RU2288325C1

RU2288325C1 - Screw pile

Info

Publication number: RU2288325C1
Application number: RU2005116176/03A
Authority: RU
Inventors: Аркадий Викторович Козлович (RU); Аркадий Викторович Козлович
Original assignee: Аркадий Викторович Козлович
Priority date: 2005-05-24
Filing date: 2005-05-24
Publication date: 2006-11-27

Abstract

FIELD: building, particularly to erect load-bearing foundation, to retain installation on ground surface and to drive underwater and ground-surface tunnels.

SUBSTANCE: screw pile comprises metal shaft with helical winding connected to the shaft. The shaft is monolithically formed of reinforced concrete and provided with reinforcement arranged at shaft edge. The reinforcement is made as corrugated metal rods having lengths equal to shaft length. Additional spiral reinforcement is formed along the full shaft length. Helical winding is made as reinforced concrete helical blade and extends for the full shaft length. Helical winding width is equal to 0.5-5 concrete head diameters. The helical winding has conical part located in lower pile part and extending for the length equal to not more than 1/3 of pile length. Triangular metal stiffening ribs are distributed over the full helical blade surface and have bases abutting the shaft and connected with each other and with bases of ribs formed on opposite shaft side. The ribs are welded to additional helical reinforcement. Rib apexes are located at blade edge. Apex of each stiffening rib is provided with metal rod. Metal rods of stiffening ribs are connected with each other by metal reinforcement members embedded in blade edge. Member for keyed pile driving means fixation is installed in upper shaft part. The member is made as reinforced concrete bolt.

EFFECT: increased structural load-bearing ability, simplified structure, accuracy and reliability of screw pile driving, as well as possibility to drive pile in densely built-up areas.

3 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для сооружения несущих фундаментов и закрепления различных механизмов и устройств на грунте, а также для прокладки тоннелей открытым способом как наземных, подземных, так и подводных, а также подземных переходов.The invention relates to construction and can be used for the construction of bearing foundations and securing various mechanisms and devices on the ground, as well as for tunneling in an open way both ground, underground, and underwater, as well as underground passages.

В связи с огромным разнообразием инженерно-геологических условий строительных площадок, на которых возводятся или были возведены здания и сооружения, часто встречаются такие грунтовые условия, которые требуют применения свайных инструментов. В условиях тесной городской застройки, при наличии в российских городах большого количества исторических зданий и памятников традиционный способ погружения забивных, буронабивных и задавливаемых свай становится невозможным из-за значительных воздействий на близлежащие постройки, вызывающих в них нежелательные деформации.Due to the huge variety of engineering and geological conditions of construction sites on which buildings and structures are being built or have been erected, there are often such ground conditions that require the use of pile tools. In the conditions of close urban development, in the presence of a large number of historical buildings and monuments in Russian cities, the traditional way of immersing driven, bored and crushed piles becomes impossible due to significant effects on nearby buildings, causing undesirable deformations in them.

В связи с этим во многих городах, в частности в Москве, Санкт-Петербурге и других, этот вид работ запрещен.In this regard, in many cities, in particular in Moscow, St. Petersburg and others, this type of work is prohibited.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является винтовая свая, включающая ствол с размещенной на нем винтовой навивкой (см. RU, патент №2073084, кл. Е 02 Д 5/38, 1997 г.) /1/.The closest in technical essence and the achieved result is a screw pile, including a shaft with a screw winding placed on it (see RU, patent No. 2073084, class E 02 D 5/38, 1997) / 1 /.

Недостатками известной винтовой сваи являются низкая несущая способность сваи, трудность и неточность установки (невозможно установить сваю точно в заданное место), недостаточная надежность сваи.The disadvantages of the known screw piles are the low bearing capacity of the piles, the difficulty and inaccuracy of the installation (it is impossible to install the pile exactly in a given place), insufficient reliability of the piles.

Технический результат, на достижение которого направлено настоящее изобретение, заключается в повышении конструктивной несущей способности сваи, простоте, точности, надежности и удобстве ее монтажа, возможности монтажа сваи в густозастроенных районах.The technical result, the achievement of which the present invention is directed, is to increase the structural bearing capacity of the piles, simplicity, accuracy, reliability and ease of installation, the possibility of mounting piles in densely built areas.

Указанный технический результат достигается тем, что в винтовой свае, включающей ствол с размещенной на нем винтовой навивкой, согласно изобретению, ствол выполнен монолитным из железобетона, по краю ствола размещена арматура, выполненная в виде рифленых металлических штырей, длина которых равна длине ствола, при этом винтовая навивка выполнена из железобетона по всей длине ствола в виде винтовой лопасти, ширина которой составляет от 0,5 до 5 диаметров ствола, а в нижней части сваи, составляющей не более 1/3 ее длины, навивка выполнена конусообразной, при этом по всей винтовой поверхности лопасти размещены треугольные металлические ребра жесткости, причем основания соседних ребер прилегают к стволу и соединены между собой и с основаниями ребер, расположенных на противоположной стороне ствола, причем ребра приварены к дополнительной спиральной арматуре, размещенной по всей длине ствола, при этом вершины ребер размещены по краю лопасти, в вершине каждого ребра жесткости расположен металлический штырь, а штыри соединены между собой металлической арматурой, уложенной по краю лопасти, при этом в верхней части ствола установлен элемент для обеспечения возможности фиксации с ключом приспособления для завинчивания сваи, выполненный, например, в виде железобетонного болта.The specified technical result is achieved by the fact that in a screw pile, including the barrel with a screw winding placed on it, according to the invention, the barrel is made of reinforced concrete, reinforcement made in the form of corrugated metal pins, the length of which is equal to the length of the barrel, is placed along the edge of the barrel, while screw winding is made of reinforced concrete along the entire length of the trunk in the form of a helical blade, the width of which is from 0.5 to 5 diameters of the trunk, and in the lower part of the pile, which is no more than 1/3 of its length, the winding is made cone shaped, while along the entire helical surface of the blade there are triangular metal stiffeners, the bases of adjacent ribs adjacent to the barrel and interconnected with the bases of the ribs located on the opposite side of the barrel, and the ribs are welded to additional spiral reinforcement located along the entire length of the barrel while the tops of the ribs are placed along the edge of the blade, at the top of each stiffening rib there is a metal pin, and the pins are interconnected by metal reinforcement laid along the edge blades, while in the upper part of the barrel an element is installed to enable fixation with the key of the device for screwing piles, made, for example, in the form of a reinforced concrete bolt.

Кроме того, в верхней части ствола может быть размещен металлический оголовок с резьбой, в верхней части оголовка выполнено крепление для крюка, при этом по наружному диаметру оголовка размещены рифленые металлические штыри.In addition, a threaded metal head can be placed in the upper part of the barrel, a hook mount is made in the upper part of the head, and corrugated metal pins are placed along the outer diameter of the head.

Кроме того, при установке сваи в болотистой местности, между оголовком и стволом установлен железобетонный стержень.In addition, when installing piles in a swampy area, a reinforced concrete rod is installed between the head and the trunk.

На фиг.1 изображен общий вид винтовой сваи.Figure 1 shows a General view of a screw pile.

На фиг.2 -«- вертикальный разрез сваи 1-1.In Fig.2 - "- a vertical section of the piles 1-1.

На фиг.3 -«- разрез сваи по А-А.In Fig.3 - "- section piles along AA.

На фиг.4 -«- расположение треугольных ребер жесткости.In Fig.4 - "- the location of the triangular stiffeners.

На фиг.5 -«- свая для болотистой местности.Figure 5 - "- pile for marshy terrain.

Винтовая свая включает монолитный железобетонный ствол 1 с размещенной на нем винтовой навивкой 2, по краю ствола 1 размещена арматура, выполненная в виде рифленых металлических штырей 3, длина которых равна длине ствола 1. Винтовая навивка 2 выполнена из железобетона по всей длине ствола в виде винтовой лопасти, ширина которой составляет от 0,5 до 5 диаметров ствола 1, а в нижней части сваи, составляющей не более 1/3 ее длины, навивка выполнена конусообразной, при этом по всей винтовой поверхности лопасти размещены треугольные металлические ребра 4 жесткости, причем основания соседних ребер 4 прилегают к стволу 1 и соединены между собой и с основаниями ребер, расположенных на противоположной стороне ствола 1, причем ребра 4 приварены к дополнительной спиральной арматуре 5, размещенной по всей длине ствола 1, при этом вершины ребер 4 размещены по краю лопасти, в вершине каждого ребра 4 расположен металлический штырь 6, а штыри 6 соединены между собой металлической арматурой 7, уложенной по краю лопасти, при этом в верхней части ствола 1 установлен элемент для обеспечения возможности фиксации с ключом приспособления для завинчивания сваи (не показан), выполненный, например, в виде железобетонного болта 8.A screw pile includes a monolithic reinforced concrete barrel 1 with a screw winding 2 placed on it, along the edge of the barrel 1 there is a reinforcement made in the form of corrugated metal pins 3, the length of which is equal to the length of the barrel 1. Screw winding 2 is made of reinforced concrete along the entire length of the barrel in the form of screw the blade, the width of which is from 0.5 to 5 diameters of the trunk 1, and in the lower part of the pile, which is not more than 1/3 of its length, the winding is made conical, while triangular metal ribs are placed along the entire screw surface of the blade and 4 stiffnesses, with the bases of adjacent ribs 4 adjacent to the barrel 1 and connected to each other and with the bases of the ribs located on the opposite side of the barrel 1, and the ribs 4 are welded to additional spiral reinforcement 5 located along the entire length of the barrel 1, while the tops of the ribs 4 are placed along the edge of the blade, at the top of each rib 4 there is a metal pin 6, and the pins 6 are interconnected by metal fittings 7 laid along the edge of the blade, while an element is installed in the upper part of the barrel 1 to enable fixation tion with a key device for screwing piles (not shown), made, for example, in the form of a reinforced concrete bolt 8.

В верхней части ствола 1 размещен железобетонный оголовок 9 с резьбой, в верхней части оголовка 9 выполнено крепление 10 для крюка, при этом по наружному диаметру оголовка 9 размещены рифленые металлические штыри 10, заходящие в ствол 1 на глубину не более 20-50 диаметров штыря арматуры. Вся арматура начинается с оголовка сваи.A reinforced concrete head 9 with a thread is placed in the upper part of the barrel 1, a hook 10 is made in the upper part of the head 9, while corrugated metal pins 10 are placed along the outer diameter of the head 9 and extend into the barrel 1 to a depth of no more than 20-50 diameters of the reinforcement pin . All reinforcement begins with the pile head.

Сваю устанавливают следующим образом.Pile set as follows.

В грунте сверлят отверстие, диаметр которого не меньше наружного диаметра ствола 1 сваи, но не больше 1/4 диаметра лопасти в широкой ее части, сваю подтягивают крюком и насаживают ключ приспособления для завинчивания сваи на болт 8, затем конец сваи размещают в отверстии и производят погружение сваи в грунт путем одновременного приложения завинчивающего и вдавливающего усилий при помощи приспособления для завинчивания сваи.A hole is drilled in the soil, the diameter of which is not less than the outer diameter of the trunk 1 of the pile, but not more than 1/4 of the diameter of the blade in its wide part, the pile is pulled with a hook and the key for screwing the pile onto the bolt 8 is inserted, then the end of the pile is placed in the hole and produced immersion of the pile into the ground by the simultaneous application of a screwing and pressing force using a device for screwing a pile.

При установке сваи в болотистой местности предусмотрено размещение между оголовком и стволом железобетонного стержня 11.When installing piles in a swampy area, placement of reinforced concrete rod 11 between the head and the barrel is provided.

Расположение арматуры в свае и ее выполнение в виде рифленых металлических штырей, треугольных металлических ребер жесткости с металлическими штырями в вершине, соединенными между собой металлической арматурой, а также наличие спиральной арматуры, все это позволяет повысить прочность, надежность и несущую способность сваи и предотвращает разрушение сваи при ее завинчивании в грунт.The location of the reinforcement in the pile and its implementation in the form of corrugated metal pins, triangular metal stiffeners with metal pins at the top, interconnected by metal reinforcement, as well as the availability of spiral reinforcement, all this allows to increase the strength, reliability and bearing capacity of the pile and prevents the destruction of the pile when screwing it into the ground.

Выбор размеров ширины винтовой лопасти и конусообразного участка сваи обусловлен требованиями, предъявляемыми к свае (надежность, прочность, несущая способность), и геологическими особенностями грунта, в который свая устанавливается.The choice of the dimensions of the width of the helical blade and the conical section of the pile is determined by the requirements for the pile (reliability, strength, bearing capacity), and the geological features of the soil in which the pile is installed.

Использование предложенной сваи дает большой экономический эффект, обусловленный тем, что сваи можно применять на любой местности, в том числе и на болотистой, и при густой застройке района. При этом возможно использование укороченных свай, длина которых в 2-5 раз меньше, чем у стандартных свай, при той же несущей способности. Сваи обладают высокой несущей способностью, их можно быстро, легко и надежно фиксировать, они одинаково эффективно работают как при вдавливающем, так и при выдавливающем усилии, что позволяет их эффективно использовать как при строительстве наземных сооружений в районах с густой застройкой, так и при строительстве тоннелей метро, подземных, подводно-подземных тоннелей открытым способом, прокладке труб по дну моря, строительстве линий электропередач, мостов и т.д. Возможность их легкого демонтажа путем вывинчивания позволяет многократно, при необходимости, использовать сваи, что необходимо при строительстве, например, временных переправ, креплении рельсов для башенных кранов и т.д.Using the proposed piles gives a great economic effect, due to the fact that piles can be used on any terrain, including marshy, and with dense area development. It is possible to use shortened piles, the length of which is 2-5 times less than that of standard piles, with the same bearing capacity. Piles have a high load-bearing capacity, they can be quickly, easily and reliably fixed, they work equally efficiently with both pushing and pushing forces, which allows them to be used effectively both in the construction of ground structures in areas with dense buildings and in the construction of tunnels underground, underground, underwater underground tunnels in an open way, laying pipes along the bottom of the sea, the construction of power lines, bridges, etc. The possibility of their easy dismantling by unscrewing allows you to repeatedly use, if necessary, piles, which is necessary during construction, for example, temporary crossings, fastening rails for tower cranes, etc.

Claims

1. Винтовая свая, включающая ствол с размещенной на нем винтовой навивкой, отличающаяся тем, что ствол выполнен монолитным из железобетона, по краю ствола размещена арматура, выполненная в виде рифленых металлических штырей, длина которых равна длине ствола, при этом по всей длине ствола расположена дополнительная спиральная арматура, причем винтовая навивка выполнена из железобетона по всей длине ствола в виде винтовой лопасти, ширина которой составляет от 0,5 до 5 диаметров ствола, а в нижней части сваи, составляющей не более 1/3 ее длины, навивка выполнена конусообразной, при этом по всей винтовой поверхности лопасти размещены треугольные металлические ребра жесткости, причем основания соседних ребер прилегают к стволу и соединены между собой и с основаниями ребер, расположенных на противоположной стороне ствола, причем ребра приварены к дополнительной спиральной арматуре, при этом вершины ребер размещены по краю лопасти, в вершине каждого ребра жесткости расположен металлический штырь, а штыри соединены между собой металлической арматурой, уложенной по краю лопасти, при этом в верхней части ствола установлен элемент для обеспечения возможности фиксации с ключом приспособления для завинчивания сваи, выполненный в виде железобетонного болта.1. A screw pile, including a barrel with screw winding placed on it, characterized in that the barrel is made of reinforced concrete, reinforcement made in the form of corrugated metal pins, the length of which is equal to the length of the barrel, is located along the edge of the barrel, while the entire length of the barrel is located additional spiral reinforcement, and the screw winding is made of reinforced concrete along the entire length of the barrel in the form of a spiral blade, the width of which is from 0.5 to 5 trunk diameters, and in the lower part of the pile, which is no more than 1/3 of its length, on the winding is cone-shaped, with triangular metal stiffeners placed over the entire helical surface of the blade, the bases of adjacent ribs adjacent to the trunk and interconnected with the bases of the ribs located on the opposite side of the barrel, the ribs being welded to additional spiral reinforcement, while the ribs are placed along the edge of the blade, at the top of each stiffening rib there is a metal pin, and the pins are interconnected by metal fittings laid along the edge of the blade, etc. and this element is installed in the upper part of the trunk to enable fixation with the key of the device for screwing piles, made in the form of a reinforced concrete bolt.

2. Винтовая свая по п.1, отличающаяся тем, что в верхней части ствола дополнительно размещен металлический оголовок с резьбой, в верхней части оголовка выполнено крепление для крюка, при этом по наружному диаметру оголовка размещены рифленые металлические штыри.2. A screw pile according to claim 1, characterized in that a threaded metal head is additionally placed in the upper part of the barrel, a hook mount is made in the upper part of the head, and corrugated metal pins are placed along the outer diameter of the head.

3. Винтовая свая по п.2, отличающаяся тем, что при установке сваи в болотистой местности между оголовком и стволом установлен железобетонный стержень.3. A screw pile according to claim 2, characterized in that when installing the pile in a swampy area, a reinforced concrete rod is installed between the head and the trunk.