CS256985B1

CS256985B1 - Agent for holes' loading capacity increase or of extrusions for foundation of building objects' carrying piles

Info

Publication number: CS256985B1
Application number: CS8510033A
Authority: CS
Inventors: Ladislav Mrlik; Jiri Viktorin
Original assignee: Ladislav Mrlik; Jiri Viktorin
Priority date: 1985-12-29
Filing date: 1985-12-29
Publication date: 1988-04-15
Also published as: CS1003385A1

Abstract

Únosnost· betonových pilot zakládaných v málo únosných geologických podložích zvyšuje přípravek montovaný na výpažnici pro hloubení pilotážních otvorů, v němž jsou uspořádány alespoň dva otočné členy s radiálními prvky přesahujícími svými temeny alespoň o 30 % radiální rozměr tělesa tohoto přípravku. Při vtlačování výpažnice do pilotážního otvoru jsou radiální prvky těchto otočných členů za otáčení tlačeny do stěn pilotážního otvoru a vytláčené jimi kapsy zvětšují svými příčnými plochami únosnou plochu piloty, i když dno pilotážního otvoru nemá dostatečnou únosnost, tedy když spodní konec piloty nemůže být opřen o pevné a únosné podloží. Tento přípravek odstraňuje nutnost dosavadního používání rozpínavého betonu a jeho plnění pod tlakem, což je přínosem nejen technickým, ale i ekonomickýmLoad bearing capacity of concrete piles in low bearing geological subsoil increases the preparation mounted on the wall for excavating pilot holes, in which at least two rotatable are arranged members with radial overlapping elements radial dimension by at least 30% body of this preparation. For indentation casing into the piloting hole are the radial elements of these rotatable members for turning pushed into piloting walls the opening and pushed out by the pockets with their transverse surfaces a bearing surface pilots, even if the bottom of the porthole it does not have sufficient bearing capacity, ie when the bottom end of the pile cannot be supported o solid and load bearing subsoil. This medicine eliminates the need for prior use of expandable concrete and its filling under pressure, which is not only beneficial to the but also economic

Description

Vynález se týká přípravku ke zvýšení únosnosti vrtů, případně protlaků·k založení pilot stavebních objektů.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a device for increasing the load-bearing capacity of boreholes and / or extrusions for establishing pile structures.

Jak je známo, tyto vrty či protlaky se provádějí bufl pomocí vrtného nástroje, který zeminu rozrušuje a svou šroubovioovou plochou vynáší z vrtu na povrch, anebo pomocí vibropiložážního zařízeni jehož výpažnice, tj. v podstatě svislá roura, se pomocí tlaku a vibrací zaráží do zeminy, ktérou rozrušuje svými obvodovými hranami a případnými přímými děliči uspořádanými napříč této roury, přičemž rozrušená zemina se z výpažnice odstraňuje až po jejím vytažení z protlaku.As is well known, these boreholes are made by means of a drilling tool which disrupts the soil and carries the helical surface from the borehole to the surface, or by means of a vibropoiler device whose casing, i.e. a substantially vertical pipe, is driven into the soil by pressure and vibration. , which breaks through its peripheral edges and any straight dividers arranged across the pipe, the broken soil being removed from the casing only after it has been pulled out of the pipe.

Vlivem geologických podmínek se často stává, že betonová výplň takového vrtu či protlaku není vespodu, tedy na dně pilotážního otvoru, zakotvena na tvrdém a pevném podloží, takže pak dochází ke snížení nosnosti takové piloty. Zjistí-li se, že dno pilotážního vrtu či protlaku nemá dostatečnou únosnost, pak se dosud sahá k použití rozpínavého betonu, který se do pilotážního otvoru vhání pod vysokým tlakem, jehož působením se v poddajnějších částech stěn vytvářejí dutiny zvětšující nejen styčnou plochu takto vytvářené betonové piloty s okolní zeminou, ale i její nosnou plochu, takže měrný tlak piloty na zeminu se relativně sníží a podpoří tak její únosnost.Due to geological conditions, it is often the case that the concrete filling of such a borehole is not anchored on the hard and solid ground at the bottom of the pilot hole, so that the pile bearing capacity is reduced. If it is found that the bottom of the pilot borehole or purge does not have sufficient load-bearing capacity, then the use of expansive concrete, which is forced into the pilot hole under high pressure, which creates cavities in the more flexible parts of the walls not only increase the contact area of the concrete Piles with surrounding soil, but also its bearing surface, so that the pile's specific pressure on the soil is relatively reduced and thus supports its bearing capacity.

Účinek této metody na únosnost betonové piloty je však odvislý od složení a pevnosti zemin v jednotlivých vrstvách a od použitého tlaku a jakosti rozpínavého betonu, takže se nikdy nedá přesněji určit, jak dalece byla únosnost piloty podpořena.However, the effect of this method on the capacity of the concrete pile depends on the composition and strength of the soil in the individual layers and on the applied pressure and quality of the expanded concrete, so that it is never possible to determine more precisely how far the pile capacity was supported.

Účelem vynálezu je proto najít takové řešení tohoto problému, aby únosnost betonové piloty byla bezpečně zajištěna i bez použití tlakového plnění pilotážního vrtu či protlaku rozpínavým betonem.It is therefore an object of the present invention to find a solution to this problem so that the bearing capacity of the concrete pile can be safely secured even without the use of pressure filling of the pilot borehole or expansion of the concrete.

Toho je dosaženo podle vynálezu přípravkem, který je tvořen tělesem vyměňovatelně zachycovatelným na rourovitém plášti výpažnice k provádění pilotážních otvorů a opatřeným dvojici otočných, na navzájem rovnoběžně orientovaných příčných čepech uchycených členů přesahujících svými radiálními prvky vnější rozměry jeho tělesa. Podstatným znakem přípravku podle vynálezu je i to, že temena těchto radiálních prvků otočných členů jeho tělesa, přečnívající jeho vnější rozměry, jsou od osy pláště výpažnice vzdálena alespoň o l,3ňášobek jeho vnějšího poloměru, přičemž jednotlivé mezery mezi sousedícími radiálními prvky jsou vždy objemově větší než objem každého z těchto radiálních prvků. Rovněž je podstatné podle vynálezu to, že otočné členy tělesa přípravku jsou tvořeny hvězdicovitými útvary, jejichž radiální prvky, tj. paprsky těchto hvězdicovitých útvarů, jsou opatřeny na temenech břity o příčné šířce rovnající se alespoň 1/6 vnějšího rozměru tělesa přípravku. Dále je podstatné i to, že boční stěna radiálních prvků má tvar rovnoramenného trojúhelníku s radiální výškou rovnou alespoň šířce jeho základny, případně evolventními či quasi-evolventními kontůrami. Konečně otočné členy tělesa přípravku podle vynálezu jsou při své otočnosti na sobě nezávislé a jsou uloženy ve dvou vzájemně rovnoběžných a současně i souměrně postavených vůči ose pláště výpažnice.This is achieved according to the invention by means of a body which is interchangeably retainable on the tubular casing of the casing for carrying out pilot openings and provided with a pair of pivotable transversely mounted transverse pins of the retaining members extending beyond their radial elements. An essential feature of the device according to the invention is also that the tops of these radial elements of the rotatable members of its body, extending beyond its outer dimensions, are at least 1, 3, 3 of the outer radius of the casing housing. the volume of each of these radial elements. It is also essential according to the invention that the rotatable members of the jig body are formed by star formations whose radial elements, i.e. the rays of these star-like formations, are provided on the tops of blades of transverse width equal to at least 1/6 of the outer dimension of the jig body. It is furthermore essential that the side wall of the radial elements has the shape of an isosceles triangle with a radial height at least equal to the width of its base, possibly with involute or quasi-involute contours. Finally, the rotatable members of the jig body according to the invention are independent of each other in their rotation and are mounted in two mutually parallel and symmetrical positions relative to the casing axis of the casing.

Výhody a pokrok tohoto řešení problému zabezpečení dostatečné únosnosti betonových pilot zakládaných ve vývrtech či protlacích v geologických podmínkách nižší únosnosti podloží spočívají především v jednoduchosti prostředku^, tj. přípravku k vytvořeni postranních dutin ve stěnách vývrtů či protlaků, jejichž vyplnění betonem při zakládání piloty zabezpečí její únosnost, i když dno pilotážního otvoru vykazovalo únosnost nižší než potřebnou. Těleso přípravku podle vynálezu a v něm uspořádané otočné členy tvoří celek, který se dá nasadit na čelo válcového pláště výpažnice po odstranění její případné nástavné korunky, a uchytit na něm příčným perem. Přitom radiální prvky těchto otočných členů, přesahující vnější rozměry tělesa tohoto přípravku, vytlačují při svém otáčení za vtlačování výpažnice do vývrtu či protlaku v jeho stěnách kapsy, zhutňujíce současně okolní zeminu svým mechanickým tlakem a hnětením svými stěnami. Pokud jsou tyto otočné členy hvězdicového tvaru s trojúhelníkovými radiálními paprsky, pak jejich temena tvoří břity, které při vibračním zatlačování přípravku do pilotážního otvoru jsou schopny i rozrušovat kameny, které by v zemině bránily postupu výpažnice.Advantages and progress of this solution to the problem of ensuring sufficient load-bearing capacity of concrete piles based in boreholes or extrusions in geological conditions of lower bearing capacity of the subsoil consist mainly in simplicity of the device ^, ie preparation to create lateral cavities in borehole or extrusion walls. load capacity, although the bottom of the pilot hole showed a load capacity lower than necessary. The body of the device according to the invention and the rotatable members arranged therein form a unit which can be mounted on the face of the cylindrical casing of the casing after removal of its possible extension crown and attached to it by a transverse tongue. In doing so, the radial elements of these rotating members, extending beyond the external dimensions of the body of the jig, push out the pockets as they rotate to push the casing into the bore or extrusion in its walls, simultaneously compacting the surrounding soil by mechanical pressure and kneading by their walls. If these rotary members are star-shaped with triangular radial rays, then their crowns form blades which, when vibrationally pushing the jig into the pilot hole, are able to break up stones that would prevent the casing from progressing in the soil.

Protože jde o otočné členy s takovými radiálními prvky, pak při zatlačování přípravku do pilotážního otvoru dochází otáčením těohto členů ke stlačování zeminy boky jejich radiálních prvků, což má přirozeně příznivý vliv na posílení únosnosti samotné zeminy a tím i celé piloty, k jejímuž vytvoření ve vývrtu či protlaku už není zapotřebí rozpínavého betonu, ani jeho plnění pod tlakem. Tím odpadá i použití nákladných tlakovacích aparatur a jejich přeprava na stanoviště náležitě zabezpečené potřebnou energií na staveništi.Because they are rotary members with such radial elements, when pushing the jig into the pilot hole, rotating these members compresses the sides of their radial elements, which naturally has a beneficial effect on strengthening the bearing capacity of the soil itself and hence the entire pile, which is formed in the bore or expanded concrete is no longer necessary for expandable concrete or its filling under pressure. This also eliminates the use of expensive pressure equipment and transporting it to sites properly secured with the necessary energy on site.

Blíže budou patrné tyto výhody na podkladě popisu jednoho z příkladů konkrétního provedení přípravku znázorněného na výkrese, na němž na obr. 1 je pohled na tento přípravek s podélným řezem výpažnicí a částí vývrtu či protlaku k založení betonové piloty a na obr. 2 je půdorysný pohled na přípravek s příčným řezem výpažnicí a pilotážním otvorem.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of the tool with a longitudinal section of the casing and a portion of the bore or extrusion to form a concrete pile; and FIG. 2 is a plan view. for a cross-section tool with a casing and a pilot hole.

Přípravek je tvořen tělesem 2 (obr. 1) válcového tvaru, protože i plášt 2_ výpažnice je tvořen ocelovou válcovou rourou. Průměr tělesa 2 se shoduje s vnějším průměrem pláště 2 a jeho čep la má průměr shodný s vnitřním průměrem tohoto pláště 2. Těleso JL lze tedy nasazovat na čelo pláště 2 výpažnice při zajištění jeho vedení vnitřkem výpažnice a jeho opěru o její čelo. Protože výpažnice bývá obvykle opatřena čelní korunkou z velmi tvrdého a přitom i houževnatého materiálu, je před nasazením přípravku přirozeně nutné tuto korunku sejmout, přičemž k přichycení tělesa 2 lz® využit příčného pera 2» jímž je na výpažnicí tato korunka držena.The jig is formed by a body 2 (Fig. 1) of cylindrical shape, since the casing 2 of the casing 2 is also formed by a steel cylindrical tube. The diameter of the body 2 coincides with the outer diameter of the casing 2 and its pin 1a has a diameter equal to the inner diameter of the casing 2. The body 11 can thus be mounted on the face of the casing 2 of the casing while ensuring its guidance through the casing and its abutment. Since the casing is usually provided with a frontal crown of very hard and at the same time tough material, it is naturally necessary to remove the casing before inserting the fixture, using the transverse tongue 2 to hold the casing 2 'on the casing.

V tělese 1 přípravku je uspořádána dvojice otočných členů 4. (obr. 1, 2), jejichž čepy 2, příčně orientované vůči podélné ose 6 pláště 2 výpažnice, jsou navzájem rovnoběžné. Radiální prvky 4a těchto otočných členů 4_ přesahují svými temeny 4b vnější rozměry C (obr. 1) , v daném případě průměr tělesa 2 přípravku tak, že vzdálenost těchto jejich temen 4b od osy 6 pláště 2 výpažnice je rovna l,3násobku jeho vnějšího poloměru. Z hlediska účinku těchto” radiálních prvků 4a jsou jednotlivé mezery M mezi sousedícími radiálními prvky 4a vždy objemově větší než je objem každého z nich. Plochy úměrné těmto objemům, které jsou zde porovnávány, jsou na obr. 1 na jednom takovém otočném členu £ pro názornost vyšrafovány.A pair of rotatable members 4 (FIGS. 1, 2) are arranged in the jig body 1, whose pins 2, transversely oriented with respect to the longitudinal axis 6 of the casing 2 of the casing, are parallel to each other. The radial elements 4a of these rotatable members 4 extend with their tops 4b the outer dimensions C (Fig. 1), in this case the diameter of the jig body 2 so that the distance of these tops 4b from the axis 6 of the casing 2 is equal to 1.3 times its outer radius. In view of the effect of these radial elements 4a, the individual gaps M between adjacent radial elements 4a are always larger in volume than the volume of each one. The areas proportional to these volumes, which are compared here, are hatched in FIG. 1 on one such rotary member 6 for illustration.

V nakresleném příkladu jsou otočné členy Q tělesa 2 přípravku podle vynálezu vytvořena jako hvězdicovité útvary, jejich radiální prvky 4a, tj. paprsky těchto hvězdicovitých útvarů, jsou opatřeny na temenech 4b břity o příčné šířce B shodné se šířkou těchto otočných členůIn the illustrated example, the rotating members Q of the jig body 2 according to the invention are formed as star-like shapes, their radial elements 4a, i.e. the rays of these star-shaped formations, have blades 4b with transverse width B equal to the width of these rotating members.

4, rovné alespoň 1/6 vnějšího rozměru C, v daném případě vnějšího průměru tělesa 2· Jak je patrné z výkresu, boční stěna radiálních prvků 4a má tvar rovnoramenného trojúhelníku s radiální výškou V (obr. 1) rovnou alespoň šířce P jeho základny. Tento trojúhelníkový tvar není podmínkou, ale má tu už zmíněnou přednost, že umožňuje snadněji rozrušovat i kameny v zemině, na které by temeno takového radiálního prvku 4a otočného členu 4 tělesa 2 při zarážení výpažnice do pilotážního otvoru narazilo. V tomto ohledu hraje svou roli i uvedený poměr mezi výškou V a šířkou P tohoto tvaru. Podle geologického charakteru zeminy, v níž se mají zakládat betonové piloty, se mohou osvědčovat i jiné tvary poměrně snadno uskutečnitelné, například evolventni a quasi-evolventní kontůry těchto radiálních prvků 4a otočných členů 4.· Podstatným úkolem těchto radiálních prvků 4a je vytvářet ve stěnách pilotážních otvorů dostatečně velké zápichy či kapsy, které by svou příčnou plochou zvyšovaly únosnost piloty. V každém případě jsou však tyto otočné členy Q při své ótočnosti na čepech 2 na sobě nezávislé a jsou uloženy ve dvou vzájemně rovnoběžných rovinách, které jsou samy rovnoběžné a současně i souměrně postavené vůči ose Q pláště 2 výpažnice.As shown in the drawing, the side wall of the radial elements 4a has the shape of an isosceles triangle with a radial height V (FIG. 1) at least equal to the width P of its base. This triangular shape is not a prerequisite, but it has the above-mentioned advantage that it also makes it easier to destroy stones in the soil upon which the top of such a radial element 4a of the pivot member 4 of the body 2 would hit. In this respect, the ratio between height V and width P of this shape also plays a role. Depending on the geological nature of the soil in which the concrete piles are to be laid, other shapes which can be easily realized, for example the involute and quasi-involute contours of these radial elements 4a of the pivot members 4, may prove useful. holes of sufficiently large recesses or pockets to increase the bearing capacity of the pile with its transverse surface. In any case, however, these rotatable members Q are independent of each other on their pivots 2 and are arranged in two mutually parallel planes which are themselves parallel and symmetrical to the casing 2 of the casing.

Při zatlačování výpažnice s popsaným přípravkem do pilotážního otvoru, v němž se má vytvořit betonová pilota, zapichují se radiální prvky 4a otočných členů 4 do stěn pilotážního otvoru v zemině a při svém otáčení kolem čepů 2 svými bočními a hlavně čelními plochami hnětou a stlačují zeminu vytvářejíce v ní za postupného pohybu výpažnice prostory či kapsy zvětšující svou příčnou plochou únosnou plochu pilotážního otvoru a tím posléze i piloty v něm vybetonované. Postup vytváření těchto kapes je plynulý - pokud ovšem není zpomalen rozrušováním nějakého kamene v zemině temenovými břity radiálních prvků 4a. Tomu napomáhá vibrační tlakové působení na plášt 2 výpažnice ve směru jeho osy Q.When pushing the casing with the described fixture into the pile hole in which the concrete pile is to be formed, the radial elements 4a of the pivot members 4 are inserted into the walls of the pile hole in the soil and rotated around the pins 2 with their lateral and mainly front surfaces. in it, as the casing gradually moves, the spaces or pockets that increase the bearing area of the pilot's opening and thus the piles in it are concreted. The process of forming these pockets is continuous - unless, however, it is slowed by breaking any stone in the soil with the crown edges of the radial elements 4a. This is aided by the vibration pressure action on the casing 2 of the casing in the direction of its axis Q.

Takto zvýšená únosnost pilotážních otvorů i pilot Samých v případech nedostatečně únosných geologických podložích zabezpečuje spolehlivě potřebnou únosnost stavby, aniž by bylo třeba k výplním pilotážních otvorů používat rozpínavého betonu a jeho plněni pod tlakem. Použití tohoto přípravku přináší tedy nejen technický pokrok, ale i příznivější ekonomické účinky.This increased load-bearing capacity of pilots and piles themselves in cases of insufficiently load-bearing geological subsoil provides reliably necessary load-bearing capacity of the building, without the need to use expandable concrete and its filling under pressure to fill the pile-holes. The use of this preparation thus brings not only technical progress but also more favorable economic effects.

předmEt VYNALEZUTHE OBJECT OF THE INVENTION

Claims

THE OBJECT OF THE INVENTION

A device for increasing the load-bearing capacity of boreholes and / or extrusions for establishing load-bearing piles of building objects, characterized in that it consists of a body (1) interchangeable on a tubular casing (2) of a casing for pilot holes and provided with pairs pins (5) of the retaining members (4) extending beyond their radial elements (4a) the outer dimensions (C) of the body (1).

Device according to claim 1, characterized in that the tops (4b) of the radial elements (4a) of the rotatable members (4) of its body (1) overlapping its outer dimensions (C) are at least at a distance from the axis (6) of the casing (2). ol, 3 times its outer radius, the individual gaps (M) between adjacent radial elements (4a) being always larger in volume than the volume of each of these radial elements (4a).

3. The device according to claim 1, characterized in that the rotatable members (4) of its body (1) are formed by star-like formations whose radial elements (4a), i.e. the rays of these star-like formations are provided on the tops (4b). a width (B) equal to at least one sixth of the external dimension (C) of the body (1).

4. The device according to claims 1 to 3, characterized in that the side wall of the radial elements (4a) has the shape of an isosceles triangle with a radial height (V) equal at least to the width (P) of its base.

5. The device according to claims 1 to 3, characterized in that the side wall of the radial elements (4a) is limited by involute or quasi-involute contours.

6. The device according to claim 1, characterized in that the rotatable members (4) are independent of each other on their pivots (5) and are arranged in two parallel planes simultaneously symmetrical and parallel to the housing axis (6). ) casing.

1 drawing