RU2045625C1

RU2045625C1 - Method for installation of pile in overfrozen ground

Info

Publication number: RU2045625C1
Authority: RU
Inventors: Алексей Алексеевич Ковалевский
Original assignee: Алексей Алексеевич Ковалевский
Priority date: 1991-12-02
Filing date: 1991-12-02
Publication date: 1995-10-10

Abstract

FIELD: construction of foundations under permafrost conditions. SUBSTANCE: method for installation of pile in overfrozen ground includes making hole, its filling with a part of loose material, installation with the aid of slip knot and hoisting mechanism of pile above hole coaxially with it and filling pockets between hole wall and pile surface with subsequent final driving of pile. Novelty consists in that prior to driving, pile end is clamped with disk of low-strength reinforced concrete, and pile is driven in two stages: first, it is driven to depth of 3d, where d is lateral size of head of pile smooth, part, and loose material is filled in volume of 0.5V, where V is pile volume, and, then, after driving of pile with disk up to contact with layer of previously filled loose material buffer layer, hammer is attached to pile head, striking part of hammer is lifted with the help of chain by hoisting mechanism to height L = H_drop+d_h,, where H_drop is height of dropping of hammer striking part, and d_h is diameter of hammer striking part and locked in this position, and, then, load lifting chain is lowered for value H_drop and slack is provided in chain, and hammer striking part is dropped to exclude dynamic loads on hoisting mechanism boom, and this operation is continued up to attaining preset pile driving resistance e (compaction of buffer layer loose material) with simultaneous breakage of disk of low-strength reinforced concrete. EFFECT: improved centering of pile in hole with simultaneous holding of loose material on it, and reduced labor input. 1 dwg

Description

Изобретение относится к строительству, а именно к технологии свайных работ, осуществляемых в вечномерзлых грунтах. The invention relates to the construction, namely to the technology of pile work carried out in permafrost soils.

Известен способ погружения в грунт сваи с уменьшающимся по высоте сечением, включающий образование скважины, засыпку в ее нижнюю часть слоя сыпучего материала, установку ствола сваи, последующую засыпку пазух между стенками скважины и стволом сваи сыпучим материалом и допогружение ствола сваи, причем перед установкой ствола сваи к его нижнему торцу прикрепляют диафрагму из гибкого листового материала в виде имеющего разрез диска с диаметром, превышающим диаметр скважины, а при засыпке пазух сыпучий материал отсыпают на диафрагму. There is a method of immersing piles in soil with a cross-section that decreases in height, including the formation of a well, filling in its lower part of a layer of bulk material, installing a pile shaft, subsequent filling of the sinuses between the walls of the well and the pile shaft with bulk material and adding a pile shaft, and before installing the pile shaft a diaphragm made of flexible sheet material is attached to its lower end in the form of a cut disc with a diameter greater than the diameter of the well, and when filling the sinuses, loose material is poured onto the diaphragm.

Недостатками известного способа являются: отсутствие возможности центровки ствола в скважине, так как наличие листовой диафрагмы с диаметром, превышающим диаметр скважины, приводит к перекосу и смещению ствола сваи в полости скважины, т.е. к потере части материала подсыпки и, следовательно, к нарушению целостности слоя сыпучего материала между стенками скважины и поверхностью сваи и в случае неполного заполнения пространства (пазух) между поверхностью сваи и стенкой скважины к некачественному осуществлению работ "нулевого" цикла, а это приводит к дополнительным трудозатратам, направленным на заполнение пазух между верхними профильными гранями сваи и стенкой скважины. The disadvantages of this method are: the inability to center the shaft in the well, since the presence of a sheet diaphragm with a diameter greater than the diameter of the well leads to a skew and displacement of the pile shaft in the well cavity, i.e. to the loss of a part of the backfill material and, therefore, to a violation of the integrity of the layer of bulk material between the walls of the well and the surface of the pile and in the case of incomplete filling of the space (sinuses) between the surface of the pile and the wall of the well to poor-quality implementation of the “zero” cycle, and this leads to additional labor costs aimed at filling the sinuses between the upper profile faces of the pile and the wall of the well.

Цель изобретения улучшение центровки ствола сваи путем исключения перекосов последнего в скважине с одновременным удержанием на свае сыпучего материала в процессе подсыпки и сокращением трудозатрат. The purpose of the invention is to improve the alignment of the pile shaft by eliminating distortions of the latter in the well while simultaneously maintaining the bulk material on the pile during the backfill process and reducing labor costs.

Это достигается тем, что в известном способе погружения в вечномерзлый грунт сваи с уменьшающимся по высоте сечением, включающем образование скважины, засыпку в нее слоя сыпучего материала, установку с помощью петли-удавки и грузоподъемного механизма сваи над скважиной соосно с последней и засыпку пазух между стенками скважины и стволом сваи сыпучим материалом, перед погружением наконечник сваи защемляют в центральном канале диска из низкопрочного железобетона диаметром, не превышающим диаметр скважины, а погружение сваи ведут в два этапа: сначала погружают ее в скважину на глубину 3d, где d поперечный размер головы гладкой части сваи, обсыпают сыпучим материалом в объеме 0,5V, где V объем сваи, затем после погружения сваи с железобетонным диском на наконечнике до момента контакта поверхности этого диска со слоем ранее отсыпанного буферного слоя сыпучего материала, на голове сваи закрепляют молот, поднимают грузоподъемным механизмом за цепь его ударную часть на высоту. This is achieved by the fact that in the known method of immersing in permafrost soil piles with a cross section decreasing in height, including forming a well, filling a layer of bulk material into it, installing using a loop-noose and a load-lifting mechanism of the pile above the well coaxially with the latter and filling the sinuses between the walls wells and the pile shaft with bulk material, before diving, the pile tip is pinched in the central channel of the low-strength reinforced concrete disk with a diameter not exceeding the diameter of the well, and the pile is dipped in two e apa: first immerse it in the well to a depth of 3d, where d is the transverse size of the head of the smooth part of the pile, sprinkle with bulk material in a volume of 0.5V, where V is the volume of the pile, then after immersing the pile with a reinforced concrete disk on the tip until the surface of this disk contacts a layer of the previously poured buffer layer of granular material, a hammer is fixed on the head of the pile, the shock part is lifted by a hoisting mechanism to the chain to a height.

L H_сброса + d_м, где Н_сброса высота сброса ударной части;
d_м диаметр ударной части молота, и фиксируют в этом положении, после грузоподъемную цепь опускают на величину Н_сброса, и создавая в ней слабину, исключают динамические нагрузки на стрелу крана, затем сбрасывают ударную часть и та до достижения заданного отказа е сваи (уплотнения сыпучего материала буферного слоя) с одновременным разрушением железобетонного диска.LH _dump + d _m , where N _{dump dump} height of the shock;
d _{m is the} diameter of the hammer part of the hammer, and is fixed in this position, after which the load chain is lowered by the amount of _discharge Н, and creating a slack in it, the dynamic loads on the crane boom are eliminated, then the hammer part is dropped until it reaches the specified failure e piles (loose compaction material of the buffer layer) with the simultaneous destruction of the reinforced concrete disk.

На чертеже показана принципиальная технологическая схема осуществления предлагаемого способа погружения в вечномерзлый грунт сваи с уменьшающимся по высоте сечением. The drawing shows a schematic flow chart of the implementation of the proposed method of immersion in permafrost soil piles with a decreasing section in height.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

В грунтовом основании, в зоне вечной мерзлоты, с помощью бурового станка 1 бурят скважину 2 и осуществляют предварительную подсыпку сыпучего материала 3, из которого формируют буферный слой толщиной h, определяемой зависимостью
h

где ΔV погружаемой части сваи при добивке ее до расчетного отказа (ΔV d^oS);
F площадь поперечного сечения скважины,
n_max и n_min максимальная и минимальная пористости засыпаемого грунта;
d поперечный размер головы гладкой части сваи;
S задаваемая величина осадки сваи при ее допогружении, наконечник сваи 4 защемляют в осевом канале перпендикулярно установленного к оси сваи диска 5 из низкопрочного железобетона и с помощью тросовой петли-удавки гаком грузоподъемного механизма 6 опускают в скважину на глубину 3d (1 м), при этом диск 5 позволяет установить сваю строго по оси скважины и обсыпают сваю сыпучим материалом в объеме 0,5V (1 м³), после чего сваю спускают до контакта с буферным слоем на дне скважины. Таким образом, происходит полное заполнение сыпучим материалом пространства между стволом сваи и стенками скважины. Затем снимают петлю-удавку. После этого на забивной свае закрепляют молот 7 и посредством грузоподъемной цепи 8, закрепленной на ударной части 9 молота, поднимают ударную часть на высоту.In a soil base, in the permafrost zone, a borehole 2 is drilled using a drilling rig 1 and preliminary filling of bulk material 3 is carried out, from which a buffer layer of thickness h is formed, determined by the dependence
h

where ΔV of the immersed part of the pile when finishing it to the calculated failure (ΔV d ^o S);
F is the cross-sectional area of the well,
n _max and n _min maximum and minimum porosity of the filled soil;
d the transverse size of the head of the smooth part of the pile;
S is the preset amount of pile upset when it is loaded, the tip of the pile 4 is pinched in the axial channel of the disk 5 made of low-strength reinforced concrete perpendicular to the axis of the pile, and lowered into the well to a depth of 3d (1 m) using a cable loop-noose with a lifting mechanism 6 (6 m), Disk 5 allows you to install the pile strictly along the axis of the well and sprinkle the pile with bulk material in a volume of 0.5V (1 m ³ ), after which the pile is lowered until it contacts the buffer layer at the bottom of the well. Thus, there is a complete filling with bulk material of the space between the pile shaft and the walls of the well. Then remove the noose noose. After that, the hammer 7 is fixed on the driven pile, and by means of the load-lifting chain 8 fixed on the hammer shock part 9, the hammer part is raised to a height.

L H_сброса + d_м.LH _discharge + d _m .

После фиксации ударной части молота в этом положении, гак грузоподъемного механизма 6 опускают вниз на величину Нсброса и создают таким образом в грузоподъемной цепи слабину, исключая при этом динамические нагрузки на стрелу крана. Затем включением муфты 10 молота производят собственно сброс. Указанный цикл повторяют до заданного отказа е (уплотнения сыпучего материала между профильными гранями сваи и стенкой скважины). В расположенной рядом следующей скважине отсыпают буферный слой, опускают в нее петлей-удавкой и грузоподъемным механизмом следующую сваю на глубину 1 м с предварительным защемлением ее наконечника в железобетонном диске, обсыпают (1 м³) сыпучим материалом и затем опускают на буферный слой сыпучего материала до контакта с ним диска. После этого на голову второй сваи переносят молот, снятый с предыдущей сваи и т.д. Защемленный на диске 5 наконечник сваи 4 препятствует преждевременному сползанию материала на дно скважины, а в процессе добивки сваи (уплотнение сыпучего материала) происходит разрушение диска 5 с одновременным качественным заполнением пространства между стенками скважины и поверхностью сваи, что способствует быстрому получению эффекта уплотнения сыпучего материала в скважине, точной установке сваи на проектную отметку и по оси скважины с одновременным снижением трудозатрат на устройство свайного фундамента.After fixing the hammer part in this position, the hook of the load-lifting mechanism 6 is lowered down by the value of Nsbros and thus creates a slack in the load-lifting chain, thus excluding dynamic loads on the crane boom. Then, by turning on the clutch 10 of the hammer, the actual discharge is performed. The specified cycle is repeated until the specified failure e (compaction of bulk material between the profile faces of the piles and the wall of the well). In the next well next to one another, the buffer layer is poured, the next pile is lowered into it with a noose loop and a lifting mechanism to a depth of 1 m with preliminary pinching of its tip in a reinforced concrete disk, it is sprinkled (1 m ³ ) with bulk material and then lowered onto the buffer layer of granular material to contact with him drive. After that, a hammer removed from the previous pile, etc., is transferred to the head of the second pile. The tip of pile 4 trapped on the disk 5 prevents premature sliding of the material to the bottom of the well, and in the process of finishing the pile (compaction of the bulk material), the destruction of the disk 5 occurs with a high-quality filling of the space between the walls of the well and the surface of the pile, which contributes to the rapid effect of compaction of the bulk material in well, the exact installation of piles at the design elevation and along the axis of the well with a simultaneous reduction in labor costs for the construction of the pile foundation.

Claims

METHOD FOR INSTALLING PILES IN PERMANENTLY FROZEN SOIL, including formation of a well, laying on a part of the height of its bulk material and installation of a pile shaft, characterized in that a plane-profiled shaft with a tip and a smooth head section is used, and before installing the shaft, its tip is pinched in the central hole of the low-strength reinforced concrete disk with a diameter not exceeding the diameter of the well, and when installing, first put the barrel into the well to a depth of 3d, where d is the transverse size of the head smooth section, and fall asleep azuhi over the disk with bulk material in a volume equal to half the volume of the pile, then immerse the trunk until the lower surface of the disk contacts the previously laid loose material, and then fix the hammer on the pile head, lift its shock part by the load chain to a height L, determined by the dependence
LH _with _b + d _m
where H _with _{b the} height of the discharge of the hammer;
d _{m the} diameter of the hammer
and the hammer striking part is fixed, after which the load-lifting chain is lowered by the value of H _s _b , its tension is weakened and the hammer striking part is reset, and the hammer lifting and dropping operations are repeated until the disk is destroyed and the specified failure is achieved.