HU209984B - Test loading pile for measuring the load capacity of pile bases - Google Patents

Abstract

Test load post to measure load-bearing capacity of pile foundation consists of separate shaft and shoe, which are moved hydraulically relative to each other

Description

A találmány tárgya próbaterhelő cölöp cölöpalapozások teherbírásának mérésére.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a test load bearing pile for measuring the load bearing capacity of a pile foundation.

Cölöpök illetve cölöpalapozások teherbírásának vizsgálatára korábban súllyal terhelt hidat vagy másféle, a föld felszíne felett elrendezett és a vizsgáló terhelés felvételére alkalmas szerkezetet használtak, ami jelentős költségráfordítással járt, mind a módszer munka-, mind pedig időigénye következtében. Ezen korábbi vizsgálati módszerek további hátránya az volt, hogy a cölöp alsó részén létrejövő ellenállásnak és a köpenyrész súrlódási ellenállásának külön-külön való meghatározása tenzometriás technológia alkalmazását tette szükségessé, ami rendkívüli mértékben megnövelte a vizsgálat költségigényét.For testing the load-bearing capacity of piles or piles, a previously weighted bridge or other structure placed above the surface and capable of bearing the test load was used, which involved considerable expense, both due to the labor and time required for the method. A further disadvantage of these earlier test methods was that the separate determination of the resistance of the lower part of the pile and the frictional resistance of the mantle part necessitated the application of tensometry technology, which greatly increased the cost of the test.

A helyszínen gyártott cölöpök teherbírásának meghatározására időközben egy korszerűbb módszer is kifejlesztésre került, amely például a 181 292 lsz. magyar szabadalmi leírásból ismerhető meg.In the meantime, a more advanced method has been developed to determine the load-bearing capacity of locally produced piles, e.g. Hungarian patent specification.

Az önlehorgonyzás elvén alapuló találmány lényege az, hogy a cölöp talprészét és a cölöpszárat azonos erővel egymással ellentétes irányba el lehet mozdítani egy a cölöp hossztengelyében húzódó és a cölöptalppal összekötött rudazaton keresztül, ahol az ehhez szükséges erőt egy a rudazat tetejére szerelt és egyúttal egy támlapon keresztül a cölöpszárba lehorgonyzott, hidraulikus erőforrás által működtetett emelő biztosítja. A terheléshez szükséges reakcióerőt a cölöpszár súlya és a köpenysúrlódás adja.The principle of the invention based on the principle of self-anchoring is that the base of the pile and the pile can be moved in the opposite direction with the same force through a pillar in the longitudinal axis of the pile and connected to the pile with a support secured by a hydraulically powered lifting device that is anchored to the pole. The reaction force required for the load is given by the weight of the pile and the friction of the jacket.

Ezen megoldás alapvető hátránya, hogy csak helyszínen gyártott, például fúrt cölöpök vizsgálatára alkalmas, mivel csak ezek elég vaskosak ahhoz, hogy befogadhassák a cölöp hossztengelyében játékkal elhelyezett erőátadó rudazatot, amely hosszú és karcsú cölöpöknél kihajlásra hajlamos, ami rontja a mérés pontosságát, sőt azt adott esetben lehetetlenné is teszi. Miután előregyártani eleve csak könnyen és gazdaságosan szállítható, karcsú cölöpöket érdemes, emiatt az előregyártott vert cölöpöknél az ismertetett vizsgálati módszer nem alkalmazható. A korábbi módszer további hátránya, hogy a helyben készített, általában fúrt cölöpökre jellemző körkeresztmetszet miatt viszonylag csekély a köpenysúrlódás, így a teljes teherbírás értékét nem lehet megbízhatóan megállapítani.The basic disadvantage of this solution is that it is only suitable for locally manufactured piles, such as drilled piles, since only they are sufficiently bulky to accommodate a play transmission rod located in the longitudinal axis of the piles, which tends to bend over long and slender piles. makes it impossible. Since prefabricated ones are easily and economically transportable, lean piles are worthwhile, therefore, the test method described is not applicable to prefabricated piles. A further disadvantage of the previous method is that due to the locally made, generally drilled piles, the circumferential cross-section is relatively low, so that the total load capacity cannot be reliably determined.

A találmány által megoldandó feladat a korábbi megoldások hiányosságainak a kiküszöbölése és olyan felépítésű próbaterhelő cölöp kifejlesztése, amely alkalmas mindenféle cölöpalapozás teherbírásának gyors, megbízható és gazdaságos mérésére, így helyszínen készített és előregyártott, tetszőleges hosszúságú és karcsúságú cölöpök, sőt ferde cölöpök esetében egyaránt.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to overcome the drawbacks of the prior art and to develop a test load bearing structure capable of rapidly, reliably and economically measuring the load bearing capacity of any pile foundation, such as locally manufactured and prefabricated poles of any length and slender.

Akitűzött feladatot a 181 292 lsz. szabadalmi leírásban ismertetett megoldás elvéből kiindulva a találmány értelmében olyan próbaterhelő cölöppel oldottam meg, amelynek egymástól elválasztott és egymáshoz képest ellentétes irányban azonos erővel hidraulikus úton elmozdítható cölöpzára és cölöptalpa van, ahol egy hidraulikus erőforrás a cölöpszár tengelyirányú furatán keresztül erőátadó kapcsolatban áll a cölöptalppal, emellett a cölöpszárhoz és a cölöptalphoz külön-külön távolságmérő egység van hozzárendelve, továbbá a cölöpszár aljában egy hidraulikus kamra van kiképezve, amelyben egy a cölöptalp felső homlokoldaláról felfelé kinyúló szár van tömítetten és eltolhatóan megvezetve és amely egy a cölöpszár tengelyirányú furatában húzódó hidraulikus vezetéken keresztül van összekötve egy hidraulikus erőforrással.The assigned task is the 181 292 pages. In the context of the present invention, I have solved, in accordance with the present invention, a test load pile which has a pivot and pillar which is hydraulically displaceable and pivotally connected by a pivoting shaft, a pivot and pillar are each separately spaced, and a hydraulic chamber is formed at the bottom of the pile, in which a stem projecting upwardly from the top of the pile base is sealed and slidably guided through a pivotable axial bore with hydraulic power.

A találmány egyik egyszerűbb mérést lehetővé tévő és egyúttal a cölöptalp hidraulikus tömítésének megóvását elősegítő kiviteli alakja értelmében a cölöpszár tengelyirányú furatában húzódó hidraulikus vezetékben egy mérő-feszítő rúd van elrendezve, amelynek alsó vége a cölöptalppal van összekötve, míg felső vége kiáll a cölöpszárból és egy mérést elősegítő mérőelemmel van ellátva.According to one embodiment of the invention, which facilitates the measurement and at the same time contributes to the protection of the hydraulic seal of the pile base, a hydraulic tensioning rod is provided in a hydraulic line extending through the axial bore of the pillar. is equipped with a facilitating measuring element.

A cölöptalp és a hidraulikus kamra közötti hidraulikus tömítés még biztonságosabb megóvását segíti elő, ha a cölöptalp felső homlokoldala és a cölöpszár alsó homlokoldala radiális irányú erők felvételére alkalmas felületkialakítással van egymáshoz illesztve. Ennek a megoldásnak egyik lehetséges kiviteli alakja értelmében a cölöptalp felső homlokoldala és a cölöpszár alsó homlokoldala egymásba illeszkedő kúpfelületként van kialakítva.The hydraulic seal between the pile base and the hydraulic chamber is even more secure if the upper face of the pile base and the lower face of the pillar are joined to each other by a surface design for receiving radial forces. According to one embodiment of this solution, the upper end face of the pile base and the lower face face of the pile are formed as a conical surface.

A találmány szerinti próbaterhelő cölöpnél a felfelé kinyúló szárral ellátott cölöptalp általában lefelé összetartó cölöpcsúcsként van kialakítva, de helyben készített, fúrt cölöpök esetében tárcsaként is kiképezhető.In the test load pile of the present invention, the pile base with the upwardly projecting leg is generally designed as a downwardly cohesive pile tip, but may also be formed as a disc for locally made drilled piles.

A találmányt részletesebben kiviteli példák kapcsán, a csatolt rajz alapján ismertetem.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti előregyártott próbaterhelő cölöp vázlatos felépítését mutatja, hosszmetszetben, a 2. ábra a találmány szerinti előregyártott próbaterhelő cölöp egy másik lehetséges kiviteli változatát tünteti fel, ugyancsak vázlatos hosszmetszetben, a 3. ábra a 2. ábra szerinti próbaterhelő cölöp A-A vonal szerinti keresztmetszete, a 4. ábra a találmány szerinti, helyszínen készített próbaterhelő cölöp vázlatos felépítését mutatja keresztmetszetben, míg az 5. ábra a 4. ábra szerinti próbaterhelő cölöp B-B vonal szerinti metszete.Figure 1 is a schematic longitudinal sectional view of the prefabricated test load pile according to the invention, Figure 2 shows another possible embodiment of the prefabricated test load pile according to the invention, also in schematic longitudinal section, Figure 3 shows the test load shown in Figure 2. Figure 4 is a schematic cross-sectional view of the on-site test load pile of the present invention, and Figure 5 is a cross-sectional view of line BB of the test load pile of Figure 4.

Amint az az 1. ábrán látható, a találmány szerinti előregyártott próbaterhelő cölöpnek egymástól elválasztott 1 cölöpszára és 2 cölöptalpa van. A 2 cölöptalp fölött, az 1 cölöpszár aljában egy 3 hidraulikus kamra van kialakítva, amelyben egy a 2 cölöptalp felső 4 homlokoldáról felfelé kinyúló 5 szár van eltolhatóan és hidraulikus 6 tömítés által tömítetten megvezetve. A 3 hidraulikus kamrába egy az 1 cölöpszár felső végén levő 7 cölöptetőre felszerelt e hidraulikus csatlakozón keresztül bekötött 9 hidraulikus vezeték torkollik, amely egy célszerűen az 1 cölöpszár tengelyében húzódó 10 furaton keresztül van átvezetve és amely egy hidraulikus erőforrás, adott esetben egy nagynyomású 11 hidraulika-szivattyú nyomását közvetíti a 3 hidraulikus kamrába.As shown in Figure 1, the prefabricated test load pile according to the invention has a pile 1 and a pile base 2 separated from one another. Above the pillar base 2, a hydraulic chamber 3 is formed at the bottom of the pillar base 1, in which a shaft 5 extending upwardly from the upper end face 4 of the pillar base 2 is slidably guided by a hydraulic seal 6. A hydraulic line 9 is connected to the hydraulic chamber 3 through a hydraulic connector e mounted on a pole 7 at the upper end of the pole 1, which is routed through a hole 10 in the axis of the pole 1 and which is a hydraulic resource, optionally a high pressure transmits the pump pressure to the hydraulic chamber 3.

A 2 cölöptalp előregyártott cölöpök esetén kialakítható szögletes téglatestként is, de bizonyos szabványelőírások miatt általában inkább befelé összetartó,The piles 2 can also be shaped as rectangular blocks for prefabricated piles, but tend to be inwardly cohesive due to some standard requirements,

HU 209 984 Β főként gúlaalakú cölöpcsúcsként van kiképezve, amelyre egy - például indukciós elven működő - 12 távolságmérő egység van felszerelve. Hasonló 12 távolságmérő egység van felszerelve a 7 cölöptető közelében is.EN 209 984 Β is mainly designed as a pyramid-shaped pile apex, on which a distance measuring unit 12, such as an induction principle, is mounted. A similar distance measuring unit 12 is mounted near the pile 7.

Az önlehorgonyzás elvén működő találmány szerinti előregyártott próbaterhelő cölöp működésmódja a következő:The self-anchoring principle of the prefabricated test load pile according to the invention is as follows:

Az előregyártott cölöpöt a felhasználás helyén önmagában ismert módon leverjük a talajba, majd a 9 hidraulikus vezetéken keresztül feltöltjük hidraulikafolyadékkal. Ezután a e hidraulikus csatlakozóra rákötött nagynyomású 11 hidraulika-szivattyúval (a hidraulika-folyadék közvetítésével) nyomást gyakorlunk a 2 cölöptalpra, aminek hatására a 2 cölöptalp lefelé, az 1 cölöpszár pedig felfelé mozdul el. Ennek során a 12 távolságmérő egységek segítségével mérjük a 7 cölöptető talajszinthez képesti elmozdulását, az 1 cölöpszár és a 2 cölöptalp egymáshoz képesti elmozdulását, valamint az alkalmazott nyomást.The prefabricated pile is pressed into the soil at the point of use in a manner known per se and filled with hydraulic fluid through the hydraulic line 9. Subsequently, a high-pressure hydraulic pump 11 (via the hydraulic fluid) connected to the hydraulic connector e is applied to the pile base 2, causing the pile base 2 to move downwards and the pile shaft 1 to move upwards. This involves measuring the displacement of the pile 7 relative to the ground, the displacement of the pile 1 and the pile 2 relative to one another, and the applied pressure using the distance measuring units 12.

A mérés alapján rögzített adatok kiértékelésével a cölöp teherbírása meghatározható. A mérés befejezése után betonnal vagy cementhabarccsal végzett kiöntés révén visszanyerjük a hidraulika-folyadékot és ezt követően a cölöpöt az elmozdulásnak megfelelően utánaverve normál teherviselő cölöpként használhatjuk.By evaluating the data recorded on the basis of the measurement, the bearing capacity of the pile can be determined. After completion of the measurement, the hydraulic fluid is recovered by pouring in concrete or cement mortar, and the pile can then be used as a normal load-bearing pile, following the displacement according to the displacement.

A fentiekben ismertetett próbaterhelő cölöp egyik előnyös változata látható a 2. és 3. ábrán. Ennél a kiviteli alaknál az 1 cölöpszár alsó 13 homlokoldala és a 2 cölöptalp gúlaalakú cölöpcsúcsának felső 14 homlokoldala egymásba illeszkedő kúpfelülettel van ellátva, ami biztosítja azt, hogy a szállítás és a leverés során a 6 hidraulikus tömítést ne érje radiális (vagyis a cölöp hossztengelyére merőleges) erőhatás, ami a sérülését okozhatja. Ez a kiviteli alak ezenkívül egy 15 mérő-feszítő rúddal rendelkezik, amely az 1 cölöpszár tengelyirányú 10 furatában húzódó 9 hidraulikus vezetékben van elrendezve és amelynek alsó vége a 2 cölöptalppal, pontosabban annak 5 szárával van összekötve, míg felső vége tömítetten kiáll az 1 cölöpszárból és egy 16 mérőelemmel van ellátva. A 15 mérő-feszítő rúd segítségével a 2 cölöptalpat a szállítás és a leverés idejére be lehet feszíteni az 1 cölöpszár 3 hidraulikus kamrájába. Leverés után a feszítést megszüntetve a 15 mérő-feszítő rúd a tetejére szerelt 16 mérőelem segítségével alkalmas a 2 cölöptalp elmozdulásának mérésére, azaz tulajdonképpen távolságmérő egységként működik.A preferred embodiment of the test load pile described above is shown in Figures 2 and 3. In this embodiment, the lower face 13 of the pile 1 and the upper face 14 of the pile base 2 of the pile base 2 are provided with a matching conical surface, which ensures that the hydraulic seal 6 is not radially angled (i.e. force that can cause injury. This embodiment further comprises a gauge-tension bar 15 which is disposed in a hydraulic line 9 extending in the axial bore 10 of the pillar 1, the lower end of which is connected to the pillar base 2, in particular its leg 5 and its upper end protruding from the pillar 1 is provided with a measuring element 16. By means of the measuring tension bar 15, the pile base 2 can be inserted into the hydraulic chamber 3 of the pillar 1 during transport and crushing. After loosening the tension, the gauge-tension bar 15 is capable of measuring the displacement of the pile base 2 by means of a gauge 16 mounted on its top, i.e. it acts as a unit of distance measurement.

A 4. és 5. ábra a találmány szerinti próbaterhelő cölöp helyszínen, például fúrt cölöpként készített változatát mutatja be. Az előzőekhez, főként a 2.‘és 3. ábrához képest a különbséget egyrészt az jelenti, hogy a 17 cölöpszár az 5. ábrán látható módon körkeresztmetszetű, másrészt a 18 cölöptalp lapos tárcsaként van kiképezve, amelynek felső 19 homlokoldala a 17 cölöpszár alsó 20 homlokoldalából kinyúló (nem ábrázolt) elemek befogadására alkalmas üregekkel van ellátva, vagy fordítva, ami megakadályozza a hidraulikus 6 tömítések radiális igénybevételét.Figures 4 and 5 show a version of the test load pile according to the invention on site, for example as a drilled pile. The difference between the foregoing, in particular Figures 2 and 3, is that the pile 17 is of circular cross section as shown in Fig. 5 and the pile base 18 is formed as a flat disc having an upper face 19 from the lower face 20 of the pile 17. provided with recesses for receiving protruding elements (not shown) or vice versa, which prevents the radial loading of the hydraulic seals 6.

A találmány szerinti próbaterhelő cölöppel a korábbi módszereknél lényegesen olcsóbban és főként gyorsabban tudjuk mérni a cölöpök illetve cölöpalapzatok teherbírását. A hagyományos módszerekkel végzett próbaterhelések ideje 3-4 nap, míg a találmány szerinti megoldással csupán néhány óra.With the test load pile according to the invention, the load-bearing capacity of the piles or pile bases can be measured much cheaper and especially faster than in the previous methods. Testing times using conventional methods are 3 to 4 days, whereas testing according to the invention only takes a few hours.

A találmány szerinti kialakítás lényeges előnyöket mutat az eddigi legkorszerűbb megoldásnak tekinthető, 181 292 lsz. magyar szabadalomhoz képest is.The design of the present invention has significant advantages in the state-of-the-art. Hungarian patent.

Felépítése lényegesen egyszerűbb, mivel a vizsgálat elvégzéséhez szükséges erő mindenféle mechanikus közvetítő szerkezet beiktatása nélkül, közvetlenül a cölöpszár és a cölöptalp között ébred. A közvetítő rudazatok és horgonyok elhagyásával csökken a hibalehetőség és nő a mérés pontossága. Jelentős előnye még a találmány szerinti megoldásnak, hogy ferde cölöpök, valamint cölöpcsoportok teherbírásának vizsgálatára is kiválóan alkalmazható.Its structure is considerably simpler, since the force required to perform the test is woken directly between the pile and the pillar without the need for any mechanical transmission device. Abandoning the connecting rods and anchors reduces the possibility of error and increases the accuracy of measurement. A significant advantage of the present invention is that it is also excellent for testing the load-bearing capacity of inclined piles and piles.

Claims (4)

SZABADALMI IGÉNYPONTOKPATENT CLAIMS 1. Próbaterhelő cölöp cölöpalapozások teherbírásának mérésére, amelynek egymástól elválasztott és egymáshoz képest ellentétes irányban azonos erővel hidraulikus úton elmozdítható cölöpszára és cölöptalpa van, ahol egy hidraulikus erőforrás a cölöpszár tengelyirányú furatán keresztül erőátadó kapcsolatban áll a cölöptalppal, emellett a cölöpszárhoz és a cölöptalphoz külön-külön távolságmérő egység van hozzárendelve, azzal jellemezve, hogy a cölöpszár (1, 17) aljában egy hidraulikus kamra (3) van kiképezve, amelyben egy a cölöptalp (2, 18) felső homlokoldaláról (4,14,19) felfelé kinyúló szár (5) van tömítetten és eltolhatóan megvezetve és amely egy a cölöpszár (1, 17) tengelyirányú furatában (10) húzódó hidraulikus vezetéken (9) keresztül van összekötve a hidraulikus erőforrással. (Elsőbbsége: 1991. 03. 29.)1. A test load bearing pile for measuring the load bearing capacity of a pile base having a pivot and pillar that are hydraulically displaceable and mutually displaceable in the same direction, wherein a hydraulic resource is connected to the pivot and to the pivot associated with a distance measuring unit, characterized in that a hydraulic chamber (3) is provided at the bottom of the pile (1, 17), in which a shank (5) extending upwardly from the upper front side (4,14,19) of the pile foot (2, 18). It is guided tightly and slidably and is connected to the hydraulic resource through a hydraulic line (9) extending in the axial bore (10) of the pile (1, 17). (Priority: March 29, 1991) 2. Az 1. igénypont szerinti próbaterhelő cölöp, azzal jellemezve, hogy a cölöpszár (1,17) tengelyirányú furatában (10) húzódó hidraulikus vezetékben (9) egy mérő-feszítő rúd (15) van elrendezve, amelynek alsó vége a cölöptalppal (2, 18) van összekötve, míg felső vége kiáll a cölöpszárból (1, 17) és egy mérést elősegítő mérőelemmel (16) van ellátva. (Elsőbbsége: 1991.09. 09.)Test load pile according to Claim 1, characterized in that a measuring tension bar (15) is arranged in the hydraulic line (9) extending in the axial bore (10) of the pile (1,17), the lower end of which is fitted with a pile base (2). , 18) is connected, while its upper end protrudes from the pile (1, 17) and is provided with a measuring element (16) to facilitate measurement. (Priority: 09/09/91) 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti próbaterhelő cölöp, azzal jellemezve, hogy a cölöptalp (2, 18) felső homlokoldala (4, 14, 19) és a cölöpszár (1, 17) alsó homlokoldala (13, 20) radiális irányú erő felvételére alkalmas felületkialakítással van egymáshoz illesztve. (Elsőbbsége: 1991. 03. 29.)The test load pile according to claim 1 or 2, characterized in that the upper face (4, 14, 19) of the pile base (2, 18) and the lower face (13, 20) of the pile (1, 17) are radially oriented. with a surface suitable for absorbing force. (Priority: March 29, 1991) 4. A 3. igénypont szerinti próbaterhelő cölöp, azzal jellemezve, hogy a cölöptalp (2) felső homlokoldala (14) és a cölöpszár (1) alsó homlokoldala (13) egymásba illeszkedő kúpfelületként van kialakítva. (Elsőbbsége: 1991. 09. 09.)The test load pile according to claim 3, characterized in that the upper end face (14) of the pile foot (2) and the lower face face (13) of the pile stem (1) are formed as a conical surface. (Priority: 9/9/91)