RU85171U1 - Pile Driving - Google Patents

Abstract

Свая забивная, состоящая из ствола с продольным отверстием в нем, заостренного наконечника, устройства увеличения несущей способности сваи, отличающаяся тем, что на нижней части ствола имеется углубление с цилиндрической поверхностью, эластичная оболочка со средствами закрепления ее верхнего и нижнего концов, охватывающая цилиндрическую поверхность углубления; полость между эластичной оболочкой и цилиндрической поверхностью углубления, раздвижной в радиальном направлении защитный кожух со средствами его закрепления на стволе, охватывающий эластичную оболочку; в стволе имеется радиальное отверстие, соединяющее продольное отверстие с упомянутой полостью, преобразуемой в опорный пояс после погружения сваи на заданную глубину, заполнения полости затвердевающим раствором через отверстия в стволе и затвердевания раствора.Driving pile consisting of a trunk with a longitudinal hole in it, a pointed tip, a device for increasing the bearing capacity of a pile, characterized in that there is a recess with a cylindrical surface on the lower part of the trunk, an elastic shell with means for fixing its upper and lower ends, covering the cylindrical surface of the recess ; the cavity between the elastic shell and the cylindrical surface of the recess, a radially extending protective casing with means for securing it to the barrel, covering the elastic shell; in the barrel there is a radial hole connecting the longitudinal hole with the cavity, which is converted into a support belt after immersing the piles to a predetermined depth, filling the cavity with a hardening solution through the holes in the barrel and solidifying the solution.

Description

Полезная модель относится к строительству, в частности, к свайным фундаментам, закладываемым в обводненных песчаных грунтах.The utility model relates to the construction, in particular, to pile foundations laid in watered sandy soils.

Известна свая, состоящая из стальной трубы со стальным наконечником, заполненным специальным веществом, расширяющимся и создающим давление в полости наконечника после инициирования химической реакции в этом веществе (патент Японии, №публикации 63233117 от 19.03.1987). Под действием внутреннего давления наконечник сваи приобретает шарообразную форму диаметром более диаметра сваи, что позволяет увеличить несущую способность сваи.Known pile consisting of a steel pipe with a steel tip filled with a special substance, expanding and creating pressure in the cavity of the tip after initiating a chemical reaction in this substance (Japan patent, publication number 63233117 of 03/19/1987). Under the influence of internal pressure, the pile tip acquires a spherical shape with a diameter greater than the diameter of the pile, which allows to increase the bearing capacity of the pile.

Недостаток такой сваи в том, что стальная труба в грунте подвержена коррозии и со временем разрушается, поэтому для получения заданной несущей способности в период эксплуатации полость трубы выше основания наконечника заполняют бетоном, что увеличивает стоимость сваи. Такой процесс увеличения несущей способности неприемлем для железобетонных свай.The disadvantage of such a pile is that the steel pipe in the soil is susceptible to corrosion and deteriorates over time, therefore, to obtain a given load-bearing capacity during operation, the pipe cavity above the tip base is filled with concrete, which increases the cost of the pile. Such a process of increasing bearing capacity is unacceptable for reinforced concrete piles.

Известна свая круглого сечения, погружаемая в заранее подготовленную скважину (патенты Японии с датами их публикации: №63-014925, от 04.07.1986, №04-106216 от 24.08.1990, №05-009934 от 02.07.1991, №08-209688 от 02.02.1995, №2006-063526 от 24.08.2004), состоящая из комбинированного (сталь и бетон) ствола с продольным отверстием в бетоне ствола (центральным или эксцентрично расположенным) и с плоским нижним концом; эластичной оболочки, охватывающей цилиндрическую поверхность ствола и средств закрепления ее концов на цилиндрической поверхности ствола; полости между эластичной оболочкой и цилиндрической поверхностью ствола.Known pile round cross section, immersed in a pre-prepared well (Japanese patents with the dates of publication: No. 63-014925, from 04.07.1986, No. 04-106216 from 08.24.1990, No. 05-009934 from 02.07.1991, No. 08-209688 from 02.02.1995, No. 2006-063526 from 08.24.2004), consisting of a combined (steel and concrete) barrel with a longitudinal hole in the concrete of the barrel (central or eccentrically located) and with a flat lower end; an elastic shell covering the cylindrical surface of the barrel and means for fixing its ends on the cylindrical surface of the barrel; cavity between the elastic shell and the cylindrical surface of the barrel.

В стволе имеется, по меньшей мере, одно радиальное отверстие, соединяющее продольное отверстие в стволе с полостью между эластичной оболочкой и цилиндрической поверхностью ствола.In the barrel there is at least one radial hole connecting the longitudinal hole in the barrel with a cavity between the elastic shell and the cylindrical surface of the barrel.

После погружения сваи на заданную глубину, заполнения затвердевающим раствором в полости между эластичной оболочкой и цилиндрической поверхностью ствола через продольное и радиальное отверстия в стволе, вокруг ствола формируется опорный пояс, увеличивающий ее несущую способность.After immersing piles to a given depth, filling with a hardening solution in the cavity between the elastic shell and the cylindrical surface of the trunk through a longitudinal and radial hole in the trunk, a support belt is formed around the trunk, increasing its bearing capacity.

Недостаток конструкции такой сваи в невозможности ее погружения при статическом или динамическом задавливании в грунт на заданную глубину без предварительного бурения скважины, так как эластичная оболочка не защищена от разрушения грунтом в процессе задавливания сваи и в свае не предусмотрен заостренный наконечник. Кроме того, в обводненном грунте без установки обсадной трубы происходит закрытие скважины грунтом.The drawback of the design of such a pile is the impossibility of immersing it under static or dynamic crushing into the soil to a predetermined depth without preliminary drilling of the well, since the elastic shell is not protected from destruction by the soil during crushing of the pile and a pointed tip is not provided in the pile. In addition, in flooded soil without installing a casing, the well is closed with soil.

Известна свая забивная железобетонная (заявка RU №2008121684 от 30.05.2008), состоящая из ствола и заостренного наконечника (с углом заострения 15°-30°), позволяющая ее погружение в обводненный песчаный грунт на заданную глубину статической силой, значительно меньшей, чем требуется при задавливании сваи с углом заострения 60° (по ГОСТ 19804-91). Это достигается за счет существенного усиления эффекта клина, получаемого при угле заострения 15°-30°, позволяющего исключить образование плотного песчаного массива перед наконечником стандартной сваи при ее забивании или задавливании в обводненный песчаный грунт.Known driven reinforced concrete pile (application RU No. 2008121684 from 05/30/2008), consisting of a trunk and a pointed tip (with a point angle of 15 ° -30 °), allowing it to be immersed in flooded sandy soil to a predetermined depth with a static force significantly less than required when crushing piles with a taper angle of 60 ° (according to GOST 19804-91). This is achieved by significantly enhancing the effect of the wedge obtained at a taper angle of 15 ° -30 °, which eliminates the formation of a dense sand mass in front of the tip of a standard pile when it is clogged or crushed into flooded sandy soil.

Недостаток данной сваи - низкая несущая способность при малых углах заострения.The disadvantage of this pile is its low bearing capacity at small sharpening angles.

Известна свая забивная (а.с. SU №301404 от 14.07.1969), состоящая из ствола с продольным отверстием в нем, заостренного составного из двух частей стального наконечника и механизма, позволяющего изменять положение частей заостренного наконечника из вертикального на горизонтальное для увеличения несущей способности сваи после ее погружения на заданную глубину. Недостатки сваи - сложная конструкция заостренного стального наконечника и механизма изменения положения частей наконечника, а также небольшое увеличение несущей способности сваи.Known driven pile (a.s. SU No. 301404 of 07/14/1969), consisting of a barrel with a longitudinal hole in it, a pointed composite of two parts steel tip and a mechanism that allows you to change the position of the parts of the pointed tip from vertical to horizontal to increase the bearing capacity piles after diving to a given depth. The disadvantages of the piles are the complex design of the pointed steel tip and the mechanism for changing the position of the parts of the tip, as well as a slight increase in the bearing capacity of the pile.

Техническая задача, решаемая полезной моделью - повышение несущей способности сваи забивной, имеющей заостренный наконечник.The technical problem solved by the utility model is to increase the bearing capacity of a driven pile having a pointed tip.

Техническая задача решена в конструкции забивной сваи, состоящей из ствола с продольным отверстием в нем; заостренного наконечника и устройства увеличения несущей способности сваи; при этом на нижней части ствола имеется углубление с цилиндрической поверхностью; эластичная оболочка со средствами закрепления ее верхнего и нижнего концов, охватывающая цилиндрическую поверхность углубления; полость между эластичной оболочкой и цилиндрической поверхностью углубления; защитный кожух, раздвижной в радиальном направлении, со средствами его закрепления на стволе, охватывающий эластичную оболочку; в стволе имеется радиальное отверстие, соединяющее продольное отверстие с полостью, преобразуемой в опорный пояс после погружения сваи на заданную глубину, заполнения полости затвердевающим раствором, нагнетаемым через отверстия в стволе, и затвердевания раствора.The technical problem is solved in the construction of a driven pile, consisting of a trunk with a longitudinal hole in it; pointed tip and device for increasing the bearing capacity of piles; while on the bottom of the barrel there is a recess with a cylindrical surface; an elastic shell with means for securing its upper and lower ends, covering the cylindrical surface of the recess; the cavity between the elastic shell and the cylindrical surface of the recess; a protective casing, extendable in the radial direction, with means for securing it to the barrel, covering the elastic shell; there is a radial hole in the barrel connecting the longitudinal hole with the cavity that is transformed into the support belt after the pile is immersed to a predetermined depth, the cavity is filled with a hardening solution, injected through the holes in the barrel, and the solution solidifies.

Несущая способность сваи увеличивается в зависимости от площади проекции на горизонтальную плоскость опорного пояса, образуемого из затвердевшего раствора (цементного или песчано-цементного), плотности и упругих свойств грунта, охватывающего опорный пояс.The bearing capacity of piles increases depending on the projection area on the horizontal plane of the support belt formed from the hardened mortar (cement or sand-cement), the density and elastic properties of the soil covering the support belt.

Технический эффект заключается в том, что опорный пояс позволяет для забивной сваи с заостренным наконечником получить высокую несущую способность, в том числе при действии горизонтальной нагрузки.The technical effect consists in the fact that the support belt allows for a driven pile with a pointed tip to obtain a high bearing capacity, including under the action of horizontal load.

Технический эффект обеспечивается следующей новой для забивной сваи с заостренным наконечником совокупностью признаков: на нижней части ствола имеется углубление с цилиндрической поверхностью; эластичная оболочка со средствами закрепления ее верхнего и нижнего концов, охватывающая цилиндрическую поверхность углубления; полость между эластичной оболочкой и цилиндрической поверхностью углубления; раздвижной в радиальном направлении защитный кожух со средствами его закрепления на стволе, охватывающий эластичную оболочку; в стволе имеется радиальное отверстие, соединяющее продольное отверстие в стволе с полостью между эластичной оболочкой и цилиндрической поверхностью углубления; при этом после погружения сваи на заданную глубину, заполнения затвердевающим раствором через отверстие в стволе в полости между эластичной оболочкой и цилиндрической поверхностью углубления и затвердевания раствора вокруг цилиндрической поверхности углубления образован опорный пояс.The technical effect is ensured by the following new set of features for a driven pile with a pointed tip: on the bottom of the trunk there is a recess with a cylindrical surface; an elastic shell with means for securing its upper and lower ends, covering the cylindrical surface of the recess; the cavity between the elastic shell and the cylindrical surface of the recess; radially sliding protective casing with means for securing it to the barrel, covering the elastic shell; in the barrel there is a radial hole connecting the longitudinal hole in the barrel with a cavity between the elastic shell and the cylindrical surface of the recess; in this case, after the piles are immersed to a predetermined depth, filled with a hardening solution through a hole in the trunk in the cavity between the elastic shell and the cylindrical surface of the recess and the solution solidifies around the cylindrical surface of the recess, a support belt is formed.

Данная совокупность признаков является новой для забивной сваи, так как не обнаружена в источниках информации, полученных при проведении патентно-информационного поиска.This set of features is new for a driven pile, as it is not found in the sources of information obtained during the patent information search.

На фиг.1 показана свая забивная с эластичной оболочкой, закрепленной на нижней части ствола,Figure 1 shows a pile driven with an elastic sheath fixed on the lower part of the barrel,

на фиг.2 - вид А на фиг.1, показывающий конструкцию защитного кожуха,figure 2 is a view of figure 1, showing the design of the protective casing,

на фиг.3 - сечение В-В на фиг.1,figure 3 - section bb in figure 1,

на фиг.4 - свая забивная, погруженная на заданную глубину с опорным поясом из затвердевшего раствора в расширенной оболочке,figure 4 - pile driven, immersed to a predetermined depth with a support belt of hardened mortar in an expanded shell,

на фиг.5 - сечение С-С на фиг.4,figure 5 - section CC in figure 4,

на фиг.6 - вид D на фиг.4.Fig.6 is a view of D in Fig.4.

Свая забивная (фиг.1-6) состоит из железобетонного ствола 1 с продольным отверстием 2 в нем; железобетонного заостренного наконечника 3; устройства увеличения несущей способности сваи на нижней части ствола 1, которое включает углубление 4 с цилиндрической поверхностью 5 высотой, превышающей максимальный поперечный размер ствола 1; эластичную оболочку 6, изготовленную из арамидной или другой высокопрочной ткани, охватывающую цилиндрическую поверхность 5; средства 7 (стальная проволока или лента) закрепления верхнего и нижнего концов оболочки 6; полость 8 между эластичной оболочкой 6 и цилиндрической поверхностью 5; закрепленный на стволе хомутом 10 защитный кожух 9, имеющий лепестки 9а, раздвижной в радиальном направлении, охватывающий эластичную оболочку 6. В стволе имеется радиальное отверстие 11, соединяющее продольное отверстие 2 ствола 1 с полостью 8. После погружения сваи на заданную глубину, заполнения полости 8 нагнетаемым в нее под давлением затвердевающим раствором 13 (цементным или цементно-песчаным) через отверстия 2 и 11 и затвердевания раствора 13, полость 8 преобразуется в опорный пояс 12 (фиг.4, 5, 6).Pile driven (Fig.1-6) consists of a reinforced concrete barrel 1 with a longitudinal hole 2 in it; reinforced concrete pointed tip 3; a device for increasing the bearing capacity of piles on the lower part of the barrel 1, which includes a recess 4 with a cylindrical surface 5 of a height exceeding the maximum transverse dimension of the barrel 1; an elastic shell 6 made of aramid or other high-strength fabric, covering a cylindrical surface 5; means 7 (steel wire or tape) securing the upper and lower ends of the sheath 6; cavity 8 between the elastic shell 6 and the cylindrical surface 5; a protective casing 9 mounted on the barrel with a collar 10, having petals 9a, extendable in the radial direction, covering the elastic sheath 6. There is a radial hole 11 in the barrel connecting the longitudinal hole 2 of the barrel 1 with the cavity 8. After immersing the piles to a predetermined depth, filling the cavity 8 the hardening mortar 13 injected into it under pressure (cement or cement-sand) through the holes 2 and 11 and the mortar 13 solidifies, the cavity 8 is converted into a support belt 12 (Figs. 4, 5, 6).

При строительстве свайного фундамента сваю с заостренным наконечником 3 и закрепленными оболочкой 6 и кожухом 9 (конусоидальным, пирамидальным или клиновым) погружают в обводненный песчаный грунт одним из известных или разрешенных способов (задавливанием, забиванием, вибропогружением) на заданную глубину (фиг.4), затем растворным насосом через шланг и штуцер (не показаны), закрепляемый в отверстии 2, нагнетают под давлением цементный или цементно-песчаный раствор в полость 8 через отверстия 2 и 11. Давление нагнетания 1-5 МПа устанавливается в зависимости от плотности и влажности грунта на глубине, соответствующей положению оболочки 6 на погруженной свае. По мере заполнения полости 8 раствором, полость 8 расширяется, увеличивая поперечный размер оболочки 6, раздвигая лепестки 9а защитного кожуха 9 и раздвигая и уплотняя грунт.During the construction of the pile foundation, a pile with a pointed tip 3 and a fixed shell 6 and a casing 9 (cone-shaped, pyramidal or wedge-shaped) is immersed in flooded sandy soil using one of the known or permitted methods (crushing, driving, vibrating) to a predetermined depth (Fig. 4), then with a mortar pump through a hose and a fitting (not shown) fixed in the hole 2, cement or cement-sand mortar is injected into the cavity 8 under pressure through holes 2 and 11. A pressure of 1-5 MPa is set to The dependence of the density and moisture content of soil at a depth corresponding to the position of the envelope 6 on the submerged pile. As the cavity 8 is filled with a solution, the cavity 8 expands, increasing the transverse size of the shell 6, spreading the petals 9a of the protective casing 9 and expanding and compacting the soil.

Опорный пояс 12, образованный затвердевшим раствором 13, существенно увеличивает несущую способность сваи, тем больше, чем больше диаметр и высота опорного пояса 12. Для увеличения силы сдвига опорного пояса относительно ствола и сопротивления изгибу под действием вертикальной нагрузки на сваю увеличивают высоту опорного пояса.The support belt 12 formed by the hardened mortar 13 significantly increases the bearing capacity of the pile, the larger the larger the diameter and height of the support belt 12. To increase the shear force of the support belt relative to the trunk and bending resistance under the influence of the vertical load on the pile, the height of the support belt is increased.

При наличии опорного пояса угол заострения наконечника можно назначать, исходя из заданной силы погружения сваи, а не из условия обеспечения ее несущей способности, что важно для сооружения свайного фундамента на обводненном песчаном грунте.In the presence of a support belt, the tip angle can be assigned based on a given immersion force of the pile, and not on the condition of ensuring its bearing capacity, which is important for the construction of a pile foundation on flooded sandy soil.

Claims (1)

Свая забивная, состоящая из ствола с продольным отверстием в нем, заостренного наконечника, устройства увеличения несущей способности сваи, отличающаяся тем, что на нижней части ствола имеется углубление с цилиндрической поверхностью, эластичная оболочка со средствами закрепления ее верхнего и нижнего концов, охватывающая цилиндрическую поверхность углубления; полость между эластичной оболочкой и цилиндрической поверхностью углубления, раздвижной в радиальном направлении защитный кожух со средствами его закрепления на стволе, охватывающий эластичную оболочку; в стволе имеется радиальное отверстие, соединяющее продольное отверстие с упомянутой полостью, преобразуемой в опорный пояс после погружения сваи на заданную глубину, заполнения полости затвердевающим раствором через отверстия в стволе и затвердевания раствора.

Driving pile consisting of a trunk with a longitudinal hole in it, a pointed tip, a device for increasing the bearing capacity of a pile, characterized in that there is a recess with a cylindrical surface on the lower part of the trunk, an elastic shell with means for fixing its upper and lower ends, covering the cylindrical surface of the recess ; the cavity between the elastic shell and the cylindrical surface of the recess, a radially extendable protective casing with means for securing it to the barrel, covering the elastic shell; in the barrel there is a radial hole connecting the longitudinal hole with the cavity, which is converted into a support belt after immersing the piles to a predetermined depth, filling the cavity with hardening solution through the holes in the barrel and solidifying the solution.