RU2435905C2

RU2435905C2 - Screw pile

Info

Publication number: RU2435905C2
Application number: RU2010108603/03A
Authority: RU
Inventors: Виктор Дмитриевич Таратута (RU); Виктор Дмитриевич Таратута; Георгий Васильевич Серга (RU); Георгий Васильевич Серга
Priority date: 2010-03-09
Filing date: 2010-03-09
Publication date: 2011-12-10
Also published as: RU2010108603A

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: screw hollow shaft is made along the perimeter in the form of a multiple helical surface with screw grooves inside and outside of the screw hollow shaft at the angle of 30°-55° to its axis of rotation in the form of pockets of curvilinear shape with centres of curvature of curvilinear pockets on the helical surface arranged in turns outside and inside the cross section of the screw hollow shaft, is mounted from one strip of identical width, coiled into cylindrical turns, connected to each other along longitudinal edges, and the strip is bent in a wave-like manner along bending lines arranged at the angle to its longitudinal edges, to form helical surfaces along outer and inner surfaces directed to one and the same side at the angle of 30°-55° to the axis of rotation of the screw hollow shaft, as pockets of curvilinear shape along outer and inner surfaces, which along the perimetre of the screw hollow shaft may be different not only in shape, but also in dimensions, at the same time the distance between bending lines is equal to the sum of length of perimetres of geometric figures of pockets of inner and outer surfaces.

EFFECT: expansion of functional capabilities.

1 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению.The invention relates to construction, namely to foundation engineering.

Известна винтовая свая (см. патент №2228402, 7 Е 02 D 5/56, 10.05.2004, Бюл.№13), включающая винтовой пустотелый ствол из полос, снабженный режущими кромками и закрепленный на поверхности грунта гайкой, каждая из полос из которых согнута попеременно в противоположные стороны под углом 140° по надрезам, выполненным под углом 60° друг к другу и к продольным кромкам полос, с образованием по длине полосы равносторонних треугольников, расположенных на полосе попеременно в противоположные стороны, при этом полосы соединены одна с другой по продольным кромкам под углом 70° с образованием по периметру направляющих трех ломаных винтовых линий, в точках излома которых - вершинах, расположены места схождения четырех равносторонних треугольников - ребер жесткости.Known screw pile (see patent No. 2228402, 7 E 02 D 5/56, 05/10/2004, Bull.№13), including a hollow spiral trunk of strips, equipped with cutting edges and fixed to the soil surface with a nut, each of the strips of which alternately bent to opposite sides at an angle of 140 ° along cuts made at an angle of 60 ° to each other and to the longitudinal edges of the strips, with the formation along the length of the strip of equilateral triangles located on the strip alternately in opposite directions, while the strips are connected to each other longitudinal edges along angle of 70 ° to form perimeter rails polygonal three helical lines, at the points where fracture - tops convergence are places four equilateral triangles - stiffeners.

Недостатками известной сваи являются большая сложность и трудоемкость изготовления, так как необходимо на полосе выполнять сначала надрезы, выполненные под углом 60° друг к другу и продольным кромкам полос, с образованием по долине полосы равносторонних треугольников, расположенных попеременно в противоположные стороны, при этом необходимо соединять эти полосы под строго определенным углом 70°, а также ограниченные технологические возможности.The disadvantages of the known piles are the great complexity and the complexity of manufacturing, since it is necessary to first make cuts on the strip made at an angle of 60 ° to each other and the longitudinal edges of the strips, with the formation of equilateral triangles along the valley valley, alternating in opposite directions, while it is necessary to connect these strips at a strictly defined angle of 70 °, as well as limited technological capabilities.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является винтовая свая, включающая винтовой пустотелый ствол из полос, свернутых в винт в продольном и поперечном направлениях, снабженный режущими кромками и закрепленной на поверхности грунта гайкой, через которую пропущен ствол (см. патент №2172373, 7 Е 02 D 5/56, 20.08.2001, Бюл. №23).The closest technical solution to this invention is a screw pile, including a helical hollow barrel of strips rolled into a screw in the longitudinal and transverse directions, equipped with cutting edges and a nut fixed to the soil surface, through which the barrel is passed (see patent No. 2172373, 7 E 02 D 5/56, 08.20.2001, Bull. No. 23).

Недостатками известной сваи являются большая сложность и трудоемкость изготовления, так как необходимо после скручивания полос относительно продольной оси и соединения этих полос по продольным сторонам еще и изогнуть их в поперечном направлении. Затем, скрепленные между собой полосы вращают и поступательно перемещают с одинаковой скоростью, одновременно изгибая их по винтовым линиям. Недостатками известной сваи являются также недостаточные жесткость, виброустойчивость, особенно для больших по длине и малых по диаметру винтовых свай, а также ограниченные технологические возможности.The disadvantages of the known piles are the great complexity and the complexity of manufacturing, since after twisting the strips relative to the longitudinal axis and connecting these strips along the longitudinal sides, it is also necessary to bend them in the transverse direction. Then, the strips fastened together are rotated and progressively moved at the same speed, while bending them along helical lines. The disadvantages of the known piles are also insufficient rigidity, vibration resistance, especially for large in length and small in diameter screw piles, as well as limited technological capabilities.

Техническим решением является упрощение изготовления и расширение технологических возможностей.The technical solution is to simplify manufacturing and expand technological capabilities.

Техническое решение достигается тем, что в свае винтовой, включающей винтовой пустотелый ствол с режущими кромками, закрепленной на поверхности грунта гайкой, винтовой пустотелый ствол выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми канавками внутри и снаружи винтового пустотелого ствола под углом 30-55° к его оси вращения в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны карманов криволинейной формы винтовой поверхности, расположенными попеременно снаружи и внутри поперечного сечения винтового пустотелого ствола, смонтирован из одной свернутой в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, полосы одинаковой ширины, согнутой волнообразно по размещенным под углом к ее продольным кромкам линиям сгиба, с образованием по наружной и внутренней поверхностям направленных в одну сторону под углом 30-55° к оси вращения винтового пустотелого ствола винтовых поверхностей в виде карманов криволинейной формы по наружной и внутренней поверхностям, которые по периметру винтового пустотелого ствола могут быть различными не только по форме, но и размерам, при этом расстояние между линиями сгиба равно сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренней и наружной поверхностей.The technical solution is achieved by the fact that in a screw pile, including a helical hollow trunk with cutting edges, a nut fixed to the soil surface, a hollow hollow trunk is made around the perimeter in the form of a multiple helical surface with helical grooves inside and outside the helical hollow trunk at an angle of 30-55 ° to its axis of rotation in the form of pockets of curvilinear shape with centers of curvature of pockets of curvilinear shape of the screw surface, alternately located outside and inside the cross-section of the screw empty body trunk, mounted from one rolled into cylindrical coils connected to each other along the longitudinal edges, strips of the same width, bent in waves along the bend lines placed at an angle to its longitudinal edges, with the formation along the outer and inner surfaces directed to one side at an angle of 30 -55 ° to the axis of rotation of the helical hollow trunk of helical surfaces in the form of pockets of curved shape on the outer and inner surfaces, which around the perimeter of the helical hollow trunk can be different e only in shape but also the size, the distance between the fold lines is equal to the sum of the lengths of the perimeters of the geometric shapes of pockets inner and outer surfaces.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой сваи винтовой.According to the patent literature not found a technical solution similar to the claimed, which allows us to judge the inventive step of the proposed screw piles.

Новизна усматривается в том, что свая винтовая выполнена из одной полосы, что упрощает изготовление.The novelty is seen in the fact that the screw pile is made of one strip, which simplifies the manufacture.

Новизна обусловлена тем, что такое конструктивное оформление позволяет обеспечивать снижение нагрузки при осевом перемещении сваи винтовой в грунт.The novelty is due to the fact that such a design allows to reduce the load during axial movement of the screw piles into the ground.

Новизна заключается в том, что при одних и тех же диаметрах винтовых свай известных конструкций в предлагаемой конструкции сваи винтовой за счет наличия карманов волнообразной формы длина периметра винтовой значительно больше, что увеличивает жесткость и расширяет технологические возможности.The novelty lies in the fact that with the same diameters of screw piles of known designs in the proposed design of a screw pile due to the presence of pockets of a wave-like shape, the length of the screw perimeter is much longer, which increases rigidity and expands technological capabilities.

Новизна заключается в том, что благодаря внутренним винтовым поверхностям двоякой кривизны векторы сопротивления погружения сваи меньше, чем у известных конструкций, что облегчает погружение и расширяет технологические возможности.The novelty lies in the fact that thanks to the internal helical surfaces of double curvature, the vectors of pile immersion resistance are smaller than those of known structures, which facilitates immersion and extends technological capabilities.

Новизна предложения заключается также в том, что внутри и снаружи сваи винтовой образованы сложные поверхности по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми канавками внутри и снаружи винтового пустотелого ствола под углом 30-55° к его оси вращения в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны карманов криволинейной формы винтовой поверхности, расположенными попеременно снаружи и внутри поперечного сечения винтового пустотелого ствола в виде сочетания двух криволинейных поверхностей, что облегчает погружение и расширяет технологические возможности.The novelty of the proposal also lies in the fact that inside and outside the screw pile, complex surfaces are formed around the perimeter in the form of a multi-helical surface with screw grooves inside and outside the spiral hollow shaft at an angle of 30-55 ° to its axis of rotation in the form of pockets of curvilinear shape with centers of curvature pockets of a curved shape of a helical surface, alternately located outside and inside the cross-section of a helical hollow trunk in the form of a combination of two curved surfaces, which facilitates burial voltage and expanding technological capabilities.

Новизна заключается также в том, что при одном и том же диаметрах винтовой сваи известной конструкции и предлагаемой конструкции винтовой сваи, в предлагаемой конструкции длина развертки диаметра винтовой сваи по периметру из-за волнистости винтовой сваи по периметру значительно больше, поэтому и жесткость сваи по сравнению с известными конструкциями значительно больше, что представляет возможность сократить габариты винтовой сваи как по длине, так и по диаметру.The novelty also lies in the fact that for the same diameter of a screw pile of a known design and the proposed design of a screw pile, in the proposed design, the scan length of the diameter of the screw pile around the perimeter due to the waviness of the screw pile around the perimeter is much larger, therefore, the rigidity of the pile compared with known constructions is much larger, which makes it possible to reduce the dimensions of a screw pile both in length and in diameter.

Новизна обусловлена тем, что карманы винтовой сваи выполнены волнообразной формы, размеры которых по внутренней поверхности могут отличаться от формы и размеров карманов по наружной поверхности, что расширяет технологические возможности.The novelty is due to the fact that the pockets of the screw piles are made in the form of a wave, the dimensions of which on the inner surface may differ from the shape and dimensions of the pockets on the outer surface, which expands the technological capabilities.

Новизна обусловлена тем, что по внутренней и наружной поверхностям винтовой сваи выполнены направленные в одну сторону винтовые линии и винтовые поверхности в виде карманов волнистной формы, что облегчает погружение сваи и расширяет технологические возможности.The novelty is due to the fact that helical lines and helical surfaces in the form of pockets of a wavy shape are made along the inner and outer surfaces of the screw piles, which facilitates the immersion of the pile and expands the technological capabilities.

Новизна заключается также в том, что при изготовлении винтовой сваи лишь одну полосу сгибают волнообразно, что упрощает изготовление.The novelty also lies in the fact that in the manufacture of screw piles, only one strip is bent in a wave-like manner, which simplifies manufacture.

Новизна усматривается также в том, что лишь одна полоса сгибается в цилиндрические витки, которые соединены по продольным кромкам, что упрощает изготовление.The novelty is also seen in the fact that only one strip is bent into cylindrical turns that are connected along the longitudinal edges, which simplifies the manufacture.

Новизна заключается в том, что ствол винтовой сваи выполнен многозаходным, что не только облегчает погружение, но и сокращает время погружения.The novelty lies in the fact that the shaft of the screw pile is multi-start, which not only facilitates immersion, but also reduces the time of immersion.

Новизна усматривается также в том, что площадь соприкосновения стенок по периметру предлагаемой конструкции винтовой сваи по сравнению с известными винтовыми сваями увеличивается, что увеличивает несущую способность сваи и позволяет по сравнению с известными винтовыми сваями уменьшить толщину стенок при сохранении жесткости и виброустойчивости.The novelty is also seen in the fact that the area of contact of the walls along the perimeter of the proposed design of the screw piles compared with the known screw piles increases, which increases the bearing capacity of the piles and allows, in comparison with the known screw piles, to reduce the wall thickness while maintaining rigidity and vibration resistance.

Новизна заключается также в том, что при погружении предлагаемая свая навинчивается на многозаходный внутренний столб грунта, что увеличивает несущую способность сваи и позволяет, в сравнении с известными винтовыми сваями, уменьшить толщину стенок сваи при сохранении жесткости и прочих технических характеристик, ее металлоемкость.The novelty also lies in the fact that when immersed, the proposed pile is screwed onto a multi-way internal pillar of soil, which increases the bearing capacity of the piles and allows, in comparison with the known screw piles, to reduce the wall thickness of the pile while maintaining rigidity and other technical characteristics, its metal consumption.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг.1 изображена свая винтовая, погруженная в грунт; на фиг.2 - ствол сваи; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 - полоса с размеченными линиями сгиба; на фиг.5 - полоса, согнутая по прямым линиям сгиба волнообразной формы; на фиг.6 - аксонометрическая проекция полосы волнообразной формы, свернутой в цилиндрический виток.The invention is illustrated by drawings, where: in Fig.1 shows a pile screw, immersed in the ground; figure 2 - trunk piles; figure 3 is a section aa in figure 2; figure 4 is a strip with marked bend lines; figure 5 is a strip bent along the straight lines of the fold of a wavy shape; figure 6 is a perspective view of a strip of wave-like shape, rolled into a cylindrical coil.

Свая винтовая включает винтовой ствол 1 и закрепленную на поверхности 2 грунта 3 гайку 4, через которую пропущен ствол 1, имеющий оголовок 5 (фиг.1).The screw pile includes a screw barrel 1 and a nut 4 fixed on the surface 2 of the soil 3, through which a barrel 1 having a head 5 is passed (Fig. 1).

Винтовой ствол 1 (фиг.3, фиг.4) выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми канавками внутри и снаружи винтового ствола 1 в виде карманов криволинейной формы под углом 30-50° к оси вращения винтового ствола 1 с центрами кривизны карманов криволинейной формы винтовой поверхности, расположенными попеременно снаружи и внутри поперечного сечения винтового ствола 1. Винтовой ствол 1 (фиг.2, фиг.3) изготовлен по крайней мере из одной полосы 6, соединенной по продольным кромкам 7 (показаны на фиг.2 штрихпунктирной линией) известными методами, например сваркой, с образованием по наружной и внутренней поверхностям направленных в одну сторону под углом 30-50° винтовых линий 8-9-10-11-12-13-14 и винтовых поверхностей в виде карманов криволинейной формы по внутренней поверхности 15, 16, 17, 18, 19, 20, а также карманов криволинейной формы по наружной поверхности 21, 22, 23, 24, 25, 26, которые по периметру винтового ствола 1 могут быть различными не только по форме, но и по размерам. Полоса 6 (фиг.5, фиг.6) согнута волнообразно по прямым линиям 27, расположенным под одинаковыми углами α к кромкам полосы 6 и размещенным на расстоянии L₁ между линиями сгиба 27. Расстояние L₁ равно сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренней и наружной поверхностей. Полоса 6 после волнообразного сгиба (фиг.5) свернута в цилиндрические витки (фиг.6), соединенные друг с другом по продольным кромкам 7 известными методами в ствол 1.The helical barrel 1 (Fig. 3, Fig. 4) is made around the perimeter in the form of a multiple helical surface with helical grooves inside and outside the helical barrel 1 in the form of pockets of a curved shape at an angle of 30-50 ° to the axis of rotation of the helical barrel 1 with the centers of curvature of the pockets a curved shape of the helical surface, alternately located outside and inside the cross section of the helical barrel 1. The helical barrel 1 (figure 2, figure 3) is made of at least one strip 6 connected along the longitudinal edges 7 (shown in figure 2 by a dash-dot line ) from by known methods, for example by welding, with the formation of helical lines 8-9-10-11-12-13-13-14 and helical surfaces in the form of pockets of a curvilinear shape on the inner surface 15 along the outer and inner surfaces directed to one side at an angle of 30-50 ° , 16, 17, 18, 19, 20, as well as pockets of curved shape on the outer surface 21, 22, 23, 24, 25, 26, which along the perimeter of the screw barrel 1 can be different not only in shape but also in size. Strip 6 (FIG. 5, FIG. 6) is bent in a wave-like fashion along straight lines 27 located at equal angles α to the edges of strip 6 and placed at a distance L ₁ between the bend lines 27. The distance L ₁ is equal to the sum of the lengths of the perimeters of the geometric figures of the inner and outer surfaces. The strip 6 after a wave-shaped bend (Fig. 5) is folded into cylindrical coils (Fig. 6), connected to each other along the longitudinal edges 7 by known methods in the barrel 1.

Для облегчения погружения с противоположной оголовку 5 торцевой части ствола 1 выполнены режущие кромки (на чертежах не показаны).To facilitate immersion from the opposite tip 5 of the end part of the barrel 1 made cutting edges (not shown in the drawings).

Погружение сваи осуществляется забивкой и вдавливанием по оголовку 5 сваи. При этом свая, проворачиваясь в гайке 4, погружается в грунт 3.Pile immersion is carried out by driving and indenting 5 piles along the tip. In this case, the pile, turning in the nut 4, is immersed in the soil 3.

Предложенная конструкция сваи может быть использована в любых грунтовых условиях производственных работ.The proposed design of piles can be used in any soil conditions of production work.

Claims

A screw pile, including a helical hollow shaft with cutting edges, mounted on the soil surface with a nut, characterized in that the helical hollow shaft is made around the perimeter in the form of a multiple helical surface with helical grooves inside and outside the helical hollow shaft at an angle of 30-55 ° to its axis rotation in the form of pockets of a curved shape with centers of curvature of pockets of a curved shape of a helical surface, alternately located outside and inside the cross section of a helical hollow trunk, It consists of one strip of the same width folded into cylindrical coils connected to each other along the longitudinal edges, bent in a wave-like fashion along the bend lines placed at an angle to its longitudinal edges, with the formation along the outer and inner surfaces directed to one side at an angle of 30-55 ° to the axis of rotation of the helical hollow trunk of helical surfaces in the form of pockets of curved shape on the outer and inner surfaces, which along the perimeter of the helical hollow trunk can be different not only in shape, but and sizes, while the distance between the fold lines is equal to the sum of the lengths of the perimeters of the geometric shapes of the pockets of the inner and outer surfaces.