EA013919B1

EA013919B1 - Забивка свай

Info

Publication number: EA013919B1
Application number: EA200870012A
Authority: EA
Inventors: Клайв Джоунс
Original assignee: Фаст Фрэймс (Ю Кей) Лимитед
Priority date: 2005-12-06
Filing date: 2006-12-01
Publication date: 2010-08-30
Also published as: DK1957719T3; AU2006323486A1; NO20083054L; GB0524825D0; CA2632611A1; EP1957719A1; SG179325A1; EP1957719B1; US7972083B2; WO2007066078A1; BRPI0619480A2; CN101346518A; US20090166092A1; CN101346518B; AU2006323486B2; EA200870012A1

Abstract

Прелагается система выравнивания сваи во время забивки сваи, содержащая сваю (16), имеющую выступающее в сторону соединение (20) для страховочного фала; и направляющую (10) сваи для поддерживания сваи, когда ее забивают в грунт, содержащую несущую раму (12) и элемент (14) направляющей сваи, установленный на несущей раме (12), элемент (14) направляющей сваи имеет в своей периферии прорезь (24), которая образована, чтобы обеспечивать возможность выступающему в сторону соединению (20) проходить по длине, когда свая (16) проходит через направляющую сваи; в которой свая и элемент направляющей сваи содержат две пары скользящим образом сопрягающихся профилей (52, 86), образованных, чтобы противостоять широкому раскрыванию отверстия в прорези (24) элемента (14) направляющей сваи, когда сваю (16) забивают через нее в грунт.

Description

Изобретение относится к забивке свай и, более конкретно, но не исключительно, к забивке свай под водой, например для спуска труб в скважину непосредственно в морское дно.

Описание уровня техники

Известно, что обеспечивают направление для выравнивания сваи с поверхностью грунта, в который свая подлежит забивке, и обеспечивают стабильность свайного пневмоударника. В частности, при забивке свай под водой имеется проблема, состоящая в том, что после того, как свая была введена в морское дно или подобное местоположение, направляющую необходимо удалять, чтобы обеспечить возможность забивки сваи в ее заключительное положение. Это удаление направляющей является трудоёмким и таким образом дорогим. Соответственно, настоящий претендент в Международной публикации XVО 99/11872 патента предложил направляющую сваи, которая обеспечивает возможность продолжать забивку сваи от начала до конца без какой-либо необходимости прерывать забивку для удаления направляющей. Однако направляющая сваи, раскрытая в публикации νθ 99/11872, может не подходить для относительно коротких свай (менее 20 м в длину), потому что в сторону выступающее соединение для страховочного фала, расположенное в заднем конце таких свай, засоряет направляющую сваю прежде, чем достаточную длину сваи вкладывают в морское дно, чтобы обеспечить стабильность.

Практически, также может быть важно ориентировать сваю так, чтобы ее выступающее в сторону соединение было выровнено в предварительно определенном направлении согласно предназначенному использованию сваи. Ориентации установочной сваи можно достигнуть, используя так называемые ориентировочные пластины на сваях, которые зацепляют систему направляющей пластины в элементе направляющей сваи. Ориентировочные пластины располагают на сваях в известной ориентации относительно соединений страховочного фала/буровых установок, обеспеченных на сваях. При использовании ориентировочные пластины будут зацеплять систему направляющей пластины, когда каждую неправильно ориентированную сваю введут в элемент направляющей сваи. Система направляющей пластины вынуждает ориентировочные пластины следовать винтовой траектории, когда сваю дополнительно опускают через элемент направляющей сваи, вызывая вращение сваи относительно ее оси, пока не будет достигнута желаемая ориентация относительно несущей рамы.

Настоящий претендент оценил необходимость системы направляющей сваи, которая обеспечивает возможность сваи с выступающими в сторону соединениями забивать в грунт, по меньшей мере, в забой скважины, в котором они непосредственно поддерживаются и стабилизированы, не засоряя направляющей сваи.

Раскрытие изобретения

В соответствии с первым объектом настоящего изобретения здесь обеспечена система выравнивания сваи во время забивки сваи, содержащая сваю, имеющую выступающее в сторону соединение для страховочного фала; и направляющую сваи для поддерживания сваи, когда ее забивают в грунт, содержащую несущую раму и элемент направляющей сваи, установленный на несущей раме, элемент направляющей сваи, имеющий в своей периферии прорезь, которая образована, чтобы обеспечивать возможность выступающему в сторону соединению проходить по длине, когда свая проходит через направляющую сваи; в которой свая и элемент направляющей сваи содержат две пары скользящим образом сопрягающихся профилей, образованных, чтобы противостоять широкому раскрыванию отверстия в прорези элемента направляющей сваи, когда сваю забивают через него в грунт.

Прорезь в элементе направляющей сваи обеспечивает возможность забивать сваю дополнительно в морское дно без выступающего в сторону соединения, засоряющего направляющую сваи. Претендент хорошо знает, что элемент направляющей сваи в действительности непрочный из-за присутствия прорези в своей периферии. Действительно, без этапов ремонта может быть трудно предотвращать отрывание сваи от элемента направляющей сваи через прорезь во время забивки сваи. Соответственно, решение, предложенное в соответствии с настоящим изобретением, состоит в том, чтобы использовать сопрягающиеся профили на свае и элемент направляющей сваи, которые образованы, чтобы противостоять широкому раскрыванию отверстия прорези. Конкретно, две пары сопрягающихся профилей обеспечивают противоположными поверхностями в каждой паре профилей, примыкающих, чтобы предотвращать катастрофическое направленное наружу движение элемента направляющей сваи относительно сваи во время забивки свай.

Каждая пара сопрягающихся профилей содержит первую часть, установленную на свае, и вторую часть, установленную на элементе направляющей сваи. Первые части могут содержать пару удлиненных пластин, выровненных параллельно друг другу и продольной оси сваи. Первые части можно располагать разнесенными на расстояние от ведущего конца сваи к выступающему в сторону соединению. Первые части можно располагать, по существу, симметрично любой стороне выступающего в сторону соединения. Первые части можно разносить на расстояние под углом приблизительно 120° относительно продольной оси сваи с выступающим в сторону соединением между ними.

Каждая вторая часть может определять поверхность, выровненную параллельно прорези и обращенную от нее. Например, поверхности могут быть частью фланцев или углублений, обеспеченных на

- 1 013919 внутренней периферии элемента направляющей сваи, соседнего и продолжающегося параллельно прорези. Поверхности могут быть расположены, по существу, симметрично на противоположных сторонах прорези и образовывать угол приблизительно 120° относительно центральной оси элемента направляющей сваи.

Свая и элемент направляющей сваи могут дополнительно содержать скользящим образом зацепляемые профили, которые образованы для вращения по оси сваи, чтобы исправлять какую-либо неправильную ориентацию выступающего в сторону соединения относительно прорези в элементе направляющей сваи, и/или поддерживать предварительно определенную ориентацию выступающего в сторону соединения относительно прорези в элементе направляющей сваи. Детали скользящим образом зацепляемых профилей полностью описаны в международной заявке \¥О 03/074795 настоящего претендента. Такие скользящим образом зацепляемые профили включают в себя элемент или элементы, расположенные по направлению к ведущему концу сваи так, чтобы поворачивать сваю для выравнивания соединения с прорезью, и пары сопрягающихся профилей.

В соответствии со вторым объектом настоящего изобретения здесь обеспечена свая для забивания в грунт, содержащая удлиненный корпус с продольной осью, ведущим концом и задним концом; выступающее в сторону соединение для страховочного фала, причем соединение располагают по направлению к заднему концу; и пару удлиненных пластин, установленных на удлиненном корпусе по направлению к заднему концу, причем удлиненные пластины параллельны друг другу и продольной оси удлиненного корпуса, расположены, по существу, симметрично на противоположных сторонах выступающего в сторону соединения и разнесены под углом на расстояние приблизительно на 120° относительно продольной оси удлиненного корпуса. Каждая удлиненная пластина образована так, чтобы она противостояла усилию, прикладываемому к одной ее стороне в периферийном направлении от выступающего в сторону соединения.

Сваю можно также предусмотреть, по существу, как определено выше, но без выступающего в сторону соединения. Такую сваю нельзя направлять во время забивки сваи направляющей сваи, как определено выше, с прорезью в элементе направляющей сваи, не большей, по существу, чтобы обеспечивать возможность забивания сваи через нее в грунт.

Краткое описание чертежей

Вариант осуществления изобретения будет теперь описан путем примера и со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых на фиг. 1 показан вид сверху направляющей сваи, используемой в системе, воплощающей настоящее изобретение; на фиг. 2 - вид спереди направляющей сваи фиг. 1; на фиг. 3 - схематичный вид спереди сваи, размещенной в системе, воплощающей настоящее изобретение; на фиг. 4 - схематичный вид в разрезе сваи фиг. 3 по линии 1У-1У; на фиг. 5 - вид в разрезе, показывающий детали элемента направляющей сваи фиг. 1; на фиг. 6 - схематичный вид в разрезе элемента направляющей сваи фиг. 5 по линии У1-У1; на фиг. 7а - частичный вид в разрезе, показывающий сваю фиг. 3 в направляющей сваи фиг. 1; и фиг. 7Ь показывает детали сопрягающихся частей сваи и направляющей сваи фиг. 7а.

Описание варианта осуществления изобретения

Фиг. 1 и 2 показывают направляющую (10) сваи, содержащую несущую раму (12) и элемент (14) направляющей сваи, установленный на несущей раме (12). Свая (16), как показано на фиг. 3, поддерживается элементом (14) направляющей сваи, пока ее забивают в грунт (18), например в морское дно. Свая (16) имеет выступающее в сторону соединение (20) для страховочного фала по направлению к своему заднему концу (22). Элемент (14) направляющей сваи имеет прорезь (24) в своей периферии, чтобы вмещать соединение (20), когда сваю (16) забивают в морское дно (18). Свая (16) и элемент (14) направляющей сваи имеют две пары сопрягающихся профилей (см. ниже), которые образованы, чтобы противостоять широкому раскрыванию прорези (24), когда сваю (16) забивают в морское дно (18).

Свая (16) имеет цилиндрический корпус (50) с парой удлиненных пластин (52), установленных на нем. Пластины (52) выровнены параллельно друг другу и продольной оси ЬЬ сваи (16). Пластины (52) расположены далеко от ведущего конца (54) сваи (16) по направлению к соединению (20). Пластины (52) разнесены на расстояние под углом приблизительно 120° (т.е. образуют угол α 120° к продольной оси ЬЬ) и выполнены симметрично вокруг соединения (20), но разнесены на расстояние по оси от него. Свая (16) имеет дополнительные части (56, 58), расположенные по направлению к ведущему концу (54) и в известной ориентации относительно соединения (20) для того, чтобы исправлять неправильную ориентацию и поддерживать исправленную ориентацию сваи (16) во время забивки сваи. Полное описание роли частей (56, 58) в исправленной/поддерживаемой ориентации включено в международную публикацию \УО 03/074795, таким образом, в этом подробном описании не будет дано никакое дополнительное объяснение.

В элементе (14) направляющей сваи имеется в общем цилиндрический корпус (80) с расширяющимся сверху отверстием (82). Прорезь (24) продолжается на всю длину корпуса (80) и является более широкой, чем соединение (20), чтобы обеспечивать возможность последнему входить без зазора через формирующее устройство, когда свая (16) проходит через элемент (14) направляющей сваи, например при подъеме направляющей (10) сваи вблизи от сваи (16), которую будут забивать в морское дно (18). Корпус (80) элемента (14) направляющей сваи имеет, по существу, поперечное сечение С-образной фор

- 2 013919 мы, как иллюстрировано на фиг. 5. Корпус (80) имеет внутреннюю периферию (84), включающую в себя противодействующие ограничители (86), расположенные с обеих сторон прорези (24). Каждый противодействующий ограничитель (86) определяет поверхность (88), обращенную от прорези (24). Внутренняя периферия (84) также включает в себя части (90, 92) для зацепления с частями (56, 58), соответственно, на свае (16) для того, чтобы исправлять неправильную ориентацию и поддерживать исправленную ориентацию сваи (16) во время забивки сваи. Еще раз, полное описание роли частей (90, 92) включено в международную публикацию \νϋ 03/074795, таким образом, в этом подробном описании не будет дано никакое дополнительное объяснение.

При использовании направляющую (10) сваи размещают на морском дне (18) с прорезью (24), ориентированной согласно направлению, в котором соединение (20) страховочного фала сваи (16) подлежит выравниванию. Затем сваю (16) вводят в элемент (14) направляющей сваи. Зацепление между частями (56, 58) и на свае (16) и частями (90, 92) на внутренней периферии (84) элемента (14) направляющей сваи обеспечивает то, что соединение (20) приводят в выравнивание с прорезью (24), как показано на фиг. 7а. Когда сваю (16) дополнительно вводят в элемент (14) направляющей сваи, пластины (52) плотно сопрягают с противодействующими ограничителями (86). Если свая (16) прилагает усилие разрывания на направляющей (14) сваи в направлении прорези (24), то поверхность (88) противодействующих ограничителей (86) будет упираться в пластины (52) и противостоять направленному наружу движению элемента (14) направляющей сваи относительно сваи (16).

Таким образом, элемент (14) направляющей сваи полагается на сваю (16), чтобы увеличивать ее стабильность и жесткость.

Claims

1. Система выравнивания сваи во время забивки сваи, содержащая сваю, имеющую выступающее в сторону соединение для страховочного фала, и направляющую сваи для поддерживания сваи, когда ее забивают в грунт, содержащую несущую раму и элемент направляющей сваи, установленный на несущей раме, отличающаяся тем, что элемент направляющей сваи имеет в своей боковой поверхности прорезь, которая образована, чтобы обеспечивать возможность прохождения выступающего в сторону соединения по длине, когда сваю направляют через направляющую сваи, и тем, что свая и элемент направляющей сваи содержат две пары скользящим образом сопрягающихся профилей, которые образованы для того, чтобы противостоять широкому раскрыванию отверстия в прорези элемента направляющей сваи, когда сваю забивают через нее в грунт.

2. Система по п.1, в которой каждая пара сопрягающихся профилей содержит первую часть, обеспеченную на свае, и вторую часть, обеспеченную на элементе направляющей сваи.

3. Система по п.2, в которой первые части содержат пару удлиненных пластин, установленных на свае, причем удлиненные пластины разнесены на расстояние под углом и выровнены параллельно продольной оси сваи.

4. Система по п.2 или 3, в которой первые части разнесены на расстояние от переднего конца сваи, по направлению к выступающему в сторону соединению.

5. Система по пп.2, 3 или 4, в которой первые части расположены, по существу, симметрично на противоположных сторонах выступающего в сторону соединения.

6. Система по любому из пп.2-5, в которой первые части разнесены на расстояние под углом приблизительно 120° относительно продольной оси сваи.

7. Система по любому из пп.2-6, в которой каждая вторая часть определяет поверхность, выровненную параллельно прорези и обращенную от нее.

8. Система по п.7, в которой вторые части содержат фланец или углубление, обеспеченные на внутренней боковой поверхности элемента направляющей сваи.

9. Система по п.7 или 8, в которой поверхности расположены, по существу, симметрично на противоположных сторонах прорези, с угловым интервалом между поверхностями приблизительно 120° относительно центральной оси элемента направляющей сваи.

10. Свая для забивки в грунт, содержащая удлиненное тело с продольной осью, передним концом и задним концом, выступающее в сторону соединение для страховочного фала, причем соединение расположено по направлению к заднему концу, и пару удлиненных пластин, установленных на удлиненном теле по направлению к заднему концу, в которой удлиненные пластины выровнены параллельно продольной оси удлиненного тела, расположены, по существу, симметрично на противоположных сторонах выступающего в сторону соединения и разнесены под углом приблизительно на 120° относительно продольной оси удлиненного тела.