Zinātniskās darbības atbalsta sistēma
Latviešu English

Komercializācijas pieteikums: Stiegrota betona konisks skrūvpālis

Nosaukums Stiegrota betona konisks skrūvpālis
Anotācija

Izgudrojums attiecas uz ēku un būvju pamatnēm. Tā pielietošanas joma ir vietas pāļu projektēšana un tehnoloģija vājās gruntīs. Piedāvātajam betona skrūvpālim ir koniska forma un uz tā virsmas ir izveidota taisnstūra, trīsstūra, vai pakāpienu veida vītne. Šāda pāļa izveidošanai gruntī ieskrūvē pāļa formai identisku konisku un vītņotu metāla veidni, kurā ir ierīkoti betona maisījuma izplūdes kanāli ar vienvirziena darbības vārstuļiem. Pēc tam šo veidni izskrūvē no grunts un vienlaicīgi caur aksiālu un radiāliem betona maisījuma kanāliem aizpilda atvērušos starp grunti un veidņa virsmu spraugas tilpumu ar betona maisījumu līdz veidņa augšējai malai. Tad maisījumā iesprauž stiegru karkasu, bet sablīvētajā grunts koniskajā matricā iespiestais betona maisījums sacietējot izveido izskrūvētā veidņa ģeometrijas kopiju – konisku vītņotu pāli. Vienu šādu urbjmašīnai piestiprinātu konisku pāļa veidni var izmantot atkārtoti, neierobežota betona skrūvpāļu daudzuma veidošanai.

Atslēgas vārdi skrūvpālis, rūpniecisks inventāra veidnis, betons, fiobrobetons, pakāpienu vītne, matrica, kopijas, pāļu stiegru karkass, daudzkārtēja pāļu tiražēšana
Autori Videvuds-Ārijs Lapsa
Andrejs Krasņikovs
Struktūrvienība (25408) Betona mehānikas zinātniskā laboratorija
Saimniecisko darbību statistiskā klasifikācija, NACE 2 Būvniecības un ainavu arhitektu pakalpojumi
Tehnoloģijas/produkta apraksts

Tiek piedāvāts stiegrota betona skrūvpālis, kura vītne ir izveidota uz apaļa konusa virsmas. Tā var būt gan taisnstūra, gan arī trīsstūra, gan arī pakāpienu veida vītne ar asij perpendikulāru apakšējo virsmu. Pēdējā vītne atšķiras ar to, ka tās profila apakšējā virsma darbojas perpendikulāri apkārtējās grunts reakcijai un tā piešķir pālim lielāku slodzes nestspēju. Šīs vītnes atbalstvirsma arī ir vislielākā, salīdzinot ar citu veidu vītnēm.

1. att. Stiegrota betona skrūvpālis.

Šāda pāļa izveidošanai izmanto daudzkārt lietojamu konisku metāla veidni, kura ārējās virsmas ģeometrija atkārto nākošā koniskā skrūvpāļa virsmas ģeometriju.

Grunts griešanas atvieglošanai koniskā veidņa piestiprinātas vītnes ārējā šķautne var būt paplašināta ar speciālu grunts griešanas šķautni. Uz koniskā veidņa rotācijas ass atrodas koaksiāla caurule betona maisījuma padošanai no apakšējās centrālās atveres spraugā starp veidni un atsegto grunts virsmu. Priekš lieliem betona tilpumiem no aksiālās caurules var būt ierīkoti radiāli betona plūsmas atzari.

Skrūvpāļa veidni piestiprina pie urbjmašīnas darba vārpstas un to ieskrūvē gruntī līdz projektētajam dziļumam. Pēc tam pa centrālo koaksiālo cauruli iesūknē betona maisījumu un atkarībā no pāļa izmēriem, tā plūsmu sadala arī pa radiālajiem betona kanāliem. Betona maisījuma spiediens uz izplūdes vārstuļiem pieaug un tad ieslēdz veidņa rotāciju izskrūvēšanas režīmā. Koniskajam veidnim paceļoties rodas sprauga starp veidņa virsmu un grunti, bet betona izplūdes vārstuļi tad atveras. Betona maisījums tad ieplūst šajā spraugā un aizpilda to gan veidņa gludajā – koniskajā daļā, gan arī noblīvētajā gruntī iespiestajās un vītņu atstātajās gropēs. Betona maisījuma tilpumsvars ir lielāks par grunts tilpumsvaru tādēļ tā spiediens līdzsvaro grunts spiedienu un neļauj tai nobrukt.

Ieskrūvēšanas gaitā grunts ir arī radiāli sablīvēta, ieguvusi augstāku stiprību un slodzes nestspēju. Izskrūvējot veidni no grunts tās masīvā iespiestajās vītnes gropēs betona maisījums vienlaicīgi aizpilda atbrīvojošo tukšumu un izveido konisku pāli, kurš ir ieskrūvējamā metāla veidņa ārējās, vītņotās virsmas kopija.

Pēc visa betona maisījuma iepildīšanas vienlaicīgi ar veidņa izskrūvēšanu, betona maisījuma līmenis ir sasniegts līdz projektētajai pāļa galvas atzīmei. Tad, nepieļaujot betona maisījuma saistīšanās sākumu, tajā iegremdē projektam atbilstošu stiegru karkasu.

Pēc betona maisījuma sacietēšanas līdz projektētajai stiprībai, pālis ir gatavs paredzētās slodzes uzņemšanai.

Iespējamais pielietojums Stiegrota betona koniskajam skrūvpālim ir plašas lietošanas iespējas būvniecībā. Tas paredzēts lielu koncentrētu slodžu uzņemšanai un pāļu pamatnes veidošanai vājās gruntīs. Turklāt, var izgatavot liela skaita pāļu ar vienu koniskā pāļa veidni.
Priekšrocības
  •  Pāļa koniskā ārējā virsma labāk uzņem konstruktīvo slodzi nekā cilindriskā, vai prizmatiskā virsma.
  • Ar pāļa iegremdēšanas dziļumu pieaugošais vītņojuma diametrs un tā pieaugošais atbalsta laukums uz pāļa koniskās virsmas palielina pāļa slodzes nestspēju, kas ir būtiski, veidojot pāļu pamatnes vājās gruntīs.
  • Vītnes cilindriskā virsma ieskrūvēšanas gaitā grunti ap veidni radiāli sablīvē un tā vairs nav jāizceļ no urbuma.
  • Pēc betona sacietēšanas pāļa vītnes radiālā virsma uzņem un nodod sablīvētajai gruntij vertikālo slodzi.
  • Betona maisījuma viskozitāte ir daudzkārt mazāka par grunts viskozi-plastisko pretestību, un veidni izskrūvējot betona maisījums strādā kā lubrikants (smērviela), kas samazina rotējošā veidņa ārējo berzi gruntī un tā samazina tā izskrūvēšanai lietojamo vērpes momentu un urbjmašīnas hidromotora enerģijas patēriņu.
  • Gruntī vairs nepaliek dārgās un vienreiz lietojamās vītņotās pāļa metāla smailes (kā piem., “Fundex” pāļiem), bez kurām cilindriskus pāļus ar radiālo grunts sablīvēšanas metodi izveidot nav iespējams.
  • Pie vienādām pāļu pamatnes slodzes nestspējām būs nodrošināts konstruktīvo materiālu un darba ietilpības samazinājums, gan arī atbilstošs būvizmaksu samazinājums.
Tehnoloģijas gatavības līmenis Tehnoloģijas demonstrācijā mākslīgi radītā vidē: sistēmas modelis vai prototips ir pārbaudīts mākslīgi radītā vidē
Vēlamais sadarbības veids • Licences līgums. • Līgumdarbi.
Publikācijas
ID 78
Kontaktinformācija e-pasts: santa.puskarjova@rtu.lv un ilmars.viksne@rtu.lv, tālrunis: +371 29373757 un +371 29187403