндрического металлического наконечника.
3. Свая по п. 1, отличающаяся тем, что цилиндрический металлический наконечник
дополнительно защищен антикоррозионным покрытием.
4. Способ возведения анкерной винтовой сваи, включающий погружение на проектную отметку цилиндрического металлического наконечника с винтовой лопастью в грунт
путем вращения с одновременным воздействием внешнего осевого усилия, направленного
вертикально вниз, отличающийся тем, что предварительно в грунте бурят лидерную
скважину, глубиной, равной длине сооружаемой сваи, и диаметром, равным диаметру
ступицы сваи, далее заполняют скважину цементным молоком, затем цилиндрический
металлический наконечник с винтовой лопастью устанавливают по центру лидерной
скважины, при этом предварительно верхний конец цилиндрического металлического
наконечника посредством шлица соединяют с обсадной трубой и путем ее вращения погружают цилиндрический металлический наконечник в скважину на проектную отметку,
формируя на стенках последней винтовую нарезку в грунте, затем плоское кольцо с вваренной стержневой арматурой ввинчивают по резьбе до обеспечения контакта со съемной
конической пробкой и выталкивают ее концами выпущенной арматуры, далее обсадную
трубу извлекают из лидерной скважины и одновременно во внутреннюю полость обсадной трубы под давлением 5-6 атм. подают бетонный раствор и формуют ствол сваи, заполняя внутреннюю полость цилиндрического металлического наконечника, лидерную
скважину и винтовую нарезку в грунте бетоном.
Изобретение относится к области строительства и предназначено для стабилизации
деформирующихся фундаментов зданий и сооружений, устройства фундаментов в новом
строительстве на рыхлых и вечномерзлых грунтах, сооружению опор линий электропередач, вышек приемопередающих радиоэлектронных станций и т.д.
Из уровня техники известны разнообразные конструкции винтовых свай, в том числе
и с лопастью на нижнем конце [2-10].
Принципиальным недостатком таких свай является ненадежность сварных соединений
вследствие их низкой коррозионной стойкости, что снижает прочность и долговечность
фундамента, а также высокая стоимость их возведения, так как обычно они полностью изготавливаются из стали.
Наиболее близка к предлагаемому изобретению по совокупности признаков винтовая
свая и способ ее изготовления, содержащая ствол в виде тела вращения с наконечником в
нижней части, а на внешней поверхности ствола смонтирован по его длине винтовой шнек
[1]. Ствол сваи в верхней части выполнен с элементом связи с устройством для передачи
крутящего момента свае и создания осевой нагрузки. Винтовой шнек выполнен из металлического стального проката постоянного сечения с заданным шагом и углом навивки.
Навивка шнека выполнена сплошной или составной по длине ствола сваи из отдельных
стыкуемых между собой винтовых звеньев. Ствол сваи может быть, в частности, выполнен из армированного бетона с продольно расположенными и закрепленными на внешней
поверхности в теле ствола элементами крепления для жесткого монтажа винтовых звеньев
шнека.
2
BY 11898 C1 2009.06.30
Секции ствола выполнены составными. По длине части секций стыкуются между собой, при этом каждая часть выполнена полой или монолитной из бетона. Ствол сваи выполнен полым или с продольным каналом для подачи раствора к пяте. Каждое винтовое
звено шнека изготовлено из арматуры круглого сечения и прикреплено сваркой к жестко
закрепленным в теле ствола элементам крепления. При этом дополнительно каждое винтовое звено шнека приварено к наружной поверхности ствола сваи.
Недостатком сваи является сложность конструкции, обусловленная тем, что она выполнена составной и содержит сварные соединения, что снижает надежность конструкции
сваи в целом. Кроме того, свая достаточно металлоемка и требует при изготовлении дорогого металлопроката и сложных механизмов для ее сооружения.
Известный способ [1] сооружения сваи включает погружение в грунт за счет одновременного вращения и вдавливания под внешним усилием или за счет вращения с погружением под собственным весом. Свая выполняется также с продольной полостью или
каналом в ее теле для последующей подачи бетонного раствора к пяте сваи для увеличения ее несущей способности. При этом винтовая навивка на внешней поверхности сваи
обеспечивает образование скважины с уплотненной стенкой, а грунт в зоне вокруг сваи
уплотняется на 75-80 % от объема самой сваи, что существенно увеличивает устойчивость
от горизонтальных статических и динамических воздействий на ограждающую конструкцию, отсекая эти воздействия от фундаментов рядом расположенных зданий. Способ погружения сваи свободен от ударных и вибрационных нагрузок, что устраняет нарушения и
ослабления окружающего грунта, особенно песчаного и обводненного. Варьируя шаг,
угол навивки винта, высоту винтового ребра (применительно к типу грунта), а также сечение сваи, получают практически однородную по площади стенки отверстия плотность
окружающего сваю грунта, что существенно повышает позиционную устойчивость сваи в
грунте.
Недостатками известного способа сооружения сваи являются недостаточная степень
уплотнения стенок скважин, особенно это проявляется на песчаных и обводненных грунтах, и, как следствие, снижение устойчивости и эксплуатационной надежности сваи. Кроме
того, реализация способа требует сложных и дорогих механизмов, что снижает экономическую эффективность технологического процесса сооружения свайных фундаментов
таким способом.
Целью изобретения является снижение стоимости и уменьшение металлоемкости
сваи, исключение из технологического процесса применения сложных и дорогих механизмов для сооружения свайных фундаментов.
Техническим результатом изобретения является уменьшение металлоемкости, повышение несущей способности и эксплуатационной надежности сваи за счет исполнения
ствола сваи в форме анкера и конструктивно связанного с ним цельнолитого с винтовой
лопастью наконечника.
Поставленная цель достигается тем, что в свае анкерной винтовой, содержащей бетонный ствол в форме тела вращения, армированный стержневой арматурой, металлический наконечник и винтовую лопасть, согласно изобретению, металлический наконечник
с винтовой лопастью изготовлены цельнолитыми из коррозионностойкого материала,
например чугуна, а бетонный ствол посредством стержневой арматуры конструктивно
связан с металлическим наконечником, выполненным в виде полого цилиндра, верхний
конец которого снабжен соединительным шлицом, а нижний - съемной конической пробкой, при этом в полости цилиндрического металлического наконечника посредством
внутреннего резьбового соединения подвижно установлено плоское кольцо с аксиальными отверстиями, через которые продета и закреплена сваркой стержневая арматура, концы
которой выпущены с возможностью выталкивания съемной пробки.
Плоское кольцо установлено с возможностью вращения и перемещения вдоль оси цилиндрического металлического наконечника.
3
BY 11898 C1 2009.06.30
Цилиндрический металлический наконечник дополнительно защищен антикоррозионным покрытием.
Поставленная цель достигается также тем, что в способе возведения анкерной винтовой
сваи, включающем погружение на проектную отметку цилиндрического металлического
наконечника с винтовой лопастью в грунт путем вращения с одновременным воздействием внешнего осевого усилия, направленного вертикально вниз, согласно изобретению,
предварительно в грунте бурят лидерную скважину глубиной, равной длине сооружаемой
сваи, и диаметром, равным диаметру ступицы сваи, далее заполняют скважину цементным молоком, затем цилиндрический металлический наконечник с винтовой лопастью
устанавливают по центру лидерной скважины, при этом предварительно верхний конец
цилиндрического металлического наконечника посредством шлица соединяют с обсадной
трубой и путем ее вращения погружают цилиндрический металлический наконечник в
скважину на проектную отметку, формируя на стенках последней винтовую нарезку в
грунте, затем плоское кольцо с вваренной стержневой арматурой ввинчивают по резьбе до
обеспечения контакта со съемной конической пробкой и выталкивают ее концами выпущенной арматуры, далее обсадную трубу извлекают из лидерной скважины и одновременно во внутреннюю полость обсадной трубы под давлением 5-6 атм. подают бетонный
раствор и формуют ствол сваи, заполняя внутреннюю полость цилиндрического металлического наконечника, лидерную скважину и винтовую нарезку в грунте бетоном.
Сущность изобретения поясняется чертежами на фиг. 1-3.
На фиг. 1 представлен общий вид сваи в грунте.
На фиг. 2 - обсадная труба с цилиндрическим наконечником перед погружением в лидерную скважину.
На фиг. 3 - вид обсадной трубы с цилиндрическим наконечником после погружения в
лидерную скважину.
Свая 1 включает бетонный ствол 2 со ступицей 3 цельнолитой с винтовой лопастью 4;
цилиндрический наконечник 5, например, из чугуна со съемной конической пробкой 6;
плоское кольцо 7 с отверстиями 8 для арматуры 9, нижние концы 10 которой пропущены
через отверстия 8 плоского кольца 7, а верхние концы 11 соединены сварной перемычкой
12; бетонный ствол 2, погруженный в лидерную скважину 13 грунта 14 с винтовой нарезкой 15. Шлицевое соединение 16 на верхнем конце торца 17 цилиндрического наконечника 4 взаимодействует со шлицем 18 обсадной трубы 19.
Реализация изобретения.
В грунте 14 с помощью бурового станка с полым шнеком (на чертеже не показано)
бурят лидерную скважину 13 до проектной отметки на глубину, равную длине сооружаемой сваи 1. Диаметр скважины 13 задают равным наружному диаметру ступицы 3 сваи 1 и
наружному диаметру цилиндрического наконечника 5. Пробуренную лидерную скважину
13 заполняют цементным молоком 21. Предварительно собирают цилиндрический наконечник 5, для чего плоское кольцо 7 посредством внутреннего резьбового соединения устанавливают в полость 22 цилиндрического наконечника 5. Затем в аксиальные отверстия
8 пропускают нижние концы 10 арматуры 9 и закрепляют их сваркой и заглушают с нижнего конца съемной конической пробкой 6, а верхние концы 11 арматуры 9 соединяют
сварной перемычкой 12. Подготовленный таким образом цилиндрический наконечник 5
устанавливают по центру лидерной скважины 13 и вводят в зацепление шлицевое соединение 16 на верхнем конце торца 17 цилиндрического наконечника 5 со шлицем 18 обсадной трубы 19. Затем вращателем бурового станка (на чертеже не показано) приводят во
вращение обсадную трубу 19 со скоростью п = 6-8 об/мин, направляя усилие вниз по оси
лидерной скважины 13 и обеспечивая ввинчивание и погружение цилиндрического наконечника 5 на проектную отметку. При этом винтовая лопасть 4 цилиндрического наконечника 5 формирует в грунте 14 винтовую нарезку 15, одновременно вдавливая цементное
молоко 20 в стенку скважины 13, тем самым укрепляя ее дополнительно. После установки
4
BY 11898 C1 2009.06.30
цилиндрического наконечника 5 на проектной отметке в скважине 13 специальным воротом
(на чертеже не показано) проворачивают верхние концы 11 арматуры 9 с перемычкой 12,
ввинчивая тем самым плоское кольцо 7 по резьбовому соединению 20 в полости 22 до
обеспечения контакта нижних концов 10, выпущенной арматуры 9 с конической съемной
пробкой 6, и выталкивают ее с торца 23 на дно 24 лидерной скважины 13. Далее, бетонным насосом (на чертеже не показано) в обсадную трубу 19 подают под давлением до
5 атм. бетонный раствор 25, одновременно извлекая обсадную трубу 19 из лидерной скважины 13. При этом бетонный раствор 25 заполняет под давлением полость 22 цилиндрического наконечника 5, лидерную скважину 13 и винтовую нарезку 15, формируя
анкерный бетонный армированный ствол 2, одновременно обеспечивая опрессовку сваи 1
в скважине 13. После отверждения бетонного раствора 25 и набора марочной прочности
свая 1 готова к эксплуатации.
В особо тяжелых условиях эксплуатации фундаментов цилиндрический наконечник
дополнительно защищают от коррозии путем нанесения антикоррозионного металлизированного или полимерного покрытия, например, цинкового или на основе гудрона и т.д. (на
чертеже не показано).
Формование ствола сваи с одновременным прессованием бетонного раствора путем
подачи его под давлением до 5 атм., а также предварительное упрочнение под давлением
стенок скважины цементным молоком с удалением избыточной влаги в грунт путем
фильтрации при вдавливании винтовой лопастью в процессе погружения наконечника,
обеспечивают существенное повышение плотности грунта стенки в зоне вокруг сваи и
увеличивают прочность бетона ствола сваи в результате формирования под давлением
мелкопористой структуры твердения бетонного камня. При этом прочность бетонного
камня в теле ствола сваи повышается в 1,2 - 1,6 раза.
Конструктивное решение сооружения сваи обеспечивает получение опорной площади,
в разы превышающей аналогичный параметр прототипа и ближайших аналогов, что достигается возможностью изготавливать бетонные монолитные со стволом винтовые лопасти анкера диаметром до 1 м и более. Применение цельнолитого с винтовой лопастью
цилиндрического наконечника, в частности чугунного, существенно снижает затраты на
его изготовление и повышает его долговечность вследствие повышенной коррозионной
стойкости. Использование специального покрытия для дополнительной защиты от коррозии, например цинкового, полимерного или аналогичного им, позволяет существенно повысить техническую и эксплуатационную надежность сваи в целом.
Предложенная винтовая анкерная свая и способ ее сооружения характеризуются
малой металлоемкостью и высокой экономичностью в производстве.
Источники информации:
1. RU 2204653 С2, 2003.
2. SU 1270217 А1, 1986.
3. RU 2131495 С1, 1999.
4. SU 987031, 1983.
5. SU 723027, 1980.
6. SU 447481, 1975.
7. RU 2076173 С1, 1997.
8. BY 6558 С1, 2004.
9. US 5010698 А, 1991.
10. JP 57003915 А, 1982.
5
BY 11898 C1 2009.06.30
Фиг. 2
Фиг. 3
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
6
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
510 Кб
Теги
by11898, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа