RU2385383C1 - Working member for device of screw bored piles - Google Patents
Working member for device of screw bored piles Download PDFInfo
- Publication number
- RU2385383C1 RU2385383C1 RU2008138780/03A RU2008138780A RU2385383C1 RU 2385383 C1 RU2385383 C1 RU 2385383C1 RU 2008138780/03 A RU2008138780/03 A RU 2008138780/03A RU 2008138780 A RU2008138780 A RU 2008138780A RU 2385383 C1 RU2385383 C1 RU 2385383C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shoe
- soil
- blade
- casing
- working member
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Piles And Underground Anchors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области строительства, а именно к фундаментостроению, и может быть использовано как при возведении новых, так и при усилении фундаментов ранее возведенных зданий и сооружений, а также при сооружении опор, воспринимающих знакопеременные нагрузки.The invention relates to the field of construction, namely to foundation engineering, and can be used both in the construction of new and in the strengthening of the foundations of previously constructed buildings and structures, as well as in the construction of supports accepting alternating loads.
Известен способ возведения сваи (патент РФ 2317373, E02D 5/56, 30.01.2007), заключающийся в образовании пилотной скважины в грунте путем бурения и выдачи разрушенного грунта на поверхность посредством полого шнекового бурового снаряда с породоразрушающим инструментом, размещении в скважине металлического каркаса, заполнении ее бетоном и нарезки в стенках пилотной скважины винтовой щели.A known method of construction of piles (RF patent 2317373, E02D 5/56, 01/30/2007), which consists in the formation of a pilot well in the soil by drilling and issuing the destroyed soil to the surface by means of a hollow screw drill with a rock cutting tool, placing a metal frame in the well, filling its concrete and cuts in the walls of the pilot hole of the helical gap.
Недостатком данного способа является малая несущая способность сваи вследствие разуплотнения стенок скважины и тиксотропного разупрочнения в случае устройства сваи в пылевато-глинистых грунтах.The disadvantage of this method is the low bearing capacity of the piles due to decompression of the walls of the well and thixotropic softening in the case of the device piles in dusty clay soils.
Известен способ изготовления сваи (патент РФ 2278212, E02D 5/56, 5/36, 01.04.2005), заключающийся в образовании скважины в грунте за счет принудительного оттеснения грунта с помощью бурильной колонны с наконечником, состоящим из жестко соединенных между собой конических и цилиндрических катков, который оставляют в скважине.A known method of manufacturing piles (RF patent 2278212, E02D 5/56, 5/36, 04/01/2005), which consists in the formation of a well in the soil due to forced displacement of the soil using a drill string with a tip consisting of conically and cylindrical rigidly connected to each other rollers that are left in the well.
Недостатком данного способа является высокая стоимость и трудоемкость изготовления каждого оставляемого в грунте наконечника.The disadvantage of this method is the high cost and the complexity of manufacturing each left in the soil tip.
Наиболее близким по технической сущности является способ изготовления сваи (патент РФ 2076173, E02D 5/56, 5/36, 06.05.1995), заключающийся в погружении под воздействием усилий вращения и осевой подачи в грунт полого наконечника с винтовым выступом на нем и трубчатой штанги и подачи через верхнее отверстие штанги арматуры и бетона одновременно с извлечением штанги из грунта.The closest in technical essence is a method of manufacturing piles (RF patent 2076173, E02D 5/56, 5/36, 05/05/1995), which consists in immersing under the influence of rotation forces and axial feeding into the ground of a hollow tip with a screw protrusion on it and a tubular rod and supplying reinforcement and concrete through the upper hole of the rod at the same time as removing the rod from the ground.
Недостатком данного способа является применение теряемого наконечника, винтового башмака и лопасти нерациональной формы, увеличивающих энергоемкость изготовления скважины, наличие зазора между башмаком и трубчатой штангой, в который попадает вода и грунт в случае изготовления сваи в водонасыщенных слабых грунтах, а также сложность, трудоемкость и большая стоимость изготовления всего рабочего органа, ненадежность его работы в слабых водонасыщенных грунтах.The disadvantage of this method is the use of a lost tip, a helical shoe and a blade of irrational shape that increase the energy intensity of well production, the presence of a gap between the shoe and the tubular rod, into which water and soil get in the case of making piles in water-saturated soft soils, as well as complexity, laboriousness and large the cost of manufacturing the entire working body, the unreliability of its work in weak water-saturated soils.
Задача изобретения заключается в уменьшении энергоемкости и стоимости устройства сваи за счет оптимизации конструктивных параметров рабочего органа и упрощении его изготовления, а также повышении его надежности за счет применения новых конструктивных решений.The objective of the invention is to reduce the energy intensity and cost of the device piles by optimizing the structural parameters of the working body and simplifying its manufacture, as well as increasing its reliability through the use of new design solutions.
Технический результат достигается тем, что рабочий орган, содержащий теряемый наконечник, башмак с винтовой лопастью и обсадную трубу, имеет теряемый наконечник с углом заострения 90 градусов, что обосновано проведенными исследованиями и приводит к минимальным затратам энергии при сооружении сваи (формула для определения работы крутящего момента, действующего на теряемый наконечник (1), где M1 - крутящий момент, необходимый для погружения наконечника в грунт; R - радиус башмака; а - шаг винта лопасти; β - половина угла заострения наконечника; Н - высота башмака; h - высота обсадной трубы), винтовую лопасть, которая имеет угол подъема винтовой линии, с помощью которого достигается оптимальное распределение крутящего момента и вертикальной силы на механизм погружения (формулы (2) для определенияThe technical result is achieved by the fact that the working body, containing the lost tip, shoe with a helical blade and the casing, has a lost tip with a sharpening angle of 90 degrees, which is justified by the research and leads to minimal energy consumption during the construction of the pile (formula for determining the work of the torque acting on the lost by the tip (1) wherein M 1 - torque required for immersing the tip into the ground; R - radius of the shoe, and - pitch propeller blades; β - half the tapering tip angle; - height of the shoe; h - the height of the casing), a helical blade which has an angle of helix, through which an optimal distribution of the torque and the vertical force on immersion mechanism (the formula (2) to determine
крутящего момента и (3) для определения вертикальной силы, действующей на винтовую лопасть, где C1 - коэффициент общей деформации грунта; a - угол заострения лопасти; В - ширина лопасти; µ - показатель степени; n - число витков лопасти; γ - угол наклона винтовой линии лопасти; f - коэффициент трения), башмак, имеющий радиус, больший радиуса обсадной трубы ((4), где С2 - коэффициент упругой деформации грунта), за счет чего снимается давление грунта на обсадную трубу вследствие восстановления упругой деформации грунта после внедрения в него башмака, следовательно, значительно уменьшается величины крутящих моментов и вертикальной силы, необходимые для погружения рабочего органа, и стык, обеспечивающий герметичность, разборность и простоту процесса наращивания длины рабочего органа.torque and (3) to determine the vertical force acting on the helical blade, where C 1 is the coefficient of total deformation of the soil; a is the angle of sharpening of the blade; B is the width of the blade; µ is an exponent; n is the number of turns of the blade; γ is the angle of inclination of the helical line of the blade; f is the friction coefficient), a shoe having a radius greater than the radius of the casing ((4), where C 2 is the coefficient of elastic deformation of the soil), due to which the soil pressure on the casing is removed due to the restoration of elastic deformation of the soil after the shoe is inserted into it, therefore, significantly reduces the magnitude of the torques and vertical forces necessary for immersion of the working body, and the joint, providing tightness, collapsibility and simplicity of the process of increasing the length of the working body.
Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 обозначено: 1 - теряемый конусный наконечник, 2 - башмак, 3 - винтовая лопасть, 4 - нижняя секция обсадной трубы, 5 - патрубок, 6 - заглушка, 7 - наращиваемая секция обсадной трубы.The invention is illustrated in the drawing, where in Fig. 1 it is indicated: 1 - a lost conical tip, 2 - a shoe, 3 - a helical blade, 4 - a lower section of a casing pipe, 5 - a pipe, 6 - a plug, 7 - a stackable section of a casing.
Пояснение к примеру определения угла подъема винтовой линииExplanation for example of determining the helix angle
В формулах (2) и (3) неизвестными являются угол подъема винтовой линии и величины крутящего момента и вертикальной силы. Параметры C1, f и µ находятся путем испытания в лаборатории образцов грунта, полученных в результате инженерно-геологических работ на участке строительства (бурения скважин). Угол заострения лопасти а определяется предварительным статическим расчетом лопасти на прочность при действии строительных и эксплуатационных нагрузок методами строительной механики. Количество витков лопасти принимается равным 1,25, так как это обеспечивает минимальную энергоемкость процесса изготовления скважины, что обосновано многочисленными исследованиями Л.Л.Богорада, М.Д.Иродова, В.А.Пенчука, И.И.Цюрупы, И.М.Чистякова и других авторов. Радиус башмака и ширина лопасти - параметры, определяющие диаметр сооружаемой сваи, который, в свою очередь, должен быть найден предварительно с использованием СНиП 2.02.03-85 «Свайные фундаменты» расчетом свайного фундамента на проектные нагрузки.In formulas (2) and (3), the angle of elevation of the helix and the magnitude of the torque and vertical force are unknown. Parameters C 1 , f and µ are found by testing in the laboratory soil samples obtained as a result of engineering and geological work at the construction site (well drilling). The angle of sharpening of the blade a is determined by preliminary static calculation of the blade for strength under the action of building and operational loads by methods of building mechanics. The number of turns of the blade is taken to be 1.25, since this ensures the minimum energy consumption of the well manufacturing process, which is justified by numerous studies by L.L. Bogorad, M.D.Irodov, V.A. Penchuk, I.I. Tsyurupy, I.M .Chistyakova and other authors. The radius of the shoe and the width of the blade are the parameters that determine the diameter of the pile being built, which, in turn, must be found previously using SNiP 2.02.03-85 “Pile foundations” by calculating the pile foundation for design loads.
На следующем этапе необходимо задаться величиной угла подъема винтовой линии (например, 10 градусов), подставить все величины в формулы (2) и (3) и определить крутящий момент и вертикальную силу.At the next stage, you need to set the helix angle (for example, 10 degrees), substitute all the values in formulas (2) and (3) and determine the torque and vertical force.
Далее рассматриваются характеристики погружающего механизма. В случае если механизм не в состоянии обеспечить достаточный крутящий момент, но обеспечивает достаточную вертикальную силу, угол подъема винтовой линии корректируется в большую сторону, и производится перерасчет. В случае, если механизм не в состоянии обеспечить достаточную вертикальную силу, но обеспечивает достаточный крутящий момент, угол подъема винтовой линии корректируется в меньшую сторону, и производится перерасчет. В случае, если не обеспечивается ни достаточная вертикальная сила, ни достаточный крутящий момент, требуется замена погружающего механизма на более мощный либо переконструирование рабочего органа.The following describes the characteristics of the immersion mechanism. If the mechanism is not able to provide sufficient torque, but provides sufficient vertical force, the angle of elevation of the helical line is adjusted upward, and recalculation is performed. In the event that the mechanism is not able to provide sufficient vertical force, but provides sufficient torque, the angle of elevation of the helical line is adjusted in a smaller direction, and recalculation is performed. In the event that neither sufficient vertical force nor sufficient torque is provided, it is necessary to replace the immersion mechanism with a more powerful one or redesign the working body.
Рабочий орган состоит из теряемого конусного наконечника 1, башмака 2 с винтовой лопастью 3, секций обсадной трубы 4 и 7 и стыков. Винтовой башмак жестко соединяется с обсадной трубой для исключения попадания внутрь обсадной трубы грунта и воды, для передачи крутящего момента теряемый наконечник снабжен выступами, для предотвращения горизонтального смещения - внутренней обечайкой (фиг.2). Разработанный стык обсадных труб позволяет изготавливать сваи любой длины в пределах мощности погружающего механизма. Стык включает в себя выступы на обеих кромках соединяемых труб для передачи крутящего момента, дополнительный трубчатый патрубок 5 (фиг.3), приваренный к верху нижней секции трубы и в которую вставляется низ верхней секции для предотвращения поперечного смещения секций, заглушки 6, вставляемые в отверстия в насадке и погружаемой секции для передачи растягивающего усилия при вывинчивании рабочего органа. Тем самым достигается герметизация рабочего органа, исключение поступления грунта и воды внутрь изготавливаемой сваи, а значит, появляется возможность сооружения свай в обводненных слабых грунтах. Конструкция рабочего органа проста в изготовлении и использовании и надежна.The working body consists of a lost
Рабочий орган погружается в грунт путем завинчивания. При погружении окружающий грунт раздвигается башмаком в стороны, тем самым уплотняясь. По достижении проектной отметки в обсадную трубу вставляется арматурный каркас, и производится бетонирование сваи с одновременным извлечением рабочего органа путем вывинчивания его вращением в обратную сторону, при этом теряемый наконечник остается в грунте. С помощью этого грунт еще раз уплотняется, а бетон заполняет пустоты, оставленные башмаком.The working body is immersed in the ground by screwing. When immersed, the surrounding soil is pushed apart by the shoe to the sides, thereby compacting. Upon reaching the design mark, a reinforcing cage is inserted into the casing, and the piles are concreted with simultaneous extraction of the working body by unscrewing it by rotating it in the opposite direction, while the lost tip remains in the ground. With this, the soil is compacted once more, and concrete fills the voids left by the shoe.
Claims (1)
где М3 - крутящий момент, необходимый для погружения рабочего органа в грунт, кНм; Р3 - вертикальная сила, необходимая для погружения рабочего органа в грунт, кН; r - радиус обсадной трубы, м; R - радиус башмака, м; C1 - коэффициент общей деформации грунта, кН/м3; α - угол заострения лопасти, град; В - ширина лопасти, м; µ - показатель степени; n - число витков лопасти; γ - угол наклона винтовой линии лопасти, град; f - коэффициент трения; C2 - коэффициент упругой деформации, кН/м3. The working body for the manufacture of screw pile, including casing, shoe with a helical blade and a lost conical tip, characterized in that the lost tip is made with a sharpening angle of 90 °, the angle of inclination of the helical line is selected based on the above formulas (2), (3) , the shoe has a radius greater than the radius of the casing, selected from the above equation (4), as well as a sealed joint of the casing, equipped with a sealed pipe welded to the top of the lower section of the pipe, and plugs.
where M 3 - torque required for immersion of the working body in the ground, kNm; P 3 - vertical force required for immersion of the working body in the ground, kN; r is the radius of the casing, m; R is the radius of the shoe, m; C 1 - coefficient of total soil deformation, kN / m 3 ; α is the angle of sharpening of the blade, deg; B - blade width, m; µ is an exponent; n is the number of turns of the blade; γ is the angle of inclination of the helix of the blade, deg; f is the coefficient of friction; C 2 - coefficient of elastic deformation, kN / m 3 .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008138780/03A RU2385383C1 (en) | 2008-09-29 | 2008-09-29 | Working member for device of screw bored piles |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008138780/03A RU2385383C1 (en) | 2008-09-29 | 2008-09-29 | Working member for device of screw bored piles |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2385383C1 true RU2385383C1 (en) | 2010-03-27 |
Family
ID=42138418
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008138780/03A RU2385383C1 (en) | 2008-09-29 | 2008-09-29 | Working member for device of screw bored piles |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2385383C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA026647B1 (en) * | 2014-01-20 | 2017-04-28 | Открытое Акционерное Общество "Буровая Компания Дельта" | Loose point for erecting bored pile |
-
2008
- 2008-09-29 RU RU2008138780/03A patent/RU2385383C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA026647B1 (en) * | 2014-01-20 | 2017-04-28 | Открытое Акционерное Общество "Буровая Компания Дельта" | Loose point for erecting bored pile |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109440762B (en) | Construction method of filling pile for drainage pump station | |
KR930012067B1 (en) | Process for compaction reinforcement grouting or for decompaction drainage and for construction of linear works and plane works in the soils | |
Basu et al. | Drilled displacement piles–current practice and design | |
CN106013151A (en) | Continuous pile wall construction method and construction device used for continuous pile wall construction method | |
CN112196494B (en) | Construction process and construction equipment for geological pipeline jointed between rock and soil layer | |
CN112746615A (en) | Brine stratum mucky soil cast-in-place pile construction is with protecting a section of thick bamboo device | |
RU118649U1 (en) | PILE | |
Mangushev et al. | Analysis of practical application of screw-in cast piles | |
RU2385383C1 (en) | Working member for device of screw bored piles | |
CN108842761A (en) | Drilling guiding prefabricated pile post-grouting technology | |
CN108049401A (en) | A kind of screw thread rammed bulb pile and its construction method | |
CN109056747A (en) | A kind of efficient mini steel-pipe pile constructing structure, method | |
RU2360071C1 (en) | Method of reinforcement of foundations | |
CN205742191U (en) | A kind of piling wall constructing device continuously | |
CN105256848B (en) | Coordinating and controllable soil digging and slant rectifying method in roadway | |
CN211621555U (en) | Uplift pile prefabricated with uplift block | |
US3423944A (en) | Method for forming end bearing concrete piles | |
RU2804651C1 (en) | Method for constructing bored pile in soil | |
RU2278212C1 (en) | Cast-in-place pile forming method | |
Wang et al. | Super-long bored pile foundation for super high-rise buildings in China | |
CN217206314U (en) | Drill bit for salvaging stone slag block | |
RU2403341C1 (en) | Method for manufacturing of foundation from boring piles | |
RU2640059C1 (en) | Method of manufacturing drill-driven pile | |
CN102433901B (en) | Repair and treatment method of prestressed pipe pile with bending and breaking defects | |
RU2002127704A (en) | METHOD FOR STRENGTHENING THE PILED FOUNDATION OF SUPPORT |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120930 |