Устройство для завинчивания свай

Устройство для завинчивания свай относится к строительству и может быть использовано для сооружения несущих фундаментов, закрепления различных механизмов и устройств на грунте, в том числе в условиях мерзлых грунтов при завинчивании металлических трубчатых свай.

Устройство содержит вращатель 1, редуктор 2 и патрон 3, выполненный в виде втулки 4 с продольным пазом 11 и горизонтальной осью 6. Нижняя часть патрона 3 снабжена захватами 5 с рукояткой 13 и подпружиненным фиксатором 14, причем захваты имеют несквозные пазы. Горизонтальная ось выполнена с цилиндрическими выступами на концах, а продольные пазы втулки выполнены ступенчато-замкнутыми.

Устройство дополнительно может быть снабжено второй горизонтальной осью 16, съемной накладкой 17, состоящей из двух пластин 21 и 22, в которых выполнены отверстия под горизонтальные оси 6 и 16, причем в одной из пластин отверстия выполнены фигурной формы, а на одном конце горизонтальных осей выполнены скосы аналогичной фигурной формы.

Устройство позволяет за счет сокращения времени на подготовку сваи к подъему, закрепления ее в патроне значительно повысить производительность выполнения работ по погружению свай, а также улучшить условия работы, так как все работы производятся не на высоте, а на земле, в непосредственной близости от места завинчивания сваи.

Полезная модель относится к строительству и может быть использовано для сооружения несущих фундаментов, закрепления различных механизмов и устройств на грунте, в том числе в условиях мерзлых грунтов при завинчивании металлических трубчатых свай.

Известно устройство для погружения винтовых свай «за верхнюю головку ствола сваи», которое надевается на верхний конец сваи и при помощи шлицев передает крутящий момент на сваю. (Иродов М.Д. «Применение винтовых свай в строительстве», М., 1968г., с.110).

Использовать данное устройство возможно лишь после того, как свая установлена при помощи дополнительных грузоподъемных устройств в вертикальное положение.

Наиболее близким к заявляемому является механизм завинчивания свай, входящий в устройство для погружения винтовых свай. Устройство содержит базовую машину, на платформе которой смонтированы кран-манипулятор с рабочим органом, несущим механизм завинчивания свай (устройство для завинчивания свай), и поворотное устройство для фиксации и направления винтовых свай в вертикальном и наклонном положении. Механизм завинчивания свай включает в себя редуктор и патрон. Вышеуказанный патрон состоит из втулки со сквозным продольным пазом, в котором с возможностью перемещения вдоль паза установлена в горизонтальном положении ось с подшипниками (роликами). При этом патрон закреплен на валу редуктора (RU, патент №61732, МПК Е02 D 7/22, опубл. 10.03.2007) - прототип.

Недостатком указанных устройств является невозможность закрепления их на свае, которая находится в горизонтальном положении и лежит на земле или в транспортном средстве, и, кроме того, закрепление

сваи в указанных устройствах возможно лишь, только используя приставную лестницу и на высоте.

Задачей полезной модели является расширение технологических возможностей устройства для завинчивания свай.

Технический результат, который будет достигнут от использования полезной модели, заключается в повышении производительности устройства.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для завинчивания свай, содержащем вращатель, редуктор и патрон, выполненный в виде втулки с продольным пазом и горизонтальной осью, нижняя часть патрона снабжена захватами с рукояткой и подпружиненным фиксатором, причем захваты имеют несквозные пазы. Горизонтальная ось выполнена с цилиндрическими выступами на концах, а продольные пазы втулки выполнены ступенчато-замкнутыми.

Кроме того, устройство дополнительно может быть снабжено второй горизонтальной осью, съемной накладкой, состоящей из двух пластин, в которых выполнены отверстия под горизонтальные оси, причем в одной из пластин отверстия выполнены фигурной формы, а на одном конце горизонтальных осей выполнены скосы аналогичной фигурной формы.

Сущность заявленного устройства заключается в конструктивном исполнении механизма завинчивания свай.

Снабжение нижней части патрона захватами с рукояткой и подпружиненным фиксатором позволяет зацеплять, удерживать сваю, производить подъем и установку ее в нужном месте.

Выполнение в захватах несквозных пазов обеспечивает соединение патрона со сваей посредством захватов, размещенных в нижней части патрона за счет поворота их на 180°. Удобство при выполнении операции и простота конструкции захватов делает узел фиксации патрона со сваей надежным и безопасным. Выполнение горизонтальной оси, с

цилиндрическими выступами на концах, позволяет воспринимать вес поднимаемой сваи с учетом запаса прочности.

Исполнение продольных пазов втулки ступенчато-замкнутыми, расположенными диаметрально друг к другу, позволяет свободно перемещаться цилиндрическим выступам горизонтальной оси внутри корпуса, не нагружая их, а также позволяет иметь прочный корпус, способный передавать значительный крутящий момент от механизма завинчивания к свае.

Снабжение устройства дополнительной горизонтальной осью, съемной накладкой, состоящей из двух пластин с отверстиями под горизонтальные оси, причем в одной из пластин отверстия имеют фигурную форму, и выполнение скосов на одном из концов горизонтальных осей такой же фигурной формы обеспечивают надежное крепление осей на оголовке сваи и повышенный крутящий момент при завинчивании сваи. Съемная накладка на конце сваи выполняет роль конструктивного элемента, воспринимающего крутящий момент и передающего его на сваю, а также она позволяет сократить технологическое время подготовки очередной сваи к подъему за счет дополнительно используемых технологических накладок.

Закрепление патрона на свае происходит в то время, когда свая находится в горизонтальном положении на земле или в транспортном средстве. Это позволяет сократить подготовительное время при установке сваи перед погружением.

Из анализа научно-технической и патентной литературы заявляемой совокупности конструктивных признаков механизма завинчивания свай, обеспечивающих закрепление устройства для подъема сваи в то время, когда свая находится в горизонтальном положении, а также позволяющих приступить к погружению сваи после поднятия и переноса ее к требуемому месту без дополнительных операций по установке и закреплению, нами не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого

технического решения критерию «новизна».

Заявленное техническое решение является промышленно применимым, так как может быть использовано для сооружения несущих фундаментов, в строительстве линий электропередач, контактной сети железных дорог, при установке опор любых конструкций во многих отраслях народного хозяйства.

Полезная модель иллюстрируется чертежами, на которых представлены:

на фиг.1 - общий вид устройства для завинчивания сваи;

на фиг.2 - патрон с захватами и одной горизонтальной осью;

на фиг.3 - патрон с захватами и двумя горизонтальными осями;

на фиг.4 - вид А с фиг.2;

на фиг.5 - сечение Б-Б с фиг.2;

на фиг.6 - сечение В-В с фиг.2;

на фиг.7 - съемная пластина накладки;

на фиг.8 - накладка в сборе;

на фиг.9 - сечение Г-Г с фиг.8;

на фиг.10 - втулка с пазом.

Устройство для завинчивания свай состоит из вращателя 1, редуктора 2 и патрона 3 (фиг.1). Патрон (фиг.2) состоит из втулки 4, двух захватов 5, горизонтальной оси 6 с цилиндрическими выступами на концах 7, двух роликов 8 с переходной втулкой 9. Ось 6 устанавливается на верхнем конце сваи 10. Втулка 4 имеет широкие продольные пазы 11 ступенчато-замкнутой формы, расположенные диаметрально друг к другу на всей длине втулки (фиг.5).

В нижней части втулки патрона 4 размещены захваты 5, на которых выполнены несквозные пазы 12 (фиг.6). Захваты снабжены рукояткой 13 с подпружиненным фиксатором 14. На втулке патрона имеется углубление 15 (фиг.4).

Устройство дополнительно может содержать вторую горизонтальную ось 16. (фиг.3). В этом случае в состав патрона входит съемная накладка 17 (фиг.8), которая состоит из двух пластин 21 и 22, охватывающих сваю 10. На осях установлены ролики 8. Со стороны навинчивающихся гаек 18 ролики 8 установлены на оси 6 и 16 через переходные втулки 19, выполненные с пазами 20 (фиг.10) по размеру, совпадающему с размером выполненных скосов на осях 6 и 16. Пластина 21 (фиг.7) в отличие от пластины 22 имеет отверстия фигурной формы с параллельными лысками. Оси 6 и 16 в месте соприкосновения с пластиной 21 тоже имеют параллельные скосы, которые по форме совпадают с формой отверстий в пластине 21. Ось 6 имеет на обоих своих концах цилиндрические выступы 7, позволяющие выполнить захват сваи 10 патроном 3 перед подъемом.

Устройство для завинчивания винтовых свай работает следующим образом.

На свае, лежащей горизонтально на земле или на транспортном средстве, подготовленной к подъему и в дальнейшем - для погружения, устанавливают ось 6 с роликами 8.

После установки оси 6 в отверстия на оголовке сваи и закрепления роликов гайкой 18 к свае подводят патрон с несквозными пазами 12 на захватах 5 в положении «ОТКРЫТО», затем его опускают на цилиндрические выступы 7 на оси 6 так, чтобы они зашли в пазы на захватах. Убедившись в правильном расположении цилиндрических выступов в пазах, при помощи рукояток 13 поворачивают захваты 5 на 180° и фиксируют их положение при помощи фиксаторов 14. (Захваты конструктивно выполнены так, что при помощи рукояток 13 могут поворачиваться на 360° с фиксацией своего положения через 180°, обозначая эти положения, как «ЗАКРЫТО» или «ОТКРЫТО». В положении «ЗАКРЫТО» несквозной паз на захвате открытой своей частью направлен вверх, а в положении «ОТКРЫТО» открытой своей частью направлен вниз. Фиксация захватов

осуществляется за счет попадания подпружиненного фиксатора 14 на рукоятке 13 в углубление 15 на втулке патрона 3).

Выполнив захват сваи 10, и, убедившись в надежности фиксации рукояток 13, выполняют подъем патрона 3 со сваей 10. Подъем выполняют до того момента, чтобы свая оказалась в вертикальном положении (повисла), затем ее переносят к месту завинчивания (пикету). Опускают патрон, сохраняя вертикальное положение сваи. При опускании патрона вниз по свае горизонтальная ось 6 входит во внутрь втулки патрона 4, свая доходит до упора. При этом ролики 8 катятся по сторонам широких пазов 11, а цилиндрические выступы 7 на оси 6 скользят внутри узких пазов.

Погружение сваи начинают одновременно с придавливанием патрона 3 на сваю 10. В дальнейшем при завинчивании витков сваи в грунт, свая самостоятельно, воспринимая крутящий момент от редуктора 2, начинает погружение. При этом вращатель 1 с редуктором 2 и патроном 3 должен находиться в одном положении (расстояние до земли не должно меняться). При погружении сваи в грунт ось 6, передавая крутящий момент на сваю 10, вместе с ней опускается относительно втулки 4, ролики 8 катятся вдоль широких продольных пазов 11, выполненных внутри втулки 4.

Как только ролики дойдут до края широких пазов, вращение приостанавливают и за счет грузоподъемного механизма патрон 3 снова опускают вдоль сваи 10 до упора. При этом ось 6 с роликами 8 вновь занимает крайнее верхнее положение внутри втулки патрона. Теперь уже без дополнительного придавливания начинают вращение сваи, которая продолжает вкручиваться и углубляться в грунт.

Цикл повторяется до тех пор, пока винтовая свая не будет полностью завинчена до проектной отметки.

Для увеличения допускаемого крутящего момента при завинчивании сваи используют накладку 17 с двумя горизонтальными осями 6 и 16, состоящую из двух пластин 21 и 22 с отверстиями под оси.

Установку накладки 17 с двумя осями на оголовок сваи выполняют тогда, когда свая находится в горизонтальном положении на земле или в транспортном средстве, подготовленной к подъему и в дальнейшем для погружения. Пластины 21 и 22 с осями 6 и 16, устанавливают таким образом, чтобы ось 6 с цилиндрическими выступами 7 оказалась в крайних отверстиях сваи, а скосы на пластине 21, осях 6 и 16, а также пазы 20 во втулках 19 совпали, как показано на разрезе Г-Г (фиг.9). В таком случае установка роликов 8 на осях будет выполнена правильно и оси 6, 16 при вращении роликов в процессе завинчивания сваи не будут проворачиваться, этим самым предотвратят откручивание крепежных гаек 18.

После установки накладки 17 на сваю 10 к ней подводят патрон с несквозными пазами 12 на захватах 5. В положении «ОТКРЫТО» патрон 3 опускают на цилиндрические выступы 7 оси 6 так, чтобы они зашли в пазы на захватах. Убедившись в правильном расположении цилиндрических выступов в пазах, при помощи рукояток 13 поворачивают захваты 5 на 180° и фиксируют их положение при помощи фиксаторов 14.

Убедившись в надежности фиксации рукояток 13, выполняют подъем патрона со сваей 10 и накладкой 17 и двумя осями, а также производят завинчивание сваи аналогично тому, когда на свае установлена одна ось 6.

При завинчивании сваи с накладкой 17 вращение приостанавливают, как только нижняя пара роликов 8 дойдет до края широких пазов, и, за счет грузоподъемного механизма, патрон 3 снова опускают вдоль сваи до упора. При этом накладка с роликами вновь занимает крайнее верхнее положение внутри втулки патрона, и теперь уже, также без дополнительного придавливания начинают вращение сваи, которая продолжает вкручиваться и углубляться в грунт.

После окончания завинчивания сваи патрон при помощи поворота захватов на 180° освобождается от сваи и переносится к другой, подготовленной к подъему сваи, на которой уже закреплена другая

технологическая накладка с осями и роликами. С предыдущей сваи накладки снимаются, и готовится очередная свая к подъему.

Таким образом, заявляемое устройство позволяет за счет сокращения времени на подготовку сваи к подъему, закрепления ее в патроне значительно повысить производительность выполнения работ по погружению свай, а также улучшить условия работы, так как все работы производятся не на высоте, а на земле, в непосредственной близости от места завинчивания сваи.

1. Устройство для завинчивания свай, содержащее вращатель, редуктор и патрон, выполненный в виде втулки с продольным пазом и горизонтальной осью, отличающееся тем, что нижняя часть патрона снабжена захватами с рукояткой и подпружиненным фиксатором, причем захваты имеют несквозные пазы, горизонтальная ось выполнена с цилиндрическими выступами на концах, а продольные пазы втулки выполнены ступенчато-замкнутыми.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно снабжено второй горизонтальной осью, съемной накладкой, состоящей из двух пластин, в которых выполнены отверстия под горизонтальные оси, причем в одной из пластин отверстия выполнены фигурной формы, и на одном конце горизонтальных осей выполнены скосы аналогичной фигурной формы.