RU202927U1

RU202927U1 - Screw pile

Info

Publication number: RU202927U1
Application number: RU2020141782U
Authority: RU
Inventors: Алексей Сергеевич Мокрецов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью «Завод винтовых свай»
Priority date: 2020-12-17
Filing date: 2020-12-17
Publication date: 2021-03-15

Abstract

Полезная модель относится к области строительства, в частности к конструкциям винтовых свай.Винтовая свая содержит полый цилиндрический ствол, винтовую лопасть и втулку с, по крайней мере, двумя ребрами, установленную коаксиально на стволе с возможностью вращения вокруг ствола. Ствол сваи содержит, по крайней мере, один ограничитель перемещения втулки вдоль ствола сваи, снабженный опорными роликами, контактирующими с втулкой.Конструкция винтовой сваи исключает возможность развальцовывания и заклинивания втулки на стволе сваи, что позволяет погружать втулку с ребрами, выполняющую функцию ригельного элемента, на заданную проектную глубину.The utility model relates to the field of construction, in particular to the structures of screw piles. The screw pile contains a hollow cylindrical shaft, a helical blade and a bushing with at least two ribs, installed coaxially on the shaft with the possibility of rotation around the shaft. The pile shaft contains at least one stop for the sleeve movement along the pile shaft, equipped with support rollers in contact with the sleeve. The design of the screw pile excludes the possibility of flaring and jamming of the sleeve on the pile shaft, which makes it possible to immerse the sleeve with ribs, which serves as a transom element, on set design depth.

Description

Полезная модель относится к области строительства, в частности к конструкциям винтовых свай, применяемых при возведении фундаментов малоэтажных зданий, непереносных конструкций, дорожных знаков и указателей, опор линий электропередач, ограждений и т.д., работающих на знакопеременные вертикальные и горизонтальные нагрузки в разных климатических условиях.The utility model relates to the field of construction, in particular to the structures of screw piles used in the construction of foundations for low-rise buildings, non-portable structures, road signs and signs, power line supports, fences, etc., operating on alternating vertical and horizontal loads in different climatic conditions. conditions.

Для обеспечения несущей способности на горизонтальные нагрузки при строительстве фундаментов винтовые сваи закручивают кустами по 2-8 свай в кусте и объединяют стальным ростверком. Данное решение зачастую дает избыточную несущую способность куста на вдавливающие и выдергивающие нагрузки и ведет к увеличению стоимости строительства фундамента.To ensure the bearing capacity for horizontal loads during the construction of foundations, screw piles are twisted by bushes of 2-8 piles per cluster and combined with a steel grillage. This solution often gives an excessive bearing capacity of the bush for pressing and pulling loads and leads to an increase in the cost of building a foundation.

Альтернативным вариантом увеличения несущей способности винтовой сваи на горизонтальные нагрузки является установка на сваю стального или бетонного ригеля. Для этого вокруг установленной в грунт сваи откапывают шурф на глубину от 1 до 3 метров, в этот шурф устанавливают ригель, закрепляют его хомутами к свае и засыпают с послойным уплотнением местным грунтом.An alternative option to increase the bearing capacity of the screw pile for horizontal loads is to install a steel or concrete girder on the pile. To do this, a hole is dug around the pile installed in the ground to a depth of 1 to 3 meters, a crossbar is installed in this hole, fastened with clamps to the pile and covered with layer-by-layer compaction with local soil.

Известные способы возведения фундаментов с использованием винтовых свай, обеспечивающие высокую несущую способность в отношении горизонтальных знакопеременных нагрузок, очень трудоемки, характеризуются необходимостью проведения объемных земляных работ, высокими материальными затратами.The known methods of erecting foundations using screw piles, which provide a high bearing capacity in relation to horizontal alternating loads, are very laborious, are characterized by the need for voluminous earthworks, and high material costs.

Из уровня техники известен винтовой свайный анкер (СА2303932, МПК E02D 27/42; E02D 5/56; E02D5/80, опубл. 25.03.1999 г.), содержащий трубу, к верхнему концу которой приварена (или иным образом прикреплена) опорная плита, которая может быть снабжена прорезями или выемками. Труба снабжена стабилизирующим узлом, содержащим три разнесенных по вертикали втулки, выполненные с возможностью вращения на трубе. От втулок проходят радиально три или более ребер, расположенных на равных угловых расстояниях. Верхняя втулка расположена непосредственно под опорной плитой. Нижний конец трубы снабжен винтом или зубчатым венцом. Три втулки стабилизирующего узла могут быть заменены одиночной втулкой или одной или несколькими кольцевыми пластинами, установленными с возможностью вращения вокруг трубы. Рядом с нижней и верхней втулками расположены установочные кольца для ограничения перемещения стабилизирующего узла вдоль трубы. Установочные кольца снабжены стопорными винтами, позволяющими закреплять их на трубе, обеспечивая при этом вращение стабилизирующего узла вокруг трубы.A screw pile anchor (CA2303932, IPC E02D 27/42; E02D 5/56; E02D5 / 80, publ. 03/25/1999) is known from the prior art, containing a pipe, to the upper end of which a base plate is welded (or otherwise attached) , which can be provided with slots or recesses. The pipe is equipped with a stabilizing unit containing three vertically spaced sleeves rotatable on the pipe. Radially from the sleeves are three or more ribs spaced at equal angular distances. The top bushing is located directly below the base plate. The lower end of the pipe is provided with a screw or a toothed ring. The three sleeves of the stabilizing assembly can be replaced by a single sleeve or by one or more annular plates rotatably mounted around the pipe. Set rings are located near the bottom and top bushings to restrict the movement of the stabilizing unit along the pipe. The set collars are equipped with locking screws to secure them to the pipe while allowing the stabilizer assembly to rotate around the pipe.

Наличие выступающих ребер, расположенных равномерно по периметру втулок, значительно увеличивает площадь боковой поверхности свайного анкера, благодаря чему обеспечивается несущая способность, сопоставимая с несущей способностью сваи, смонтированной с классическим бетонным ригелем. При монтаже такого свайного анкера не требуется выполнение дополнительных земляных работ, так как стабилизирующий узел, выполняющий функцию ригеля, задавливается в землю самой сваей в процессе ее ввинчивания.The presence of protruding ribs, located evenly around the perimeter of the bushings, significantly increases the area of the lateral surface of the pile anchor, thereby providing a bearing capacity comparable to the bearing capacity of a pile mounted with a classic concrete girder. When installing such a pile anchor, additional earthworks are not required, since the stabilizing unit, which performs the function of a crossbar, is pressed into the ground by the pile itself during its screwing in.

Однако, при погружении свайного анкера в грунт нагрузка от установочных колец, жестко зафиксированных на трубе, передается напрямую к втулкам стабилизирующего узла, в результате чего между кольцами и втулками возникают значительные силы трения, что приводит к развальцовыванию и заклиниванию стабилизирующего узла на трубе сваи. Заклинивание стабилизирующего узла приводит к невозможности погружения стабилизирующего узла (втулки) с ребрами на заданную глубину в грунт.However, when the pile anchor is immersed in the ground, the load from the set rings rigidly fixed to the pipe is transferred directly to the bushings of the stabilizing unit, as a result of which significant frictional forces arise between the rings and bushings, which leads to flaring and jamming of the stabilizing unit on the pile pipe. Jamming of the stabilizing unit makes it impossible to immerse the stabilizing unit (bushing) with ribs to a predetermined depth into the ground.

Решение, описанное в патенте СА2303932, выбрано заявителем в качестве ближайшего аналога (прототипа).The solution described in patent CA2303932 was chosen by the applicant as the closest analogue (prototype).

Техническая задача, на решение которой направлена настоящая полезная модель, заключается в устранении недостатка, присущего прототипу, а именно исключение заклинивания стабилизирующего узла (втулки) с ребрами на стволе сваи при ее погружении на заданную глубину и, как следствие, повышение надежности и эффективности установки винтовых свай в грунт на заданную глубину.The technical problem to be solved by the present utility model consists in eliminating the disadvantage inherent in the prototype, namely, the elimination of jamming of the stabilizing unit (sleeve) with ribs on the pile shaft when it is immersed at a given depth and, as a consequence, increasing the reliability and efficiency of installing screw piles into the ground at a given depth.

Решение технической задачи в винтовой свае, содержащей полый цилиндрический ствол, винтовую лопасть и втулку с, по крайней мере, двумя ребрами, установленную коаксиально на стволе с возможностью вращения вокруг ствола, при этом ствол сваи снабжен, по крайней мере, одним ограничителем перемещения втулки вдоль ствола сваи, достигается тем, что ограничитель перемещения втулки вдоль ствола сваи снабжен опорными роликами, контактирующими с втулкой.Solution of a technical problem in a screw pile containing a hollow cylindrical barrel, a helical blade and a bushing with at least two ribs, installed coaxially on the borehole with the possibility of rotation around the borehole, while the pile barrel is equipped with at least one stop for the movement of the bushing along the pile shaft is achieved by the fact that the stop of the sleeve movement along the pile shaft is equipped with support rollers in contact with the sleeve.

Кроме того, в частных случаях реализации настоящей полезной модели достигается следующее.In addition, in particular cases of the implementation of this utility model, the following is achieved.

Опорные ролики контактируют с втулкой через упорное кольцо.The support rollers are in contact with the bushing through a thrust washer.

Упорное кольцо жестко закреплено на втулке.The thrust ring is rigidly fixed to the bushing.

Упорное кольцо выполнено разъемно с втулкой.The thrust ring is split with the sleeve.

Ребра расположены радиально по периметру втулки.The ribs are located radially around the perimeter of the sleeve.

Втулка установлена на стволе с возможностью съема.The sleeve is removable on the barrel.

Ограничитель перемещения втулки вдоль ствола сваи выполнен съемным.The limiter for the sleeve movement along the pile shaft is removable.

Ограничитель перемещения втулки вдоль ствола сваи выполнен в виде опорного болта.The stop for the sleeve movement along the pile shaft is made in the form of a support bolt.

В стволе сваи выполнены сквозные отверстия для установки и фиксации опорного болта.Through holes are made in the pile shaft for installing and fixing the support bolt.

Опорные ролики снабжены подшипниками.Support rollers are fitted with bearings.

Предложенное исполнение винтовой сваи с ограничителем перемещения втулки вдоль ствола сваи, снабженным опорными роликами, обеспечивает минимизацию сил трения между втулкой и верхним ограничителем перемещения втулки в процессе монтажных работ, что в свою очередь позволяет выполнять монтажные работы в соответствии с проектом, погружая втулку с ребрами, выполняющую функцию ригельного элемента, на заданную проектом глубину.The proposed design of the screw pile with a stop for the sleeve movement along the pile shaft, equipped with support rollers, ensures that the friction forces between the sleeve and the upper stop for the sleeve movement during installation work are minimized, which in turn allows installation work to be carried out in accordance with the project by immersing the sleeve with ribs. performing the function of a transom element, to the depth specified by the project.

За счет наличия опорных роликов снижаются силы трения между втулкой и верхним ограничителем перемещения втулки в процессе погружения винтовой сваи, что в свою очередь предохраняет верхнюю часть втулки от развальцовывания и заклинивания её на стволе сваи.Due to the presence of support rollers, the friction forces between the bushing and the upper limiter of the bushing displacement during the driving of the screw pile are reduced, which in turn protects the upper part of the bushing from flaring and jamming it on the pile shaft.

Выполнение втулки с ребрами, а также ограничителя перемещения втулки вдоль ствола сваи съемными позволяет устанавливать втулку на любую винтовую сваю подходящего диаметра, предварительно выполнив в ее стволе сквозные отверстия для установки ограничителей перемещения втулки. Таким образом, выполнение втулки съемной расширяет модельный ряд винтовых свай и позволяет использовать ранее изготовленные стандартные винтовые сваи.The design of the sleeve with ribs, as well as the limiter of the sleeve movement along the pile shaft, removable allows the sleeve to be installed on any screw pile of a suitable diameter, having previously made through holes in its shaft for installing the sleeve displacement limiters. Thus, making the sleeve removable expands the range of screw piles and allows the use of previously manufactured standard screw piles.

Кроме того, выполнение втулки с ребрами, а также ограничителя перемещения втулки вдоль ствола сваи съемными обеспечивает возможность оптимизации транспортировки свай к месту их установки: отдельная транспортировка стволов и втулок с ребрами.In addition, the design of the sleeve with ribs, as well as the limiter of the sleeve movement along the pile shaft, removable provides the possibility of optimizing the transportation of piles to the place of their installation: separate transportation of shafts and sleeves with ribs.

Дополнительным техническим результатом настоящей полезной модели является расширение арсенала технических средств, в частности винтовых свай.An additional technical result of this utility model is the expansion of the arsenal of technical means, in particular, screw piles.

Винтовая свая характеризуется высокой несущей способностью к горизонтальным знакопеременным нагрузкам и имеет конструкцию, позволяющую устанавливать сваю на проектную глубину в грунт.The screw pile is characterized by a high bearing capacity for horizontal alternating loads and has a design that allows the pile to be installed at the design depth into the ground.

Заявляемая винтовая свая также характеризуется повышенной несущей способностью на вдавливающие нагрузки за счет увеличения суммарной площади поперечной поверхности ствола сваи.The inventive screw pile is also characterized by an increased bearing capacity for pressing loads due to an increase in the total area of the transverse surface of the pile shaft.

Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможными, но наглядно демонстрируют возможность достижения требуемого технического результата.The present utility model is illustrated by a specific example of execution, which, however, is not the only possible one, but clearly demonstrates the possibility of achieving the required technical result.

Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежами, на которых представлен частный вариант выполнения винтовой сваи: на фиг. 1 - общий вид винтовой сваи (поперечное сечение); на фиг. 2 - общий вид винтовой сваи в проекции; на фиг. 3 - вид на нижний ограничитель (Б) и верхний вдавливающий упор (А), ограничивающие перемещение втулки вдоль ствола сваи (поперечное сечение); на фиг. 4 - варианты расположения ребер по периметру втулки.The essence of the proposed technical solution is illustrated by drawings, which show a particular embodiment of a screw pile: in Fig. 1 - General view of the screw pile (cross section); in fig. 2 - General view of the screw pile in projection; in fig. 3 is a view of the lower stop (B) and the upper pressure stop (A), which limit the movement of the sleeve along the pile shaft (cross-section); in fig. 4 - options for the location of the ribs around the perimeter of the sleeve.

Винтовая свая выполнена из металлической трубы, представляющей собой цилиндрический ствол 1 сваи, к нижнему торцу ствола 1 сваи может быть присоединен металлический наконечник 2. Наконечник 2 может быть выполнен сварным, кованным или литым.The screw pile is made of a metal pipe, which is a cylindrical pile shaft 1, a metal tip 2 can be attached to the lower end of the pile shaft 1. The tip 2 can be welded, forged or cast.

Наконечник 2 может быть жестко (неразъемно) соединен со стволом 1 сваи встык, либо с использованием внешних накладок, либо посредством соединительной муфты, например, посредством сварки.The tip 2 can be rigidly (permanently) connected to the pile shaft 1 end-to-end, either using external linings, or by means of a coupling, for example, by welding.

Наконечник 1 к стволу 2 сваи может быть присоединен разъемно. В случае разъемного соединения наконечника 2 со стволом 1, форму и размеры наконечника 2 подбирают перед установкой сваи в грунт в зависимости от физико-химических показателей грунта.The tip 1 can be detachably attached to the pile shaft 2. In the case of a detachable connection of the tip 2 with the barrel 1, the shape and dimensions of the tip 2 are selected before installing the pile into the ground, depending on the physical and chemical parameters of the soil.

Ствол 1 сваи также может быть изготовлен сразу с наконечником 2, например, при его литье, либо ковке, например, горячей ротационной ковке.The pile barrel 1 can also be made immediately with the tip 2, for example, when casting it, or forging, for example, by hot rotary forging.

Наконечник 2 может иметь копьевидную форму, замкнутую коническую форму, форму многогранной пирамиды, ланцетовидную форму или иную.The tip 2 can have a spear-like shape, a closed conical shape, a polyhedral pyramid shape, a lanceolate shape, or another.

Наконечник 2 также может быть образован из нижней части цилиндрического ствола 1, например, путем его среза под углом, либо выполнением нижнего края ствола 1 с зубчатой поверхностью, обеспечивающей режущее воздействие на грунт, либо в виде крестообразного наконечника 2, при котором на нижней части ствола 1 вырезают лепестки и сбивают их к центральной оси ствола 1.The tip 2 can also be formed from the lower part of the cylindrical barrel 1, for example, by cutting it at an angle, or by making the lower edge of the barrel 1 with a serrated surface providing a cutting effect on the ground, or in the form of a cruciform tip 2, in which on the lower part of the barrel 1 cut out the petals and knock them down to the central axis of the trunk 1.

Ствол 1 сваи в преимущественном варианте изготавливают из стальной горячедеформированной или электросварной трубы. На ствол 1 и наконечник 2 может быть нанесено антикоррозийное покрытие, например, методом горячего цинкования, либо используя эмали различного состава.The pile barrel 1 is preferably made of hot-deformed steel or electric-welded pipe. The barrel 1 and tip 2 can be coated with an anti-corrosion coating, for example, by hot-dip galvanizing, or using enamels of various compositions.

Ствол 1 сваи может иметь как постоянный диаметр по всей длине, так и переменный диаметр, т.е. ствол 1 сваи может иметь сужающиеся участки.The pile shaft 1 can have either a constant diameter along its entire length or a variable diameter, i.e. the pile shaft 1 may have tapering sections.

Свая снабжена винтовой лопастью 3 расположенной вдоль ствола 1, либо вдоль ствола 1 и наконечника 2. Винтовая лопасть 3 имеет, по крайней мере, один виток. Винтовая лопасть 3 присоединена к стволу 1 и/или наконечнику 2 посредством сварки, либо сформирована при литье сваи. Ширину и количество витков винтовой лопасти 3 подбирают в зависимости от физико-химический характеристик грунта, в который необходимо установить винтовую сваю. Ширина винтовой лопасти 3, как правило, не превышает трех диаметров ствола 1 сваи. Ширина винтовой лопасти 3 может быть как постоянной, так и переменной. Постоянная ширина является более технологичной в изготовлении, так как лопасть 3, как правило, изготавливают из металлической ленты. Винтовую лопасть 3 изготавливают из стали или чугуна. На винтовую лопасть 3 может быть нанесено антикоррозийное покрытие, например, методом горячего цинкования, либо используя эмали различного состава.The pile is equipped with a helical blade 3 located along the barrel 1, or along the barrel 1 and tip 2. The helical blade 3 has at least one turn. The helical blade 3 is attached to the barrel 1 and / or tip 2 by welding, or is formed when casting a pile. The width and the number of turns of the screw blade 3 are selected depending on the physicochemical characteristics of the soil in which the screw pile must be installed. The width of the helical blade 3, as a rule, does not exceed three diameters of the pile shaft 1. The width of the helical blade 3 can be either constant or variable. A constant width is more technologically advanced in manufacturing, since the blade 3, as a rule, is made of a metal strip. The helical blade 3 is made of steel or cast iron. On the helical blade 3, an anti-corrosion coating can be applied, for example, by hot-dip galvanizing, or using enamels of various compositions.

На стволе 1 сваи коаксиально установлена съемная металлическая втулка 4 с жестко присоединенными к ней, например сваркой, по крайней мере, двумя ребрами 5. Как правило, втулка 4 имеет две, три или четыре ребра 5. Ребра 5 расположены радиально по периметру втулки 4 на равных угловых расстояниях друг от друга, ориентированы соосно осевой линии ствола 1 сваи. Ребра 5 в преимущественном варианте имеют форму прямоугольного треугольника с соотношением катетов от 1:2 до 1:4, с расположением большего катета вдоль оси втулки 4, а меньшего - перпендикулярно оси. Ребра 5 могут иметь как одинаковую, так и разную форму и размер. Ребра 5 могут быть размещены под углом относительно осевой линии ствола 1 сваи. Длина (вылет) одного ребра 5 преимущественно равна, но не ограничена, от 0,3 до 1,0 диаметра винтовой лопасти 3, что обеспечивает возможность задавливания втулки 4 с ребрами 5 на заданную глубину.A removable metal sleeve 4 is coaxially mounted on the pile shaft 1 with at least two ribs rigidly attached to it, for example by welding. As a rule, the sleeve 4 has two, three or four ribs 5. The ribs 5 are located radially along the perimeter of the sleeve 4 on equal angular distances from each other, oriented coaxially to the axial line of the pile shaft 1. The ribs 5 in an advantageous embodiment have the shape of a right-angled triangle with a leg ratio from 1: 2 to 1: 4, with the larger leg positioned along the axis of the sleeve 4, and the smaller leg perpendicular to the axis. The ribs 5 can have either the same or different shapes and sizes. The ribs 5 can be placed at an angle relative to the centerline of the pile shaft 1. The length (overhang) of one rib 5 is preferably equal, but not limited to, from 0.3 to 1.0 of the diameter of the helical blade 3, which makes it possible to push the sleeve 4 with ribs 5 to a predetermined depth.

Ребра 5 могут быть присоединены к втулке 4 разъемно, в этом случае, например, но не ограниченно, на наружной поверхности втулки 4 выполнены пазы, в которые устанавливают ребра 5.The ribs 5 can be detachably connected to the sleeve 4, in this case, for example, but not limited to, grooves are made on the outer surface of the sleeve 4 into which the ribs 5 are installed.

Втулка 4 с ребрами 5 выполнены из стали. На втулку 4 с ребрами 5 может быть нанесено антикоррозийное покрытие методом горячего цинкования или покрытие из лакокрасочных материалов. Для обеспечения необходимой прочности втулка 4 и ребра 5 могут быть изготовлены из других материалов, в том числе полимерных материалов.Bushing 4 with ribs 5 are made of steel. The bushing 4 with ribs 5 can be hot-dip galvanized or coated with paints and varnishes. To ensure the required strength, the bushing 4 and ribs 5 can be made of other materials, including polymeric materials.

Внутренний диаметр втулки 4 превышает наружный диаметр ствола 1 сваи, так что между ними образуется зазор от 1 до 5 мм. Благодаря зазору втулка 4 может свободно вращаться вокруг ствола 1 сваи. Для уменьшения силы трения зазор может быть заполнен консистентной смазкой.The inner diameter of the sleeve 4 exceeds the outer diameter of the pile shaft 1, so that a gap of 1 to 5 mm is formed between them. Due to the clearance, the bushing 4 can rotate freely around the pile shaft 1. To reduce the frictional force, the gap can be filled with grease.

Выполнение втулки 4 съемной позволяет ее устанавливать на заранее изготовленные стандартные винтовые сваи, а так же позволяет устанавливать ее на ствол 1 сваи перед завинчиванием сваи в грунт, это помогает оптимизировать расходы на доставку свай к месту выполнения работ (отдельная транспортировка стволов и втулок с ребрами).Removable sleeve 4 allows it to be installed on pre-made standard screw piles, and also allows it to be installed on the pile shaft 1 before screwing the pile into the ground, this helps to optimize the cost of delivering the piles to the work site (separate transportation of shafts and bushings with ribs) ...

Втулка 4 размещена на стволе 1 выше винтовой лопасти 3, преимущественно в верхней части ствола 1 сваи.The bushing 4 is located on the shaft 1 above the helical blade 3, mainly in the upper part of the shaft 1 of the pile.

В стволе 1 сваи выполнены сквозные отверстия для установки и фиксации ограничителей перемещения втулки вдоль ствола 1 сваи, представляющих собой нижний ограничитель 6 и верхний вдавливающий упор 7. Нижний ограничитель 6 и верхний вдавливающий упор 7 выполнены, например, в виде опорных болтов с гайками, проходящих сквозь ствол 1 сваи. Сквозные отверстия для установки нижнего ограничителя 6 и верхнего вдавливающего упора 7 выполнены соответственно ниже и выше места расположения втулки 4 на стволе 1 сваи. При этом верхний вдавливающий упор 7 оснащен, по крайней мере, двумя опорными роликами 8. Опорные ролики 8 могут быть выполнены с подшипниками качения или скольжения или без подшипников. Опорные ролики 8 предназначены для передачи усилия вдавливания к втулке 4 с ребрами 5 в процессе погружения сваи в грунт.Through holes are made in the pile shaft 1 for installing and fixing the stops for the sleeve movement along the pile shaft 1, which are the lower stop 6 and the upper pressure stop 7. The lower stop 6 and the upper pressure stop 7 are made, for example, in the form of support bolts with nuts passing through through the trunk of 1 pile. Through holes for installing the lower stop 6 and the upper pressing stop 7 are made respectively below and above the location of the sleeve 4 on the pile shaft 1. In this case, the upper push stop 7 is equipped with at least two support rollers 8. Support rollers 8 can be made with rolling or sliding bearings or without bearings. Support rollers 8 are designed to transfer the pushing force to the bushing 4 with ribs 5 during the pile sinking into the ground.

Втулка 4 в верхней части снабжена упорным кольцом 9, контактирующим с опорными роликами 8. Упорное кольцо 9 может быть сформировано из тела втулки 4, либо соединено с втулкой 4 разъемно или не разъемно.The bushing 4 in the upper part is provided with a thrust ring 9 in contact with the support rollers 8. The thrust ring 9 can be formed from the body of the bushing 4, or connected to the bushing 4 in a detachable or non-detachable manner.

На упорное кольцо 9 втулки 4 происходит опирание опорных роликов 8 верхнего вдавливающего упора 7 в процессе погружения сваи.On the thrust ring 9 of the sleeve 4, the support rollers 8 of the upper pressing stop 7 are supported in the process of driving the pile.

Ограничитель 6 (нижний опорный болт) также может быть оснащен опорными роликами 8. В этом случае втулку 4 снабжают нижним упорным кольцом 9, контактирующим с опорными роликами 8 нижнего ограничителя 6.The stop 6 (lower support bolt) can also be equipped with support rollers 8. In this case, the bushing 4 is equipped with a lower stop ring 9 in contact with the support rollers 8 of the lower stop 6.

В случаях больших монтажных нагрузок на сваю возможно выполнение двух верхних вдавливающих упоров 7 с опорными роликами 8, развернутых относительно друг друга на прямой угол. Вдавливающие упоры 7 устанавливают в стволе 1 сваи друг над другом на разном расстоянии от верхнего края втулки 4. При этом диаметр опорных роликов 8 подбирают таким, чтобы обеспечить контакт каждого ролика 8 с упорным кольцом 9 втулки 4.In cases of large assembly loads on the pile, it is possible to perform two upper pressing stops 7 with support rollers 8, rotated relative to each other at a right angle. Pressing stops 7 are installed in the pile shaft 1 one above the other at different distances from the upper edge of the sleeve 4. In this case, the diameter of the support rollers 8 is selected so as to ensure contact of each roller 8 with the thrust ring 9 of the sleeve 4.

Верхний конец ствола 1 сваи может быть жестко соединен с функциональным оголовком (на чертежах не показан), выполненным, например, в виде фланца, снабженного ребрами жесткости, равномерно распределенными по периметру фланца и соединены со стволом 1 сваи. В фланце могут быть выполнены диаметрально расположенные отверстия для болтов или шпилек, служащих для присоединения сборных элементов сваи друг к другу, а также к вышерасположенным конструктивным элементам здания или сооружения, либо к оборудованию различного функционального назначения.The upper end of the pile shaft 1 can be rigidly connected to a functional head (not shown in the drawings), made, for example, in the form of a flange equipped with stiffeners uniformly distributed along the perimeter of the flange and connected to the pile shaft 1. Diametrically positioned holes for bolts or studs can be made in the flange, which serve to connect the prefabricated elements of the pile to each other, as well as to the above structural elements of a building or structure, or to equipment for various functional purposes.

В верхней части ствола 1 может быть выполнено одно или более сквозных отверстий для установки приспособления для закручивания сваи в грунт.In the upper part of the trunk 1, one or more through holes can be made for installing a device for twisting the pile into the ground.

Диаметр и длина сваи могут быть самыми различными. Толщина стенок ствола 1 сваи должна быть не менее 3 мм.The diameter and length of the pile can be very different. The wall thickness of the pile shaft 1 must be at least 3 mm.

Монтаж винтовой сваи может быть осуществлен, например, следующим образом.Installation of a screw pile can be carried out, for example, as follows.

Перед погружением сваи выполняют ее крупно-узловую сборку, а именно на ствол 1 стандартной винтовой сваи, в котором выполнены сквозные отверстия, насаживают втулку 4 с ребрами 5, втулку 4 фиксируют от смещения опорными болтами 6 и 7 с опорными роликами 8. Опорные болты 6 и 7 устанавливают в сквозные отверстия ствола 1 сваи и закручивают гайками. Втулка 4 с ребрами 5 также может быть заранее установлена на стволе 1 сваи на заводе-изготовителе.Before the pile is immersed, its large-unit assembly is performed, namely, on the barrel 1 of a standard screw pile, in which through holes are made, sleeve 4 with ribs 5 is pushed, sleeve 4 is fixed against displacement by support bolts 6 and 7 with support rollers 8. Support bolts 6 and 7 are installed in the through holes of the pile shaft 1 and tightened with nuts. The bushing 4 with ribs 5 can also be pre-installed on the pile shaft 1 at the factory.

Сваю погружают классическим для винтовой сваи способом: завинчиванием при помощи машины УБМ-85 или аналогичной по техническим характеристикам машины. Погружение сваи производят по техническим картам для винтовой сваи.The pile is immersed in the classic way for a screw pile: screwing using a UBM-85 machine or a machine similar in technical characteristics. The pile is immersed according to the technical data sheets for the screw pile.

В процессе погружения сваи, когда втулка 4 доходит до земли, она перестает вращаться относительно своей оси (при необходимости до момента касания втулки 4 земли осуществляет корректировку ее положения по осям), при этом вращение сваи не прекращают. Далее, погружая ствол 1 сваи вращением, одновременно производят задавливание втулки 4 с ребрами 5 в грунт при помощи опорных роликов 8. Сваю закручивают в грунт до проектной отметки.In the process of immersing the pile, when the bushing 4 reaches the ground, it stops rotating about its axis (if necessary, until the bushing 4 touches the ground, it corrects its position along the axes), while the rotation of the pile does not stop. Further, by immersing the pile shaft 1 by rotation, the bushing 4 with ribs 5 is pressed into the ground at the same time using the support rollers 8. The pile is screwed into the ground up to the design mark.

При воздействии горизонтальных знакопеременных нагрузок, наклоняющих сваю, ребра 5 передают данную нагрузку на большую площадь поверхности грунта, соприкасающегося с ними, создавая меньшие значения давления на грунт, не способные вызвать в нем смещения.When exposed to horizontal alternating loads tilting the pile, the ribs 5 transfer this load to a large surface area of the soil in contact with them, creating lower values of pressure on the soil that are not capable of causing displacement in it.

Установка втулки 4 с ребрами 5 на ствол 1 сваи с возможностью ее вращения вокруг ствола 1 позволяет вводить ребра 5 в грунт вертикально, так как ввинчивание ствола 1 сваи с винтовой лопастью 3 и вдавливание ребер 5 в грунт осуществляется одновременно и не зависимо друг от друга. Введение ребер 5 в грунт вертикально, во-первых, сохраняет неизменными затраты на погружение заявляемой винтовой сваи в грунт в сравнении со стандартными винтовыми сваями, а во-вторых, повышает несущую способность сваи к горизонтальным знакопеременным нагрузкам, так как при ввинчивании сваи не происходит повреждения грунта в соседней области, примыкающей к ребрам 5.The installation of the sleeve 4 with ribs 5 on the pile shaft 1 with the possibility of its rotation around the shaft 1 allows the ribs 5 to be inserted vertically into the ground, since the screwing of the pile shaft 1 with a helical blade 3 and the pressing of the ribs 5 into the ground is carried out simultaneously and independently of each other. The introduction of ribs 5 into the ground vertically, firstly, keeps the costs of immersing the claimed screw pile in the ground unchanged in comparison with standard screw piles, and secondly, it increases the bearing capacity of the pile to horizontal alternating loads, since when the pile is screwed in, no damage occurs soil in the adjacent area adjacent to the ribs 5.

ООО «Завод винтовых свай» были выполнены опытные модели винтовой сваи с верхним вдавливающим упором 7, снабженным опорными роликами 8. По результатам пробных погружений винтовых свай в глинистые грунты было выявлено, что возникающая минимальная деформация втулки 4 и верхнего вдавливающего упора 7 обеспечивает погружение втулки 4 с ребрами 5 на заданную глубину (2-3 метра от верха втулки до поверхности земли в зависимости от грунтовых условий). В процессе погружения не происходит истирания верхней части втулки 4 и верхнего вдавливающего упора 7. Погружение сваи на большую глубину повышает ее несущую способность.LLC "Plant of Screw Piles" made experimental models of a screw pile with an upper indentation stop 7, equipped with support rollers 8. Based on the results of trial driving of screw piles into clay soils, it was found that the resulting minimal deformation of the sleeve 4 and the upper indentation stop 7 ensures the immersion of the sleeve 4 with ribs 5 to a given depth (2-3 meters from the top of the sleeve to the surface of the earth, depending on soil conditions). In the process of immersion, there is no abrasion of the upper part of the sleeve 4 and the upper indentation stop 7. Immersion of the pile to a great depth increases its bearing capacity.

Предложенная конструкция винтовой сваи характеризуется повышенной несущей способностью на горизонтальные нагрузки при минимальных затратах на ее погружение в грунт.The proposed design of a screw pile is characterized by an increased bearing capacity for horizontal loads with minimal costs for its immersion in the ground.

Винтовая свая обладает повышенной надежностью в эксплуатации, технологична в изготовлении, может быть произведена в условиях отечественной промышленности с использованием известного оборудования, материалов и технологий.The screw pile has increased operational reliability, is easy to manufacture, and can be produced in the domestic industry using well-known equipment, materials and technologies.

Использованные в этом описании термины и словосочетания «содержит», «содержащий», «в частности», «может быть» и их варианты, не должны интерпретироваться как исключающие присутствие других материалов, частей, элементов конструкции, действий.Used in this description, the terms and phrases "contains", "containing", "in particular", "may be" and their variants, should not be interpreted as excluding the presence of other materials, parts, structural elements, actions.

Claims

1. A screw pile containing a hollow cylindrical barrel, a helical blade and a bushing with at least two ribs, mounted coaxially on the bore with the possibility of rotation around the bore, while the pile’s barrel is equipped with at least one stop for the sleeve movement along the pile’s bore characterized in that the stop of the sleeve movement along the pile shaft is equipped with support rollers in contact with the sleeve.

2. A screw pile according to claim 1, characterized in that the support rollers are in contact with the bushing through the thrust ring.

3. A screw pile according to claim 2, characterized in that the thrust ring is rigidly fixed to the bushing.

4. A screw pile according to claim 2, characterized in that the thrust ring is detachable with the sleeve.

5. A screw pile according to claim 1, characterized in that the ribs are located radially along the perimeter of the sleeve.

6. A screw pile according to claim 1, characterized in that the sleeve is removably mounted on the barrel.

7. A screw pile according to claim 1, characterized in that the stop of the sleeve movement along the pile shaft is removable.

8. A screw pile according to claim. 1, characterized in that the stop of the sleeve movement along the pile shaft is made in the form of a support bolt.

9. A screw pile according to claim 1, characterized in that through holes are made in the pile shaft for installing and fixing the stop of the sleeve movement along the pile shaft.

10. A screw pile according to claim 1, characterized in that the support rollers are provided with bearings.