RU2181814C1

RU2181814C1 - Sheet pile

Info

Publication number: RU2181814C1
Application number: RU2001119077A
Authority: RU
Inventors: А.А. Фоменков
Original assignee: Фоменков Александр Алексеевич
Priority date: 2001-07-11
Filing date: 2001-07-11
Publication date: 2002-04-27

Abstract

FIELD: metal sheet piles used for erection of sheet-pile walls in the ground. SUBSTANCE: the sheet pile has a body and connecting members attached to the body side edges. The novelty is in the fact that the body is made at least of two cylindrical sectors cut out of pipes, the cylindrical sectors are rigidly fastened to each other by their side edges, the pile has a reinforcing member installed between the cylindrical sectors or superimposed on their adjacent edges. EFFECT: enhanced bending strength of the sheet pile, simplified procedure of its manufacture. 4 cl, 12 dwg

Description

Изобретение относится к металлическим шпунтовым сваям, предназначенным для возведения шпунтовых стенок в грунте. The invention relates to metal sheet piles intended for the construction of sheet pile walls in the ground.

Известна шпунтовая свая, содержащая желобообразный корпус с соединительными элементами, расположенными на боковых кромках корпуса (авт. свид. СССР 1477842, E 02 D 5/00, E 02 D 5/02, опубл. 1989). Корпус включает стенку и примыкающие к ней полки. Стенка выполнена переменной толщины с усиленными боковыми участками и средним участком малой толщины. Соединительные элементы выполнены в виде крючков. Known sheet pile containing a gutter-shaped housing with connecting elements located on the lateral edges of the housing (ed. Certificate of the USSR 1477842, E 02 D 5/00, E 02 D 5/02, publ. 1989). The case includes a wall and adjacent shelves. The wall is made of variable thickness with reinforced side sections and a middle section of small thickness. The connecting elements are made in the form of hooks.

Недостаток шпунтовой сваи состоит в ее конструктивной сложности, поскольку она выполнена монолитной и имеет сложную форму поперечного сечения. Для изготовления такой шпунтовой сваи требуется сложное оборудование - прокатный стан с валками специальной фигурной формы, что усложняет ее изготовление. Кроме того, шпунтовая свая имеет малую ширину, вследствие чего на изготовление шпунтовой стенки требуется их большое количество, что повышает трудоемкость строительных работ и увеличивает сроки строительства. Плотность шпунтовой стенки, построенной из таких шпунтовых свай, недостаточна из-за большого количества стыковых соединений, приходящихся на погонный метр шпунтовой стенки. A disadvantage of a sheet pile is its structural complexity, since it is made monolithic and has a complex cross-sectional shape. For the manufacture of such a sheet pile, complex equipment is required - a rolling mill with rolls of a special curved shape, which complicates its manufacture. In addition, the sheet pile is small in width, as a result of which a large number of sheet pile walls are required, which increases the complexity of construction work and increases the construction time. The density of the sheet pile wall constructed from such sheet piles is insufficient due to the large number of butt joints per meter of sheet pile wall.

Известна также горячекатаная шпунтовая свая с двумя желобообразными выемками, расположенными с противоположных сторон от стенки (авт. свид. СССР 755945, E 02 D 5/04, опубл. 1980). Она включает изогнутую стенку равной толщины, имеющую центральный и два краевых участка, расположенные под тупым углом к центральному участку. К краевым участкам стенки примыкают массивные полки, направленные в противоположные стороны от стенки перпендикулярно ее центральному участку. Обе полки имеют разную форму поперечного сечения. С полками сопряжены охватывающий и охватываемый замковые элементы. Also known is a hot-rolled sheet pile with two groove-shaped recesses located on opposite sides of the wall (ed. Certificate. USSR 755945, E 02 D 5/04, publ. 1980). It includes a curved wall of equal thickness, having a central and two edge sections located at an obtuse angle to the central section. Massive shelves adjoin the edge sections of the wall, directed in opposite directions from the wall perpendicular to its central section. Both shelves have different cross-sectional shapes. With shelves mating covering and covered lock elements.

Горячекатаная шпунтовая свая имеет увеличенную ширину за счет того, что выполнена с двумя желобообразными выемками. Использование таких шпунтовых свай позволяет уменьшить их количество в расчете на погонный метр шпунтовой стенки, в результате чего снижается трудоемкость строительных работ и сокращаются сроки строительства, особенно на протяженных шпунтовых стенках, повышается плотность шпунтовой стенки за счет уменьшения количества стыковых соединений, приходящихся на погонный метр шпунтовой стенки. The hot rolled sheet pile has an increased width due to the fact that it is made with two groove-shaped recesses. The use of such sheet piles makes it possible to reduce their number per linear meter of sheet pile wall, as a result of which the laboriousness of construction work is reduced and construction time is reduced, especially on long sheet pile walls, the density of the sheet pile wall is increased by reducing the number of butt joints per linear meter of sheet pile the walls.

Недостаток горячекатаной шпунтовой сваи, так же как и вышеописанной шпунтовой сваи, состоит в ее конструктивной сложности и сложности изготовления. Поскольку она выполнена монолитной при сложной форме своего поперечного сечения, то для изготовления требуется сложное оборудование - прокатный стан с валками специальной фигурной формы. The disadvantage of a hot rolled sheet pile, as well as the above sheet pile, is its structural complexity and manufacturing complexity. Since it is made monolithic with a complex shape of its cross section, for the manufacture of complex equipment is required - a rolling mill with rolls of a special figured shape.

Наиболее близкой является принятая в качестве наиболее близкого аналога известная шпунтовая свая, содержащая корпус и соединительные элементы, прикрепленные к боковым кромкам корпуса (патент США 5333971, E 02 D 5/00, 7/20, опубл. 1994). Корпус выполнен из листа одинаковой толщины, имеет стенку и примыкающие к ней изогнутые полки с участками, близкими по направлению к плоскости стенки. Соединительные элементы выполнены в виде отдельных деталей, прикрепленных к боковым кромкам полок. Соединительными элементами являются разрезная муфта, изготовленная из трубы с продольной прорезью в ее стенке, и головка цилиндрической формы, изготовленная из стержня круглого сечения. The closest is the accepted as the closest analogue known sheet pile, containing the casing and connecting elements attached to the side edges of the casing (US patent 5333971, E 02 D 5/00, 7/20, publ. 1994). The housing is made of a sheet of the same thickness, has a wall and curved shelves adjacent to it with areas close to the wall plane. The connecting elements are made in the form of individual parts attached to the side edges of the shelves. The connecting elements are a split coupling made of a pipe with a longitudinal slot in its wall, and a cylinder head made of a round rod.

Известная шпунтовая свая имеет увеличенную ширину за счет участков полок, близких по направлению к плоскости стенки. Она может быть изготовлена из таких готовых прокатных материалов, как лист, труба и кругляк, на более простом оборудовании, чем вышеописанные шпунтовые сваи. Known sheet pile has an increased width due to sections of shelves close in the direction of the wall plane. It can be made of such finished rolling materials as sheet, pipe and round timber, on simpler equipment than the sheet piles described above.

Недостаток известной шпунтовой сваи состоит в ее малой прочности на изгиб вследствие наличия протяженных в поперечном сечении шпунтовой сваи участков полок, близких по направлению к плоскости стенки. Кроме того, известная шпунтовая свая сложна в изготовлении, поскольку для изготовления корпуса, изогнутого из цельного листового материала по сложному профилю, требуется сложное оборудование, например прокатный стан. A disadvantage of the known sheet pile is its low bending strength due to the presence of shelf sections extended in the cross section of the sheet pile, close to the wall plane. In addition, the known sheet pile is difficult to manufacture, because the manufacture of a body curved from solid sheet material along a complex profile requires sophisticated equipment, such as a rolling mill.

Задача изобретения состоит в повышении прочности шпунтовой сваи на изгиб при упрощении ее изготовления. The objective of the invention is to increase the strength of the sheet pile in bending while simplifying its manufacture.

Поставленная задача решается тем, что в шпунтовой свае, содержащей корпус и соединительные элементы, прикрепленные к боковым кромкам корпуса, согласно изобретению корпус выполнен по меньшей мере из двух цилиндрических секторов, вырезанных из труб, причем цилиндрические секторы жестко скреплены между собой своими боковыми кромками, при этом свая содержит усилительный элемент, установленный между цилиндрическими секторами или наложенный на их смежные кромки. The problem is solved in that in a sheet pile containing a housing and connecting elements attached to the side edges of the housing, according to the invention, the housing is made of at least two cylindrical sectors cut from pipes, and the cylindrical sectors are rigidly bonded to each other by their side edges, this pile contains a reinforcing element mounted between the cylindrical sectors or superimposed on their adjacent edges.

Шпунтовая свая может содержать фиксирующие элементы, жестко связывающие боковые кромки цилиндрического сектора между собой. The tongue-and-groove pile may contain fixing elements rigidly connecting the lateral edges of the cylindrical sector to each other.

Фиксирующие элементы могут быть выполнены в виде пластин, установленных параллельно оси цилиндрического сектора. The locking elements can be made in the form of plates mounted parallel to the axis of the cylindrical sector.

Пластины могут иметь разную ширину в направлении оси цилиндрического сектора, причем ширина пластин уменьшается от концов цилиндрического сектора к его середине. The plates may have different widths in the direction of the axis of the cylindrical sector, and the width of the plates decreases from the ends of the cylindrical sector to its middle.

Шпунтовая свая может содержать перемычку, прикрепленную к цилиндрическому сектору с образованием линзообразной полости, простирающейся по длине цилиндрического сектора. The sheet pile may comprise a jumper attached to the cylindrical sector to form a lenticular cavity extending along the length of the cylindrical sector.

Использование цилиндрических секторов, вырезанных из труб, позволяет увеличить ширину шпунтовой сваи при обеспечении необходимой прочности. При этом для изготовления шпунтовой сваи не требуется прокатный стан или иное сложное оборудование. Корпус предлагаемой шпунтовой сваи может быть изготовлен из готовой трубы посредством вырезания из нее цилиндрических секторов и жесткого скрепления вырезанных секторов между собой, например сваркой. Возможность изготовления корпуса с помощью простого оборудования для резки и сварки металла устраняет необходимость в использовании прокатного стана и другого сложного оборудования, позволяет изготавливать шпунтовые сваи в условиях малого производства. The use of cylindrical sectors cut from pipes allows to increase the width of the sheet piles while ensuring the necessary strength. Moreover, for the manufacture of sheet piles, a rolling mill or other sophisticated equipment is not required. The body of the proposed sheet pile can be made of a finished pipe by cutting cylindrical sectors from it and rigidly bonding the cut sectors to each other, for example by welding. The ability to manufacture the body using simple equipment for cutting and welding metal eliminates the need for a rolling mill and other sophisticated equipment, allows you to produce sheet piles in small production.

Усилительный элемент не только повышает прочность и жесткость соединения цилиндрических секторов между собой, но и повышает прочность всего корпуса на изгиб, в результате чего повышается надежность работы шпунтовой сваи в условиях высоких изгибающих нагрузок. The reinforcing element not only increases the strength and rigidity of the connection of the cylindrical sectors with each other, but also increases the strength of the entire body in bending, which increases the reliability of the sheet pile under high bending loads.

Фиксирующие элементы повышают жесткость корпуса и предотвращают его деформирование под действием случайных боковых нагрузок. The locking elements increase the rigidity of the housing and prevent its deformation under the influence of random lateral loads.

Выполнением фиксирующих элементов в виде пластин, ширина которых уменьшается от концов цилиндрического сектора к его середине, дополнительно повышена прочность наиболее нагружаемых концевых участков шпунтовой сваи и прочность всего корпуса в целом при минимальной металлоемкости и минимальном сопротивлении погружению шпунтовой сваи. By performing fixing elements in the form of plates, the width of which decreases from the ends of the cylindrical sector to its middle, the strength of the most loaded end sections of the sheet pile and the strength of the entire body as a whole with a minimum of metal consumption and minimum resistance to immersion of the sheet pile are further increased.

Перемычки обеспечивают необходимую прочность корпуса шпунтовой сваи для работы в тяжелых грунтовых условиях. Jumpers provide the necessary strength of the sheet piling casing for operation in difficult ground conditions.

Примеры осуществления изобретения представлены на чертежах, где изображены на фиг.1 - поперечное сечение шпунтовой сваи в первом примере конструктивного исполнения; фиг.2 - то же, во втором примере конструктивного исполнения; фиг.3 - то же, в третьем примере конструктивного исполнения; фиг.4 - то же, в четвертом примере конструктивного исполнения; фиг.5 - то же, в пятом примере конструктивного исполнения; фиг.6 - то же, в шестом примере конструктивного исполнения; фиг.7 - то же, в седьмом примере конструктивного исполнения; фиг. 8 - то же, в восьмом примере конструктивного исполнения; фиг.9 - то же, в девятом примере конструктивного исполнения; фиг.10 - то же, в десятом варианте конструктивного исполнения; фиг.11 - вид сверху на шпунтовую сваю в десятом примере конструктивного исполнения; фиг.12 - вид снизу на шпунтовую сваю в десятом примере конструктивного исполнения. Examples of carrying out the invention are presented in the drawings, in which are shown in FIG. 1 a cross-section of a sheet pile in a first embodiment; figure 2 is the same in the second example of the design; figure 3 is the same in the third example of the design; figure 4 is the same in the fourth example of the design; 5 is the same in the fifth example of the design; 6 is the same in the sixth example of the design; Fig.7 is the same in the seventh example of the design; FIG. 8 - the same, in the eighth example of design; Fig.9 is the same in the ninth example of the design; figure 10 is the same in the tenth embodiment; 11 is a top view of a sheet pile in a tenth embodiment; 12 is a bottom view of a sheet pile in a tenth embodiment.

Шпунтовая свая содержит корпус 1, охватывающий 2 и охватываемые 3 элементы, прикрепленные к боковым кромкам корпуса 2. Корпус 1 выполнен из цилиндрических секторов 4, жестко скрепленных между собой своими боковыми кромками. В примерах 1, 2, 3, 7, 8, 9, 10 смежные цилиндрические секторы 4 обращены своими выпуклыми поверхностями в противоположные стороны. В примерах 4, 5, 6 смежные цилиндрические секторы 4 обращены своими выпуклыми поверхностями в одну сторону. В примере 5 усилительный элемент 5 установлен между цилиндрическими секторами 4. В примере 6 усилительный элемент 5 наложен на смежные кромки цилиндрических секторов 4. В примерах 7, 8, 10 боковые кромки цилиндрических секторов 4 жестко связаны между собой фиксирующими элементами 6. В примерах 9, 10 на вогнутой поверхности каждого цилиндрического сектора 4 закреплена перемычка 7, образующая с вогнутой поверхностью цилиндрического сектора 4 линзообразную полость 8, простирающуюся по длине цилиндрического сектора 4. The tongue-and-groove pile comprises a housing 1, covering 2 and covered by 3 elements, attached to the lateral edges of the housing 2. The housing 1 is made of cylindrical sectors 4, rigidly fastened together by their lateral edges. In examples 1, 2, 3, 7, 8, 9, 10, adjacent cylindrical sectors 4 face their convex surfaces in opposite directions. In examples 4, 5, 6, adjacent cylindrical sectors 4 face their convex surfaces in one direction. In example 5, the reinforcing element 5 is installed between the cylindrical sectors 4. In example 6, the reinforcing element 5 is superimposed on the adjacent edges of the cylindrical sectors 4. In examples 7, 8, 10, the lateral edges of the cylindrical sectors 4 are rigidly connected to each other by the fixing elements 6. In examples 9, 10, a jumper 7 is fixed on the concave surface of each cylindrical sector 4, forming a lenticular cavity 8 with the concave surface of the cylindrical sector 4, extending along the length of the cylindrical sector 4.

Работает шпунтовая свая следующим образом. Works sheet pile as follows.

Для изготовления шпунтовой сваи вырезают из готовой трубы вдоль ее оси цилиндрические секторы с радиальным углом не более 180^o. Усилительный элемент 5 устанавливают между вырезанными цилиндрическими секторами 4 или накладывают на их смежные боковые кромки, после чего цилиндрические секторы 4 и усилительный элемент 5 сваривают между собой, получая таким образом корпус 1. Для дополнительного усиления корпуса 1 приваривают фиксирующие элементы 6 или перемычки 7, либо то и другое совместно. К боковым кромкам корпуса 1 приваривают охватывающий элемент 2 и охватываемый элемент 3. В зависимости от условий погружения шпунтовой свай и условий ее работы в шпунтовой стенке выбирают шпунтовые сваи соответствующего конструктивного исполнения. При строительстве шпунтовой стенки погружают каждую следующую шпунтовую сваю, предварительно насадив охватывающий элемент 2 на охватываемый элемент 3. Готовая шпунтовая стенка обладает повышенной водонепроницаемостью за счет малого числа стыковых соединений, приходящихся на погонный метр ее длины.For the manufacture of sheet piles, cylindrical sectors with a radial angle of not more than 180 ^o are cut from the finished pipe along its axis. The reinforcing element 5 is installed between the cut cylindrical sectors 4 or superimposed on their adjacent lateral edges, after which the cylindrical sectors 4 and the reinforcing element 5 are welded together, thus obtaining a housing 1. For additional reinforcement of the housing 1, the fixing elements 6 or jumpers 7 are welded, or both together. The female element 2 and the male element 3 are welded to the lateral edges of the housing 1. Depending on the immersion conditions of the sheet piles and the conditions of its operation in the sheet piling, sheet piles of the corresponding design are chosen. During the construction of the sheet pile wall, each subsequent sheet pile is immersed by first fitting the female element 2 onto the male element 3. The finished sheet pile wall has increased water resistance due to the small number of butt joints per meter of its length.

Claims

1. A tongue-and-groove pile containing a housing and connecting elements attached to the side edges of the housing, characterized in that the housing is made of at least two cylindrical sectors cut from the pipes, and the cylindrical sectors are rigidly fastened together by their side edges, while the pile contains an reinforcing element installed between the cylindrical sectors or superimposed on their adjacent edges.

2. A tongue-and-groove pile according to claim 1, characterized in that it comprises fixing elements rigidly connecting the lateral edges of the cylindrical sector to each other.

3. Sheet pile according to claim 2, characterized in that the locking elements are made in the form of plates mounted parallel to the axis of the cylindrical sector.

4. A tongue-and-groove pile according to claim 3, characterized in that the plates have different widths in the direction of the axis of the cylindrical sector, and the width of the plates decreases from the ends of the cylindrical sector to its middle.