RU2194124C1 - Method of installing pipe pile into permafrost ground - Google Patents
Method of installing pipe pile into permafrost ground Download PDFInfo
- Publication number
- RU2194124C1 RU2194124C1 RU2001124932A RU2001124932A RU2194124C1 RU 2194124 C1 RU2194124 C1 RU 2194124C1 RU 2001124932 A RU2001124932 A RU 2001124932A RU 2001124932 A RU2001124932 A RU 2001124932A RU 2194124 C1 RU2194124 C1 RU 2194124C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pile
- permafrost
- soil
- tubular pile
- leader
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Piles And Underground Anchors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано для укрепления дамб, защиты портовых сооружений и возведения наземных строений в зоне распространения вечномерзлых грунтов. The invention relates to hydraulic engineering and can be used to strengthen dams, protect port facilities and the construction of ground structures in the zone of permafrost.
Известен способ установки трубчатой сваи в вечномерзлом грунте, включающий бурение лидерной скважины диаметром меньше, чем диаметр трубчатой сваи, погружение ее под действием ударной нагрузки и выдержку сваи до смерзания с массивом вечномерзлого грунта (см. СНиП 2.02.04-88. Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах, с.5). There is a method of installing a tubular pile in permafrost soil, including drilling a leader well with a diameter smaller than the diameter of the tubular pile, immersing it under the influence of an impact load and holding the pile until it freezes with an array of permafrost soil (see SNiP 2.02.04-88. Foundations and foundations for permafrost soils, p.5).
Недостатком известного способа является то, что он применим для установки свай лишь в пластично-мерзлые грунты, а глубина установки свай ограничивается из-за проявления эффекта заклинивания ее ствола в процессе погружения. При наличии в грунте крупнообломочных включений наблюдаются деформации и даже разрушение стенок сваи, и, кроме того, заполнение полости сваи после ее установки осуществляется привозным талым грунтом, что увеличивает срок смерзания сваи с массивом вечномерзлого грунта и, как следствие, ввод объекта в эксплуатацию. The disadvantage of this method is that it is applicable for installation of piles only in plastic-frozen soils, and the depth of installation of piles is limited due to the manifestation of the effect of jamming of its trunk during immersion. If coarse inclusions are present in the soil, deformations and even destruction of the pile walls are observed, and, in addition, the pile cavity is filled after installation with imported melt soil, which increases the period of freezing of the pile with an array of permafrost soil and, as a result, commissioning of the object.
Известен также способ установки трубчатой сваи в вечномерзлом грунте, включающий погружение сваи в вечномерзлый грунт под действием вращательного момента и осевого усилия и выдержку ее до смерзания с массивом вечномерзлого грунта (см. Гохман М.Р. и др. Экспериментально-теоретическое обоснование нового термовращательного способа погружения сваи в вечномерзлые грунты. Труды ВНИИ оснований и подземных сооружений.- М., 1990, с. 105,106). There is also a method of installing a tubular pile in permafrost soil, including immersing the pile in permafrost soil under the action of torque and axial force and holding it to freezing with an array of permafrost soil (see Gokhman M.R. et al. Experimental and theoretical justification of a new thermorotational method Pile immersion in permafrost soils. Proceedings of the All-Russian Research Institute of Foundations and Underground Structures. - M., 1990, p. 105.106).
Данный известный способ применим кроме пластичномерзлых еще и в твердомерзлых и сыпучемерзлых грунтах без крупнообломочных включений и процесс смерзания установленной трубчатой сваи с массивом вечномерзлого грунта менее продолжителен из-за наличия в полости сваи "целика" вечномерзлого грунта. This known method is applicable in addition to hard-frozen and even in hard-frozen and loose-frozen soils without coarse inclusions, and the freezing process of an installed tubular pile with an array of permafrost is less prolonged due to the presence of permafrost soil in the pile cavity.
Недостатком известного способа является то, что из-за невозможности транспортировки к поверхности земли грунта, вытесняемого телом сваи при ее погружении, проявляется эффект заклинивания и на незначительных глубинах погружение сваи прекращается. Оборудование тела сваи специальными направляющими для перемещения объемов грунта к поверхности земли увеличивает трудоемкость и материалоемкость процесса, что приводит к удорожанию работ. The disadvantage of this method is that due to the impossibility of transporting to the ground surface the soil displaced by the body of the pile when it is immersed, the effect of jamming appears and at small depths the immersion of the pile ceases. The equipment of the pile body with special guides for moving soil volumes to the surface of the earth increases the complexity and material consumption of the process, which leads to more expensive work.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ установки трубчатой сваи в вечномерзлом грунте, включающий бурение лидерной скважины диаметром меньшим, чем диаметр сваи, погружение трубчатой сваи в вечномерзлый грунт под действием вращательного момента и осевого усилия с заполнением полости лидерной скважины грунтом в процессе погружения трубчатой сваи и выдержку ее до смерзания с массивом вечномерзлого грунта (см. патент РФ 2128270, кл. Е 02 D 27/35, Е 02 В 1/00). The closest to the invention in technical essence and the achieved result is a method of installing a tubular pile in permafrost soil, comprising drilling a leader well with a diameter smaller than the diameter of the pile, immersing the tubular pile in permafrost soil under the action of torque and axial force with filling the cavity of the leader well with soil in the process of immersing the tubular pile and holding it to freezing with an array of permafrost soil (see RF patent 2128270, class E 02 D 27/35, E 02
Известное техническое решение уменьшает влияние эффекта заклинивания на процесс погружения трубчатой сваи, однако соосность расположения лидерной скважины и устанавливаемой сваи обуславливает значительные диаметры бурения для того, чтобы при погружении сваи обеспечить разрушение стенок лидерной скважины и заполнение ее полости грунтом, т.е. предполагает выбуривание больших объемов вечномерзлого грунта. После установки трубчатой сваи на проектную глубину ее полость, лишь частично заполненную грунтом стенок скважины, заполняют привозным грунтом. Таким образом, бурение лидерной скважины диаметром и глубиной, предложенными в "прототипе" для достижения заявленного технического результата - предотвращения заклинивания трубчатой сваи при ее погружении, приводит к значительной энергоемкости технологического процесса, а заполнение полости привозным талым грунтом - к увеличению трудоемкости и материалоемкости установки сваи, а также продолжительности процесса смерзания ее с массивом вечномерзлого грунта. The known technical solution reduces the effect of jamming on the process of immersion of a tubular pile, however, the alignment of the location of the leader well and the installed pile determines significant drilling diameters in order to ensure the destruction of the walls of the leader well and filling its cavity with soil when immersing the pile, i.e. involves drilling large volumes of permafrost. After installing the tubular pile to the design depth, its cavity, which is only partially filled with soil by the walls of the well, is filled with imported soil. Thus, drilling a leader well with a diameter and depth proposed in the "prototype" to achieve the claimed technical result - preventing jamming of the tubular pile when it is immersed, leads to significant energy consumption of the process, and filling the cavity with imported melt soil - to increase the complexity and material consumption of the pile installation , as well as the duration of the process of freezing it with an array of permafrost.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является повышение эффективности установки трубчатой сваи в вечномерзлом грунте путем снижения энергоемкости технологического процесса, предотвращения заклинивания сваи при ее погружении, уменьшения сроков смерзания сваи с массивом вечномерзлого грунта и увеличения несущей способности сваи. The problem to which the present invention is directed is to increase the efficiency of installing a tubular pile in permafrost soil by reducing the energy consumption of the process, preventing jamming of the pile when it is immersed, reducing the freezing time of the pile with the mass of permafrost soil and increasing the bearing capacity of the pile.
Указанная задача решается за счет того, что в способе установки трубчатой сваи в вечномерзлом грунте, включающем бурение лидерной скважины диаметром меньшим, чем диаметр сваи, погружение трубчатой сваи в вечномерзлый грунт под действием вращательного момента и осевого усилия, заполнение полости лидерной скважины грунтом в процессе погружения трубчатой сваи и выдержку ее до смерзания с массивом вечномерзлого грунта, лидерную скважину бурят на глубину и диаметром, определяемыми из соотношений:
при этом бурение лидерной скважины осуществляют по оси, расположенной по окружности на расстоянии от проектной оси трубчатой сваи, определяемом из условия:
где Нбур - глубина бурения лидерной скважины, м;
Нуст - проектная глубина установки трубчатой сваи, м;
Дбур - диаметр бурения лидерной скважины, м;
Дсв - наружный диаметр трубчатой сваи, м;
δ - толщина стенки трубчатой сваи, м;
кp - эмпирический коэффициент разрыхления грунта; кp=0,95...1,30;
R - расстояние от проектной оси трубчатой сваи до оси лидерной скважины, м.This problem is solved due to the fact that in the method of installing a tubular pile in permafrost soil, including drilling a leader well with a diameter smaller than the diameter of the pile, immersing the tubular pile in permafrost soil under the action of torque and axial force, filling the cavity of the leader well with soil during immersion tubular piles and holding it to freezing with an array of permafrost soil, the leader well is drilled to a depth and diameter determined from the ratios:
wherein the leader hole is drilled along an axis located circumferentially at a distance from the design axis of the tubular pile, determined from the condition:
where N drill - the depth of leader drilling, m;
N mouth - design depth of installation of a tubular pile, m;
D drill - the diameter of the leader drilling, m;
D St. - the outer diameter of the tubular piles, m;
δ is the wall thickness of the tubular pile, m;
to p is the empirical coefficient of loosening of the soil; p = 0.95 ... 1.30;
R is the distance from the design axis of the tubular pile to the axis of the leader well, m
Представленная в заявке совокупность существенных признаков необходима и достаточна для получения результатов, определяемых решаемой в изобретении задачей, и находится с ними в причинно-следственной связи. The set of essential features presented in the application is necessary and sufficient to obtain the results determined by the problem solved in the invention, and is in causal connection with them.
Как показали проведенные исследования, при вращении сваи происходит перемещение грунта (будь то твердомерзлые, пластично-мерзлые или сыпучемерзлые грунты с крупнообломочными включениями) в полость лидерной скважины. Объем полости лидерной скважины сопоставим с объемом стенок заглубленной в вечномерзлый грунт части трубчатой сваи и таким образом процесс бурения в заявленном техническом решении менее энергоемок, чем в известных способах установки трубчатой сваи в вечномерзлом грунте. Устройство лидерной скважины, размещенной таким образом, что стенка сваи в процессе ее заглубления в грунт проходит через лидерную скважину, которая используется для приема грунта, вытесняемого телом погружаемой сваи, также снижает энергоемкость процесса установки трубчатой сваи на проектную глубину и предотвращает заклинивание сваи при ее погружении. Наличие внутри тела сваи вечномерзлого грунта уменьшает сроки смерзания сваи с массивом вечномерзлого грунта и увеличивает несущую способность трубчатой сваи, поскольку в работе сваи участвуют боковая поверхность сваи, ее внутренняя стенка и ее торец. As the studies showed, when the pile rotates, soil moves (whether it is hard-frozen, plastic-frozen or loose-frozen soils with coarse clastic inclusions) into the cavity of the leader well. The volume of the cavity of the leader well is comparable with the wall volume of the part of the tubular pile buried in the permafrost soil and thus the drilling process in the claimed technical solution is less energy intensive than in the known methods of installing the tubular pile in permafrost soil. The device of the leader well, placed in such a way that the wall of the pile during its penetration into the ground passes through the leader well, which is used to receive soil displaced by the body of the immersed pile, also reduces the energy consumption of the process of installing the tubular pile to the design depth and prevents jamming of the pile when it is immersed . The presence of permafrost soil inside the pile body reduces the freezing time of the pile with the permafrost mass and increases the bearing capacity of the tubular pile, since the side surface of the pile, its inner wall and its end face are involved in the work of the pile.
Таким образом, достигается выполнение поставленной в изобретении задачи - снижение энергоемкости технологического процесса установки трубчатой сваи в вечномерзлом грунте, предотвращается заклинивание сваи при ее погружении в грунт, уменьшаются сроки смерзания сваи с вечномерзлым грунтом, увеличивается несущая способность сваи. Thus, the achievement of the objective of the invention is achieved - reducing the energy consumption of the technological process of installing a tubular pile in permafrost soil, preventing pile jamming when it is immersed in the soil, reducing the period of freezing of the pile with permafrost soil, increasing the bearing capacity of the pile.
Сущность предложенного изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 в плане изображены варианты расположения оси лидерной скважины относительно оси трубчатой сваи, а на фиг.2 изображена принципиальная технологическая схема установки трубчатой сваи в вечномерзлом грунте. The essence of the proposed invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 in the plan shows options for the location of the axis of the leader well relative to the axis of the tubular pile, and FIG. 2 shows a schematic flow diagram of the installation of a tubular pile in permafrost soil.
Способ осуществляется следующим образом. Из проектных величин глубины и диаметра погружения трубчатой сваи и конкретных мерзлотно-грунтовых условий определяют глубину бурения Нбур и диаметр бурения лидерной скважины по соотношениям
где Нбур - глубина бурения лидерной скважины, м;
Нуст - проектная глубина установки трубчатой сваи, м;
Дбур - диаметр бурения лидерной скважины, м;
δ - толщина стенки трубчатой сваи, м;
кp - эмпирический коэффициент разрыхления грунта, кp=0,95-1,30
R - расстояние от проектной оси трубчатой сваи до оси лидерной скважины, м.The method is as follows. From the design values of the depth and diameter of immersion of the tubular piles and specific permafrost conditions, the drilling depth H drill and the diameter of the leader hole are determined by the ratios
where N drill - the depth of leader drilling, m;
N mouth - design depth of installation of a tubular pile, m;
D drill - the diameter of the leader drilling, m;
δ is the wall thickness of the tubular pile, m;
to p is the empirical coefficient of loosening of the soil, to p = 0.95-1.30
R is the distance from the design axis of the tubular pile to the axis of the leader well, m
При этом глубина бурения лидерной скважины Нбур при незначительных (до 10 м) глубинах установки трубчатой сваи Нуст пластичномерзлых грунтах может быть определена из условия в то время как для погружения сваи в сыпучемерзлые грунты и в грунты с крупнообломочными включениями и даже может превышать глубину установки сваи.At the same time, the drilling depth of the leader well, N drill, at insignificant (up to 10 m) installation depths of the tubular pile N mouth of frozen soils can be determined from the condition while for immersing piles in loose-frozen soils and in soils with coarse inclusions and may even exceed the pile installation depth.
Далее на вечномерзлом основании 1 выставляют проектную ось 3 трубчатой сваи 2 и в любом направлении по окружности от этой оси на расстоянии R, определяемом из условия
выставляют ось 4 лидерной скважины 5.Next, on the
set the
Далее на оси 4 шнеком 6 буровой установки осуществляют бурение лидерной скважины 5, диаметр бурения Дбур и глубина бурения Нбур которой определены из известных, указанных выше соотношений.Next to the
Затем на проектной оси 3 устанавливают трубчатую сваю 2 и под действием вращательного момента и осевого усилия, передаваемых от механизма погружения, например буровой установки, осуществляют погружение сваи в вечномерзлое грунтовое основание 1. Расстояние R между осью 3 трубчатой сваи 2 и осью 4 лидерной скважины 5 во всех вариантах условия
обеспечивает прохождение торца и стенок трубчатой сваи 2 в пределах полости лидерной скважины 5 в процессе погружения сваи 2 в вечномерзлый грунт 1.Then, a
provides the passage of the end face and walls of the
При этом лидерная скважина 5 заполняется оттаянным и разрушенным грунтом 7, вытесняемым телом сваи 1 при ее погружении и транспортируемым торцом и стенками сваи 1 к полости лидерной скважины 5. Таким образом, лидерная скважина 5 служит бункером, заполняемым грунтом 7, который мог стать причиной возникновения эффекта заклинивания сваи 2 и прекращения ее погружения. In this case, the leader well 5 is filled with thawed and destroyed
По мере заглубления трубчатой сваи 2 происходит заполнение полости лидерной скважины 5 грунтом 7 и уплотнение его. As the deepening of the
При достижении торцом трубчатой сваи 2 проектной отметки следует выдержка сваи до ее смерзания с массивом вечномерзлого грунта 1, а затем на трубчатую сваю 2 передается нагрузка от инженерного сооружения 8. When the end of the
Область применения предлагаемого способа распространяется на твердомерзлые, пластичномерзлые и сыпучемерзлые грунты с крупнообломочными включениями, что позволяет использовать данный способ установки трубчатой сваи в строительстве для укрепления дамб, защиты портовых сооружений и при возведении различного назначения наземных сооружений в зоне распространения вечномерзлых грунтов. The scope of the proposed method extends to hard-frozen, plastic-frozen and loose-frozen soils with coarse inclusions, which makes it possible to use this method of installing a tubular pile in construction to strengthen dams, protect port facilities and when erecting various types of ground structures in the permafrost distribution zone.
Claims (1)
при этом бурение лидерной скважины осуществляют по оси, расположенной по окружности на расстоянии от проектной оси трубчатой сваи, определяемом из условия
где Нбур - глубина бурения лидерной скважины, м;
Нуст - проектная глубина установки трубчатой сваи, м;
Дбур - диаметр бурения лидерной скважины, м;
Дсв - наружный диаметр трубчатой сваи, м;
δ - толщина стенки трубчатой сваи, м;
кp - эмпирический коэффициент разрыхления грунта, кp = 0,95 . . . 1,30;
R - расстояние от проектной оси трубчатой сваи до оси лидерной скважины, м.A method of installing a tubular pile in permafrost soil, including drilling a leader well with a diameter smaller than the diameter of the pile, immersing the tubular pile in permafrost soil under the action of torque and axial force, filling the cavity of the leader well with soil during immersion of the tubular pile and holding it until it freezes with an array permafrost soil, characterized in that the leader well is drilled to a depth and diameter, determined from the ratios
while drilling the leader well is carried out along an axis located circumferentially at a distance from the design axis of the tubular pile, determined from the condition
where N drill - the depth of leader drilling, m;
N mouth - design depth of installation of a tubular pile, m;
D drill - the diameter of the leader drilling, m;
D St. - the outer diameter of the tubular piles, m;
δ is the wall thickness of the tubular pile, m;
to p is the empirical coefficient of loosening of the soil, to p = 0.95. . . 1.30;
R is the distance from the design axis of the tubular pile to the axis of the leader well, m
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001124932A RU2194124C1 (en) | 2001-09-12 | 2001-09-12 | Method of installing pipe pile into permafrost ground |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001124932A RU2194124C1 (en) | 2001-09-12 | 2001-09-12 | Method of installing pipe pile into permafrost ground |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2194124C1 true RU2194124C1 (en) | 2002-12-10 |
Family
ID=20253095
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001124932A RU2194124C1 (en) | 2001-09-12 | 2001-09-12 | Method of installing pipe pile into permafrost ground |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2194124C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2630338C1 (en) * | 2016-06-03 | 2017-09-07 | Роберт Мияссарович Хафизов | Method for sinking screw piles into permafrost soil |
RU2692394C1 (en) * | 2018-12-25 | 2019-06-24 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Method of erecting piles in permafrost soils |
-
2001
- 2001-09-12 RU RU2001124932A patent/RU2194124C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ГОХМАН М.Р. И ДР. Экспериментально-теоретическое обоснование нового термовращательного способа погружения сваи в вечномерзлые грунты. Труды ВНИИ оснований и подземных сооружений. - М., 1990, с.105-106. Рекомендации по устройству свайных фундаментов в вечномерзлых грунтах. - М.: НИИОСП, 1985, с.16. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2630338C1 (en) * | 2016-06-03 | 2017-09-07 | Роберт Мияссарович Хафизов | Method for sinking screw piles into permafrost soil |
RU2692394C1 (en) * | 2018-12-25 | 2019-06-24 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Method of erecting piles in permafrost soils |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5934836A (en) | Ground anchor device | |
US5919005A (en) | Ground anchor device for penetrating an underground rock formation | |
US5904447A (en) | Drive device used for soil stabilization | |
CN111851484B (en) | Method for cutting off semi-invasive prestressed anchor cable in supporting pile by rotary drilling rig | |
JP5282541B2 (en) | How to prevent lifting of the lining body | |
US20160340851A1 (en) | Method for installing metal piles in permafrost soil | |
RU2295608C2 (en) | Method for pile driving in permafrost ground (variants) | |
JP2008231810A (en) | Underground structure construction method | |
SU946409A3 (en) | Method for driving lower ends of sheet piles into base soil in erecting sheet piling wall | |
RU2194124C1 (en) | Method of installing pipe pile into permafrost ground | |
RU2128270C1 (en) | Method of driving tubular pile into permafrost | |
JP5284168B2 (en) | Excavation member for earth retaining member construction and earth retaining member construction method | |
WO2008091173A1 (en) | Method for pitching a pile into a permanently frozen ground | |
JP3219993B2 (en) | Piling method in pit structure | |
JPH05106222A (en) | Embedding method for wooden pile | |
JP4066340B2 (en) | Ground improvement method | |
RU2026922C1 (en) | Pile foundation and a method to erect it | |
RU2760287C1 (en) | Method for erecting a mooring structure on a rock base and an element of a mooring structure on a rock base obtained by this method | |
RU204145U1 (en) | ELEMENT OF MOUNTING STRUCTURE ON A ROCK BASIS | |
CN217651789U (en) | Sliding pin type old pile pulling device | |
JP5068678B2 (en) | Earth retaining method and excavation member for earth retaining member standing construction used therefor | |
RU2166024C2 (en) | Pile and method for its driving into ground | |
KR100481149B1 (en) | Concrete Filled Thin Tube Pile, CFTTP | |
CN117404003A (en) | Rotary drilling system for cast-in-place pile and construction method thereof | |
RU1768706C (en) | Drill-lowering pile |