CN1270649A

CN1270649A - 螺旋桩地锚

Info

Publication number: CN1270649A
Application number: CN 98809291
Authority: CN
Inventors: 保罗·安东尼·卡米列里
Original assignee: STEEL FOUNDATIONS Ltd
Current assignee: STEEL FOUNDATIONS Ltd
Priority date: 1997-09-18
Filing date: 1998-09-18
Publication date: 2000-10-18
Also published as: CA2303932A1; AU9146698A; ID26275A; NZ503878A; EP1019584A1; AU723287B2; MY122066A; BR9815375A; JP2001516828A; WO1999014441A1

Abstract

一个螺旋桩地锚(10)包括具有螺旋凸缘(20)的空心轴(11)和在它的地嵌入末端的地嵌入钻头(12)。稳定组件(30)具有从可旋转安装到轴(11)的套环(31到33)上辐射出的多个翼片(34到37)。灯柱组件(50)的固定板可以通过螺栓(40)连接到翼片(34到37)上。通过设置翼片(34到37),稳定组件(30)增加了轴(11)对诸如在风力下的横向运动的阻力。

Description

螺旋桩地锚

本发明背景

本发明领域

本发明涉及一个螺旋桩地锚。该地锚特别适合于但不限制于支撑灯柱。

现有技术

使用螺旋桩地锚，例如由美国密苏里州A.B.Chance Co.制造的型号，以支撑一个宽范围的负载是众所周知。桩地锚通常具有一个轴，在轴的顶端上具有一个基板(在其上通过螺栓连接或焊接一个灯柱或被支撑的负载的固定板)，和在或靠近地嵌入端的螺旋凸缘。通常，在地嵌入端上设置有一个挖掘尖端，当桩地锚被旋转驱动进入地面时，该挖掘尖端在地下挖掘出用于轴的孔。

这样的地锚只具有低的横向稳定性，以至不适合用于支撑灯柱或类似物，特别是在松软的沙土中。这个装置的支撑灯柱的桩地锚可能的安装速度是不令人满意，而必须采用传统的支撑，其具有两周的安装期限(在混凝土桩安装期间)。

在文献AU-A14807/97(VANDERFEEN)中公开了增强已知螺旋桩地锚的横向稳定性的尝试。一对管被一个套环固定在轴上，并且被操作以压入地下在螺旋凸缘的上，其中一个管安装在另一个管的内部。可是，由于垂直压入地下而增加的横向稳定性只是不够重要的。

本发明简述

本发明的一个目的是提供了增加桩地锚的横向稳定性的装置。

本发明优选的目的是提供了在基板下面紧邻的这样的装置。

本发明的另一个优选的目的是提供了这样的装置，即增加稳定性的程度可以根据地锚所嵌入的土地来选择。

本发明的另一个优选的目的是提供了一个连接轴的各自部分的简单有效的方法。

本发明的其它优选的目的将从下面的说明中变得明显。

一方面，本发明涉及用于螺旋桩地锚的稳定组件，该地锚的型式是包括一个轴，在或靠近轴的地嵌入末端具有至少一个螺旋凸缘(和在或靠近轴的另一端具有一个可选的基板)，该稳定组件包括：

至少一个旋转安装在轴上的套环或板；和

多个从套环或板辐射出的翼片并当螺旋桩地锚被驱动进入地下时该翼片被相适应地被拉入地下，稳定组件提供了阻止至少安装有稳定组件的轴的部分的横向运动的阻力。

优选的是，围绕轴在套环上以相等间隔设置有三个、四个或更多的翼片。

优选的是，翼片相对于轴基本径向延伸，或具有弯曲的、S形状的或其它形状的平面视图。

翼片从一个单独的围绕轴枢轴转动的套环上伸出，或从两个或多个垂直间隔的围绕轴枢轴转动的套环或环形板上伸出。

优选的是，翼片的下边缘向横向倾斜，从而当螺旋桩地锚被驱动进入地下时该下边缘将渐进地切入地下。翼片具有在轴的远端的地嵌入尖端，在螺旋桩地锚被全部驱动进入地下之前，地嵌入尖端有助于垂直稳定螺旋桩地锚。

优选的是，在翼片、套环和/或环形板上设置有一个或多个螺栓并向上延伸以便与所支撑的灯柱或其它负载的固定板可拆卸地接合。

在第二方面，本发明在于一个螺旋桩地锚，其包括：

一个轴；

在或靠近轴的地嵌入末端处具有至少一个螺旋凸缘；

在或靠近轴的地嵌入末端处可选具有一个基板；和

至少一个旋转安装在轴上的套环或板；和

具有至少一个旋转安装在轴上的套环或板的一个稳定组件，和多个从套环或板辐射出的翼片并当螺旋桩地锚被驱动进入地下时该翼片被相适应地被拉入地下，稳定组件提供了阻止至少安装有稳定组件的轴的部分的横向运动的阻力。

螺旋桩地锚设置有两个或更多沿着轴相间隔的稳定组件。

优选的是，在翼片下面的轴壁上设置有一个电缆引入槽。

在第三方面，本发明在于连接螺旋桩地锚的空心轴的各自部分的方法，其中一个部分的一个末端被可套叠地中间安装到另外的部分的相邻的末端，其中：

一个部分的一端具有第一连接区域，其倾斜角度(相对于轴的纵向轴线)大于第二连接区域的倾斜角度，第一和第二连接区域被连接在其它部分的相邻末端的配套连接区域。

优选的是，一个连接区域和配套的区域在轴的纵向方向上设置有连接部分；和第二连接区域和它的配套区域设置有用于轴旋转的连接部分。

在第四方面，本发明在于在螺旋桩地锚的空心轴的两个部分之间的连接，螺旋桩地锚的型式为部分的一端被可套叠地中间安装到其它部分的相邻末端，其中：

在第五方面，本发明在于螺旋桩地锚的一个凸缘，其包括：

一对凸缘板，每个凸缘板具有基本螺旋的形状，安装在轴的间隔位置上并会聚在外边缘处。

凸缘板的前和后部会聚于各自的前和后边缘。与凸缘板整体形成的一个或多个边缘能够使凸缘板安装到轴上；从一个单独的金属板上整体形成边缘和凸缘板。

附图简述

为了使本发明更加全面的理解，现在将参考附图描述优选实施例，其中：

图1是将灯柱典型安装在根据本发明螺旋桩地锚的第一实施例上的视图；

图2是在螺旋桩地锚上灯柱的安装的更加详细的透视(分解)图；

图3是图1和图2的螺旋桩地锚的透视图；

图4和图5是螺旋桩地锚的第二和第三实施例的透视图；

图6是说明了本发明的稳定组件任何工作的平面图；

图7是对应于图6的截面侧视图；

图8是与图7类似的视图，该螺旋桩地锚具有一对本发明的稳定组件；

图9是螺旋桩地锚的第四实施例的(分解)透视图；

图10是连接在两个轴部分的第一实施例的透视图；

图11是连接在两个轴部分的第二实施例的透视图；

图12是螺旋凸缘的第一实施例的透视图；

图13是螺旋凸缘的第二实施例的类似视图。

优选实施例的详细描述

参考图1和2，其显示了灯柱在根据本发明螺旋桩地锚的第一实施例上的典型安装。

螺旋桩地锚10具有一个空心的轴11，在它的地下嵌入末端有一个可拆卸的钻尖端或钻头12。一个基板13被焊接(或被其它固定)到轴11的顶端并可以设置有槽或凹口14。

稳定组件30具有三个垂直分隔旋转地安装在轴上的套环31、32、33，套环31紧接着基板13，并且在靠近下套环的位置设置有一个定位环(未示出)以限制稳定组件沿着轴11的移动。

四个翼片34、35、36、37从套环31到33以相等间隔角度径向延伸。

每个翼片34、35、36、37具有一个下切割边38，该边38沿着径向向外的方向向下倾斜并终止于在套环33的远端的地嵌入尖端39。

一个各自的固定螺栓40从翼片34-37中每个的顶边41垂直延伸并且可以安装螺母42，从而在螺旋桩地锚10安装以后将灯柱组件50的安装板51安装到螺旋桩地锚10上。

参考附图3，螺旋桩地锚10设置有可替换的螺旋凸缘20a以在下文中详细描述和可替换的钻尖端或钻头12a。

在下套环33下面，在定位环33a上设置有电缆孔52，以使电缆能够被供给到空心轴11的内部，以便将电缆连接到安装在灯柱上的灯组件上(参见图1)。

参考图4，螺旋桩地锚110被这样改进，其中稳定组件130只具有三个相隔120°翼片134到136。当被螺旋桩地锚110嵌入的地面的机械强度高于采用螺旋桩地锚10嵌入的地面时，优选这个实施例。要指出的是，螺旋桩地锚110只能设置有三个固定螺栓，以便支撑灯柱组件的固定板或其它负载。

在图5的实施例中，螺旋桩地锚210具有8个翼片234到237、234a到237a，其中四个主翼片234到237间隔90°并被辅助翼片234a到237a中各自的一个所平分。此外，主翼片234较深并从上套环231延伸到下套环233，而辅助翼片234a到237a只从上套环231延伸到中间套环232。要指出的是，主翼片和辅助翼片都具有倾斜的切割边238、238a，其终止在轴211的远端的地嵌入尖端239、239a。

使用标准动力驱动头将螺旋桩地锚10、110、210驱动嵌入地下，钻头12、112、212切割用于空心轴11、111、211的孔。螺旋桩地锚10、110、210将自身拉入地下时直到地嵌入尖端39、139、239嵌入到地面。与轴11、111、211一起旋转的稳定组件30、130、230将停止旋转并且在翼片34到37、134到136、234到237上的切割边缘38、138、238(和238a)向下切割到土中。在图5的实施例中，当它们的挖掘尖端239a嵌入地下时，切割边238a将使辅助翼片234a到237a进入到地下。

螺旋桩地锚10、110、210被驱动进入地下直到它们各自的基板13、113、213正好在地面上面。

参考图5和6，其中在地下61已经挖好电缆沟60，沟的回填土62将导致螺旋凸缘10的上端的横向运动的阻力的减小，特别是在沿图6中的箭头方向具有高的风载荷的介质施加到灯柱组件50上时。

可是，通过提供稳定组件30，翼片34到37有助于压挤在由图6中的三角阴影区域所指出的区域的土地。测试表示，土地的挤压可以增加轴11的上端(借此螺旋桩地锚10)的横向运动的阻力，达到5到10倍的因素，通常超过6倍。阻力程度的比率取决于这样的因素，例如设置在稳定组件的翼片的数量，翼片的深度和宽度，和周围土地的结构。当土地具有低的机械强度时，优选使用如图3和5所示的螺旋桩地锚10、210，其通过增加翼片比图4所示的螺旋桩地锚110具有更大的横向阻力。

通过使用稳定组件30、130、230，可以使用较薄的规格材料制造空心轴11、111、211，而不会减低垂直负载能力或将横向弯曲阻力减少低于规定的限制。

图8显示了对适合于在具有不同机械强度的土层的土壤中使用的图7的螺旋桩地锚的改进实施例。在这个实施例中，沿着螺旋桩地锚10的轴11上间隔设置的一对稳定组件30，其中轴11的上端和轴11的下端位于具有相对低的机械强度的土层6、65，并被一个具有较高的机械强度的土层66所分开。

明显的是，在相对低的机械强度的任何土层中，可以沿着轴11设置两个或多个稳定组件30以增加轴11在土层中横向运动的阻力。

在图1到8中显示的优选实施例中，已经显示出切割边38、138、238(和238a)向下倾斜到在轴11、111、211远端的地嵌入尖端39、139、239(和239a)。在可选择的实施例中(参见图9)，切割边338a可以向上径向向外的倾斜(参见虚线)，以便它们首先切割靠近下套环33、133、233的土地。

在另外的可选择的实施例中(未示出)，间隔的套环31到33、131到133、231到233可以被一个单独的空心的套环或一个或多个围绕轴11、111、211安装的环形板所代替。

参考图9，可以提供作为装备的稳定组件330固定在一个现有螺旋桩地锚的空心轴上(例如由美国密苏里州A.B.Chance Co.制造的型号)，或固定在不特别适合于接收稳定组件330的空心轴部分。这样的一个装备的一个实施例被这样说明，即翼片334到336被径向地安装到间隔的套环331到333上，尺寸为可旋转地安装到空心轴部分311a，以适合于连接到安装有螺旋凸缘320的第二空心轴部分，和依次又适合于被连接到具有挖掘尖端312的第三空心轴部分311c。

下面将参考图10和11描述连接各自的空心轴部分311a到311b和311b到311c的方法。

定位环331a和333a设置有锁止螺钉(未示出)以使它们被固定到空心轴部分311a以沿着空心轴部分311a定位稳定组件330，同时允许稳定组件330围绕轴部分旋转。

参考图10，是在相邻空心轴部分，例如311a和311b，之间一个连接第一实施例，空心轴部分311a的下端具有第一连接区域380和可套叠地中间安装的第二连接区域381，并且与在空心轴部分311b的上端的配套的第一和第二连接区域390和391连接。要说明的是，第一连接区域380的倾斜角度，例如相对于空心轴部分311a的纵向轴线的2-5°，小于第二连接区域381的倾斜角度，例如5-15°，优选为5-10°。配套的第一区域380、390的小角度的倾斜和大的表面积能够较大的驱动转矩被向下提供到轴部分311a、311b，以使钻头312和螺旋凸缘320向地下切割各自通道。第二连接区域381、391的较大角度的倾斜提供了在各自空心轴部分311a、311b之间的纵向定位，以阻止驱动头所施加的在轴部分的向下力。

在图11中所示的可选择实施例，第一驱动区域380a、390a具有它们相对于空心轴部分的纵向轴线的增加的倾斜角度和第二连接区域381a、391a可以在0-5°的范围内倾斜，优选相对于纵向轴线0-2°。

参考图12，它说明了根据本发明螺旋凸缘的第一实施例。

由两个螺旋板321、322形成螺旋凸缘320，两个螺旋板从钢板上切割下来并且被变形为基本的螺旋形状。每个板321、322被焊接、钎焊或其它方式固定到空心轴部分311并相反倾斜，以便两个板321、322会聚在螺旋凸缘的外边缘处。通过焊接、钎焊或其它适合的固定方式将板接合在一起，和通过两个板的倾斜形成“三角形”，导致螺旋凸缘易于制造并具有高的机械强度。

在使用中，在板中间的空间很快被土添满，当螺旋凸缘320被旋转进入地下时，其形成了一个“插入件”以将其它的土推出。

在图13所示的第二实施例中，两个螺旋板321a、322a是由一个单一的金属片整体形成(例如通过折叠)，并且边缘324a和325a使螺旋凸缘被焊接、钎焊或另外固定到空心轴部分311上。(参考能够在螺旋板321a、322a上整体形成的肋329a以增加其强度。)

明显的是，图12和13中说明的螺旋凸缘320、320a能够用比具有相同负载特征的现有技术中所要求的区域的钢更加薄的钢制造出。

明显的是，与使用较厚部分以及较重部件的传统螺旋桩地锚相比，稳定组件和前述的螺旋桩地锚描述的相关特征能够使地锚制造有相同的更大的对横向运动的阻力，和相同的或更高的垂直负载。例如包括有稳定组件和轴的地锚组成部分的刚度大约比只有轴的地锚的刚度高大约50％。

该地锚的稳定组件所能够提供对螺旋桩地锚的轴的横向运动的阻力多倍大于传统的无约束的(或没有稳定组件的)地锚的阻力。翼片的使用增加了阻止轴进行横向运动的地面有效区域，不只是几倍大于轴的直径，而是几倍大于翼片的宽度。

在不脱离本发明在权利要求书中限定下可以对所描述的实施例做各种变化和改进。

Claims

1.用于螺旋桩地锚的稳定组件，该地锚的型式是包括一个轴，在或靠近轴的地嵌入末端具有至少一个螺旋凸缘(和在或靠近轴的另一端具有一个可选的基板)，该稳定组件包括：

至少一个旋转安装在轴上的套环或板；和

2.根据权利要求1所述的稳定组件，其特征在于：围绕轴在套环上以相等间隔设置有三个、四个或更多的翼片。

3.根据权利要求1或2所述的稳定组件，其特征在于：翼片相对于轴基本径向延伸，或具有弯曲的、S形状的或其它形状的平面视图。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的稳定组件，其特征在于：翼片从一个单独的围绕轴枢轴转动的套环上伸出，或从两个或多个垂直间隔的围绕轴枢轴转动的套环或环形板上伸出。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的稳定组件，其特征在于：翼片的下边缘向横向倾斜，从而当螺旋桩地锚被驱动进入地下时该下边缘将渐进地切入地下。

6.根据权利要求5所述的稳定组件，其特征在于：下边缘从轴处向外向下倾斜并终止于在轴的远端的地嵌入尖端，在螺旋桩地锚被全部驱动进入地下之前，地嵌入尖端有助于垂直稳定螺旋桩地锚。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的稳定组件，其特征在于：在翼片、套环和/或环形板上设置有一个或多个螺栓并向上延伸以便与所支撑的灯柱或其它负载的固定板可拆卸地接合。

8.一个螺旋桩地锚包括：

一个轴；

在或靠近轴的地嵌入末端处具有至少一个螺旋凸缘；

在或靠近轴的地嵌入末端处可选具有一个基板；和

至少一个旋转安装在轴上的套环或板；和

9.根据权利要求8所述的稳定组件，其特征在于：该稳定组件为被权利要求1-7中任一项所要求的稳定组件。

10.根据权利要求8所述的稳定组件，其特征在于：具有两个或更多如权利要求1-7中任一项所要求的沿着轴相间隔的稳定组件。

11.根据权利要求8-11中任一项所述的稳定组件，其特征在于：在翼片下面的轴壁上设置有一个电缆引入槽。

12.连接螺旋桩地锚的空心轴的各自部分的方法，其中一个部分的一个末端被可套叠地中间安装到另外的部分的相邻的末端，其中：

13.如权利要求12所述的连接方法，其特征在于：一个连接区域和配套的区域在轴的纵向方向上设置有连接部分；和第二连接区域和它的配套区域设置有用于轴旋转的连接部分。

14.在螺旋桩地锚的空心轴的两个部分之间的连接，螺旋桩地锚的型式为部分的一端被可套叠地中间安装到其它部分的相邻末端，其中：

15.螺旋桩地锚的一个凸缘包括：

16.如权利要求15所述的螺旋凸缘，其特征在于：

凸缘板的前和后部会聚于各自的前和后边缘。

17.如权利要求15或16所述的螺旋凸缘，其特征在于：

与凸缘板整体形成的一个或多个边缘能够使凸缘板安装到轴上。

18.如权利要求17所述的螺旋凸缘，其特征在于：

从一个单独的金属板上整体形成边缘和凸缘板。