RU2026922C1

RU2026922C1 - Pile foundation and a method to erect it

Info

Publication number: RU2026922C1
Authority: RU
Inventors: К.Ш. Шадунц; Е.В. Киричков
Original assignee: Шадунц Константин Шагенович
Priority date: 1991-07-08
Filing date: 1991-07-08
Publication date: 1995-01-20

Abstract

FIELD: civil engineering. SUBSTANCE: shell of pile foundation has circular cross-section, and a metal tip. The tip has a holder on the upper face. The holder is inserted in shell cavity. Shaft is of rectangular cross-section. Shaft diagonal equals shell internal diameter. The shell is inserted down to the depth not exceeding allowable foundation settlement. Then the shaft is inserted into the cavity up to the stop. The shaft and the tip are inserted down to design level. EFFECT: fast manufacturing the foundation. 4 dwg

Description

Изобретение относится к строительству, в частности к возведению фундаментов жилых, промышленных и сельскохозяйственных зданий и сооружений, и может быть использовано при устройстве свайных фундаментов в сложных инженерно-геологических условиях, в частности при наличии значительной по мощности толщи просадочных или насыпных грунтов. The invention relates to the construction, in particular, to the construction of foundations of residential, industrial and agricultural buildings and structures, and can be used in the construction of pile foundations in complex engineering and geological conditions, in particular in the presence of a significant thickness of subsidence or bulk soils.

Известен способ возведения сваи, включающий пробуривание в грунте скважины, установку распорного трубчатого приспособления, которое содержит трубу и расширяющиеся элементы [1]. A known method of construction of piles, including drilling in the soil of the well, the installation of a spacer tubular device that contains a pipe and expanding elements [1].

Недостатком этого способа является необходимость в пробуривании скважины, что увеличивает трудозатраты и требует дополнительного оборудования, а также сложная конструкция трубчатого приспособления, содержащего трубу и расширяющиеся элементы, что снижает его надежность и увеличивает стоимость. The disadvantage of this method is the need for drilling a well, which increases labor costs and requires additional equipment, as well as the complex construction of a tubular device containing a pipe and expanding elements, which reduces its reliability and increases cost.

Наиболее близким к изобретению является способ уменьшения выталкивания сваи, включающий устройство скважины с уширенной верхней частью, с последующей установкой двух разнесенных футляров [2]. Closest to the invention is a method of reducing the ejection of piles, including the device of the well with a widened upper part, followed by the installation of two spaced cases [2].

Недостатком этого способа является необходимость в пробуривании скважины, что увеличивает трудозатраты и требует дополнительного оборудования, причем пробуривание скважины проводится в два этапа (с уширенной верхней частью), что усложняет технологию. Кроме того, при использовании этого способа необходимы два футляра разного диаметра, что вызывает дополнительный расход материала и усложняет конструкцию. The disadvantage of this method is the need for drilling a well, which increases labor costs and requires additional equipment, moreover, drilling a well is carried out in two stages (with a widened upper part), which complicates the technology. In addition, when using this method, two cases of different diameters are necessary, which causes additional consumption of material and complicates the design.

Известна также конструкция железобетонной сваи с защитной наружной рубашкой, включающая сваю и защитную рубашку, имеющую кольцевые направленные внутрь фланцы и заполненную бетоном с расширяющимися добавками [3]. Also known is the construction of reinforced concrete piles with a protective outer jacket, including a pile and a protective jacket having annular inwardly directed flanges and filled with concrete with expanding additives [3].

Недостатком данной конструкции является то, что внутренняя полость рубашки заполнена бетоном с расширяющимися добавками, что приводит к обжатию сваи (снаружи) и защитной рубашки (изнутри) и обеспечивает передачу нагрузки от смещающихся слоев грунта на сваю, что снижает ее несущую способность. Кроме того, наличие фланцев несколько усложняет конструкцию. The disadvantage of this design is that the inner cavity of the shirt is filled with concrete with expanding additives, which leads to compression of the pile (outside) and the protective jacket (inside) and ensures the transfer of load from displaced layers of soil to the pile, which reduces its bearing capacity. In addition, the presence of flanges somewhat complicates the design.

Наиболее близким к изобретению по сущности к достигаемому результату является свая, включающая ствол и оболочку, установленную вокруг ствола с зазором, причем оболочка выполнена жесткой и снабжена со стороны, обращенной к стволу, ребрами, нижний конец оболочки отогнут в сторону [4]. Closest to the invention, in essence, the result achieved is a pile including a barrel and a shell mounted around the barrel with a gap, the shell being made rigid and provided with ribs on the side facing the barrel, the lower end of the shell bent to the side [4].

Недостатком данной конструкции является ее сложность, необходимость обеспечения жесткости оболочки, что на практике требует достаточно значительной ее толщины, наличие с внутренней стороны оболочки ребер, соприкасающихся с поверхностью сваи, в связи с чем возникает необходимость в значительном объеме сварочных работ и большой точности в изготовлении оболочки, в том числе с учетом индивидуальных отклонений в размерах каждой забивной сваи, причем при недостаточной жесткости оболочки и несовпадении размеров возможен зажим сваи ребрами оболочки, с последующей передачей на ствол сваи нагрузок от смещающегося массива грунта, что снизит эффективность действия конструкции. The disadvantage of this design is its complexity, the need to ensure the rigidity of the shell, which in practice requires a sufficiently significant thickness, the presence of ribs on the inside of the shell in contact with the surface of the pile, which necessitates a significant amount of welding work and great accuracy in the manufacture of the shell , including taking into account individual deviations in the size of each driven pile, and with insufficient rigidity of the shell and mismatch in size, it is possible to clamp the pile with ribs shells, with subsequent transfer to the trunk of the pile of loads from a moving mass of soil, which will reduce the effectiveness of the structure.

Целью изобретения является повышение надежности и несущей способности сваи за счет уменьшения отрицательного трения по боковой поверхности сваи и упрощения конструкции. The aim of the invention is to increase the reliability and bearing capacity of piles by reducing negative friction along the side surface of the piles and simplifying the design.

Указанная цель достигается тем, что в свайном фундаменте, состоящем из ствола сваи и не связанной с ним оболочки, последняя выполнена в виде трубы и снабжена съемным наконечником, а поперечное сечение сваи имеет форму прямоугольника, диагональ которого равна внутреннему диаметру оболочки, а в способе возведения свайного фундамента, включающем погружение оболочки со съемным наконечником, последние погружают до глубины, ниже которой осадка грунта меньше или равна допустимой осадке сваи, причем сваю предварительно перед забивкой вставляют в трубчатую оболочку до упора нижнего конца сваи в обойму наконечника. This goal is achieved by the fact that in the pile foundation, consisting of a pile shaft and an unrelated sheath, the latter is made in the form of a pipe and is equipped with a removable tip, and the cross section of the pile has the shape of a rectangle whose diagonal is equal to the inner diameter of the sheath, and in the construction method pile foundation, including the immersion of the shell with a removable tip, the latter are immersed to a depth below which the soil sediment is less than or equal to the permissible pile upset, and I must first pile the pile before driving a tubular casing to lock the lower end of the pile in the holder tip.

Новизна изобретения обусловлена тем, что оболочка выполнена в виде толстостенной стальной трубы и съемного наконечника с обоймой, поперечное сечение сваи имеет форму прямоугольника, диагональ которого равна внутреннему диаметру оболочки, оболочку, выполненную в виде трубы со съемными наконечником, погружают путем забивки до глубины, ниже которой осадка грунта не ниже или равна допустимой осадке сваи, причем сваю предварительно, перед забивкой, вставляют в трубчатую оболочку до упора нижнего конца сваи в обойму наконечника. The novelty of the invention is due to the fact that the shell is made in the form of a thick-walled steel pipe and a removable tip with a clip, the cross section of the pile has a rectangular shape, the diagonal of which is equal to the inner diameter of the shell, the shell made in the form of a pipe with a removable tip is immersed by driving to a depth below where the soil sediment is not lower than or equal to the permissible pile upset, moreover, the pile is preliminarily inserted into the tubular sheath before driving the lower end of the pile into the ferrule of the tip.

По данным патентной и научно-технической литературы заявляемая совокупность признаков выявлена не была, что позволяет говорить об их существенности. According to the patent and scientific and technical literature, the claimed combination of features has not been identified, which allows us to talk about their materiality.

На фиг. 1 изображен свайный фундамент, вид сбоку; на фиг.2 - то же, с погруженной оболочкой; на фиг.3 - то же, с устроенным ростверком; на фиг.4 - разрез А-А на фиг.3. In FIG. 1 shows a pile foundation, side view; figure 2 is the same with the immersed shell; figure 3 is the same, with arranged grillage; figure 4 is a section aa in figure 3.

Свайный фундамент состоит из оболочки, выполненной в виде трубы 1 и съемного наконечника 2 с обоймой 3, и ствола сваи 4. The pile foundation consists of a shell made in the form of a pipe 1 and a removable tip 2 with a holder 3, and a pile shaft 4.

Процесс возведения фундамента происходит следующим образом. The process of building the foundation is as follows.

На первом этапе собирается трубчатая оболочка, состоящая из толстостенной трубы 1 и съемного наконечника 2 с обоймой 3, после чего производят погружение трубчатой оболочки на необходимую глубину забивкой через оголовок 5. At the first stage, a tubular shell is assembled, consisting of a thick-walled pipe 1 and a removable tip 2 with a clip 3, after which the tubular shell is immersed to the required depth by driving through the head 5.

На втором этапе через погруженную оболочку 1 забивкой подают сваю 4, предварительно, перед забивкой, вставив нижний конец сваи 4 в обойму 3 наконечника 2. At the second stage, pile 4 is fed through the submerged shell 1 by driving, previously, before driving, by inserting the lower end of the pile 4 into the ferrule 3 of the tip 2.

При забивке сваи 4 через трубу 1 происходит соединение нижнего конца сваи с обоймой 3 съемного наконечника 2. После достижения сваей 4 расчетной глубины устраивается ростверк 5, не связанный с трубой. When driving the pile 4 through the pipe 1, the lower end of the pile is connected to the clip 3 of the removable tip 2. After the pile 4 reaches the calculated depth, a grill 5 is made that is not connected to the pipe.

После окончания возведения свайного фундамента, в случае просадки толщи грунта, воздействие просадочной толщи передается на трубу 1, которая до начала просадки удерживается в исходном положении за счет взаимодействия боковой поверхности трубы с грунтом, а взаимодействие трубы с телом сваи происходит в виде точечного контакта (фиг.4 точки 1, 2, 3, 4), по которому не могут быть переданы значительные нагрузки. Таким образом, наличие трубчатого приспособления 6, погруженного до глубины, ниже которой осадка грунта меньше или равна допустимой осадке сваи полностью изолирует тело сваи от влияния отрицательного трения со стороны грунта при посадке или уплотнении и значительно повышает несущую способность сваи. Простота предлагаемого приспособления (отсутствие ребер, расширяющихся элементов) увеличивает его надежность, снижает трудозатраты при устройстве фундамента. After completion of the construction of the pile foundation, in the case of subsidence of the soil, the effect of the subsidence is transferred to the pipe 1, which is kept in its original position until the subsidence begins due to the interaction of the side surface of the pipe with the soil, and the pipe interacts with the pile body in the form of point contact (Fig. .4 points 1, 2, 3, 4) along which significant loads cannot be transferred. Thus, the presence of a tubular device 6, immersed to a depth below which the soil draft is less than or equal to the permissible pile draft, completely isolates the pile body from the influence of negative friction from the soil during planting or compaction and significantly increases the load bearing capacity of the pile. The simplicity of the proposed device (the absence of ribs, expanding elements) increases its reliability, reduces labor costs when installing the foundation.

Кроме того, съемный наконечник в процессе забивки сваи выполняет роль уширения, снижающего сопротивление по боковой поверхности, а в процессе эксплуатации увеличивает несущую способность сваи по острию за счет увеличения площади острия. In addition, the removable tip in the process of driving piles performs the role of broadening, which reduces the resistance along the lateral surface, and during operation increases the bearing capacity of the pile along the tip by increasing the area of the tip.

Предлагаемая конструкция свайного фундамента и способ его возведения позволяет за счет повышения надежности свайного фундамента, его несущей способности, за счет уменьшения отрицательного трения по боковым поверхностям сваи и упрощения конструкции снизить расходы на устройство одной сваи длиной 10-12 м при наличии просадочной толщи (неуплотненных насыпных грунтов) 8-10 м, снизить затраты за счет эксплуатации машин. При увеличении мощности просадочной толщи и соответствующем увеличении длины сваи экономический эффект увеличивается. The proposed design of the pile foundation and the method of its construction allows, by increasing the reliability of the pile foundation, its bearing capacity, by reducing negative friction on the side surfaces of the pile and simplifying the design, reduce the cost of installing one pile 10-12 m long in the presence of subsidence (uncompressed bulk soil) 8-10 m, reduce costs through the operation of machines. With an increase in the thickness of the subsidence stratum and a corresponding increase in the length of the pile, the economic effect increases.

Claims

PILED BASE AND METHOD OF ITS ESTABLISHMENT.

1. Pile foundation, including the barrel and an anti-dam outer shell freely mounted around the barrel, characterized in that the shell is made with a circular cross section and is provided with a lost metal tip having a cage in the cavity of the shell at the upper end, and the trunk is made with a cross section in the form of a rectangle whose diagonal is equal to the inner diameter of the shell.

2. A method of erecting a pile foundation, including immersion in the ground of a hollow shell with subsequent deepening through its trunk cavity, characterized in that a hollow shell with a lost metal tip having a clip on the upper end is used, the shell being immersed to a depth below which the soil sediment does not exceeds the permissible settlement of the foundation, after which the barrel is inserted into the cavity of the shell until it stops in the ferrule of the tip and the barrel with the tip is immersed to the design level.