NO800219L

NO800219L - KOHESJONSPAEL.

Info

Publication number: NO800219L
Application number: NO800219A
Authority: NO
Inventors: Bertil Sandell
Original assignee: Bertil Sandell
Priority date: 1979-01-30
Filing date: 1980-01-29
Publication date: 1980-07-31
Also published as: SE420219B; SE7900780L

Description

I de senere år er det merket en økende interesseIn recent years, there has been an increasing interest

for å bevare eldre bebyggelse. Foruten miljømessige verdier fremviser den eldre bebyggelse mange bevis på et håndverk, som det i dag er umulig å frembringe såvel yrkesmessig som økonomisk. Bære- og fasademateriale er også i mange tilfelle i en utførelse og av en kvalitet som i dag ikke er tilgjengelig. to preserve older buildings. In addition to environmental values, the older buildings show many evidences of a craftsmanship, which today is impossible to produce both professionally and economically. In many cases, the supporting and facade material is also in a design and of a quality that is not available today.

Flere grunner taler således for en øket bevarelse av den eldre bebyggelse. Several reasons thus speak for increased preservation of the older buildings.

En stor del av den gamle, verdifulle bebyggelseA large part of the old, valuable building

ligger i områder med unge geologiske avleiringer med lav bæreevne og ofte stor mektighet. Bygningene er vanligvis lagt på flåte eller trepæler, hvilket innebærer at man har en grunn-vannavhengig fundamentering. De fleste av våre store byer rammes av grunnvannssenkninger, hvorved leir-grunnen setter seg og trekonstruksjonene råtner. Grunnforsterkningsproblemene og omkostningene i forbindelse med disse kommer altså til å bli. located in areas with young geological deposits with low bearing capacity and often great strength. The buildings are usually laid on rafts or wooden piles, which means that you have a ground-water-dependent foundation. Most of our large cities are affected by groundwater subsidence, whereby the clay soil settles and the wooden structures rot. The basic reinforcement problems and the costs associated with them will therefore remain.

en stadig viktigere del av den fremtidige bevaringsbygning.an increasingly important part of the future conservation building.

Det er derfor viktig at det utvikles nye grunnforsterknings-metoder, som minsker de høye fundamenteringsomkostninger ved ombygning. It is therefore important that new ground reinforcement methods are developed, which reduce the high foundation costs for rebuilding.

Grunnforsterkningsarbeidene i den eldre boligbestand har hittil hatt et ganske lite omfang.' Noen nevneverdig metode-utvikling har heller ikke skjedd i løpet av 50-60-årene. I de senere år er det imidlertid lansert endel nye pæltyper, endel som resultat av utvikling innen landet (Sverige), andre som importerte pælmetoder. For eksempel kan nevnes stålkjernepæler, gravepæler og slanke stålrørspæler. Samtlige av disse pæler eller pælsystemer overfører lasten til jorden via pælspissen eller gjennom mantelfriksjon. Utviklingen har gått fra ned-pressede, kraftige pæler mot slanke mer letthåndterlige ned- slåtte eller nedborede pæler. Noen kohesjonspæler tilpasset for grunnforsterkningsformål har hittil ikke forekommet på markedet. I mange tilfelle er leirdybdené så mektige at det såvel fra teknisk som økonomisk synsvinkel ikke er mulig å gjennomføre en forsterkning med støttepæler. The foundation strengthening works in the older housing stock have so far had a rather small scope.' Nor has any significant method development occurred during the 50-60s. In recent years, however, a number of new pile types have been launched, some as a result of development within the country (Sweden), others as imported pile methods. Examples include steel core piles, digging piles and slender steel pipe piles. All of these piles or pile systems transfer the load to the earth via the pile tip or through mantle friction. The development has gone from pressed-down, powerful piles towards slim, more easy-to-manage knocked-down or drilled piles. Some cohesion piles adapted for foundation reinforcement purposes have not yet appeared on the market. In many cases, clay depths are so great that it is not possible, both from a technical and economic point of view, to carry out a reinforcement with support piles.

For kohesjonspæling anvendes vanligvis lange, relativt . grove trepæler. Over grurinvannflaten plasseres vanligvis en betongpæl ovenpå trepælen. Tre er et hensiktsmessig materiale for kohes jonspæler,.- da kohesjonen mellom tre og leire er god. Under grunnvannsnivå er tire et bestandig materiale, da syre ikke får adgang til pælen. Konvensjonelle kohesjonspæler kan dog på grunn av begrenset volum, vanligvis i høyderetning, ikke anvendes ved grunnforsterkningsarbeider på eldre bygninger, forsterkning av gulv på mark, pæling for fundament i industri-lokaler m.m. For cohesion piling, long, relatively . rough wooden poles. A concrete pile is usually placed on top of the wooden pile above the Grurin water surface. Wood is a suitable material for cohesive piles, as the cohesion between wood and clay is good. Below the groundwater level, the tire is a permanent material, as acid cannot access the pile. Conventional cohesion piles cannot, however, due to their limited volume, usually in the height direction, be used for ground reinforcement work on older buildings, reinforcement of floors on land, piling for foundations in industrial premises, etc.

Det er endog tidligere kjent å anvende lange stål-pæler med utragende flenser eller vinger for å øke pælens mantelflate og dermed overflatekontakten mellom pæle og jord. En øket flatekontakt medfører nemlig en øket lasteopptagende evne. Eksempler på slike pæler er vist i det tyske patent It is even previously known to use long steel piles with protruding flanges or wings to increase the pile's mantle surface and thus the surface contact between pile and soil. An increased surface contact means an increased load-absorbing ability. Examples of such piles are shown in the German patent

nr. 806.234 og US-patent nr. 3.796.056. Ulempene med slike pæler er dog at de er tunge og vanskelig håndterbare og krever derfor et stort slagutstyr. De er kompliserte- å fremstille på grunn av det omfattende sveisearbeide som ér nødvendig for å forbinde profilene med hverandre og derved dyrere, hvorved endog de høyere materialomkostningene innvirker. No. 806,234 and US Patent No. 3,796,056. The disadvantages of such piles are, however, that they are heavy and difficult to handle and therefore require large impact equipment. They are complicated to produce due to the extensive welding work required to connect the profiles to each other and thus more expensive, whereby even the higher material costs have an impact.

I det tyske patent nr. 285.662 samt US-patent nr. 2.165.190 vises kohesjonspæler bestående av en stålprofil med til denne fastskrudde, langsgående trestykker. ' Endog disse pæler er tunge og vanskelig håndterbare og egner seg ikke for grunnforsterkningsarbeider på grunn av plassgrunner. German patent no. 285,662 and US patent no. 2,165,190 show cohesion piles consisting of a steel profile with longitudinal pieces of wood screwed to it. Even these piles are heavy and difficult to handle and are not suitable for ground reinforcement work due to space constraints.

På bakgrunn av det ovenstående har det derfor vært ønskelig å konstruere en lett håndterbar kohesjonspæl for grunnforsterkningsformål. En ideell pæl for dette formål skal fremvise stor mantelflate og/eller stor virksom kohesjons-flate med påfølgende stor lastopptagende evne i forhold til fortrengt jordvolum og den skal ha lav vekt. Pælens lengde skal lett kunne varieres. De lastopptagende vingers plassering skal kunne tilpasses til nivåer der største effektivitet forven- tes oppnådd. Likeledes skal vingenes størrelse og form lett kunne tilpasses til jordmaterialets beskaffenhet. Dessuten Based on the above, it has therefore been desirable to construct an easily manageable cohesion pile for foundation reinforcement purposes. An ideal pile for this purpose must have a large mantle surface and/or a large effective cohesion surface with consequent large load-absorbing capacity in relation to the displaced soil volume and it must have a low weight. The length of the pole must be easily adjustable. The position of the load-absorbing wings must be able to be adapted to levels where the greatest efficiency is expected to be achieved. Likewise, the size and shape of the wings must be easily adapted to the nature of the soil material. Furthermore

bør neddrivningen kunne skje med enkle og lette utstyr, f.eks. lette trykklufts- eller vibrasjonskammere. demolition should be possible with simple and light equipment, e.g. light compressed air or vibration chambers.

Disse oppgaver er løst ved at pælen består av flereThese tasks are solved by the pile consisting of several

på hverandre stilte, relativt korte rørseksjoner av f.eks.stacked on top of each other, relatively short pipe sections of e.g.

stål, slik at i det minste innen området der det foreligger vilkår for god kohesjon, ér rørseksjonene forsynt med et antall vinger av et materiale med gode kohesjonsegenskaper, hvilke vinger er fiksert til den respektive rørseksjon og er anordnet til å strekke seg langs en vesentlig del av den respektive rør-seks jons lengde og danne utadragende flenser til denne, hvorved rørene ved hjelp av sammenkoplingsinnretning er skjøtbare for dannelse av en pæl med hensiktsmessig lengde. steel, so that at least within the area where there are conditions for good cohesion, the pipe sections are provided with a number of wings of a material with good cohesion properties, which wings are fixed to the respective pipe section and are arranged to extend along a substantial part of the respective pipe-six ion's length and form projecting flanges to this, whereby the pipes can be joined by means of a connecting device to form a pile of suitable length.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmereThe invention will be described in more detail below

med henvisning til ett par i den etterfølgende tegning viste utføreIseseksempler. with reference to one pair in the following drawing showed examples of execution.

Figur 1 viser et sideriss av en kohesjonspæl ifølge oppfinnelsen' sammensatt av flere deler, Figure 1 shows a side view of a cohesion pile according to the invention composed of several parts,

figur 2 er et snitt etter linjen II-II i figur 1,figure 2 is a section along line II-II in figure 1,

figur 3 viser et sideriss av en noe modifisertfigure 3 shows a side view of a somewhat modified one

variant av kohesjonspælen, ogvariant of the cohesion pile, and

figur 4 viser i større målestokk skjøteinnretningen mellom to pældeler. figure 4 shows on a larger scale the joint device between two pile parts.

Kohesjonspælen 1 ifølge oppfinnelsen består av et antall (i tegningen 2) på hverandre stilte og sammenkoplede rørseksjoner 2 av stål. Rørseksjonene 2 skjøtes ved hjelp av muffer 3, hvilke enten er fastsveiset eller ved hjelp av bolter eller lignende festet til rørseksjonenes ender. Rørseksjonene 2 har for eksempel en lengde av en meter og kan lett skjøtes sammen til ønsket lengde. The cohesion pile 1 according to the invention consists of a number (in the drawing 2) of steel pipe sections 2 placed on top of each other and interconnected. The pipe sections 2 are joined by means of sleeves 3, which are either welded or attached to the ends of the pipe sections by means of bolts or the like. The pipe sections 2 have, for example, a length of one meter and can easily be joined together to the desired length.

Rørseksjonene 2 er i tilknytning til muffene 3 forsynt med fastsveisede fastholdelsesorganer, clips 4, for et antall vinger av tre 5, hvilke strekker seg langs den respektive rørseksjon 2 og danner utadragende flenser som bl.a. gir pælen 1 god styreevne ved neddrivningen. I tegningen vises fire vinger 5 på hver rørseksjon, men det kan også tenkes andre antall og fortrinnsvis ligger antall vinger 5 mellom 3 og 8. Gjennom endring av vingenes størrelse kan rørseksjonens mantelflate The pipe sections 2 are, in connection with the sleeves 3, provided with welded retention means, clips 4, for a number of wooden wings 5, which extend along the respective pipe section 2 and form protruding flanges which, among other things, gives pile 1 good controllability when driving down. In the drawing, four wings 5 are shown on each pipe section, but other numbers are also conceivable and preferably the number of wings 5 is between 3 and 8. By changing the size of the wings, the casing surface of the pipe section can

varieres innen vide grenser.vary within wide limits.

Vingene 5 ligger an, i utførelseseksempelet ifølge figur 1, med sine ender mot muffene 3, som således danner støtteflate for vingene 5, hvilke er festet til clipsen 4 ved hjelp av bolter, nagler, skruer eller lignende 6. The wings 5 rest, in the design example according to figure 1, with their ends against the sleeves 3, which thus form a support surface for the wings 5, which are attached to the clip 4 by means of bolts, rivets, screws or the like 6.

I stedet for å anbringe muffene 3 på utsiden av rørseksjonene er det.selvsagt også mulig å anbringe en rørstuss 7, for eksempel ved hjelp av sveising, i rørseksjonenes ene ende, slik det fremgår av figur 4. Instead of placing the sleeves 3 on the outside of the pipe sections, it is of course also possible to place a pipe socket 7, for example by means of welding, at one end of the pipe sections, as can be seen in figure 4.

Hele pælens lengde behøver ikke forsynes med vinger. Rørseksjoner 2 med vinger 5 kan plasseres i de områder der de beste vilkår for god kohesjon og således god bæreevne foreligger. The entire length of the pile does not need to be provided with wings. Pipe sections 2 with wings 5 can be placed in the areas where the best conditions for good cohesion and thus good load-bearing capacity exist.

Forbindelsen mellom- rørseksjonene kan oppnås på en rekke forskjellige måter gjennom punktsveising, nagling, an-bringelse av selvgjengende skruer osv. I visse tilfelle kan det være hensiktsmessig at rørene innvendig fylles med betong og eventuelt endog en armering, hvorved det dels oppnås en forsterkning av pælen, dels en meget effektiv indre korrosjons-beskyttelse, hvilket innebærer at røret ikke behøver overflate-behandles (galvaniseres) på innsiden og dels kan betongfyl-lingen tjene som innbyrdes forbindelse av pældelene. The connection between the pipe sections can be achieved in a number of different ways through spot welding, riveting, the application of self-tapping screws, etc. In certain cases, it may be appropriate for the pipes to be filled internally with concrete and possibly even reinforcement, whereby a reinforcement of the pile, partly a very effective internal corrosion protection, which means that the pipe does not need to be surface-treated (galvanized) on the inside and partly the concrete filling can serve as a mutual connection of the pile parts.

Vingenes .5 utseende kan varieres. De kan . for eksempel være koniske, dvs. fremvise en i pælens 1 neddrivningsretning minskende bredde. Vingenes 5 fra røret vendte kantside kan gis en hvilken som helst profilering, for eksempel trappetrinn-eller bølgeformet kontur, slik at vingenes kantside mot horisontalprojeksjonen oppnår økende kontaktflater mot jord-materialet. The .5 appearance of the wings can be varied. They can. for example, be conical, i.e. exhibit a width that decreases in the direction of the pile 1 being driven down. The edge side of the wings 5 facing away from the pipe can be given any profiling, for example a stepped or wave-shaped contour, so that the edge side of the wings towards the horizontal projection achieves increasing contact surfaces with the soil material.

Materialkombinasjonen tre-stål er med den aktuelle geometri fordelaktig når det gir en lett pæl med store varia-sjonsmuligheter. Dessuten er som ovenfor omtalt, tre et bra materiale sett fra kohesjons- og korrosjonssynspunkt, og kohesjonskreftene overføres suksessivt til det sterkere stål-materialet. Den geometriske form gir også god styreevne under neddrivningen. The material combination of wood and steel is advantageous with the relevant geometry when it provides a light pole with great variation possibilities. Moreover, as mentioned above, wood is a good material from the point of view of cohesion and corrosion, and the cohesive forces are successively transferred to the stronger steel material. The geometric shape also provides good steering ability during the descent.

De prøvebelastninger som hittil er gjennomført, tyder på at vingepælens bæreevne er omtrent den samme som for en trepæl med samme største tverrsnittsmål. Dette innebærer at en kohesjonspæl ifølge oppfinnelsen og bestående av et 60 mm stålrør og 100 mm vinger har samme bæreevne som en trepæl med 26 0 mm diameter. Trepæler kan selvsagt ikke anvendes ved grunnforsterkningsarbeider på grunn av plasshensyn. Selvom så hadde vært tilfelle, har pælen ifølge oppfinnelsen fordeler sammenlignet med tilsvarende trepæl. ' Det fortrengte jordvolum er for eksempel kun ca. 5% av det volum som fortrenges av en trepæl med tilsvarende bæreevne. Faren for forskyvning i sideretning og skader på inntilliggende grunnkonstruksjoner blir på denne måte minimal. På grunn av det lille tverrsnitts-areal fordres heller ikke så stor energi for å drive ned pælen, hvilket-naturligvis er fordelaktig med tanke på vibrasjons-skader. The test loads that have been carried out so far indicate that the bearing capacity of the wing pile is approximately the same as that of a wooden pile with the same largest cross-sectional dimension. This means that a cohesion pile according to the invention and consisting of a 60 mm steel tube and 100 mm wings has the same bearing capacity as a wooden pile with a diameter of 260 mm. Wooden piles cannot of course be used for ground reinforcement work due to space considerations. Even if that had been the case, the pole according to the invention has advantages compared to corresponding wooden poles. ' The displaced soil volume, for example, is only approx. 5% of the volume displaced by a wooden pile with a corresponding bearing capacity. In this way, the risk of lateral displacement and damage to adjacent foundation structures is minimal. Due to the small cross-sectional area, not so much energy is required to drive the pile down, which is naturally advantageous in terms of vibration damage.

De viktigste anvendelsesområder for pælen ifølge oppfinnelsen er i forbindelse med grunnforsterkningsarbeider. Den kan imidlertid med fordel også anvendes i forbindelse med nyproduksjon av lette bygninger såsom villaer, eller ved kon-struksjoner med utbredt belastning, f.eks. industrigulv. Ved hjelp av pælens letthåndterlighet og fleksibilitet er den spesielt hensiktsmessig for komplettering av, eller partiell forsterkning av grunnkonstruksjoner med forhøyet last eller med lokale skader. En stor fordel er at gamle kohesj.onspælede fundamenter kan forsterkes med en pæl som har samme virkemåte som det gamle pælsystem. The most important areas of application for the pile according to the invention are in connection with ground reinforcement work. However, it can also be advantageously used in connection with the new production of light buildings such as villas, or in constructions with widespread load, e.g. industrial floor. With the aid of the pile's easy handling and flexibility, it is particularly suitable for supplementing or partially reinforcing foundation structures with elevated loads or with local damage. A major advantage is that old cohesion piled foundations can be reinforced with a pile that has the same mode of operation as the old pile system.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til de viste utførel-seseksempler, idet et flertall variasjoner er tenkbare innen rammen for patentkravene. Således kan rørene selvsagt ha et annet tverrsnitt enn det viste sirkulære, for eksempel kvad-ratisk eller .rektangulært. Det er endog tenkbart å utforme vingene med økende tykkelse i retning fra pælens neddrivnings-ende og oppad. I stedet for vinger av tre kan vinger av plast-materiale anvendes. Det er også tenkelig å anvende vinger av stål, hvilke fikseres til rørene, for eksempel' ved punktsveising. The invention is not limited to the embodiments shown, as a majority of variations are conceivable within the scope of the patent claims. Thus, the tubes can of course have a different cross-section than the circular one shown, for example square or rectangular. It is even conceivable to design the wings with increasing thickness in the direction from the drive-down end of the pile upwards. Instead of wings made of wood, wings made of plastic material can be used. It is also conceivable to use steel wings, which are fixed to the pipes, for example by spot welding.

Claims

1. Cohesion pile with circumference-increasing parts of a material with good cohesion properties, characterized by the fact that it consists of several stacked, relatively short pipe sections (2) of, for example, steel, that the pipe sections, at least within the areas where conditions for good cohesion exist , is provided with a number of protruding wings (5) with significantly less thickness than length across the longitudinal direction of the pile, which wings are fixed to the respective pipe section and are arranged to extend along a significant part of the length of the respective pipe section and that the pipe sections by means of a connecting device (3) are jointable to form a pile of appropriate length.

2. Cohesion pile according to claim 1, characterized in that the respective pipe section (2) at each of its ends exhibits retaining means (4) for said wings (5) for fixing them to the pipe section.

3. Cohesion pole according to claim 2, characterized in that the wings (5) are made of wood.

4. Cohesion pile according to claim 1, characterized in that the wings (5) are made of steel and welded to the respective pipe section (2).

5. Cohesion pole according to one or more of the preceding claims, characterized in that the connecting device consists of sleeves (3), which are arranged to form a support surface for the wings (5).

6. Cohesion pile according to one or more of the preceding claims, characterized in that the wings (5) of pipe sections (2) placed on top of each other are arranged substantially directly opposite each other.

7. Cohesion pile according to one or more of the preceding claims, characterized in that the wings (5) are designed with a decreasing width seen in the downward direction.

8. Cohesion pile according to claim 7, characterized in that the edge side of the wings (5) facing away from the pipe is profiled or provided with increasing contact surfaces in horizontal projection.