RU2769003C1 - Extendable screw pile and method for its arrangement - Google Patents
Extendable screw pile and method for its arrangement Download PDFInfo
- Publication number
- RU2769003C1 RU2769003C1 RU2021120346A RU2021120346A RU2769003C1 RU 2769003 C1 RU2769003 C1 RU 2769003C1 RU 2021120346 A RU2021120346 A RU 2021120346A RU 2021120346 A RU2021120346 A RU 2021120346A RU 2769003 C1 RU2769003 C1 RU 2769003C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pile
- screw
- retractable part
- shell
- piles
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D5/00—Bulkheads, piles, or other structural elements specially adapted to foundation engineering
- E02D5/22—Piles
- E02D5/56—Screw piles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (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)
- Piles And Underground Anchors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к строительству, в частности, к способам возведения свайных оснований и фундаментов в слабых грунтах, и может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве, как при строительстве новых зданий и сооружений, так и при реконструкции существующих; в случаях, когда необходимо создание дополнительных узлов восприятия нагрузки, располагаемых внутри помещений, не позволяющих использование габаритного оборудования (техники) при производстве строительно-монтажных работ, а также при недостаточности высоты помещений для погружения свай необходимой длины.The invention relates to construction, in particular, to methods for erecting piled foundations and foundations in soft soils, and can be used in industrial and civil engineering, both in the construction of new buildings and structures, and in the reconstruction of existing ones; in cases where it is necessary to create additional load-bearing nodes located inside the premises, which do not allow the use of overall equipment (machinery) in the production of construction and installation works, as well as when the height of the premises is insufficient for driving piles of the required length.
Известные способы погружения винтовых свай, в ряде случаев, не обеспечивают достижение острием сваи проектных отметок, требуемых по характеристике грунтов, без применения громоздкой оснастки и оборудования, для создания крутящего момента, необходимого для преодоления силы трения грунта при завинчивании, или выполнения лидирующего бурения для предварительного погружения сваи в подготовленную скважину для последующего довинчивания.Known methods of driving screw piles, in some cases, do not ensure that the pile tip reaches the design marks required by the soil characteristics, without the use of bulky equipment and equipment, to create the torque necessary to overcome the friction force of the soil during screwing, or to perform leading drilling for preliminary immersion of a pile into a prepared well for subsequent screwing.
Применение известного способа лидирующего бурения скважин имеет существенные недостатки. В этом случае, при выполнении работ нарушается структура грунта в верхней части сваи, в ряде случаев, во избежание заполнения скважины осыпающимся грунтом необходимо проводить укрепление стенок ствола. Кроме того, из-за превышения диаметра скважины над диаметром сваи, не происходит уплотнения грунта от бокового расширения при погружении сваи завинчиванием, что приводит к снижению несущей способности сваи.The use of the known method of leading well drilling has significant drawbacks. In this case, during the performance of work, the soil structure in the upper part of the pile is disturbed, in some cases, in order to avoid filling the well with crumbling soil, it is necessary to strengthen the walls of the shaft. In addition, due to the excess of the borehole diameter over the pile diameter, soil compaction from lateral expansion does not occur when the pile is driven by screwing, which leads to a decrease in the bearing capacity of the pile.
Известен ряд патентных документов в данной области.A number of patent documents are known in this field.
Так, известен патент РФ на полезную модель №187577 (МПК E02D 5/52, E02D 5/56, опубл. 12.03.2019) «Винтовая телескопическая свая из стекло пластиковых труб с опорным наголовником», состоящий из нижней и верхней частей, ствол нижней части имеет винтовые лопасти, а гладкий ствол верхней части размещен свободно внутри ствола нижней части; в стволах обеих частей устроены сквозные отверстия одинакового диаметра; объединение обеих частей в жесткую конструкцию выполнено штырем, который вставлен в совмещенное отверстие в стволах обеих частей сваи; оголовок верхней части сваи шарнирно соединен штырем с опорным наголовником, который болтами может крепиться к нижнему поясу режущего наклонного ребра ледореза. Расположение небольших участков сваи из стекловолокна «труба в трубе» использовано только для соединения 2-х частей свай между собой или с опорным оголовком, имеет недостатки, и не может идти в сравнение с предлагаемым техническим решением.So, the patent of the Russian Federation for utility model No. 187577 (MPK E02D 5/52, E02D 5/56, publ. 03/12/2019) "Screw telescopic pile of glass-plastic pipes with a support cap" is known, consisting of the lower and upper parts, the trunk of the lower the part has helical blades, and the smooth trunk of the upper part is placed freely inside the trunk of the lower part; through holes of the same diameter are arranged in the trunks of both parts; the combination of both parts into a rigid structure is made by a pin, which is inserted into the aligned hole in the shafts of both parts of the pile; the head of the upper part of the pile is pivotally connected by a pin to the support head, which can be bolted to the lower chord of the cutting inclined edge of the ice cutter. The location of small sections of the piles made of fiberglass "pipe in pipe" is used only to connect 2 parts of the piles to each other or to the support head, it has disadvantages and cannot be compared with the proposed technical solution.
Известен патент РФ на полезную модель №129516 (МПК E01D 19/02, опубл. 27.06.2013). Столбчатая опора моста содержит полую стойку без дна, погруженную частично в грунт, и ригель, опирающийся на эту стойку и жестко с ней соединенный, дополнительную полую стойку с дном, расположенную коаксиально внутри полой стойки и жестко присоединенную к ригелю, при этом пространство между полыми стойками заполнено утрамбованным грунтом, а внешние поверхности полых стоек в пределах их расположения в грунте выполнены рифлеными.A patent of the Russian Federation for a utility model No. 129516 is known (MPK E01D 19/02, publ. 06/27/2013). The columnar support of the bridge contains a hollow post without a bottom, partially immersed in the ground, and a crossbar resting on this post and rigidly connected to it, an additional hollow post with a bottom, located coaxially inside the hollow post and rigidly attached to the crossbar, while the space between the hollow posts filled with compacted soil, and the outer surfaces of the hollow posts within their location in the soil are made corrugated.
Известен патент РФ на полезную модель №165656 (МПК E02D 3/12, опубл. 27.10.2016). Инъектор для закрепления грунта включает полый корпус с выпускными отверстиями, охватывающие корпус непрерывные винтовые лопасти и буровой наконечник, корпус выполнен в виде двухстороннего усеченного конуса, состыкованного большими основаниями, при этом лопасть в верхней части корпуса имеет обратное направление навивки относительно нижней части.A patent of the Russian Federation for a utility model No. 165656 is known (MPK E02D 3/12, publ. 27.10.2016). The injector for soil fixation includes a hollow body with outlets, continuous helical blades enclosing the body and a drill bit, the body is made in the form of a two-sided truncated cone joined by large bases, while the blade in the upper part of the body has the opposite winding direction relative to the lower part.
Известен патент РФ на полезную модель №191858 (МПК E01D 19/04, опубл. 26.08.2019). Телескопическая буроопускная трубчатая стойка с опорным наголовником для ПАРМ состоит по высоте из двух трубчатых стволов, ствол нижней части имеет больший диаметр, заканчивается опорным круглым диском и расположен в скважине; верхняя часть стойки - вставка - свободно размещена в стволе нижней части; в стволах обеих частей устроены сквозные отверстия одинакового диаметра под несущий штырь, которые во вставке расположены с одинаковым шагом по всей длине ствола, а в нижней части устроено несколько отверстий только в оголовке, при этом вертикальные оси отверстий расположены по окружности ствола через равные углы, а горизонтальные оси расположены на одинаковых расстояниях друг от друга по длине оголовка ствола; на оголовок вставки свободно установлен опорный наголовник, состоящий из юбки, изготовленной из отрезка трубы, и приваренного к ней опорного квадратного листа с отверстиями для болтового соединения с балкой ригеля; рабочее положение опорного листа наголовника на вставке фиксируется двумя зажимными болтами, устроенными на боковой поверхности юбки наголовника; при этом обе части стойки, наголовник и несущий штырь изготовлены из стеклопластика.A patent of the Russian Federation for a utility model No. 191858 is known (MPK E01D 19/04, publ. 08/26/2019). The telescopic drill-dropping tubular rack with a support head for PARM consists of two tubular shafts in height, the shaft of the lower part has a larger diameter, ends with a support round disk and is located in the well; the upper part of the rack - the insert - is freely placed in the trunk of the lower part; in the trunks of both parts there are through holes of the same diameter for the bearing pin, which in the insert are located with the same pitch along the entire length of the trunk, and in the lower part there are several holes only in the head, while the vertical axes of the holes are located along the circumference of the trunk through equal angles, and horizontal axes are located at equal distances from each other along the length of the barrel head; a support cap is freely installed on the insert head, consisting of a skirt made of a pipe section and a support square sheet welded to it with holes for bolted connection with the crossbar beam; the working position of the base plate of the headgear on the insert is fixed by two clamping bolts arranged on the side surface of the headgear skirt; at the same time, both parts of the rack, the headband and the bearing pin are made of fiberglass.
Известен патент РФ на полезную модель №191864 (МПК E02D 5/52, E01D 19/14, опубл. 26.08.2019). Головная телескопическая винтовая свая из стеклопластиковых труб для кустового инвентарного ледореза состоит по высоте из двух - нижней и верхней - частей, гладкий ствол нижней части имеет винтовые лопасти, а ствол верхней части, внутренний диаметр которого несколько больше наружного диаметра нижней части, свободно насажен на ствол нижней части сваи; на наружной поверхности ствола верхней части жестко закреплены вертикальные уголки для прикрепления к свае щитов боковой обшивки ледореза и режущий уголок; в стволах обеих частей сваи устроены сквозные отверстия одинакового диаметра для размещения в них несущего штыря, который вставляют в совпавшие отверстия обеих частей для объединения их в жесткую конструкцию сваи необходимой длины.A patent of the Russian Federation for a utility model No. 191864 is known (MPK E02D 5/52, E01D 19/14, publ. 26.08.2019). The head telescopic screw pile made of fiberglass pipes for a cluster inventory icebreaker consists of two parts in height - lower and upper - parts, the smooth shaft of the lower part has helical blades, and the shaft of the upper part, the inner diameter of which is slightly larger than the outer diameter of the lower part, is freely mounted on the shaft the bottom of the pile; on the outer surface of the shaft of the upper part, vertical corners are rigidly fixed for attaching icebreaker side plating shields to the pile and a cutting corner; in the shafts of both parts of the pile, through holes of the same diameter are arranged to accommodate a bearing pin in them, which is inserted into the matching holes of both parts to combine them into a rigid structure of the pile of the required length.
Известен патент РФ на изобретение №2685519 (МПК E02D 5/56, опубл. 19.04.2019). Винтовая свая включает цилиндрический ствол и винтовую лопасть, соединенную с нижним концом ствола, содержит полый цилиндрический элемент, открытый по торцам, обладающий внутренней и внешней боковыми поверхностями, расположенный коаксиально стволу и соединенный с ним через ребра жесткости, соединяющие внутреннюю поверхность цилиндрического элемента и внешнюю поверхность ствола, при этом нижний торец цилиндрического элемента расположен в промежутке между винтовой лопастью и предполагаемым уровнем погружения сваи в грунт, а верхний торец цилиндрического элемента расположен в промежутке от предполагаемого уровня погружения сваи в грунт до верхнего конца ствола, при этом нижние концы ребер жесткости снабжены площадками, расположенными в плоскости, перпендикулярной продольной оси ствола, и находятся не ниже предполагаемого уровня погружения сваи в грунт.A patent of the Russian Federation for the invention No. 2685519 (IPC E02D 5/56, publ. 19.04.2019) is known. The screw pile includes a cylindrical shaft and a helical blade connected to the lower end of the shaft, contains a hollow cylindrical element, open at the ends, having inner and outer side surfaces, located coaxially to the shaft and connected to it through stiffening ribs connecting the inner surface of the cylindrical element and the outer surface shaft, while the lower end of the cylindrical element is located in the gap between the helical blade and the expected level of immersion of the pile into the ground, and the upper end of the cylindrical element is located in the interval from the expected level of immersion of the pile into the ground to the upper end of the shaft, while the lower ends of the stiffeners are provided with platforms located in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the shaft, and are not lower than the expected level of immersion of the pile into the ground.
Известна заявка US 2014/0301791 (МПК E02D 5/56, опубл. 09.10.2014). Телескопические фундаментные винтовые сваи с непрерывно сужающимся корпусом сваи, что обеспечивает более высокую скорость укладки свай. Обладает низкими накладными расходами очистки, низкой стоимостью и простотой использования при повышении грузоподъемности.Known application US 2014/0301791 (IPC E02D 5/56, publ. 09.10.2014). Telescopic foundation screw piles with a continuously tapering pile body for faster piling speeds. It has low cleaning overhead, low cost and ease of use with increased load capacity.
Известны способы и устройства винтовых свай с наращиванием длины сваи помещением участка одной сваи в другую:Known methods and devices for screw piles with increasing the length of the pile by placing a section of one pile into another:
Так, известен патент GB 2397327 (МПК E02D 5/56, опубл. 21.07.2004), являющийся наиболее близким к предлагаемому техническому решению, соответственно, принятый за прототип. Размещение небольшого участка одной сваи внутри другой служит только для стыковки двух частей сваи посредством болтовых соединений, превращая сваю в обычную удлиненную, заворачиваемую с поверхности сваю, что не дает эффекта по уменьшению сопротивления трения при погружении, а соответственно, и достижению глубины погружения и несущей способности без применения дополнительных операций, по сравнению с предлагаемым техническим решением. По существу, наращиваемая по данному методу свая имеет те же недостатки, что и типовая винтовая свая увеличенной длины, а в дополнение имеет такой недостаток, как возможность «замусоривания» полостей сваи грунтом, через не защищенный зазор, в верхней части узла стыковки частей сваи.Thus, patent GB 2397327 (IPC E02D 5/56, publ. 21.07.2004) is known, which is the closest to the proposed technical solution, respectively, taken as a prototype. The placement of a small section of one pile inside the other serves only to join the two parts of the pile by means of bolted connections, turning the pile into an ordinary elongated pile, wrapped from the surface, which does not have the effect of reducing the friction resistance during immersion, and, accordingly, achieving the immersion depth and bearing capacity without the use of additional operations, compared with the proposed technical solution. In essence, a pile built up by this method has the same disadvantages as a standard screw pile of increased length, and in addition it has such a disadvantage as the possibility of “littering” the pile cavities with soil through an unprotected gap in the upper part of the joint of the pile parts.
Для достижения проектных отметок и требуемого отказа сваи, не обеспечиваемых известными решениями, необходимо проведение дополнительных технологических операций по бурению, предохранению от осыпания и водонаполнения скважины, наращиванию сваи по длине, довинчивания и т.д.To achieve the design marks and the required failure of the pile, which are not provided by known solutions, it is necessary to carry out additional technological operations for drilling, protection from shedding and water filling of the well, increasing the pile along the length, screwing, etc.
Технической проблемой в рассматриваемой области является то, что известные конструкции не обеспечивают необходимую глубину погружения винтовых свай, а также требуемую прочность и несущую способность на восприятие вертикальных и горизонтальных нагрузок. Благодаря предлагаемому техническому решению, достигается увеличение глубины погружения винтовых свай с формированием сплошного армированного сечения сваи по всей длине с увеличением ее прочности и несущей способности на восприятие вертикальных и горизонтальных нагрузок, а также повышение технологичности при выполнении работ с применением малогабаритного оборудования без извлечения грунта.The technical problem in the area under consideration is that the known designs do not provide the required depth of screw piles, as well as the required strength and bearing capacity for the perception of vertical and horizontal loads. Thanks to the proposed technical solution, an increase in the depth of immersion of screw piles is achieved with the formation of a continuous reinforced section of the pile along the entire length with an increase in its strength and bearing capacity for the perception of vertical and horizontal loads, as well as an increase in manufacturability when performing work using small-sized equipment without soil extraction.
Преимуществом предлагаемого решения, по сравнению с известными техническими решениями, является следующее:The advantage of the proposed solution, in comparison with known technical solutions, is the following:
- обеспечение возможности погружения сваи без извлечения грунта, с его уплотнением по всей длине соприкосновения с поверхностью сваи, без применения габаритной оснастки и оборудования для довинчивания или бурения лидирующей скважины;- ensuring the possibility of driving a pile without extracting the soil, with its compaction along the entire length of contact with the surface of the pile, without the use of overall equipment and equipment for screwing in or drilling a leading well;
- расширение технологических возможностей применения винтовых свай в сложных геологических условиях, посредством увеличения несущей способности, за счет удлинения сваи без увеличения материалоемкости и необходимости выполнения дополнительных технологических операций при погружении;- expansion of technological possibilities for the use of screw piles in difficult geological conditions, by increasing the bearing capacity, due to the lengthening of the pile without increasing the material consumption and the need to perform additional technological operations when immersed;
- кратное снижение крутящего момента при завинчивании, за счет меньшей, одновременно соприкасающейся с грунтом поверхности сваи, сокращение эксплуатационных и энергетических затрат при выполнении строительно-монтажных работ;- a multiple reduction in the torque when screwing, due to the smaller surface of the pile that is simultaneously in contact with the ground, reducing operating and energy costs when performing construction and installation works;
- обеспечение возможности использования более легкого (в том числе ручного) инструмента и оборудования, что имеет огромное значение при работе в стесненных условиях, при отсутствии возможности выполнения сваебойных работ, вибропогружения и устройства буронабивных свай и других видов с применением габаритной техники;- ensuring the possibility of using lighter (including hand-held) tools and equipment, which is of great importance when working in cramped conditions, in the absence of the possibility of performing pile driving, vibration driving and the installation of bored piles and other types using overall equipment;
- обеспечение возможности выполнения работ по усилению фундаментов внутри помещений существующих зданий и сооружений, с небольшой высотой, в подвалах, цокольных этажах, лестничных клетках и т.д.;- ensuring the possibility of performing work to strengthen the foundations inside the premises of existing buildings and structures, with a small height, in basements, basement floors, stairwells, etc.;
- обеспечение уменьшения расхода металла в 2-2.5 раза при применении стеклопластика, взамен металла для сваи-оболочки, а в варианте с металлической сваей-оболочкой не приводит к увеличению потребности в металлопрокате на 1 м длины сваи, за счет использования штанги повторного применения при погружении выдвижной части сваи.- ensuring a reduction in metal consumption by 2-2.5 times when using fiberglass, instead of metal for a shell pile, and in the variant with a metal shell pile, does not lead to an increase in the need for rolled metal per 1 m of the pile length, due to the use of a reusable rod when immersed retractable part of the pile.
Технический результат заключается в улучшении технических характеристик, а именно, в увеличении глубины погружения винтовых свай с формированием сплошного армированного сечения сваи по всей длине с увеличением ее прочности и несущей способности на восприятие вертикальных и горизонтальных нагрузок, а также в повышении технологичности при выполнении работ, поскольку становится возможным применение малогабаритного оборудования без извлечения грунта.The technical result consists in improving the technical characteristics, namely, in increasing the depth of immersion of screw piles with the formation of a continuous reinforced section of the pile along the entire length with an increase in its strength and bearing capacity for the perception of vertical and horizontal loads, as well as in improving manufacturability in the performance of work, since it becomes possible to use small-sized equipment without excavating the soil.
Достигается технический результат тем, что винтовая свая телескопического типа включает выдвижную часть с заостренным наконечником, снабженным винтовыми лопастями, и сваю-оболочку, вставленные друг в друга с возможностью передвижения по длине сваи. Выдвижная часть сваи выполнена полой внутри, имеет расширитель, размещенный над винтовой лопастью и выполненный в виде гильзы, надетой на винтовую сваю, вверху выдвижная часть сваи имеет седло для подключения привода редуктора, причем нижний конец сваи-оболочки содержит кондуктор, представляющий из себя направляющую втулку для центрирования выдвижной части при погружении.The technical result is achieved by the fact that the telescopic type screw pile includes a retractable part with a pointed tip equipped with screw blades, and a shell pile inserted into each other with the possibility of movement along the length of the pile. The retractable part of the pile is made hollow inside, has an expander placed above the helical blade and is made in the form of a sleeve put on the screw pile, at the top the retractable part of the pile has a saddle for connecting the gearbox drive, and the lower end of the pile-shell contains a jig, which is a guide sleeve for centering the sliding part when immersed.
Дополнительные отличия предлагаемого технического решения:Additional features of the proposed technical solution:
- выдвижная часть сваи может быть выполнена из металла;- the retractable part of the pile can be made of metal;
- свая-оболочка может быть выполнена из металла;- pile-shell can be made of metal;
- свая-оболочка может быть выполнена из полимерной трубы и закреплена на кондукторе с помощью клеевого соединения;- the pile-shell can be made of a polymer pipe and fixed on the conductor with the help of an adhesive joint;
- свая-оболочка может содержать винтовую лопасть, приваренную к кондуктору;- the pile-shell may contain a helical blade welded to the conductor;
- винтовые лопасти имеют от 1 до 1,5 шагов винта, или представляют собой многошаговую спираль;- screw blades have from 1 to 1.5 screw pitches, or are a multi-step spiral;
- кондуктор выполнен из металла;- the conductor is made of metal;
- свая-оболочка содержит винтовую лопасть, приваренную к наружной поверхности.- pile-shell contains a helical blade welded to the outer surface.
Технический результат достигается тем, что в способе устройства винтовой сваи телескопического типа, включающем погружение сваи без извлечения грунта путем завинчивания сваи в грунт ручным или механизированным способом, обе части сваи, вставленные друг в друга, присоединяются с помощью седла к захвату привода редуктора механизма завинчивания, после установки острия сваи в проектное положение в плане, относительно осей привязки, выполняется одновременное погружения обеих частей комплекта до достижения проектной отметки верхом сваи-оболочки, после чего выдвижная часть и свая-оболочка разъединяются друг от друга и отсоединяются от привода редуктора механизма завинчивания. На втором этапе погружения выдвижная часть соединяется в седле сваи со штангой многократного использования, закрепленной в захвате привода редуктора механизма завинчивания для погружения выдвижной части до проектной отметки острия, затем штанга отсоединяется от выдвижной части сваи и захвата привода редуктора механизма завинчивания и извлекается из полости свай, после этого в полости свай устанавливается арматурный каркас, и выполняется заполнение полостей обеих частей сваи бетоном с наполнителем мелкой фракции, соединяющим, после набора прочности, обе части в единую систему восприятия нагрузки.The technical result is achieved by the fact that in the method of constructing a telescopic screw pile, which includes immersing the pile without extracting the soil by screwing the pile into the ground manually or mechanically, both parts of the pile, inserted into each other, are connected with a saddle to the grip of the drive of the gearbox of the screwing mechanism, after the pile tip is set in the design position in the plan, relative to the anchoring axes, both parts of the set are immersed simultaneously until the top of the shell pile reaches the design mark, after which the extendable part and the shell pile are separated from each other and disconnected from the screwing mechanism gearbox drive. At the second stage of immersion, the retractable part is connected in the pile saddle with a reusable rod fixed in the grip of the screwing mechanism gearbox drive to immerse the retractable part to the design mark of the tip, then the rod is disconnected from the retractable part of the pile and the grip of the screwing mechanism gearbox drive and removed from the cavity of the piles, after that, a reinforcing cage is installed in the cavity of the piles, and the cavities of both parts of the pile are filled with concrete with a fine fraction filler, which, after curing, connects both parts into a single load perception system.
Дополнительные отличия предлагаемого технического решения:Additional features of the proposed technical solution:
- для предотвращения образования внутренних пустот при бетонировании полостей свай организовывают выход воздуха при вибрировании;- to prevent the formation of internal voids during concreting of pile cavities, an air outlet is organized during vibration;
- для предотвращения образования внутренних пустот, при бетонировании заполнение полостей свай осуществляют подачей бетона по шлангу в нижнюю точку выдвижной части сваи с последующим подъемом шланга по мере заполнения полости бетоном, посредством бетононасоса шнекового или плунжерного типа.- to prevent the formation of internal voids, during concreting, the pile cavities are filled by supplying concrete through a hose to the lower point of the retractable part of the pile, followed by lifting the hose as the cavity is filled with concrete, using an auger or plunger-type concrete pump.
Сущность предлагаемого технического решения представлена следующим графическим материалом, представленным на следующих фигурах: фиг. 1, на которой представлено положение сваи телескопического типа после выполнения первого этапа погружения; фиг. 2, на которой представлено положение сваи телескопического типа после выполнения второго этапа погружения, где: 1 - выдвижная часть сваи телескопического типа; 2 – свая-оболочка; 3 - штанга закручивания многократного использования; фиг. 3, на которой представлено положение сваи телескопического типа после установки армокаркаса и бетонирования, где: 4 - армокаркас; 5 - бетон; фиг. 4, на которой представлена свая винтовая, 2-х лопастная, телескопического типа из металлических труб, где 6 - кондуктор; 7 - седло подключения привода редуктора; фиг. 5, на которой представлена свая винтовая, 2-х лопастная, телескопического типа со сваей-оболочкой из полимерных труб, где 8 - блок лопасти, соединенный с кондуктором посредством сварки; фиг. 6, на которой представлена свая винтовая, спиральная, одношнековая (одна винтовая лопасть), телескопического типа, со сваей-оболочкой из полимерных труб; фиг. 7, на которой представлена свая винтовая, спиральная, 2-х шнековая (две винтовые лопасти), телескопического типа из металлических труб; фиг. 8, на которой представлено сечение а-а к фиг. 5; фиг. 9, на которой представлена штанга многоразового использования; фиг. 10, на которой представлено устройство расширителя сваи винтовой, 2-х лопастной, где 9 - расширитель.The essence of the proposed technical solution is represented by the following graphic material presented in the following figures: Fig. 1, which shows the position of the telescopic pile after the first stage of immersion; fig. 2, which shows the position of the telescopic pile after the second stage of immersion, where: 1 - the retractable part of the telescopic pile; 2 - pile-shell; 3 - reusable twisting rod; fig. 3, which shows the position of the telescopic pile after the installation of the reinforcement cage and concreting, where: 4 - reinforcement cage; 5 - concrete; fig. 4, which shows a screw pile, 2-blade, telescopic type of metal pipes, where 6 is a conductor; 7 - saddle for connecting the gearbox drive; fig. 5, which shows a screw pile, 2-bladed, telescopic type with a pile-shell made of polymer pipes, where 8 is a blade block connected to the conductor by welding; fig. 6, which shows a pile of screw, spiral, single-screw (one helical blade), telescopic type, with a pile-shell made of polymer pipes; fig. 7, which shows a pile of screw, spiral, 2-screw (two screw blades), telescopic type of metal pipes; fig. 8, which shows the section a-a to Fig. 5; fig. 9 showing a reusable rod; fig. 10, which shows the device of a screw pile expander, 2-bladed, where 9 is an expander.
Винтовая свая телескопического типа включает выдвижную часть 1 с заостренным наконечником, снабженным винтовыми лопастями, и сваю-оболочку 2, вставленные друг в друга с возможностью передвижения по длине сваи. Выдвижная часть 1 сваи выполнена полой внутри, имеет расширитель 9, размещенный над винтовой лопастью и выполненный в виде гильзы, надетой на винтовую сваю, вверху выдвижная часть сваи имеет седло 7 для подключения привода редуктора, причем нижний конец сваи-оболочки 2 содержит кондуктор 6, представляющий из себя направляющую втулку для центрирования выдвижной части при погружении. Выдвижная часть сваи выполнена из металла. Свая-оболочка 2 выполнена из металла или из полимерной трубы и закреплена на кондукторе 6 с помощью клеевого соединения. Свая-оболочка 2 содержит винтовую лопасть, приваренную к кондуктору 6 (фиг. 5) или к наружной поверхности (см. фиг. 2) Винтовые лопасти имеют от 1 до 1,5 шагов винта, или представляют собой многошаговую спираль. Кондуктор 6 выполнен из металла.A telescopic screw pile includes a
Способ устройства винтовой сваи телескопического типа включает погружение сваи без извлечения грунта путем завинчивания сваи в грунт ручным или механизированным способом. Обе части сваи, вставленные друг в друга, присоединяются с помощью седла к захвату привода редуктора механизма завинчивания, после установки острия сваи в проектное положение в плане, относительно осей привязки, выполняется одновременное погружение обеих частей комплекта до достижения проектной отметки верхом сваи-оболочки 2, после чего выдвижная часть 1 и свая-оболочка 2 разъединяются друг от друга и отсоединяются от привода редуктора механизма завинчивания, на втором этапе погружения выдвижная часть 1 соединяется в седле сваи со штангой 3 многократного использования, закрепленной в захвате привода редуктора механизма завинчивания для погружения выдвижной части 1 до проектной отметки острия, затем штанга 3 отсоединяется от выдвижной части 1 сваи и захвата привода редуктора механизма завинчивания и извлекается из полости свай, после этого в полости свай устанавливается арматурный каркас 4, и выполняется заполнение полостей обеих частей сваи бетоном 5 с наполнителем мелкой фракции, соединяющим, после набора прочности, обе части в единую систему восприятия нагрузки. Для предотвращения образования внутренних пустот при бетонировании полостей свай, организовывают выход воздуха при вибрировании. Для предотвращения образования внутренних пустот при бетонировании, заполнение полостей свай осуществляют подачей бетона по шлангу в нижнюю точку выдвижной части сваи с последующим подъемом шланга по мере заполнения полости бетоном 5, посредством бетононасоса шнекового или плунжерного типа.The method for constructing a telescopic screw pile includes driving the pile without excavating the soil by screwing the pile into the ground manually or mechanically. Both parts of the pile, inserted into each other, are connected with the help of a saddle to the grip of the drive of the gearbox of the screwing mechanism, after the pile tip is set in the design position in the plan, relative to the binding axes, both parts of the kit are simultaneously immersed until the design mark is reached by the top of the pile-
Как видно из фиг. 4-8 по конструктивному решению сваи телескопического типа, выполненные в металле (фиг. 4, 7), проще в исполнении, по сравнению со сваями с применением труб из стеклопластика.As can be seen from FIG. 4-8, according to the constructive solution, telescopic type piles made of metal (Fig. 4, 7) are simpler in execution compared to piles using fiberglass pipes.
Если кондуктор в сваях из металлических труб выполняет только роль центрирующего элемента при погружении, то в сваях с применением труб из стеклопластика служит и для передачи крутящего момента в нижнюю часть сваи-оболочки, для разгрузки оболочки от скручивания.If the conductor in piles made of metal pipes performs only the role of a centering element when immersed, then in piles using fiberglass pipes it also serves to transfer torque to the lower part of the pile-shell, to unload the shell from twisting.
Так сваи со стеклопластиковой оболочкой (фиг. 5, 6) оборудованы расширителем 9 с наклонным скосом, соприкасающимся с таким же скосом у кондуктора 6, который объединяет обе части в единое целое при замыкании верха свай в замке редуктора привода, таким образом, исключает «скручивание» оболочки из стеклопластика. Установка расширителя 9 на выдвижной части 1 сваи, находящегося в соприкосновении со скосом кондуктора 6 сваи-оболочки, кроме того обеспечивает защиту от попадания грунта во внутреннюю полость сваи-оболочки 2.So piles with a fiberglass shell (Fig. 5, 6) are equipped with an
При устройстве лопасти (спирали), в нижней части сваи-оболочки (фиг. 5), такого замка для разгрузки оболочки от скручивания недостаточно.When constructing a blade (spiral) in the lower part of the pile-shell (Fig. 5), such a lock is not enough to unload the shell from twisting.
При одновременном погружении обеих частей сваи на первом этапе передача крутящего момента от редуктора, непосредственно на блок лопасти 8 (спирали) 2-х лопастной сваи (фиг. 5), в дополнение к соединению кондуктора 6 с расширителем 9 и закреплению обеих частей в замке привода вращения редуктора, осуществляется посредством штанги 3 многоразового использования, вставляемой прорезями в правом седле (фиг. 9), в разъем с выступами шпонок, устроенным в месте соединения кондуктора и блока лопастей 8 2-х лопастной сваи (фиг. 5, сечение «а-а» на фиг. 8).With simultaneous immersion of both parts of the pile at the first stage, the transmission of torque from the gearbox directly to the block of the blade 8 (spiral) of the 2-bladed pile (Fig. 5), in addition to connecting the
Одновременная передача крутящего момента на оба конца сваи-оболочки 2 полностью обеспечивает разгрузку стеклопластиковой оболочки от скручивания.Simultaneous transmission of torque to both ends of the pile-
Наклон скоса расширителя 9 и кондуктора 6, устраиваемый в сваях со стеклопластиковой оболочкой, меньший, чем наклон лопасти (спирали), позволяет выдвижной части 1 сваи выйти из зацепления при довинчивании на втором этапе погружения.The inclination of the bevel of the
Ниже приведен сравнительный расчет реактивного отпора грунта и крутящего момента при завинчивании свай телескопического типа, идентичной конфигурации по прототипу - свая телескопического типа по патенту GB2397327A (с наращиванием длины) и предлагаемой - свая телескопического типа с выдвижной опорной частью.Below is a comparative calculation of the reactive soil pressure and torque when screwing telescopic type piles, identical to the prototype configuration - a telescopic type pile according to patent GB2397327A (with increasing length) and the proposed one - a telescopic type pile with a retractable bearing part.
Расчет проводим для 2-х свай с идентичными характеристиками:The calculation is carried out for 2 piles with identical characteristics:
Сваи 2-х ступенчатые, с переходом с диаметра D=180 мм на D1=219 мм2-stage piles, with transition from diameter D=180 mm to D1=219 mm
Длина сваи - Н=12.00 м,Pile length - H=12.00 m,
Длина погружения - Нр=11.60 мImmersion length - Нр=11.60 m
Длина каждой из ступеней - L=6.00 мLength of each step - L=6.00 m
Длина верхней ступени, соприкасающейся с грунтом - Lв=5,60 мThe length of the upper step in contact with the ground - Lv \u003d 5.60 m
Диаметр лопасти - Dл=450 ммBlade diameter - Dl=450 mm
Шаг витка лопасти - t=150 ммBlade turn pitch - t=150 mm
Глубина резания - h=Rл-rс=0,225-0,090=0,135 м=13.5 смDepth of cut - h \u003d R l -r c \u003d 0.225-0.090 \u003d 0.135 m \u003d 13.5 cm
Ширина резания (толщина лопасти) - S=6 ммCutting width (blade thickness) - S=6 mm
Угол резания - &=135°Cutting angle - &=135°
Угол заострения - ϕ=16° по табл. 1 в зависимости от ϕ=16° коэфф.β0=0.81Tapering angle - ϕ=16° according to the table. 1 depending on ϕ=16° coefficient β 0 =0.81
Угол подъема спирали лопасти - α=6.06°Blade helix angle - α=6.06°
Расчет проводим для погружения в грунт с характеристиками:The calculation is carried out for immersion in soil with the following characteristics:
Количество слоев - n=1, суглинок туго пластичный, f=0,4 Gкp=135000 кг/м2 Ti=2600 кг/м2 С=13 уд. табл. 1 Рекомендаций по определению крутящего момента и осевого усилия при погружении винтовых свай в грунты, ВНИИСТ, М. 1983 г. (Р462-82).The number of layers is n=1, the loam is tightly plastic, f=0.4 G kp =135000 kg/m 2 Ti=2600 kg/m 2 C=13 sp. tab. 1 Recommendations for determining the torque and axial force when driving screw piles into soils, VNIIST, M. 1983 (R462-82).
Величина осевого усилия винтовой установки (в данном случае погружение без принуждения, только лишь с учетом собственного веса сваи и каретки установки с редуктором) - Р=850 кгThe value of the axial force of the screw installation (in this case, immersion without coercion, only taking into account the own weight of the pile and the carriage of the installation with a gearbox) - P = 850 kg
А. По формуле 4 Р462-82 находим усилие резания грунта винтовой лопастью:A. According to formula 4 P462-82, we find the force of cutting the soil with a helical blade:
Q=13x13.51.35(1+0,1х6)(1+45/180)x0,81=13x33.57x1,6x125x0.81=707 кгQ=13x13.5 1.35 (1+0.1x6)(1+45/180)x0.81=13x33.57x1.6x125x0.81=707 kg
Б. По формуле 2 Р462-82 находим величину реактивного отпора грунта;B. According to the
1. При погружении на первом этапе опорной части сваи по прототипу (патент GB2397327A)1. When immersed in the first stage of the bearing part of the pile according to the prototype (GB2397327A patent)
TI=3,14x0,0902x135000+2x3,14x0,090x2600x6=3433.6+8817.1=12250.7 кгT I \u003d 3.14x0.090 2 x135000 + 2x3.14x0.090x2600x6 \u003d 3433.6 + 8817.1 \u003d 12250.7 kg
2. При погружении на втором этапе наращенной до 12 м сваи по прототипу (патент GB2397327A)2. When immersing at the second stage of a prototype pile extended up to 12 m (patent GB2397327A)
ТII=3,14x0,0902x135000+2x3,14х(0,090х2600х6+0,105х2600х5,6)=3433.6+18418.0=21851.6 кгT II \u003d 3.14x0.090 2 x135000 + 2x3.14x (0.090x2600x6 + 0.105x2600x5.6) \u003d 3433.6 + 18418.0 \u003d 21851.6 kg
3. При погружении на первом этапе сборочного комплекта сваи по предложению3. Dipping at the first stage of the pile assembly kit according to the proposal
TI=3,14x0,0902x135000+2x3,14x0,105x2600x5.6=3433.6+9600.9=13034.5 кгT I \u003d 3.14x0.090 2 x135000 + 2x3.14x0.105x2600x5.6 \u003d 3433.6 + 9600.9 \u003d 13034.5 kg
4. При погружении на втором этапе выдвижной части сваи по предложению:4. When immersing at the second stage of the retractable part of the pile according to the proposal:
ТII=3,14x0,0902х135000+2x3,14x0,090x2600x6=3433.6+8817.1=12250.7 кгT II \u003d 3.14x0.090 2 x135000 + 2x3.14x0.090x2600x6 \u003d 3433.6 + 8817.1 \u003d 12250.7 kg
В. По формуле 27 Р462-82 определяем величину крутящего момента для погружения винтовой сваи:C. According to the formula 27 Р462-82, we determine the amount of torque for immersing a screw pile:
1. Определяем максимальный момент при погружении сваи по прототипу (патент GB2397327A), необходимый для преодоления силы реактивного отпора грунта ТII=21851.6 кг, возникающей на втором этапе погружения при погружении наращенной сваи.1. We determine the maximum moment when immersing a pile according to the prototype (GB2397327A patent), necessary to overcome the force of reactive soil pressure T II = 21851.6 kg, which occurs at the second stage of immersion when immersing an extended pile.
2. Определяем максимальный момент при погружении сваи по предложению, необходимый для преодоления силы реактивного отпора грунта TI=13034.5 кг, возникающей на первом этапе погружения при погружении сборочного комплекта.2. We determine the maximum moment when the pile is immersed according to the proposal, which is necessary to overcome the force of the reactive thrust of the soil T I = 13034.5 kg, which occurs at the first stage of immersion when the assembly kit is immersed.
Как видно из приведенного расчета, при одинаковой несущей способности с прототипом 20-25 тн для погружения предлагаемой конструкции сваи требуется приложить меньшее усилие (крутящий момент меньше в 2,1 раза).As can be seen from the above calculation, with the same bearing capacity with the prototype of 20-25 tons, less effort is required to drive the proposed pile design (the torque is 2.1 times less).
Таким образом, благодаря предлагаемому техническому решению достигается увеличение глубины погружения винтовых свай с формированием сплошного армированного сечения сваи по всей длине с увеличением ее прочности и несущей способности на восприятие вертикальных и горизонтальных нагрузок, повышение технологичности при выполнении работ с применением малогабаритного оборудования без извлечения грунта.Thus, thanks to the proposed technical solution, an increase in the depth of immersion of screw piles is achieved with the formation of a continuous reinforced section of the pile along the entire length with an increase in its strength and bearing capacity for the perception of vertical and horizontal loads, an increase in manufacturability when performing work using small-sized equipment without soil extraction.
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021120346A RU2769003C1 (en) | 2021-07-09 | 2021-07-09 | Extendable screw pile and method for its arrangement |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021120346A RU2769003C1 (en) | 2021-07-09 | 2021-07-09 | Extendable screw pile and method for its arrangement |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2769003C1 true RU2769003C1 (en) | 2022-03-28 |
Family
ID=81075884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021120346A RU2769003C1 (en) | 2021-07-09 | 2021-07-09 | Extendable screw pile and method for its arrangement |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2769003C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU863767A1 (en) * | 1978-12-07 | 1981-09-15 | Макеевский Инженерно-Строительный Институт | Screw pile |
| GB2397327B (en) * | 2003-01-16 | 2005-08-24 | Screw Fast Foundations Ltd | A screwpile |
| CN202369987U (en) * | 2011-12-16 | 2012-08-08 | 浙江博雷重型机床制造有限公司 | Spiral ground pile |
| RU187577U1 (en) * | 2018-11-08 | 2019-03-12 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева" | SCREW TELESCOPIC PILET FROM GLASS PIPES WITH SUPPORT HEADREST |
-
2021
- 2021-07-09 RU RU2021120346A patent/RU2769003C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU863767A1 (en) * | 1978-12-07 | 1981-09-15 | Макеевский Инженерно-Строительный Институт | Screw pile |
| GB2397327B (en) * | 2003-01-16 | 2005-08-24 | Screw Fast Foundations Ltd | A screwpile |
| CN202369987U (en) * | 2011-12-16 | 2012-08-08 | 浙江博雷重型机床制造有限公司 | Spiral ground pile |
| RU187577U1 (en) * | 2018-11-08 | 2019-03-12 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева" | SCREW TELESCOPIC PILET FROM GLASS PIPES WITH SUPPORT HEADREST |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4239419A (en) | Precast concrete threaded pilings | |
| US4832535A (en) | Process for compaction-reinforcement-grouting or for decompaction-drainage and for construction of linear works and plane works in the soils | |
| CN109024651B (en) | Steel pipe concrete mixed pile foundation and construction method | |
| US20220145567A1 (en) | Construction Method and Device for Execution of a Cast In-Situ Pile with Multiple Diameters Decreasing with Depth | |
| CN104018518A (en) | Prefabricated underground diaphragm wall and method for constructing outer basement wall and floor slabs | |
| CN111206575A (en) | Construction method of long spiral pressure-grouting pile | |
| CN114134887B (en) | Construction method of prefabricated composite pile | |
| CA1119823A (en) | Precast concrete threaded piling system | |
| CN204000925U (en) | Prefabricated diaphragm wall | |
| CN101914915A (en) | Construction method for anti-floating anchor rod and special long auger | |
| CN104711975A (en) | Construction technology for long spiral cast-in-situ bored pile | |
| CN113373925B (en) | Method and device for mounting steel sheet pile in sandstone stratum by rotary drilling rig | |
| RU2769003C1 (en) | Extendable screw pile and method for its arrangement | |
| CN108360978B (en) | Combined construction method of short spiral soil-squeezing bored concrete pile and assembled drilling tool | |
| CN101289856A (en) | Tapered metal pile and construction method for installation thereof | |
| CN102286971A (en) | Concrete-filled steel tube core column socketed pile | |
| NO773748L (en) | THREADED CONCRETE PILLE, PROCEDURE FOR ITS SETTING INTO THE GROUND AND PILE WORK WITH SUCH CONCRETE PILLES | |
| CN113585246A (en) | Reinforced building pile foundation | |
| US5122013A (en) | Reinforced concrete load-bearing pile with multi-branches and enlarged footings, and means and method for forming the pile | |
| RU2288325C1 (en) | Screw pile | |
| CN210530745U (en) | Combined drilling bottom-expanding pile-planting system | |
| US5219249A (en) | Reinforced concrete load-bearing pile forming device | |
| CN201747261U (en) | Long twist drill for construction of anti-floating anchor rod | |
| CN208220632U (en) | A kind of assembly type drilling tool | |
| RU2763573C1 (en) | Telescopic screw pile with leader pile |