RU2098559C1

RU2098559C1 - Method of installation of fence in ground

Info

Publication number: RU2098559C1
Application number: RU96111779A
Authority: RU
Inventors: Михаил Израилевич Перцовский
Original assignee: Михаил Израилевич Перцовский
Priority date: 1996-06-11
Filing date: 1996-06-11
Publication date: 1997-12-10

Abstract

FIELD: construction, applicable in erection of structures worked deeper in ground: fences of foundation trenches, walls, mooring and other structures, construction of foundations, basements, embankment walls, etc. SUBSTANCE: the method consists in installation of two rows of fencing members in the ground and joining of fencing members of different rows at least by one tier of horizontal members; the clear distance between the raws of fencing members at the building site surface elevation is taken to be equal to (0.5 to 5.0)d, where d - maximum cross-section of the fencing member, and the horizontal members are made in the form of girders with the stiffness of the member cross-section making up 0.5 to 5.0 of the stiffness of the fencing member cross-section; the girders are positioned between the rows of the fencing members and joined to them. EFFECT: facilitated procedure. 4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении заглубленных в грунт сооружений различного назначения: ограждений котлованов, стенок, причальных и других сооружений, при строительстве фундаментов, подвальных помещений, стенок набережных и т.п. The invention relates to the field of construction and can be used in the construction of structures buried in the ground for various purposes: fencing pits, walls, mooring and other structures, in the construction of foundations, basements, walls of embankments, etc.

Известен способ возведения ограждения в грунте, включающий забивку в грунт вертикальных элементов железобетонных свай, бурение между ними скважин, в которые опускают перфорированные тубы с соплами, направленными в стороны соседних свай и подачу через сопла под высоким давлением воды для размыва грунта между скважинами и сваями и обнажения поверхности свай с одновременным заполнением образующейся полости между сваями цементным раствором, при твердении которого образуется стенка между сваями [1]
Недостатком известного способа является большая трудоемкость производства работ и перерасход материалов, обусловленный выполнением жесткости постоянной, излишней на участках, где такая жесткость не требуется по условиям работы ограждения.A known method of erecting a fence in the soil, including driving vertical elements of reinforced concrete piles into the soil, drilling wells between them, into which perforated tubes are lowered with nozzles directed to the sides of adjacent piles and supplying water through nozzles under high pressure to erode the soil between the wells and piles and exposing the surface of piles while filling the resulting cavity between piles with cement mortar, during curing of which a wall is formed between piles [1]
The disadvantage of this method is the high complexity of the work and cost overruns due to the implementation of constant stiffness, excessive in areas where such stiffness is not required under the conditions of the fence.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ выполнения ограждения в грунте, включающий создание в грунте двух рядов ограждающих элементов и установку по крайней мере одного яруса горизонтальных элементов [2]
Недостатком известного способа также является перерасход материалов ввиду того, что жесткость ограждения мала, т.к. она обусловлена расположением горизонтальных элементов с примыканием к одному ряду ограждающих элементов.The closest to the invention in terms of technical nature and the achieved result is a method of making a fence in the ground, including creating in the ground two rows of enclosing elements and installing at least one tier of horizontal elements [2]
The disadvantage of this method is also an overspending of materials due to the fact that the rigidity of the fence is small, because it is due to the location of horizontal elements adjacent to one row of enclosing elements.

Задачей настоящего изобретения является повышение экономичности путем повышения пространственной жесткости ограждения. The objective of the present invention is to increase efficiency by increasing the spatial rigidity of the fence.

Задача решается за счет того, что в способе выполнения ограждения в грунте, включающем создание в грунте двух рядов ограждающих элементов и объединение ограждающих элементов разных рядов по крайне мере одним ярусом горизонтальных элементов, расстояние между рядами ограждающих элементов в свету на отметке поверхности стройплощадки принимают равным (0,5-5,0)d, где d наибольший размер поперечного сечения ограждающего элемента, а горизонтальные элементы выполняют в виде балок с жесткостью поперечного сечения, составляющей 0,5-5,0 жесткости поперечного сечения ограждающего элемента, причем балки расположены между рядами ограждающих элементов и объединены с ними. При этом при выполнении ограждения в несвязных грунтах между ограждающими элементами могут выполнять забирки по мере выемки грунта. Горизонтальные элементы могут устанавливать на расстоянии от верха ограждающих элементов, не большем 25d, где d наибольший размер поперечного сечения ограждающего элемента, а каждый последующий ярус горизонтальных элементов отстоит от вышерасположенного яруса на расстоянии, не превышающем 20d. The problem is solved due to the fact that in the method of fencing in the ground, including the creation of two rows of enclosing elements in the ground and combining the enclosing elements of different rows with at least one tier of horizontal elements, the distance between the rows of enclosing elements in the light at the elevation of the construction site surface is taken to be ( 0.5-5.0) d, where d is the largest cross-sectional dimension of the enclosing element, and horizontal elements are in the form of beams with a cross-section stiffness of 0.5-5.0 pore stiffness echnogo section enclosing member, wherein the beams are arranged between the rows of the enclosing elements and integrated with them. At the same time, when performing fencing in disconnected soils between the enclosing elements, they can perform blockages as the soil is excavated. Horizontal elements can be installed at a distance from the top of the enclosing elements, not more than 25d, where d is the largest cross-sectional dimension of the enclosing element, and each subsequent tier of horizontal elements is separated from the upper tier by a distance not exceeding 20d.

Ограждающие элементы могут располагать вертикально или наклонно с образованием между рядами угла, не превышающего 12^o.Enclosing elements can be placed vertically or obliquely with the formation between the rows of an angle not exceeding 12 ^o .

Технический результат, обеспечиваемый указанной совокупностью признаков, состоит в том, что обеспечивается возможность повышения пространственной жесткости, что позволит исключить перерасход материалов при одновременном обеспечении требуемой несущей способности ограждения. The technical result provided by the specified set of features is that it is possible to increase spatial stiffness, which will eliminate the cost overrun of materials while ensuring the required load-bearing capacity of the fence.

На фиг. 1 изображен в аксонометрии фрагмент ограждения, возводимого заявленным способом; на фиг.2 то же, в плане; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 1, вариант выполнения ограждающих элементов вертикальными; на фиг. 4 разрез А-А на фиг. 1, вариант выполнения ограждающих элементов наклонными. In FIG. 1 shows a perspective view of a fragment of the fence erected by the claimed method; figure 2 is the same in plan; in FIG. 3, section AA in FIG. 1, an embodiment of the enclosing elements vertical; in FIG. 4, section AA in FIG. 1, an embodiment of the enclosing elements inclined.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

Выполняют два ряда ограждающих элементов 1, расстояние между рядами которых принимают равным (0,5-5,0)d, где d наибольший размер поперечного сечения ограждающего элемента 1. Между рядами ограждающих элементов 1 осуществляют извлечение грунта 2 и затем устанавливают по крайней мере один ярус горизонтальных элементов 3 в виде балок, жесткость поперечного сечения которых составляет 0,5-5,0 жесткости ограждающих элементов 1. При этом горизонтальные элементы 3 в виде балок объединяют с ограждающими элементами 1 разных рядов в единую конструкцию. После установки горизонтальных элементов 3 осуществляют разработку котлована 4 в пространстве, ограниченном ограждением из ограждающих элементов 1, объединенных по крайней мере одним ярусом горизонтальных элементов 3 в виде балок. Two rows of enclosing elements 1 are made, the distance between the rows of which is taken to be (0.5-5.0) d, where d is the largest cross-sectional dimension of the enclosing element 1. Between the rows of enclosing elements 1, soil 2 is extracted and then at least one the tier of horizontal elements 3 in the form of beams, the cross-section stiffness of which is 0.5-5.0 of the stiffness of the enclosing elements 1. In this case, the horizontal elements 3 in the form of beams are combined with the enclosing elements 1 of different rows in a single design. After installing the horizontal elements 3 carry out the development of the pit 4 in the space limited by the enclosure of the enclosing elements 1, united by at least one tier of horizontal elements 3 in the form of beams.

При выполнении ограждения в несвязанных грунтах по мере разработки котлована 4 между ограждающими элементами 1 выполняют забирку, например, из досок. Горизонтальные элементы 3 в виде балок устанавливают на расстоянии от верха ограждающих элементов 1, не большем 25d, где d наибольший размер поперечного сечения ограждающего элемента 1, а каждый последующий ярус горизонтальных элементов 3 в виде балок отстоит от вышерасположенного яруса на расстоянии, не превышающем 20d. Ограждающие элементы 1 могут быть расположены вертикально или наклонно с образованием между рядами угла, не превышающего 12^o.When performing fencing in unbound soils as you develop the pit 4 between the enclosing elements 1, they are clogged, for example, from boards. Horizontal elements 3 in the form of beams are installed at a distance from the top of the enclosing elements 1, not more than 25d, where d is the largest cross-sectional dimension of the enclosing element 1, and each subsequent tier of horizontal elements 3 in the form of beams is separated from the upper tier by a distance not exceeding 20d. The enclosing elements 1 can be located vertically or obliquely with the formation between the rows of an angle not exceeding 12 ^o .

Пример. На строительстве в Москве по ул. Остоженка возникла необходимость выполнения вертикального ограждения котлована глубиной 3-4 м в песчаных грунтах. Example. Under construction in Moscow on the street. Ostozhenka arose the need to perform vertical fencing of a foundation pit 3-4 m deep in sandy soils.

Для ограждения котлована строителям предложено было использовать имеющиеся у них материалы: металлопрокат (двутавры, швеллеры, уголки, полосы, доски). Ограждение экспериментальных участков котлована глубиной 4 м общей протяженностью 250 м было выполнено по предложенному изобретению из двух рядов ограждающих элементов из двутавра N 20 длиной 10 м, которые устанавливали в грунте с шагом элементов 0,7 м по периметру каждого ряда с расстоянием между рядами в свету, равным 0,3 м. По мере выемки грунта из котлована между ограждающими элементами устанавливали забирки из досок. После того как были закреплены забирками из досок толщиной 30 мм верхние 2,5 м ограждения, между двумя рядами ограждающих элементов установили горизонтальный элемент балку из двутавра N 30, приварив его полки к полкам ограждающих элементов. По мере последующей выемки грунта из котлована ниже горизонтального элемента выполнили крепление забирками из досок толщиной 40 мм нижнего участка ограждения глубиной 1,5 м. Глубина ограждающих элементов 10 м обеспечила их устойчивость, т. к. на глубине около 6 м ниже дна котлована момент сил активного давления грунта уравновешивался моментом сил пассивного сопротивления (отпора) грунта. Выше точки, где эти моменты были уравновешены, прочность ограждающих элементов определялась преобладающим воздействием изгибающих моментов сил активного давления над моментами сил пассивного давления. To protect the pit, the builders were invited to use the materials they had: metal (I-beams, channels, corners, stripes, boards). The fencing of the experimental sections of the pit with a depth of 4 m with a total length of 250 m was made according to the invention from two rows of fencing elements from an I-beam N 20 10 m long, which were installed in the ground with a pitch of elements of 0.7 m along the perimeter of each row with the distance between the rows in the light equal to 0.3 m. As the soil was excavated from the pit, blocking was installed between the enclosing elements. After the upper 2.5 m of the fence were secured with blockings from boards 30 mm thick, a horizontal beam element of I-beam I 30 was installed between two rows of enclosing elements, welding its shelves to the shelves of enclosing elements. With the subsequent excavation of the pit below the horizontal element, fastenings made of 40 mm thick boards of the lower section of the fence with a depth of 1.5 m were carried out with pickups. The depth of the enclosing elements of 10 m ensured their stability, since at the depth of about 6 m below the bottom of the pit the moment of force active pressure of the soil was balanced by the moment of forces of passive resistance (resistance) of the soil. Above the point where these moments were balanced, the strength of the enclosing elements was determined by the prevailing effect of the bending moments of the active pressure forces over the moments of the passive pressure forces.

Эти моменты воздействовали на ограждающие элементы снизу вверх следующим образом (на 1 пог.м периметра ограждения): от поверхности грунта до глубины 4 м, т. е. до подошвы котлована, момент увеличивался от 0 до 10,6 тс•м, на глубине 4-5 м от 10,6 до 20,8 тс•м, на глубине 5-8 м от 20,8 до 42,4 тс•м, на глубине 8-10 м момент уменьшался от 42,4 тс•м до 0. These moments acted on the enclosing elements from the bottom up as follows (by 1 linear meter of the perimeter of the enclosure): from the ground surface to a depth of 4 m, i.e., to the bottom of the foundation pit, the moment increased from 0 to 10.6 tf • m, at a depth 4-5 m from 10.6 to 20.8 tf • m, at a depth of 5-8 m from 20.8 to 42.4 tf • m, at a depth of 8-10 m, the moment decreased from 42.4 tf • m to 0.

При максимальном воздействии на ограждающие элементы изгибающего момента, равного 42,4 тс•м (на глубине 8 м от поверхности грунта и 4 м от дна котлована), материал ограждающих элементов двутавр N 20, из стали по ГОСТ 27772-88 с допускаемым напряжением σ 2850 кгс/см² с модулем упругости E 2•10⁶ кгс/см², характеризуется моментом инерции J 1840 см⁴ и жесткостью E•J 2•10⁶•1,84•10³ 3,68•10⁶•10³ кгс•см² 0,368 тс•м². Этот материал способен выдержать допускаемые напряжения s от изгибающего момента M, равного s•J:y 2850•1840:10 529400 кгс•см² 5,294 тс•м, где y 10 см - расстояние от оси сечения двутавра до его края.With a maximum impact on the enclosing elements of a bending moment equal to 42.4 tf • m (at a depth of 8 m from the soil surface and 4 m from the bottom of the pit), the material of the enclosing elements is an I-beam I 20, made of steel according to GOST 27772-88 with a permissible stress σ 2850 kgf / cm ² with elastic modulus E 2 • 10 ⁶ kgf / cm ² , characterized by moment of inertia J 1840 cm ⁴ and rigidity E • J 2 • 10 ⁶ • 1.84 • 10 ³ 3.68 • 10 ⁶ • 10 ³ kgf • cm ² 0.368 tf • m ² . This material is able to withstand the permissible stresses s from a bending moment M equal to s • J: y 2850 • 1840: 10 529400 kgf • cm ² 5.294 tf • m, where y 10 cm is the distance from the axis of the section of the I-beam to its edge.

При выполнении ограждения обычным способом в один ряд на каждый погонный метр периметра ограждения потребовалось бы установить ограждающие элементы в количестве 8 шт. что практически нереально. При этом расход металла составил бы (1 + 250)•8•10•21,0 421680 кг 421 т. When performing fencing in the usual way, in one row for each running meter of the perimeter of the fence, it would be necessary to install fencing elements in the amount of 8 pcs. which is almost unrealistic. In this case, the metal consumption would be (1 + 250) • 8 • 10 • 21.0 421680 kg 421 tons.

При выполнении ограждения по предлагаемому способу из двух рядов ограждающих элементов с расстоянием между смежными рядами в свету 0,3 м, момент инерции пары смежных элементов (обоих рядов) составляет 37180 см⁴ а их жесткость E•J 2•10⁶•37180 74360•10⁶ кгс•см² 7436 тс•м²
Пара ограждающих элементов указанной жесткости обеспечивает восприятие изгибающего момента M, равного
M s•J:y 2850•37180:35 3027500 кгс•см 30,275 тс•м.When performing fencing according to the proposed method from two rows of enclosing elements with a distance between adjacent rows in the light of 0.3 m, the moment of inertia of a pair of adjacent elements (both rows) is 37 180 cm ⁴ and their stiffness is E • J 2 • 10 ⁶ • 37 180 74360 • 10 ⁶ kgf • cm ² 7436 tf • m ²
A pair of enclosing elements of the specified stiffness provides the perception of the bending moment M equal to
M s • J: y 2850 • 37180: 35 3027500 kgf • cm 30.275 tf • m.

При воздействии на ограждающие элементы изгибающего момента (на 1 пог.м периметра ограждения), равного 42,4 тс•м и способности пары предложенных элементов смежных рядов воспринимать момент, равный 30,275 тс•м, требуемый шаг их составил 30,275 42,4 0,71 м. Таким образом, при шаге элементов каждого ряда 0,7 м, длине ограждения 250 м, длине каждого элемента из двутавра N 20 10 м, суммарной длине горизонтального элемента из двутавра N 30 250 м, массе 1 пог. м двутавра N 20 21,0 кг, и массе 1 пог.м двутавра N 30 32,9 кг общий расход металла для выполнения ограждения составил
(1+250)•10•21,00+250•32,9 52170+8220 60930 кг 61 т
Таким образом, выполнение ограждения из двух рядов ограждающих элементов из двутавра N 20 и горизонтального элемента из двутавра N 30 позволило уменьшить расход металла на 360 т по сравнению с выполнением ограждения из одного ряда двутавра N 20.When a bending moment (per 1 linear meter of the perimeter of the fence) is applied to the enclosing elements equal to 42.4 tf • m and the ability of a pair of proposed elements of adjacent rows to perceive a moment equal to 30.275 tf • m, their required step is 30.275 42.4 0, 71 m. Thus, with the step of the elements of each row 0.7 m, the length of the fence 250 m, the length of each element from the I-beam N 20 10 m, the total length of the horizontal element from the I-beam N 30 250 m, weight 1 linear meter. m I-beam N 20 21.0 kg, and a mass of 1 linear meter I-beam N 30 32.9 kg, the total metal consumption for the fence was
(1 + 250) • 10 • 21.00 + 250 • 32.9 52 170 + 8220 60930 kg 61 t
Thus, the execution of the fence from two rows of enclosing elements from the I-beam N 20 and the horizontal element from the I-beam N 30 allowed to reduce the metal consumption by 360 tons compared to the execution of the fence from one row of the I-beam N 20.

Claims

1. A method of making a fence in the ground, including creating in the ground two rows of enclosing elements and installing at least one tier of horizontal elements, characterized in that the distance between the rows of enclosing elements in the light at the elevation of the construction site surface is assumed to be (0.5 5.0 ) • d, where d is the largest cross-sectional dimension of the enclosing element, and horizontal elements are made in the form of beams with a cross-section stiffness of 0.5 to 5.0 of the cross-section stiffness of the enclosing element, and b LCI is located between the rows of envelope elements, and combined with it.

2. The method according to p. 1, characterized in that when fencing in disconnected soils between the enclosing elements, they are clogged as the soil is excavated.

3. The method according to PP. 1 and 2, characterized in that the horizontal elements are installed at a distance from the top of the enclosing elements, not more than 25d, where d is the largest cross-sectional dimension of the enclosing element, and each subsequent tier of horizontal elements is separated from the upper tier by a distance not exceeding 20d.

4. The method according to PP.1 to 3, characterized in that the enclosing elements are arranged vertically or obliquely with the formation between the rows of an angle not exceeding 12 ^o .