close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY15218

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2011.12.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 15218
(13) C1
(19)
E 02D 5/56
(2006.01)
СВАЯ ВИНТОВАЯ
(21) Номер заявки: a 20090117
(22) 2009.01.30
(43) 2010.08.30
(71) Заявитель: Научно-исследовательское
республиканское унитарное предприятие по строительству "Институт БелНИИС" (BY)
(72) Авторы: Кравцов Владимир Николаевич; Назаров Николай Александрович; Чеботарь Людмила Сергеевна (BY)
(73) Патентообладатель: Научно-исследовательское республиканское унитарное
предприятие по строительству "Институт БелНИИС" (BY)
(56) ЖЕЛЕЗКОВ В.Н. Винтовые сваи в
энергетической и других отраслях строительства. - Санкт-Петербург: Прагма,
2004. - С. 16, 20, 41.
SU 1315561 A1, 1987.
SU 987031, 1983.
SU 1694780 A1, 1991.
RU 57760 U1, 2006.
BY 15218 C1 2011.12.30
(57)
Свая винтовая, включающая металлический ствол с винтовой лопастью на нижнем конце, отличающаяся тем, что металлический ствол снабжен жестко расположенным по его
длине лидером-уширителем в виде расширяющегося к верху усеченного конуса с цилиндрической верхней частью, при этом лидер-уширитель выполнен с возможностью
Фиг. 1
BY 15218 C1 2011.12.30
установки на металлическом стволе на расстоянии от верхнего конца металлического
ствола, равном его свободной длине над планировочной поверхностью плюс глубина
промерзания, но не менее чем 1,5 м при использовании сваи в неагрессивных грунтах или
не ближе чем на расстоянии, равном диаметру лидера-уширителя от верхней лопасти сваи
при использовании сваи в агрессивных грунтах.
Изобретение относится к строительству, а именно к свайным фундаментам зданий и
сооружений, передающих на основания (преимущественно "слабые") повышенные комбинированные нагрузки (вертикальные, сжимающие, выдергивающие, горизонтальные
наклонные, моментные), а также предназначено для их реконструкции и усиления, преимущественно в труднодоступных местах, например удаленных от строительных баз и
транспортной инфраструктуры, куда доставка сложной энергоемкой техники и материалов затруднена, а также в стесненных городских условиях.
Известна свая винтовая комбинированная, содержащая цилиндрический металлический сплошной ствол с винтовой лопастью, выполненной из заостренной плоской полосы,
скрученной на один оборот по винту, верхняя часть ствола дополнительно снабжена коническим уширением, которое располагается в уровне поверхности грунта и обеспечивает
повышение несущей способности на действие горизонтальных нагрузок [1].
Недостатками такой винтовой сваи являются: коррозия металла, низкие несущая способность на выдергивание и сопротивление силам выпучивания в слабых грунтах, ненадежность узла сопряжения ствола и лопасти, высокая трудоемкость ее погружения и др.,
что ограничивает область применения таких свай опорами оттяжек и временных малонагруженных строений.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому по сущности и достигаемому результату является винтовая металлическая свая [2], широко применяемая в России
и освоенная в настоящее время в Беларуси ООО "ПромСтальКонструкция" для возведения
фундаментов вышек ЛЭП, радиорелейной, сотовой связи, щитов рекламы и др. сооружений, передающих большие комбинированные нагрузки на фундаменты (прототип). Свая
состоит из цилиндрического ствола в виде бесшовной толстостенной трубы и конусного
наконечника с одно-, двухвитковой сварной или литой чугунной лопастью шириной 500,
850 и 1000 мм. Свая погружается в грунт специальной завинчивающей машиной (кабестаном), навешиваемой на кран, экскаватор и др. специальные механизмы. Выпуск кабестанов налажен в РФ.
Свая, за счет уширения пяты винтовой лопастью до 1000 мм, обладает повышенной
несущей способностью на выдергивающие, сжимающие и моментные нагрузки. Для
предотвращения коррозии лопастей они изготавливаются из металла с медными добавками или из литого чугуна.
Недостатками такой винтовой сваи являются: большой расход металла и коррозия ее
ствола, а также низкая несущая способность на горизонтальное усилие в уровне верха
сваи, консольно защемленной в грунте, ослабленном винтовыми полостями, образованными при завинчивании лопасти.
Задачи и технический результат, на решение которых направлено изобретение, состоят в повышении несущей способности на действие горизонтальных нагрузок, защите
ствола сваи от коррозии, повышении надежности и долговечности, что позволит использовать сваю не только для временных, но и для гражданских и промышленных сооружений II уровня ответственности. Попутно решаются также вопросы повышения несущей
способности на сжимающие, выдергивающие, моментные нагрузки, снижения металлоемкости и энергоемкости за счет уменьшения диаметра ствола и ширины лопасти (в связи с
увеличением общей несущей способности, в частности, боковой поверхности ствола и ло-
2
BY 15218 C1 2011.12.30
пасти в результате ее дополнительного обжатия лидером) и, как следствие, уменьшения
удельной стоимости винтовой сваи - C/Fd (где C - стоимость, Fd - несущая способность).
Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что в известной металлической винтовой свае, содержащей металлические наконечник с винтовой лопастью
и ствол, последний снабжен лидером-уширителем в виде усеченного конуса, расширяющегося к верху, с цилиндрической верхней частью, закрепленным в любой части ствола
по его длине, но не ближе чем на расстоянии от поверхности грунта (планировки), равном
глубине его промерзания, и не менее 1,5 м (по критерию среза бетона по металлу от продольного усилия) и не ближе чем на расстоянии b от верхней лопасти сваи (где b - диаметр уширения).
В процессе погружения винтовой сваи в грунт лидер-уширитель на ее стволе выполняет роль бурораскатывающего механизма, образующего вокруг металлического ствола
сваи кольцевую скважину без выемки грунта, который вдавливается в ее стенки, упрочняя
их и ликвидируя винтовые прорези, образовавшиеся от лопастей сваи в результате ее завинчивания.
При расположении лидера-уширителя на расстоянии от верха лопасти, равном диаметру
уширения b (оптимальный размер из опыта), несущая способность винтовой сваи существенно повышается за счет уплотнения грунта в уровне пяты. После погружения винтовой
сваи в грунт и заполнения образованной вокруг ствола сваи кольцевой скважины жестким
твердеющим материалом, например бетоном, цементно-песчаным раствором и др., она работает как прочная опора, жестко защемленная в основании верхним и нижним концами, а
также по длине ствола, что в 1,5-2 раза повышает несущую способность винтовой сваи на
все виды нагрузок, включая горизонтальные, обеспечивает антикоррозионную защиту ствола, а также надежность, долговечность и индустриальность, комплексную механизацию
всех работ, сокращение их трудоемкости за счет ликвидации ручного труда при откопке
скважины на глубину 1,5 м и сокращение сроков возведения фундаментов до 30 %.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое изобретение отличается от известного решения тем, что цилиндрический ствол сваи снабжен лидеромуширителем, служащим для раскатки грунта и образования уширения (рубашки) вокруг
ствола, обеспечивающего повышение несущей способности сваи на горизонтальные и
моментные нагрузки, защиту ствола от коррозии, ликвидацию ручных работ, индустриальность и др.
Указанные отличительные признаки являются новыми, существенными, необходимыми и достаточными для получения нового положительного эффекта, выражающегося в
повышении несущей способности сваи на горизонтальную, выдергивающую и другие
нагрузки, в обеспечении коррозионной защиты, снижении трудоемкости, сокращении
сроков возведения фундаментов и индустриальности работ.
Сравнение заявляемого изобретения с известными конструкциями винтовых свай не
выявило в них признаков, дискредитирующих новизну заявляемого решения.
Сущность изобретения поясняется чертежами на фиг. 1-4. На фиг. 1 изображен вариант погруженной в грунт винтовой сваи с лидером-уширителем, расположенным в верхней части ее ствола на расстоянии от планировочной поверхности, равном глубине
промерзания, но не менее 1,5 м по условию среза по поверхности металл-бетон от усилия
сжатия-выдергивания; на фиг. 2 - вариант винтовой сваи с лидером-уширителем в уровне
острия сваи; на фиг. 3 - поперечное сечение сваи на фиг. 1 и 2 в месте бетонного уширения (разрез A-A); на фиг. 4 показан общий вид откопанного бетонного оголовка опытной
сваи после ее испытания на опытной площадке.
Обозначения: 1 - металлический ствол винтовой сваи; 2 - металлическая лопасть наконечника сваи; 3 - лидер-уширитель, закрепленный на стволе сваи; 4 - уширение (рубашка
вдоль ствола сваи); 5 - винтовые прорези в грунте от погружения лопасти; 6 - уплотненный лидером-раскатчиком грунт вдоль ствола сваи.
3
BY 15218 C1 2011.12.30
Винтовая свая состоит из металлического ствола 1 преимущественно цилиндрической
формы с винтовой одно-, двухвитковой лопастью 2 на нижнем конце. Ствол сваи снабжен
лидером-уширителем 3 для устройства уширения (рубашки) 4.
Погружают винтовую сваю в грунт, например, завинчиванием кабестаном, предварительно закрепив на стволе постоянный или съемный лидер-уширитель в неагрессивных
средах на расстоянии от конца сваи, равном ее свободной длине над поверхностью плюс
глубине промерзания грунта (и не менее 1,5 м, фиг. 1), а в агрессивных средах в уровне
нижнего конца сваи над лопастью на расстоянии от нее, равном диаметру лидера уширителя "b" (фиг. 2).
Свая за счет винтовой лопасти 2 и крутящего момента, передаваемого ей от кабестана,
погружается в грунт до проектной отметки, параллельно раздвигая его лидером-уширителем в стороны, уплотняя окружающий грунт вдоль ствола, и заполняет прорези 5, образованные ее лопастью (фиг. 1). В результате вдоль ствола сваи образуется цилиндрическая
скважина с уплотненными стенками и упрочненным грунтом 6. Погружение сваи осуществляется до полного ее внедрения. Затем кольцевая полость заполняется любым известным твердеющим антикоррозионным материалом, как правило бетоном, цементнопесчаным раствором и др., например, укладкой с вибрированием или инъекцированием, после чего свая способна воспринять значительные комбинированные нагрузки, в том числе
горизонтальные, и защищать металлический ствол сваи от коррозии. Винтовой наконечник
сваи, как правило, сразу выполняется из антикоррозионных материалов.
Техническое решение согласно изобретению просто в изготовлении, технологично,
индустриально, обеспечивает положительный эффект и реализовано на производстве в
виде опытной партии (фиг. 4).
Источники информации:
1. BY 1895 U, 2005.
2. Железнов В.Н. Винтовые сваи в энергетической и других отраслях строительства. С.-Петербург: Прагма, 2004. - С. 16, 20, 41.
Фиг. 2
Фиг. 3
4
BY 15218 C1 2011.12.30
Фиг. 4
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
5
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
845 Кб
Теги
by15218, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа