RU2265106C1

RU2265106C1 - Precast pile

Info

Publication number: RU2265106C1
Application number: RU2004105318/03A
Authority: RU
Inventors: Г.В. Серга (RU); Г.В. Серга; Д.В. Квиткин (RU); Д.В. Квиткин; А.В. Фоменко (RU); А.В. Фоменко; Н.Н. Довжикова (RU); Н.Н. Довжикова
Original assignee: Кубанский государственный аграрный университет
Priority date: 2004-02-24
Filing date: 2004-02-24
Publication date: 2005-11-27
Also published as: RU2004105318A

Abstract

FIELD: building, particularly pile foundations built on weak and collapsible ground.

SUBSTANCE: precast pile has body composed of trapezoidal sheets twisted in longitudinal direction relative axis of symmetry and bent along screw line with the use of conical mandrel. The sheet width decreases in longitudinal direction. The sheet sides are connected one to another along pile body perimeter so that hollow screw convergent conical surface is created over the whole pile body length. The conical surface has screw lines arranged along outer perimeter thereof and conical screw grooves formed on inner surface over the full pile body length, as well as cutting edges.

EFFECT: increased load-bearing capacity of the pile and simplified driving thereof.

2 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к строительству, в частности к свайным фундаментам, устраиваемым преимущественно на слабых и просадочных грунтах.The invention relates to the construction, in particular to pile foundations, arranged mainly on weak and subsiding soils.

Известна винтовая свая (а.с. №964053, кл. Е 02 Д 5/48, 1982 г.), включающая винтовой расширяющийся кверху ствол.Known screw pile (and.with. No. 964053, class E 02 D 5/48, 1982), including a screw expanding upward barrel.

В известной свае наружная поверхность выполнена уступом, расположенным по одноходовой спирали.In a known pile, the outer surface is made by a ledge located in a one-way spiral.

Недостатком такой сваи является недостаточная несущая способность, а также необходимость применения при погружении мощных завинчивающих установок, обладающих мощными крутящими моментами.The disadvantage of this pile is the lack of bearing capacity, as well as the need to use when immersing powerful screwdrivers with powerful torques.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является винтовая свая (US 2332990 А, Е 02 Д 5/28, 26.10.1943 г.) со стволом из свернутых по винтовой линий одинаковых по длине ствола полос, с уменьшающейся шириной только в нижней части ствола полос, соединенных друг с другом лишь одной стороной по центральной оси ствола с образованием цилиндрических винтовых линий по наружной поверхности ствола, уменьшающейся ширины лишь для получения переменного сечения в нижней части ствола.Closest to the proposed invention is a screw pile (US 2,332,990 A, E 02 D 5/28, 10/26/1943) with a barrel of spiral-rolled bands of equal length along the barrel, with decreasing width only in the lower part of the barrel of strips connected with each other by only one side along the central axis of the barrel with the formation of cylindrical helical lines along the outer surface of the barrel, decreasing width only to obtain a variable cross section in the lower part of the barrel.

Техническим решением является повышение несущей способности сваи и облегчение погружения.The technical solution is to increase the bearing capacity of piles and facilitate immersion.

Поставленная задача достигается тем, что в забивной свае со стволом из свернутых по винтовой линии по длине ствола листов, изогнутых в поперечном направлении и соединенных друг с другом одной стороной, согласно изобретению , ствол выполнен из скрученных в продольном направлении относительно собственной оси симметрии и изогнутых по винтовой линии на конической оправке в поперечном направлении уменьшающихся кверху по всей длине листов трапециевидной формы, соединенных друг с другом по периметру ствола своими боковыми сторонами друг с другом с образованием пустотелой винтовой сужающейся кверху конической поверхности по всей длине ствола с коническими винтовыми линиями по наружному периметру и с коническими винтовыми канавками по внутренней поверхности по всей длине ствола, и с режущими кромками.The problem is achieved in that in a driven pile with a trunk of sheets folded along a helix along the length of the barrel, bent in the transverse direction and connected to each other by one side, according to the invention , the barrel is made of longitudinally twisted relative to its own axis of symmetry and curved in a helical line on a conical mandrel in the transverse direction, decreasing upward along the entire length of the trapezoidal sheets, connected to each other along the perimeter of the barrel with their sides to each other og with the formation of a hollow helical tapering upward tapered surface along the entire length of the barrel with tapered helical lines along the outer perimeter and with tapered helical grooves along the inner surface along the entire length of the barrel, and with cutting edges.

Кроме того, в забивной свае на каждом из листов трапециевидной формы в основании выполнен скос под углом 5-25°.In addition, in a driven pile on each of the trapezoidal sheets, a bevel is made at the base at an angle of 5-25 °.

Новизна заключается в том, что площадь наружной поверхности увеличивается, что повышает несущую способность забивной сваи.The novelty lies in the fact that the surface area increases, which increases the bearing capacity of the driven pile.

Новизна заключается также в том, что грунт не выдавливается в рядом прилегающие слои грунта, а заполняет внутреннюю полость сваи, которая выполнена пустотелой с внутренней поверхностью.The novelty also lies in the fact that the soil is not extruded into adjacent adjacent soil layers, but fills the internal cavity of the pile, which is made hollow with the inner surface.

Новизна усматривается также в том, что наружная поверхность сваи выполнена в виде винтовой конической поверхности, снабженной коническими винтовыми линиями по всей длине ствола, что повышает несущую способность забивной сваи и облегчает погружение.The novelty is also seen in the fact that the outer surface of the pile is made in the form of a helical conical surface equipped with conical helical lines along the entire length of the trunk, which increases the bearing capacity of the driven pile and facilitates immersion.

Новизна заключается также в том, что за счет скручивания листов трапециевидной формы переменной ширины в поперечном и в продольном направлении образованы внутри и наружи забивной сваи криволинейные поверхности различной кривизны, что облегчает погружение.The novelty also lies in the fact that by twisting sheets of trapezoidal shape of variable width in the transverse and in the longitudinal direction, curved surfaces of various curvatures are formed inside and outside the driven pile, which facilitates immersion.

Новизна заключается также в том, что наличие по внутренней поверхности конических винтовых канавок облегчает погружение сваи в грунт.The novelty also lies in the fact that the presence on the inner surface of the conical helical grooves facilitates the immersion of piles in the ground.

Новизна заключается также в том, что наличие сужающейся кверху конической винтовой поверхности уплотняет грунт внутри сваи, что повышает несущую способность.The novelty also lies in the fact that the presence of a tapered helical surface tapering upwards compacts the soil inside the pile, which increases the bearing capacity.

Новизна обусловлена также тем, что на каждом из листов трапециевидной формы в основании выполнен скос под углом 5°-25°, благодаря которому по периметру забивной сваи образованы режущие кромки.The novelty is also due to the fact that on each of the sheets of a trapezoidal shape, a bevel is made at the base at an angle of 5 ° -25 °, due to which cutting edges are formed along the perimeter of the driven pile.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:

На фиг.1 изображена забивная свая, погруженная в грунт; на фиг.2 - ствол сваи; на фиг.3 - вид. А на фиг.2; на фиг.4 - лист трапециевидной формы; на фиг.5 - лист трапециевидной формы после скручивания в поперечном направлении относительно собственной продольной оси; на фиг.6 - лист трапециевидной формы после сгиба по винтовой линии в продольном направлении на конусной оправке.Figure 1 shows a driven pile submerged in soil; figure 2 - trunk piles; figure 3 is a view. And in figure 2; figure 4 is a sheet of trapezoidal shape; figure 5 - a sheet of trapezoidal shape after twisting in the transverse direction relative to its own longitudinal axis; Fig.6 is a sheet of trapezoidal shape after bending along a helical line in the longitudinal direction on a conical mandrel.

Забивная свая (фиг.1, 2), включает в себя ствол 1, имеющий оголовок 2. Ствол сваи выполнен из свернутых по винтовой линии в продольном направлении и изогнутых по винтовой линии в поперечном направлении листов 3, 4, 5 трапециевидной формы (фиг.2, 3). Листы 3, 4, 5 соединяют друг с другом по периметру ствола боковыми сторонами известными методами, например сваркой, с образованием пустотелой винтовой конической поверхности с винтовыми линиями 6-7, 8-9, 10-11 по наружной поверхности и винтовыми канавками 6-7, 8-9, 10-11 по внутренней поверхности ствола. Винтовые линии и винтовые канавки 6-7, 8-9, 10-11 имеют переменный шаг S по всей длине ствола 1. На каждом из трапециевидных листов 3, 4, 5 (фиг.4) в основании выполнен скос 12 под углом α=5°-25° для образования после свертывания, изгиба и соединения их друг с другом в винтовой ствол 1 режущих кромок 13, 14, 15 (фиг.2).A driven pile (FIGS. 1, 2) includes a trunk 1 having a head 2. The pile trunk is made of trapezoidal sheets 3, 4, 5 bent along a helical line in the longitudinal direction and curved along the helical line in the transverse direction (FIG. 2, 3). Sheets 3, 4, 5 are connected to each other along the perimeter of the barrel with the sides by known methods, for example, welding, with the formation of a hollow helical conical surface with helical lines 6-7, 8-9, 10-11 on the outer surface and screw grooves 6-7 , 8-9, 10-11 on the inner surface of the trunk. Helical lines and helical grooves 6-7, 8-9, 10-11 have a variable pitch S along the entire length of the barrel 1. On each of the trapezoid sheets 3, 4, 5 (Fig. 4), a bevel 12 is made at the base at an angle α = 5 ° -25 ° for the formation after folding, bending and connecting them to each other in the helical barrel 1 of the cutting edges 13, 14, 15 (figure 2).

Каждый из листов 3, 4, 5 скручен в продольном направлении относительно собственной оси симметрии, например как лист 3 на фиг.5, у которого зафиксирован в горячем или холодном состоянии один из его концов и повернут другой конец листа в заданном направлении. Скрученный таким образом лист 3 размещают на конической оправке (фиг.6) и изгибают так, чтобы кромки листа разместились в поперечном направлении по винтовой линии. При этом лист деформируется и его либо снимают с оправки, либо фиксируют на ней в деформированном положении. Аналогичным образом деформируют остальные листы 4, 5, образующие винтовой ствол 1. Далее три деформированных таким образом листа 3, 4, 5 соединяют известными методами по боковым винтовым кромкам.Each of the sheets 3, 4, 5 is twisted in the longitudinal direction relative to its own axis of symmetry, for example as sheet 3 in FIG. 5, in which one of its ends is fixed in a hot or cold state and the other end of the sheet is rotated in a predetermined direction. Thus twisted sheet 3 is placed on a conical mandrel (Fig.6) and bent so that the edges of the sheet are placed in the transverse direction along a helical line. In this case, the sheet is deformed and it is either removed from the mandrel or fixed on it in a deformed position. Similarly, the remaining sheets 4, 5 are deformed, forming a helical barrel 1. Next, three sheets 3, 4, 5 deformed in this way are joined by known methods along the lateral screw edges.

Скручивание каждого листа трапециевидной формы обеспечивает дополнительное искривление поверхности винтового ствола, благодаря чему увеличивается разность между углами наклона векторов сил трения стенок сваи и грунта, при этом облегчается погружение забивной сваи в грунт.The twisting of each trapezoidal sheet provides an additional curvature of the surface of the helical trunk, which increases the difference between the angles of inclination of the friction force vectors of the pile and soil walls, while immersion of the driven pile into the ground is facilitated.

Для облегчения погружения с противоположной оголовку 2 торцевой части ствола, а точнее полос 3, 4, 5 образованы режущие кромки 13, 14, 15.To facilitate immersion from the opposite end 2 of the end part of the barrel, or rather strips 3, 4, 5, cutting edges 13, 14, 15 are formed.

Погружение сваи осуществляется забивкой и вдавливания по оголовку 2 сваи. При этом свая проворачивается в направляющих (на чертежах не показаны) и погружается в грунт. Наличие режущих кромок облегчает погружение в грунт забивной сваи, причем криволинейная внутренняя поверхность обеспечивает заполнение внутренней полости грунтом, который не выдавливается в прилегающие слои грунта, а направляется внутрь забивной сваи. По мере погружения забивной сваи верхние слои грунта, находящие внутри забивной сваи уплотняются, что приводит к повышению несущая способность забивной сваи.Pile immersion is carried out by driving and pushing along the head of 2 piles. In this case, the pile is rotated in the guides (not shown in the drawings) and immersed in the ground. The presence of cutting edges facilitates immersion into the soil of a driven pile, and the curved inner surface ensures that the internal cavity is filled with soil, which is not extruded into adjacent soil layers, but is directed inside the driven pile. As the driven pile is immersed, the upper soil layers inside the driven pile are compacted, which increases the bearing capacity of the driven pile.

Из-за наличия на наружной поверхности сваи винтовых линий и во внутренней поверхности винтовых канавок свая погружается без приложения крутящего момента, так как происходит само завинчивание забивной сваи по мере погружения ее в грунт.Due to the presence of helical lines on the outer surface of the pile and in the inner surface of the helical grooves, the pile is immersed without applying torque, since the driving of the driven pile itself takes place as it is immersed in the ground.

Предложенная конструкция сваи может быть использована в любых грунтовых условиях производства работ - в слабых, водонасыщенных, пластичных, песчаных пластично-мерзлых и мерзлых грунтах, обеспечивая повышение несущей способности и облегчение погружения.The proposed design of piles can be used in any soil conditions of work - in weak, water-saturated, plastic, sandy plastic-frozen and frozen soils, providing increased load-bearing capacity and ease of immersion.

Claims

1. A driven pile with a barrel of sheets folded along a helix along the length of the barrel, bent in the transverse direction and connected to each other by one side, characterized in that the barrel is made of twisted in the longitudinal direction relative to its own axis of symmetry and curved in a helical line on the conical the mandrel in the transverse direction, decreasing upward along the entire length of the trapezoidal sheets, connected to each other along the perimeter of the barrel with their sides to each other with the formation of a hollow screw with zhayuscheysya upwardly tapered surface along the entire length of the barrel with conical screw lines along the outer perimeter and a conical screw grooves on the inner surface of the entire length of the barrel, and a cutting edge.

2. A driven pile according to claim 1, characterized in that on each of the trapezoidal sheets in the base there is a bevel at an angle of 5-25 °.