RU2122069C1

RU2122069C1 - Pile

Info

Publication number: RU2122069C1
Application number: RU95115728/03A
Authority: RU
Inventors: Сергей Васильевич Остробородов; Борис Иванович Кислов; Константин Павлович Шевцов; згин Анатолий Леонидович Л; Анатолий Леонидович Лязгин; тин Сергей Иванович Зан; Сергей Иванович Занятин
Original assignee: Сергей Васильевич Остробородов; Борис Иванович Кислов; Константин Павлович Шевцов; Анатолий Леонидович Лязгин; Сергей Иванович Занятин
Priority date: 1995-09-07
Filing date: 1995-09-07
Publication date: 1998-11-20

Abstract

FIELD: erection of piles foundations in soils having medium and above- medium firmness. SUBSTANCE: proposed pile has trunk of I cross-section. Flanges and wall of I-cross-section have lower butts at nonmatching levels. Leading section of trunk is sharpened. Value of difference of levels of lower butts of flanges and wall is determined by established dependence on distance between outer faces of flanges of I cross-section. EFFECT: facilitated submersion of pile with I cross-section into soil and increased firmness of its anchoring in soil, enhanced productivity of submersion process. 3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к строительству, в частности, к конструкции свай открытого профиля. The invention relates to the construction, in particular, to the construction of piles of an open profile.

Известна шпунтовая свая, содержащая ствол двутаврового сечения, полки и стенки которого выполнены с расположением их нижних торцов в несовпадающих уровнях (US, патент, 3333429, E 02 D 5/28, 1967). Known sheet pile containing a double-tee section, the shelves and walls of which are made with the location of their lower ends in mismatching levels (US patent 3,333,429, E 02 D 5/28, 1967).

Однако известная свая предназначена только для восприятия горизонтальных статических нагрузок и имеет ограниченную область применения. However, the known pile is intended only for the perception of horizontal static loads and has a limited scope.

Наиболее близким аналогом к изобретению является свая, включающая ствол двутаврового поперечного сечения (GB, патент 1295304, E 02 D 5/72, 1972). The closest analogue to the invention is a pile, including the I-beam cross-section (GB, patent 1295304, E 02 D 5/72, 1972).

Известная свая снабжена башмаком, выполненным в виде решетки, закрепленной на нижнем торце ствола, а также несколькими решетками, закрепленными с промежутками по длине ствола со стороны нижнего конца, что создает значительное дополнительное сопротивление при погружении ее в грунт. The known pile is equipped with a shoe made in the form of a lattice mounted on the lower end of the trunk, as well as several lattices fixed at intervals along the length of the trunk from the lower end, which creates significant additional resistance when immersed in soil.

Указанные особенности конструктивного выполнения известной сваи ограничивают область ее применения исключительно слабыми грунтами. These features of the constructive implementation of the known piles limit the scope of its application to extremely weak soils.

Задачей изобретения является облегчение погружения сваи при обеспечении прочности ее закрепления в грунте и повышении производительности процесса погружения. The objective of the invention is to facilitate the immersion of piles while ensuring the strength of its fastening in the ground and increasing the productivity of the immersion process.

Задача решается за счет того, что у сваи, включающей ствол двутаврового поперечного сечения, полки и стенка двутавра выполнены с расположением их нижних торцов в несовпадающих уровнях, причем лидирующий участок ствола заострен, а величина Δl разности уровней нижних торцов полок и стенки определена зависимостью
Δl = (0,3÷0,5)a,
где a - расстояние между наружными гранями полок двутавра. При этом стенка двутавра может быть расположена ниже полок и заострена в плоскости, совпадающей с плоскостью стенки, или полки двутавра расположены ниже стенки и заострены в их плоскости.The problem is solved due to the fact that for a pile including an I-beam cross-section, the flanges and the wall of the I-beam are made with their lower ends located at mismatched levels, the leading section of the trunk being pointed, and the value Δl of the level difference between the lower ends of the shelves and the wall is determined by the dependence
Δl = (0.3 ÷ 0.5) a,
where a is the distance between the outer faces of the flanges of the I-beam. In this case, the wall of the I-beam can be located below the shelves and pointed in a plane coinciding with the plane of the wall, or the shelves of the I-beam are located below the wall and pointed in their plane.

Технический эффект, обеспечиваемый за счет указанных конструктивных особенностей, состоит в том что при облегчении погружения сваи в грунт обеспечивается прочность ее закрепления, повышается производительность и технологичность процесса возведения. Эффект достигается за счет поочередно-последовательного процесса внедрения в грунт центральной и периферийных частей ствола сваи с интервалом, определяемы вышеприведенной зависимостью, полученной опытным путем. The technical effect provided by the indicated design features consists in the fact that while facilitating the immersion of piles in the ground, the strength of its fastening is ensured, and the productivity and manufacturability of the construction process are increased. The effect is achieved due to the sequentially sequential process of introducing into the soil the central and peripheral parts of the pile shaft with an interval determined by the above dependence obtained experimentally.

На фиг. 1 изображен вариант конструкции сваи с лидирующей центральной частью, на фиг. 2 - сечение по А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - вид сбоку на фиг. 1, на фиг. 4 - вариант сваи с лидирующими периферийными частями, на фиг. 5 - сечение Б-Б на фиг. 4, на фиг. 6 - вид сбоку на фиг. 4. Ствол сваи двутаврового сечения состоит из полок 1 и стенки 2 с заостренными нижними торцами 3 и 4. Нижние торцы полок и стенки двутавра расположены в несовпадающих уровнях, а лидирующий участок ствола выполнен заостренным. Величина разности уровней нижних торцов 3 полок 1 и нижнего торца 4 стенки определена зависимостью
Δl = (0,3÷0,5)a,
где a- расстояние между наружными гранями полок двутавра. Нижний торец 4 стенки 2 может быть выполнен лидирующим и заострен (см. фиг. 1). Нижние торцы 3 полок 1 могут быть выполнены лидирующими и заострены (см. фиг. 4 и 6). Возможен также вариант, при котором торцы всех частей ствола, расположенные на разных уровнях, могут быть заострены (см. фиг. 1 и 3).In FIG. 1 shows a design variant of a pile with a leading central part; FIG. 2 is a section along AA in FIG. 1, in FIG. 3 is a side view of FIG. 1, in FIG. 4 shows a variant of a pile with leading peripheral parts, FIG. 5 is a section BB in FIG. 4, in FIG. 6 is a side view of FIG. 4. The I-beam pile trunk consists of shelves 1 and wall 2 with pointed lower ends 3 and 4. The lower ends of the shelves and the walls of the I-beam are located at mismatched levels, and the leading section of the trunk is made pointed. The value of the difference in the levels of the lower ends 3 of the shelves 1 and the lower end 4 of the wall is determined by the dependence
Δl = (0.3 ÷ 0.5) a,
where a is the distance between the outer faces of the I-beam shelves. The lower end 4 of the wall 2 can be made leading and pointed (see Fig. 1). The lower ends 3 of the shelves 1 can be made leading and pointed (see Fig. 4 and 6). It is also possible that the ends of all parts of the trunk, located at different levels, can be pointed (see Fig. 1 and 3).

При погружении сваи в грунт лидирующий заостренный участок ствола 4, внедряясь в грунт, нарушает его естественную структуру и следующие за ним участки 3 встречают значительно меньше сопротивление. Кроме того, удельное давление на грунт торцов ступенчатых участков ствола значительно возрастает из-за уменьшения площади контакта, что облегчает погружение сваи. В данном случае проявляется эффект разрушения горной породы на забое буровой скважины ступенчатым долотом или буровой коронкой, когда ступенчатая конфигурация торца долота или коронки вызывает повышение концентрации напряжений в разрушаемой породе и содействует увеличение скорости ее внедрения. Вместе с тем, заостренные участки 3 ствола, внедряющегося в грунт вслед за лидирующим участком 4, отжимают грунт в стороны, образуя вокруг ствола уплотненную зону, повышающую прочность его защемления в грунте и несущую способность. Значение разности уровней нижних торцов полок и стенки двутавра, образующего ствол сваи, принимают в зависимости от типа грунта (для песчаного 0,3 величины расстояния между наружными гранями полок двутавра, для глинистого - 0,5). When the pile is immersed in the ground, the leading pointed section of the trunk 4, penetrating the soil, violates its natural structure and the following sections 3 meet much less resistance. In addition, the specific pressure on the soil of the ends of the stepped sections of the trunk increases significantly due to the reduction of the contact area, which facilitates the immersion of piles. In this case, the effect of rock destruction at the bottom of the borehole manifests itself with a stepped bit or drill bit, when the stepped configuration of the end face of the bit or crown causes an increase in stress concentration in the rock being destroyed and contributes to an increase in the rate of its introduction. At the same time, the pointed sections 3 of the trunk, which penetrates into the soil after the leading section 4, squeeze the soil to the sides, forming a compacted zone around the trunk, increasing its pinching strength in the soil and bearing capacity. The value of the difference in the levels of the lower ends of the shelves and the walls of the I-beam, forming the pile shaft, is taken depending on the type of soil (for sand 0.3 the distance between the outer faces of the shelves of the I-beam, for clay - 0.5).

Применение сваи данной конструкции с использованием указанных конструктивных параметров обеспечивает уменьшение сопротивления погружению сваи и повышение прочности заделки в грунте за счет оптимального сочетания конструктивно-геометрических параметров нижнего торца ствола, обеспечивающего благоприятные условия погружения и закрепления сваи в грунте. The use of piles of this design using the indicated structural parameters provides a decrease in the resistance to pile immersion and an increase in the strength of embedment in the soil due to the optimal combination of structural and geometric parameters of the lower end of the trunk, providing favorable conditions for the immersion and fixing of the pile in the soil.

Изобретение может быть эффективно использовано при возведении различных сооружений в грунтах средней и вышесредней плотности, в частности, опор линий электропередачи и оборудования электроподстанций в уплотненных песчаных грунтах севера Западной Сибири. The invention can be effectively used in the construction of various structures in medium and medium density soils, in particular, transmission line towers and power substation equipment in compacted sandy soils in the north of Western Siberia.

Claims

1. Pile, including the trunk of the I-beam cross-section, characterized in that the shelves and the wall of the I-beam are made with the location of their lower ends at mismatching levels, the leading section of the trunk being pointed, and the value Δl of the level difference between the lower ends of the shelves and the wall is determined by the dependence
Δl = (0.3 ÷ 0.5) a,
where a is the distance between the outer faces of the flanges of the I-beam.

2. The pile according to claim 1, characterized in that the wall of the I-beam is located below the shelves and is pointed at least in a plane coinciding with the plane of the wall.

3. The pile according to claim 1, characterized in that the flanges of the I-beams are located below the wall and are pointed at least in a plane coinciding with the plane of the shelves.

4. The pile according to claim 1, characterized in that the lower ends of the walls and shelves of the I-beams, located at different levels, are pointed.