RU2582600C1 - Device for protection against heave - Google Patents
Device for protection against heave Download PDFInfo
- Publication number
- RU2582600C1 RU2582600C1 RU2014150688/03A RU2014150688A RU2582600C1 RU 2582600 C1 RU2582600 C1 RU 2582600C1 RU 2014150688/03 A RU2014150688/03 A RU 2014150688/03A RU 2014150688 A RU2014150688 A RU 2014150688A RU 2582600 C1 RU2582600 C1 RU 2582600C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- protective shell
- support element
- heaving
- soil
- layer
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D27/00—Foundations as substructures
- E02D27/32—Foundations for special purposes
- E02D27/35—Foundations formed in frozen ground, e.g. in permafrost soil
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Paleontology (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Piles And Underground Anchors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к строительству, в частности к способам защиты одиночных опорных элементов (например, свай, столбов, опор линий электропередач и т.п.) от воздействия сил морозного пучения грунта, в том числе в районах распространения многолетнемерзлых грунтов.The invention relates to the construction, in particular, to methods of protecting single supporting elements (for example, piles, poles, power transmission towers, etc.) from the effects of frost heaving, including in areas of permafrost.
Наиболее близким к изобретению по своей сущности и достигаемому результату является способ предохранения опорных элементов от морозного выпучивания грунта (варианты) [RU №2515246 С1, кл. E02D 27/35, 2012]. Он предусматривает использование защитной оболочки, изготовленной из упругого материала, обеспечивающего возможность подъема оболочки на величину максимального выпучивания промерзающего (деятельного) слоя грунта и ее обратного возврата в исходное положение после полного оттаивания этого слоя. При этом нижний конец оболочки прикрепляют к опорному элементу, а реактивные усилия на опорный элемент должны быть меньше несущей способности опорного элемента на выдергивающие нагрузки в грунте ниже нижней границы слоя сезонного слоя промерзания-оттаивания.Closest to the invention in its essence and the achieved result is a method of protecting support elements from frosty buckling of the soil (options) [RU No. 2515246 C1, cl. E02D 27/35, 2012]. It provides for the use of a protective shell made of an elastic material that provides the possibility of lifting the shell by the maximum buckling of the freezing (active) soil layer and its return to its original position after the full thawing of this layer. The lower end of the shell is attached to the support element, and the reactive forces on the support element must be less than the bearing capacity of the support element for pulling loads in the soil below the lower boundary of the layer of the seasonal freezing-thawing layer.
Недостатком вышеуказанного способа является то, что идеально упругие материалы не всегда можно найти. В этих условиях необходимо подбирать материалы повышенной прочности и толщины, чтобы максимально уменьшить пластические деформации и обеспечить полный возврат защитной оболочки в начальное исходное положение. Это приводит к повышенному расходу материалов, повышению стоимости защитного устройства и осложняет выбор подходящих материалов.The disadvantage of the above method is that perfectly elastic materials cannot always be found. Under these conditions, it is necessary to select materials of increased strength and thickness in order to minimize plastic deformations and ensure a full return of the protective shell to its initial initial position. This leads to increased consumption of materials, increase the cost of the protective device and complicates the selection of suitable materials.
Целью изобретения является повышение надежности и экономичности защитного устройства при воздействии сил морозного пучения грунта.The aim of the invention is to increase the reliability and efficiency of the protective device when exposed to forces of frost heaving of the soil.
Цель достигается тем, внешняя защитная оболочка изготовлена из упругопластического материала, растягивающегося в процессе подъема защитной оболочки при пучении грунта и не возвращающегося после его оттаивания в исходное первоначальное положение, при этом максимальное относительное удлинение защитной оболочки за период полного проектного срока эксплуатации защитной оболочки не превышает допустимое максимальное пластическое относительное удлинение материала оболочки, а перемещение верхнего конца внешней защитной оболочки не достигает надфундаментных конструкций.The goal is achieved by the fact that the outer protective shell is made of an elastoplastic material that stretches during the lifting of the protective shell during soil heaving and does not return after its thawing to its original initial position, while the maximum elongation of the protective shell during the full design life of the protective shell does not exceed the permissible maximum plastic elongation of the shell material, and the movement of the upper end of the outer protective shell is not enough Gaeta nadfundamentnyh designs.
Цель также достигается тем, что последовательность чередования слоев вокруг опорного элемента следующая: первый слой - незамерзающая смазка, второй слой - внешняя защитная оболочка.The goal is also achieved by the fact that the sequence of alternating layers around the support element is as follows: the first layer is a non-freezing lubricant, the second layer is an external protective shell.
Цель также достигается тем, что последовательность чередования слоев вокруг опорного элемента следующая: первый слой - неподвижная антифрикционная оболочка, прикрепленная к боковой поверхности сваи, второй слой - незамерзающая смазка, третий слой - внешняя защитная оболочка.The goal is also achieved by the fact that the sequence of alternating layers around the support element is as follows: the first layer is a fixed anti-friction shell attached to the side surface of the pile, the second layer is a non-freezing lubricant, the third layer is an external protective shell.
Цель также достигается тем, что к опорному элементу выше поверхности грунта прикрепляют два или более ножей, направленных острием вниз вдоль оси опорного элемента.The goal is also achieved by the fact that two or more knives are attached to the support element above the surface of the soil, pointing downward along the axis of the support element.
Цель также достигается тем, что к боковой поверхности опорного элемента выше режущих ножей прикрепляют упоры со скосом во внешнюю сторону от опорного элемента.The goal is also achieved by the fact that on the side surface of the support element above the cutting knives are attached stops with a bevel to the outside of the support element.
Сопоставительное сравнение с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается всей совокупностью изложенных признаков. Это позволяет сделать вывод о соответствии признаку "новизна".Comparative comparison with the prototype shows that the claimed device is distinguished by the totality of the above features. This allows us to conclude that the sign of "novelty."
Сравнение не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое устройство от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".Comparison not only with the prototype, but also with other technical solutions in the art did not allow them to identify signs that distinguish the claimed device from the prototype, which allows us to conclude that the criterion of "significant differences".
На фиг. 1 показаны варианты достижения поставленной цели.In FIG. 1 shows options for achieving the goal.
На фиг. 1-а показан 2-й способ защитного устройства. Последовательность чередования защитных слоев вокруг опорного элемента 1 следующая: первый слой - незамерзающая смазка 3, второй слой - внешняя защитная оболочка 2 из упругопластического материала. Эта конструкция рекомендуется при гладкой боковой поверхности опорного элемента 1, когда защитная смазка 3 закрывает небольшие неровности на поверхности опорного элемента 1.In FIG. 1-a shows the 2nd method of the protective device. The sequence of alternation of the protective layers around the
При шероховатой боковой поверхности (бетон, дерево и пр.) опорного элемента 1 последовательность чередования слоев вокруг опорного элемента следующая: первый слой - неподвижная антифрикционная внутренняя оболочка 8, прикрепленная к боковой поверхности опорного элемента, второй слой - незамерзающая смазка 3, третий слой - внешняя защитная оболочка 2 из упругопластического материала с гладкой внешней и внутренней поверхностью (способ 3) (фиг. 1-b). Первый слой можно нанести напылением на боковую поверхность опорного элемента 1 или прочно прикрепить к ней мягкую оболочку 8 с гладкой внешней поверхностью. Толщина внутренней оболочки 8 должна превышать высоту неровностей на боковой поверхности опорного элемента 1. Такая конструкция позволяет уменьшить силы трения между внутренней гладкой поверхностью внешней защитной оболочки 2 из упругопластического материала и опорным элементом 1.With a rough lateral surface (concrete, wood, etc.) of the
На фиг. 1-с показаны ножи 9 гильотинного типа с треугольными скосами, прикрепленные к опорному элементу 1 вдоль оси опорного элемента выше поверхности грунта 4 и направленные острием вниз (способ 4). Два или более режущих ножей необходимы для продольного разрезания внешней защитной оболочки 2, удлинившейся на излишне большую величину, опасную для эксплуатации надфундаментных конструкций. После разрезания тонкой защитной оболочки 2 гибкие пластичные полоски разрезанной защитной оболочки 2 отогнутся в сторону от опорного элемента 1 и упадут на поверхность грунта, не повредив надфундаментных конструкций.In FIG. 1-c shows guillotine-
На фиг. 1-d показано, что к боковой поверхности опорного элемента 1 выше режущих ножей 9 и с боковым смещением от линии их действия прикреплены упоры 10 со скосом во внешнюю сторону от опорного элемента (по способу 5). Эти скосы необходимы для принудительного отгибания разрезанных продольных полос защитной оболочки 2 сравнительно большой толщины в сторону от опорного элемента 1 к поверхности грунта,In FIG. 1-d shows that on the side surface of the
На фиг. 1-е показан процесс выпучивания внешней защитной оболочки 2 из упругопластического материала. В первый год морозного пучения деятельного слоя грунта 4 на величину S легкодеформируемая внешняя защитная оболочка 2 поднимается вверх под воздействием сил смерзания этого грунта (показано пунктирной линией). После оттаивания грунта 4 и возвращения его в исходное положение внешняя защитная оболочка 2 под воздействием упругих свойств материала частично укорачивается, но в первоначальное положение не возвращается, т.к. происходит ее удлинение на величину Р(1) вследствие пластических деформаций материала оболочки 2. Общая длина L(1) защитной оболочки 2 над поверхностью грунта 4 после первого цикла морозного пучения составит L(1)=Р(1).In FIG. 1 shows the process of buckling of the outer
Во второй год после второго полного цикла морозного пучения деятельного слоя грунта 4 надземная часть защитной оболочки 2 длиной L(1) удлинится дополнительно на величину Р(2). Общая длина L(2) защитной оболочки 2 над поверхностью грунта 4 после второго цикла морозного пучения составит (L2)=Р(1)+Р(2).In the second year after the second full cycle of frost heaving of the
Максимальное удлинение L(t) защитной оболочки 2 над поверхностью грунта 4 после t лет эксплуатации фундамента составит L(t)=S+ΣP(t) (фиг. 1-f).The maximum elongation L (t) of the
Оболочка, непосредственно контактирующая с грунтом 4, даже с очень большой деформативностью материала за один цикл морозного пучения не может превысить величину морозного пучения грунта. Эта величина (без дополнительного подтока грунтовых вод) никогда не превышает 9% от толщины деятельного слоя грунта глубиной L. При нормативном предельном сроке эксплуатации надземных сооружений 33 года относительное удлинение внешней защитной оболочки 2 составит 33×9%=297%. Упругопластические материалы, рекомендуемые для защитных оболочек, имеют допустимое максимальное пластическое удлинение до 700%. То есть даже при 297% удлинения в конце предельного срока эксплуатации сооружений защитная оболочка 2 не разрушается, сохраняет свою целостность и не теряет свою способность защищать опорный элемент 1 от воздействия сил морозного пучения грунта. Толщина стенки внешней защитной оболочки 2 при этом уменьшится только на 297%:700%×100=42%, например с 10 мм до 5,8 мм. Такая толщина обеспечивает ее прочность от воздействия радиальных напряжений при пучении грунта 4.The shell directly in contact with the
Отсюда следует, что предлагаемая конструкция защитного устройства является абсолютно надежной и сохраняет свою работоспособность в течение полного срока эксплуатации сооружений.It follows that the proposed design of the protective device is absolutely reliable and maintains its operability for the full life of the structures.
Увеличение пластических деформаций упругопластического материала по сравнению с прототипом позволяет уменьшить толщину стенки внешней защитной оболочки или использовать исходный материал меньшей стоимости. То есть использование упругопластического материала позволяет уменьшить стоимость внешней защитной оболочки и повысить экономическую эффективность предлагаемого устройства по сравнению с прототипом и другими известными устройствами.The increase in plastic deformation of the elastoplastic material compared to the prototype allows you to reduce the wall thickness of the outer protective shell or to use the source material at a lower cost. That is, the use of an elastoplastic material can reduce the cost of the outer protective shell and increase the economic efficiency of the proposed device in comparison with the prototype and other known devices.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014150688/03A RU2582600C1 (en) | 2014-12-16 | 2014-12-16 | Device for protection against heave |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014150688/03A RU2582600C1 (en) | 2014-12-16 | 2014-12-16 | Device for protection against heave |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2582600C1 true RU2582600C1 (en) | 2016-04-27 |
Family
ID=55794538
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014150688/03A RU2582600C1 (en) | 2014-12-16 | 2014-12-16 | Device for protection against heave |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2582600C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2720595C1 (en) * | 2019-12-31 | 2020-05-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет" | Method for increasing bearing capacity of pile on soil |
RU2773488C1 (en) * | 2021-05-04 | 2022-06-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Method for securing metal piles in conditions of permafrost |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3630037A (en) * | 1970-07-15 | 1971-12-28 | Amoco Prod Co | Arctic piles |
SU796317A1 (en) * | 1979-02-26 | 1981-01-15 | Ордена Октябрьской Революции Все-Союзный Государственный Проектно- Изыскательский И Научно-Исследова-Тельский Институт Энергетическихсистем И Электрических Сетей"Энергосетьпроект" | Foundation in swelling soil |
SU1019059A1 (en) * | 1981-07-01 | 1983-05-23 | Pinchuk Petr S | Foundation for building or structure elected on sagging soils |
SU1551778A1 (en) * | 1987-10-20 | 1990-03-23 | Ленинградское отделение Всесоюзного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института "Гидропроект" им.С.Я.Жука | Foundation of structure constructed in heaving soil |
RU2209269C1 (en) * | 2002-12-19 | 2003-07-27 | Кондратьев Валентин Георгиевич | Support of contact network erected on swelling soils |
RU2515246C1 (en) * | 2012-11-07 | 2014-05-10 | Роберт Мияссарович Хафизов | Method to protect support elements from frost heaving of soil (versions) |
-
2014
- 2014-12-16 RU RU2014150688/03A patent/RU2582600C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3630037A (en) * | 1970-07-15 | 1971-12-28 | Amoco Prod Co | Arctic piles |
SU796317A1 (en) * | 1979-02-26 | 1981-01-15 | Ордена Октябрьской Революции Все-Союзный Государственный Проектно- Изыскательский И Научно-Исследова-Тельский Институт Энергетическихсистем И Электрических Сетей"Энергосетьпроект" | Foundation in swelling soil |
SU1019059A1 (en) * | 1981-07-01 | 1983-05-23 | Pinchuk Petr S | Foundation for building or structure elected on sagging soils |
SU1551778A1 (en) * | 1987-10-20 | 1990-03-23 | Ленинградское отделение Всесоюзного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института "Гидропроект" им.С.Я.Жука | Foundation of structure constructed in heaving soil |
RU2209269C1 (en) * | 2002-12-19 | 2003-07-27 | Кондратьев Валентин Георгиевич | Support of contact network erected on swelling soils |
RU2515246C1 (en) * | 2012-11-07 | 2014-05-10 | Роберт Мияссарович Хафизов | Method to protect support elements from frost heaving of soil (versions) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2720595C1 (en) * | 2019-12-31 | 2020-05-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет" | Method for increasing bearing capacity of pile on soil |
RU2773488C1 (en) * | 2021-05-04 | 2022-06-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Method for securing metal piles in conditions of permafrost |
RU217853U1 (en) * | 2022-11-17 | 2023-04-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук | Power line tower |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9435096B2 (en) | Underwater support concrete structure construction method | |
NO319670B1 (en) | Method and apparatus for protecting and preventing damage to objects, especially buildings, in case of oscillations in a substrate, for example, earthquakes. | |
RU2515246C1 (en) | Method to protect support elements from frost heaving of soil (versions) | |
US20160024739A1 (en) | Ground mounting assembly | |
KR101307165B1 (en) | Fiber Reinforced Plastic Suction Foundation and Construction Method | |
KR20160035816A (en) | Spudcan of jack up rig, and vessel or ocean construction comprising the same | |
CA2942790A1 (en) | Pile foundations for supporting power transmission towers | |
CN111101450A (en) | Steep slope pier rockfall prevention structure and construction method | |
RU2582600C1 (en) | Device for protection against heave | |
WO2015071634A1 (en) | Offshore foundation | |
CN110106759B (en) | Coastal highway subgrade anti-floating pile system | |
US10100486B2 (en) | Method for installing overhead transmission line supports on permafrost soils | |
WO2016095021A1 (en) | Extendable sleeve for piles | |
CA2849780A1 (en) | Friction pile extension | |
WO2016095052A9 (en) | Composite sleeve for piles | |
RU2441964C1 (en) | Pile with increased resistance to heaves | |
CN211872688U (en) | Structure for preventing falling rocks of steep slope pier | |
RU2561362C1 (en) | Structure to protect pipelines against impact loads | |
RU144966U1 (en) | SCREW PILES | |
CN205712128U (en) | A kind of Pile-Anchor Supporting for Deep Excavation device | |
RU2573145C1 (en) | Method of protection of pile foundation of bearing support against soil frost heave forces | |
RU153760U1 (en) | BOILED BUILDINGS AND STRUCTURES IN WATER SOILS | |
KR101854848B1 (en) | Mounting structure of eco-friendly debris flow mitigation structure and its installation method | |
CN210086952U (en) | Prevent pile foundation structure of slope | |
RU2078889C1 (en) | Fence erected on swelling soils |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171217 |