RU2492294C1 - Pipe concrete pile with reinforced base and method of its erection - Google Patents
Pipe concrete pile with reinforced base and method of its erection Download PDFInfo
- Publication number
- RU2492294C1 RU2492294C1 RU2011153665/03A RU2011153665A RU2492294C1 RU 2492294 C1 RU2492294 C1 RU 2492294C1 RU 2011153665/03 A RU2011153665/03 A RU 2011153665/03A RU 2011153665 A RU2011153665 A RU 2011153665A RU 2492294 C1 RU2492294 C1 RU 2492294C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pile
- pipe
- concrete
- shell
- segments
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Piles And Underground Anchors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области строительства, а именно к конструкциям свай, и может быть использовано при возведении свайных фундаментов при строительстве зданий и сооружений, и прежде всего - мостовых опор, сооружаемых на слабых грунтах, в первую очередь, на грунтах речных или морских акваторий.The invention relates to the field of construction, namely to piling structures, and can be used in the construction of pile foundations in the construction of buildings and structures, and above all - bridge piers built on soft soils, primarily on soils of river or sea water areas.
Известна свая-оболочка промежуточной опоры моста стоечного типа (варианты), содержащая металлическую оболочку в виде трубы, заполненную бетоном с арматурным каркасом, выполненным из продольных стержней арматуры, расположенных по контуру оболочки, и спиральной арматуры, обвитой вокруг них, и с целью устранения капиллярного подъема воды дополнительно содержащая водонепроницаемый экран в зоне промерзания грунтов из гидроизоляционного материала системы «Пенетрон», выполненный посредством инъекций в полость сваи-оболочки через отверстия в металлической оболочке, которые затем заглушены, (патент РФ на ПМ №78223, МПК E01D 19/04).Known pile shell intermediate support bridge rack type (options), containing a metal shell in the form of a pipe, filled with concrete with a reinforcing cage made of longitudinal reinforcement rods located along the contour of the shell, and spiral reinforcement entwined around them, and to eliminate capillary water lift additionally containing a waterproof screen in the freezing zone of the soil from the waterproofing material of the Penetron system, made by injection into the cavity of the pile-shell through the holes a metal shell which are then plugged, (RF patent for PM №78223, IPC E01D 19/04).
Однако в данной конструкции сваи создается шарнир в наиболее напряженном сечении сваи, в зоне максимальных изгибающих моментов, что отнюдь не способствует ее устойчивости и прочности. Кроме того, нарушается сплошность сваи, что недопустимо.However, in this design of the pile, a hinge is created in the most stressed section of the pile, in the zone of maximum bending moments, which does not contribute to its stability and strength. In addition, the integrity of the pile is violated, which is unacceptable.
Известна свая-оболочка промежуточной опоры моста стоячного типа, содержащая металлическую оболочку в виде трубы, заполненную бетоном с арматурным каркасом, выполненным из продольных стержней арматуры, расположенных по контуру оболочки и спиральной арматуры, обвитой вокруг них, и с целью снижения статического давления кристаллизованной воды на стенки металлической оболочки изнутри дополнительно содержащая канаты из пористого материала, расположенные внутри арматурного каркаса и прикрепленные к продольным стержням арматуры вдоль каждого стержня, и центральную трубу из упругого материала заполненную пористым материалом. При этом центральная труба армирована металлической проволокой, заполнена монтажной пеной и выполнена из прорезиненного капрона, (патент РФ на ПМ №63367, МПК E01D 19/14).A pile-shell of an intermediate support of a bridge of a standing type is known, containing a metal shell in the form of a pipe filled with concrete with a reinforcing cage made of longitudinal reinforcement rods located along the contour of the casing and spiral reinforcement entwined around them, and in order to reduce the static pressure of crystallized water on the walls of the metal shell from the inside additionally containing ropes of porous material located inside the reinforcing cage and attached to the longitudinal bars of the reinforcement along the dogo rod and the central tube of elastic material filled with a porous material. In this case, the central pipe is reinforced with metal wire, filled with polyurethane foam and made of rubberized nylon, (RF patent for PM No. 633367, IPC E01D 19/14).
Однако в данной конструкции сваи предполагается капиллярный подсос воды к арматуре, следствием чего может стать активная коррозия арматурных стержней. Кроме того, также нарушается сплошность сваи, что недопустимо.However, in this construction of the pile, it is assumed that the water to the reinforcement is capillary, which can result in active corrosion of the reinforcing bars. In addition, the integrity of the pile is also violated, which is unacceptable.
Известен также вид фундаментной сваи, на нижнем конце которой имеется подошва, уширяющая основание сваи.The type of foundation pile is also known, at the lower end of which there is a sole broadening the base of the pile.
Например, известна буроинъекционная свая с уширением нагнетания в слабых водонасыщенных грунтах, верхняя вертикальная часть которой представляет железобетонный элемент с арматурным каркасом, усиленным кольцами, прикрепленными с внутренней стороны каркаса. Нижняя уширенная часть сформирована внутри эластичной оболочки, состоящей из гирлянды бесшовных оболочек, выполненных из латексов натурального или синтетического каучуков. (Мельников Б.Н., Богомолов В.А. «Рекомендации по расчету, проектированию и устройству фундаментов из свай нагнетания (в том числе с уширением)», Свердловск, 1983).For example, a injection-injection pile with widening of injection in weak water-saturated soils is known, the upper vertical part of which is a reinforced concrete element with a reinforcing cage reinforced with rings attached on the inside of the cage. The lower broadened part is formed inside an elastic shell, consisting of a garland of seamless shells made of natural or synthetic rubber latexes. (Melnikov B.N., Bogomolov V.A. “Recommendations for the calculation, design and construction of foundations from injection piles (including widening)”, Sverdlovsk, 1983).
Недостатком данной конструкции сваи является неконтролируемая форма уширения сваи, а также ограниченность малыми диаметрами сваи. В целом для данной конструкции ограничена область применения по условиям геологического строения грунтов.The disadvantage of this design of the pile is an uncontrolled form of broadening of the pile, as well as the limited small diameters of the pile. In general, for this design, the scope is limited by the conditions of the geological structure of soils.
Известна также инъекционная свая, (патент РФ на ИЗ №2238366, МПК E02D 5/34, 5/44, 7/46) которая сформирована в виде вертикального стержня с волнообразной боковой поверхностью и включает перфорированную инъекторную трубу с фланцами, закрепленными вдоль всей ее длины и конусным наконечником, основание которого больше диаметра инъекторной трубы и равно диаметру фланца. Инъекторная труба оставленная в теле устроенной сваи, является несущим элементом и одновременно выполняет роль арматуры. Указанная свая устраивается также без извлечения грунта. Для этого на стенках скважины нарезают продольные пазы, вдавливание наконечника, нарезание пазов и погружение инъекторной трубы производят одновременно, обеспечивая при этом зазор между стенкой образуемой скважины и инъекторной трубой, имеющей перфорацию по всей длине, и производят инъектирование твердеющего материала.An injection pile is also known (RF patent for IZ No. 2238366, IPC E02D 5/34, 5/44, 7/46) which is formed in the form of a vertical rod with a wavy side surface and includes a perforated injection pipe with flanges fixed along its entire length and a conical tip, the base of which is larger than the diameter of the injection pipe and equal to the diameter of the flange. The injection pipe left in the body of the arranged pile is a supporting element and at the same time serves as a reinforcement. The specified pile is also arranged without extracting soil. To do this, longitudinal grooves are cut on the walls of the well, the indentation of the tip, grooving of the grooves and immersion of the injection pipe are carried out simultaneously, while providing a gap between the wall of the formed well and the injection pipe having perforation along the entire length, and hardening material is injected.
Однако конструкции сваи и способ ее сооружения не позволяют армировать сваю для восприятия изгибающих моментов.However, the design of the pile and the method of its construction do not allow reinforcing the pile for the perception of bending moments.
Известна также конструкция свайных фундаментов и оболочка для создания уширенной подошвы, в которой указанная подошва имеет внешний слой литьевого материала и внутреннюю бетонную сердцевину, в которую заложено армирующее устройство, причем указанное армирующее устройство связано с указанным сооружением посредством нескольких соединительных средств. Армирующее устройство может представлять собой блок с некоторым количеством выступающих элементов, которые могут входить в бетон и таким образом закрепляться в нем, что будет способствовать повышению прочности уширенной подошвы. В другом примере реализации заявленного изобретения усиливающие ответвления образованы сетью из стержней и/или проволоки. При этом оболочка, обеспечивающая формирование уширенной подошвы, имеет на своей наружной поверхности несколько нагнетательных отверстий, (патент РФ на ИЗ №2346112 МПК E02D 5/44).Also known is the construction of pile foundations and a shell for creating a widened sole in which said sole has an outer layer of molding material and an inner concrete core in which a reinforcing device is laid, said reinforcing device being connected to said structure by means of several connecting means. The reinforcing device may be a block with a number of protruding elements that can enter concrete and thus be fixed in it, which will increase the strength of the widened sole. In another example implementation of the claimed invention, reinforcing branches are formed by a network of rods and / or wire. In this case, the shell, providing the formation of a widened sole, has several discharge openings on its outer surface (RF patent for IZ No. 2346112 IPC
Недостатком данной конструкции сваи также является неконтролируемая форма уширения основания сваи, и ограниченная область применения по условиям геологического строения грунтов. Кроме того, сочетание внешней литьевой оболочки и бетонной сердцевины приведет к капиллярному подсосу по контакту поверхностей и к коррозии бетона.The disadvantage of this design of the pile is also an uncontrolled form of broadening of the base of the pile, and the limited scope under the conditions of the geological structure of soils. In addition, the combination of an external casting shell and a concrete core will lead to capillary suction on the contact surfaces and to corrosion of concrete.
Известна свая, выполненная из совместно погружаемых в грунт наружной и внутренней труб, имеющих открытые торцы, с извлечением одной из труб, выполненной сплошностенчатой, отличающаяся тем, что извлекаемой выполнена внутренняя труба, а наружная труба перфорирована с выполнением отверстий в местах трубы, ослабленных механическими или коррозионными дефектами, и использована в качестве несущей арматуры. При возведении сваи одновременно погружают наружную и внутреннюю трубы. Через внутреннюю трубу подают твердеющий материал, трамбуемый трамбовкой. После формирования уширения из твердеющего материала под нижним обрезом наружной трубы внутреннюю сплошностенчатую трубу приподнимают, открывая отверстия в наружной перфорированной трубе. Трамбовкой вновь производят уплотнение твердеющего материала, при этом твердеющий материал проникает через отверстия, образуя уширения по боковой поверхности сваи и заполняя внутреннюю полость наружной трубы. Последовательно повторяя цикл уплотнения с подъемом внутренней трубы до ее полного извлечения, осуществляют формирование ствола сваи из твердеющего материала, в котором наружная труба становится несущей арматурой. (патент на ИЗ №2186905).Known pile made of jointly immersed in the ground of the outer and inner pipes having open ends, with the extraction of one of the pipes made continuously, characterized in that the inner pipe is removable, and the outer pipe is perforated with holes in the places of the pipe, weakened by mechanical or corrosion defects, and used as supporting reinforcement. During the construction of piles, the outer and inner pipes are simultaneously immersed. Hardening material is rammed through the inner tube. After the formation of the broadening from the hardening material under the lower edge of the outer pipe, the inner continuous pipe is lifted, opening holes in the outer perforated pipe. The rammer again compacts the hardening material, while the hardening material penetrates through the holes, forming broadening along the side surface of the pile and filling the inner cavity of the outer pipe. Consistently repeating the compaction cycle with the rise of the inner pipe until it is completely removed, the pile shaft is formed from hardening material, in which the outer pipe becomes a supporting reinforcement. (patent for IZ No. 2186905).
Однако в данной конструкции наружная оболочка не включена в работу сечения сваи, то есть свая буронабивная, а не трубобетонная. И при этом данная свая не может быть установлена в обводненных грунтах, на водной акватории. Вследствие чего невозможна укладка бетона с тромбованием при наличии воды в полости (а вода будет обязательно).However, in this design, the outer shell is not included in the work of the pile section, that is, the pile is bored, and not pipe-concrete. And at the same time, this pile cannot be installed in flooded soils, in the water area. As a result, it is impossible to lay concrete with thrombosis in the presence of water in the cavity (and water will be required).
Указанные аналоги конструкции сваи имеют следующие признаки, общие с заявляемым решением: наличие наружной металлической трубы; наличие железобетонного элемента с арматурным каркасом, выполнение сваи с уширением в нижней части.The indicated analogues of the construction of piles have the following features common with the claimed solution: the presence of an external metal pipe; the presence of a reinforced concrete element with a reinforcing cage, the implementation of piles with broadening in the lower part.
В отличие от аналогов, в заявляемой конструкции сваи в качестве материала используется трубобетон, металлическая труба - оболочка включена в работу сваи, а уширенная часть сваи выполнена в виде, например, четырех бетонных кольцевых сегментов, сбрасываемых в трубу в монтажном положении, а затем раскрывающихся и образующих уширенную пяту с эффектом уплотнения грунта основания под воздействием ударной нагрузки. При этом неизвлекаемая металлическая труба-оболочка диаметром в широком диапазоне (в зависимости от передаваемой на нее нагрузки, от 800 мм до 2020 мм) совместно с бетонным ядром включена в работу сваи на изгиб и сжимающие (выдергивающие) нагрузки. Кроме того, заполняемая полость сваи осушается и заполняется тяжелым бетоном насухо с вибрированием, а не способом ВПТ и не инъектированием.Unlike analogs, in the claimed design of the pile, pipe concrete is used as the material, the metal pipe - the sheath is included in the operation of the pile, and the broadened part of the pile is made in the form, for example, of four concrete ring segments that are dumped into the pipe in the mounting position, and then opened and forming a wide heel with the effect of compaction of the soil of the base under the influence of shock load. In this case, an unremovable metal pipe-shell with a diameter in a wide range (depending on the load transferred to it, from 800 mm to 2020 mm) together with the concrete core is included in the work of bending piles and compressive (pulling) loads. In addition, the filled cavity of the pile is drained and filled with heavy concrete dry with vibration, and not by the VPT method and not by injection.
Известен способ забивания трубообразной сваи в грунт и заключения ее в бетон, который содержит стадии, в которых свайный башмак прикрепляют к нижнему концу свайной трубы, подлежащей забиванию в грунт, для создания трубообразной сваи, забивают свайную трубу в грунт посредством импульсной силы; заполняют внутреннее пространство свайной трубы бетонной массой, забивают свайную трубу глубже в грунт с использованием импульсной силы, так что бетонная масса проходит через сквозные отверстия вокруг свайной трубы и вверх в полость, образованную в грунте свайным башмаком; добавляют указанную бетонную массу во внутреннее пространство свайной трубы и забивают трубообразную сваю дальше в грунт посредством импульсной силы попеременно с добавлением бетонной массы во внутреннее пространство свайной трубы. (патент РФ на ИЗ №2236505).A known method of driving a pipe-shaped pile into the soil and concluding it in concrete, which comprises the stages in which the pile shoe is attached to the lower end of the pile pipe to be driven into the soil to create a pipe-like pile, hammer the pile pipe into the soil by means of pulsed force; fill the interior of the pile pipe with concrete mass, drive the pile pipe deeper into the ground using pulsed force, so that the concrete mass passes through the through holes around the pile pipe and up into the cavity formed in the soil by the pile shoe; add the specified concrete mass into the inner space of the pile pipe and hammer the pipe-shaped pile further into the ground by means of a pulsed force alternately with the addition of concrete mass into the inner space of the pile pipe. (RF patent for IZ No. 2236505).
Однако данный способ не обеспечивает достаточную сопротивляемость на изгиб, так как заармировать периферию сечения не представляется возможным. Кроме того, данным способом невозможно увеличить несущую способность сваи за счет создания уширенной пяты и укрепления грунта в основании.However, this method does not provide sufficient resistance to bending, since it is not possible to reinforce the periphery of the section. In addition, using this method, it is impossible to increase the bearing capacity of piles by creating a broadened heel and strengthening the soil at the base.
Известен способ создания свайного фундамента для сооружений, согласно которому на месте работ выполняют следующие этапы по созданию указанного фундамента: с помощью первого шнекового бура бурят скважину, в которую устанавливают фундаментную трубу, бурят следующий участок под нижним концом установленной фундаментной трубы, в указанном участке выполняют полость посредством скребка и давления водяной струи, рыхлый грунт удаляют из указанной полости указанным первым шнековым буром, через фундаментную трубу в нижнюю часть указанного участка опускают трубу для комплекта инструментов и приспособлений, в которой размещен второй шнековый бур и гибкая оболочка, охватывающая нижнюю часть указанного второго шнекового бура, в указанной оболочке создают избыточное давление и во внутрь указанной полости нагнетают литьевой материал, излишки которого затем удаляют вторым шнековым буром, после застывания указанного материала указанную оболочку сдувают и удаляют через указанную фундаментную трубу, в фундаментную трубу опускают армирующее устройство, в фундаментную трубу заливают бетонный материал, при этом указанная полость заполняется, а указанное армирующее устройство закладывают в бетон, создавая при этом уширенную подошву для фундаментной трубы, (патент РФ на ИЗ №2346112).There is a method of creating a pile foundation for structures, according to which the following steps are performed to create the foundation at the place of work: using the first auger drill, drill a hole into which the foundation pipe is installed, drill the next section under the lower end of the installed foundation pipe, in the specified section a cavity is made by means of a scraper and pressure of a water stream, loose soil is removed from the specified cavity by the indicated first auger drill, through the foundation pipe into the lower part of the specified the pipe is lowered for a set of tools and fixtures, in which a second screw auger is placed and a flexible shell covering the lower part of the specified second screw auger is pressurized in the specified shell and injection material is injected into the cavity, the excess of which is then removed by the second screw auger, after the specified material has hardened, the specified shell is blown off and removed through the specified foundation pipe, the reinforcing device is lowered into the foundation pipe, into the foundation pipe of the bay t concrete material, wherein said cavity is filled and said reinforcement unit lay in the concrete, creating a broadened foundation sole for pipes (RF patent on OF №2346112).
Однако данный способ возможно применять лишь для свай с малым диаметром (600-700 мм). Кроме того, свая по данному способу не воспринимает изгибающих моментов, так как лишена по контуру арматуры.However, this method can only be used for piles with a small diameter (600-700 mm). In addition, the pile according to this method does not perceive bending moments, since it is devoid of reinforcement along the contour.
Известен способ изготовления в грунте набивных армированных свай, включающий образование в грунте укрепленной обсадной трубой скважины, заполнение ее твердеющим составом, введение арматуры и уплотнение состава и втрамбовывание его в грунт, извлечение обсадной трубы, отличающийся тем, что уплотнение твердеющего состава и втрамбовывание его в грунт производят путем введения в него после извлечения обсадной трубы посредством забивания арматуры в виде трубы с закрытым нижним торцом. Извлечение обсадной трубы может производиться и после полной загрузки твердеющего состава на всю длину скважины. После чего в заполненную твердеющим составом скважину вводят посредством забивания арматуры в виде трубы с опорами диаметром меньше диаметра скважины. Введение трубы в заполненную твердеющим составом скважину производят, например, воздействием на нее ударных нагрузок от пневмопробойника, установленного на верхнем торце трубы. Под действием ударов труба погружается в скважину, уплотняя и втрамбовывая в грунтовые стенки твердеющий состав, (патент РФ на ИЗ №2181410).A known method of manufacturing embedded reinforced piles in the soil, comprising forming a well in the ground with a reinforced casing pipe, filling it with a hardening composition, introducing reinforcement and compacting the composition and ramming it into the soil, removing the casing pipe, characterized in that the hardening composition is compacted and rammed into the soil produced by introducing into it after removing the casing by clogging the reinforcement in the form of a pipe with a closed lower end. Casing can also be removed after the solidifying compound is fully loaded over the entire length of the well. After that, the well is injected into the well filled with the hardening composition by clogging the reinforcement in the form of a pipe with supports with a diameter less than the diameter of the well. The introduction of the pipe into a well filled with a hardening composition is performed, for example, by impact on it from a pneumatic punch installed on the upper end of the pipe. Under the action of impacts, the pipe is immersed in the well, compacting and ramming the hardening composition into the soil walls (RF patent for IZ No. 2181410).
Однако в данном способе не обеспечивается высокая несущая способность сваи из-за невозможности образовать уширение подошвы, а также из-за материала, сваи, не являющегося трубобетоном.However, this method does not provide a high bearing capacity of the pile due to the inability to form a broadening of the sole, and also because of the material, the pile, which is not pipe concrete.
В указанных аналогах способа сооружения сваи имеются следующие признаки, общие с заявляемым решением: образование в грунте скважины; укрепление ее; введение арматуры; введение бетонного состава; уплотнение бетона в грунт.In these analogues of the method of constructing piles, there are the following features common with the claimed solution: formation in the soil of the well; strengthening it; introduction of reinforcement; introduction of concrete composition; compaction of concrete in the ground.
В отличие от известных аналогов в заявляемом решении вместо извлекаемой обсадной трубы - вводят неизвлекаемую металлическую трубу-оболочку, включаемую в работу всей конструкции сваи, и становящуюся частью общего композитного сечения, состоящего из железобетонного ядра, армированного ненапрягаемой арматурой, заключенного в стальную обойму трубы-оболочки. Кроме того, производят позиционирование по координатам, выемку грунта вместе с погружением стальной оболочки, осуществляют опускание укрепляющего элемента в забой пробуренной скважины и погружение укрепляющего элемента в основание скважины. Введение арматурного каркаса сопровождают откачкой воды из забоя скважины. Бетонирование скважины осуществляют с виброуплотнением бетононасосом с поверхности водной акватории.In contrast to the known analogues, in the claimed solution, instead of a removable casing pipe, an unextractable metal shell pipe is introduced, which is included in the work of the entire pile structure and becomes part of the overall composite section, consisting of a reinforced concrete core reinforced with non-tensile reinforcement, enclosed in a steel sleeve of the shell pipe . In addition, they perform positioning by coordinates, excavation along with the immersion of the steel shell, lowering the reinforcing element into the bottom of the drilled well and immersing the reinforcing element in the base of the well. The introduction of the reinforcing cage is accompanied by pumping water from the bottom of the well. Concreting of the well is carried out with vibration compaction of the concrete pump from the surface of the water area.
Задачей заявляемого технического решения является создание трубобетонной сваи с усиленным основанием и совершенствование технологии ее изготовления.The objective of the proposed technical solution is to create a concrete pipe pile with a reinforced base and improve the technology of its manufacture.
Выполнение поставленной задачи обеспечивает технический результат, который заключается в повышении несущей способности трубобетонной сваи, прочности бетонного ядра, упрочнении грунтового основания, при этом обеспечивается осушение полости скважины. Кроме того, заявляемый способ обеспечивает возможность мониторинга несущей способности сваи.The fulfillment of the task provides a technical result, which consists in increasing the bearing capacity of the concrete pipe piles, the strength of the concrete core, hardening of the soil base, while ensuring drainage of the well cavity. In addition, the inventive method provides the ability to monitor the bearing capacity of piles.
Выполнение сваи с усиленным основанием обеспечивается за счет включения в конструкцию сваи укрепляющего элемента в виде внутренней сваи и элемента уширения, выполненного в виде кольцевых сегментов; в снижении металлоемкости за счет образования трубобетонной конструкции - неизвлекаемой металлической оболочки и бетонного ядра, в повышении прочности, водонепроницаемости и адгезии к металлу трубы, повышение несущей способности как по материалу сваи, так и по грунту.The implementation of piles with a reinforced base is ensured by the inclusion of a reinforcing element in the form of a pile in the form of an internal pile and a broadening element made in the form of ring segments; in reducing the metal consumption due to the formation of a concrete structure - an indelible metal shell and concrete core, in increasing the strength, water resistance and adhesion to the pipe metal, increasing the bearing capacity both on the pile material and on the ground.
Осушение полости скважины обеспечивается за счет откачки воды и динамического уплотнения грунта под подошвой сваи. Возможность мониторинга несущей способности сваи обеспечивается за счет забивки внутренней сваи. В известных аналогах определение несущей способности сваи осуществляется более затратными методами, например, статическим испытанием сваи.Drainage of the well cavity is ensured by pumping water and dynamic soil compaction under the sole of the pile. The ability to monitor the bearing capacity of the piles is provided by driving the inner piles. In known analogues, the determination of the bearing capacity of piles is carried out by more expensive methods, for example, by static testing of piles.
В результате использования заявляемого технического решения сокращается количество свай в фундаменте сооружения, материальные затраты и время на технологические операции по изготовлению свай в фундаменте.As a result of using the proposed technical solution, the number of piles in the foundation of the structure, material costs and time for technological operations for the manufacture of piles in the foundation are reduced.
Сущность технического решения заключается в том, что в трубобетонной свае с усиленным основанием, содержащей наружную металлическую оболочку в виде трубы с арматурным каркасом, выполненным из продольных стержней арматуры, расположенных по контуру оболочки, заполненную бетоном, согласно заявляемому решению, наружная металлическая труба-оболочка выполнена неизвлекаемой; трубобетонная свая дополнительно содержит укрепляющий элемент, образуемый из внутренней сваи, состоящей из цилиндрической части и забивного наконечника в форме усеченного конуса, и элемента уширения, образованного из бетонной конструкции цилиндрической формы, разделенной на сегменты с возможностью их перемещения в радиальном направлении с поворотом вокруг горизонтальной оси, и объединенного в монтажном положении с внутренней сваей; при этом внутренний диаметр в верхней части элемента уширения больше внутреннего диаметра - в нижней части.The essence of the technical solution lies in the fact that in a concrete pipe pile with a reinforced base containing an outer metal sheath in the form of a pipe with a reinforcing cage made of longitudinal reinforcement rods located along the sheath contour filled with concrete, according to the claimed solution, the outer sheath metal pipe is made unrecoverable; the pipe-concrete pile additionally contains a reinforcing element formed of an internal pile consisting of a cylindrical part and a driven tip in the form of a truncated cone, and a broadening element formed of a concrete structure of a cylindrical shape, divided into segments with the possibility of their movement in the radial direction with rotation around a horizontal axis , and combined in the mounting position with the inner pile; the inner diameter in the upper part of the broadening element is larger than the inner diameter in the lower part.
При этом элемент уширения в монтажном положении объединен с внутренней сваей с помощью временных проволочных связей. Трубобетонная свая дополнительно содержит извлекаемую инвентарную штангу, выполненную с наголовником на нижнем конце и устанавливаемую на верхнюю часть внутренней сваи.In this case, the broadening element in the mounting position is combined with the internal pile using temporary wire ties. The pipe-concrete pile further comprises a retrievable inventory rod made with a cap on the lower end and mounted on the upper part of the inner pile.
В способе сооружения трубобетонной сваи с усиленным основанием, включающем образование скважины; укрепление ее; введение арматуры; введение бетонного состава; уплотнение бетона в грунт; согласно изобретению укрепление скважины осуществляют посредством погружения внешней неизвлекаемой трубы-оболочки ударным или вибрационным методом; по мере погружения неизвлекаемой трубы-оболочки осуществляют удаление грунта; затем посредством сброса опускают укрепляющий элемент, образованный с помощью бетонной конструкции цилиндрической формы, разделенной на сегменты с возможностью их перемещения в радиальном направлении с поворотом вокруг горизонтальной оси и объединенный в монтажном положении с внутренней сваей; внутреннюю сваю забивают с помощью инвентарной штанги, выполненную с наголовником, до момента перемещения сегментов в радиальном направлении и поворота их вокруг горизонтальной оси, после чего фиксируют внутреннюю сваю с помощью наголовника и извлекают штангу; после введения арматурного каркаса производят откачку воды; бетонирование сваи осуществляют насухо, бетононасосом.In a method of constructing a concrete pipe pile with a reinforced base, including the formation of a well; strengthening it; introduction of reinforcement; introduction of concrete composition; compaction of concrete in the ground; according to the invention, the strengthening of the well is carried out by immersing an external non-removable pipe-shell shock or vibration method; as the non-removable pipe-shell is immersed, soil is removed; then, by dumping, the reinforcing element formed by means of a concrete structure of a cylindrical shape, divided into segments with the possibility of their movement in the radial direction with rotation around a horizontal axis and combined in an installation position with an internal pile, is lowered; the inner pile is hammered with the help of an inventory rod made with a cap, until the segments move in the radial direction and rotate them around the horizontal axis, after which the inner pile is fixed with the cap and the rod is removed; after the introduction of the reinforcing cage, water is pumped out; pile concreting is carried out dry with a concrete pump.
Заявляемое устройство поясняется чертежами, где на Фиг 1а) - представлен вид сваи при опускании укрепляющего элемента в забой пробуренной скважины; на Фиг.1б) - при погружении укрепляющего элемента в основание скважины; на Фиг.1в) - при опускании арматурного каркаса и откачке воды из забоя скважины; на Фиг.1г) - при бетонировании скважины бетононасосом с поверхности; на Фиг.2 - вид сваи с деталями элемента уширения основания. Позициями на чертежах обозначены:The inventive device is illustrated by drawings, where in Fig 1A) is a view of the pile when lowering the reinforcing element in the bottom of the drilled well; on figb) - when immersing the reinforcing element in the base of the well; on figv) - when lowering the reinforcing cage and pumping water from the bottom of the well; Fig.1d) - when concreting a well with a concrete pump from the surface; figure 2 is a view of the piles with the details of the element of the broadening of the base. The positions in the drawings indicate:
1 - неизвлекаемая труба-оболочка;1 - non-removable pipe-shell;
2 - участок водной поверхности в водоеме,2 - plot of the water surface in the pond,
3 - околосвайный грунт,3 - near-pile soil,
4 - внутренняя свая,4 - inner pile
5 - кольцевые сегменты,5 - ring segments,
6 - инвентарная штанга (подбабок),6 - inventory bar (podbabek),
7 - гидромолот,7 - hydraulic hammer,
8 - стержни арматурного каркаса,8 - rods of the reinforcing cage,
9 - бетоновод бетононасоса,9 - concrete duct concrete pump,
10 - бетонная смесь,10 - concrete mixture
11 - наголовник инвентарной штанги,11 - head cap inventory rod,
12 - забивной наконечник внутренней сваи 4.12 - driven tip of the
Трубобетонная свая содержит: неизвлекаемую трубу - оболочку 1 с арматурным каркасом 8, заполненную бетонной смесью, и укрепляющий элемент, расположенный в нижней части металлической трубы-оболочки 1 и состоящий из внутренней сваи 4 и элемента уширения, представляющего собой бетонную конструкцию цилиндрической формы, разделенной, например, на четыре сегмента 5 с возможностью их перемещения в радиальном направлении с поворотом вокруг горизонтальной оси, проходящей по контакту сегмента; а также извлекаемую инвентарную штангу.A concrete pipe pile contains: a non-removable pipe - a
Неизвлекаемая металлическая - стальная - труба-оболочка 1 выполнена с диаметром в широком диапазоне от 800 мм до 2020 мм в зависимости от передаваемой на нее нагрузки. Неизвлекаемая труба-оболочка включена в работу сваи на изгиб и сжимающие (выдергивающие) нагрузки.The non-removable metal - steel - pipe-
Внутренняя свая 4 может быть выполнена из стальной трубы диаметром от 0,3 до 0,8 м и длиной от 2,5 до 4,0 м в зависимости от диаметра внешней неизвлекаемой трубы - оболочки 1, и заполнена бетоном. Внутренняя свая содержит цилиндрическую часть и забивной наконечник 12, выполненный в форме усеченного конуса, и вместе с элементом уширения образует укрепляющий элемент сваи.The
Элемент уширения образован с помощью бетонной конструкции цилиндрической формы, разделенной, например, на четыре равных кольцевых сегмента 5, внутренняя стенка которых имеет меньшую толщину в верхней части и большую толщину - в нижней части. Таким образом, в монтажном положении (когда четыре сегмента находятся в сложенном положении) внутренний диаметр в верхней части элемента уширения больше внутреннего диаметра - в нижней части, в результате чего внутренняя поверхность стенок элемента уширения образует усеченный конус. Внешний диаметр элемента уширения может составлять до 1,8 м, а высота - до 2,5 м. За счет такой конструкции элемент уширения выполнен с возможностью перемещения четырех сегментов от центра в радиальном направлении с поворотом вокруг горизонтальной оси -при воздействии на него ударной силой. Сегменты 5 элемента уширения в монтажном положении присоединены с помощью проволочных связей к забивному наконечнику 12 внутренней сваи 4, который в монтажном положении размещен во внутренней полости элемента уширения, образуемой внутренней поверхностью четырех сегментов 5.The broadening element is formed using a cylindrical concrete structure, divided, for example, into four equal
После забивки внутренней сваи 4 в грунт, забивной наконечник 12 выходит за нижние границы элемента уширения, цилиндрическая часть внутренней сваи входит во внутреннюю полость элемента уширения, в результате чего сегменты элемента уширения перемещаются от центра в радиальном направлении с поворотом вокруг горизонтальной оси. То есть, при ударе о грунт кольцевые сегменты 5 раскрываются и образуют уширенную пяту.After driving the
В результате внутренняя свая 4 и сегменты 5 элемента уширения увеличивают площадь основания, дополнительно упрочняют грунт в основании, создают уширение, что обеспечивает восприятие грунтом расчетных нагрузок.As a result, the
Под действием ударной нагрузки происходит уплотнение грунта основания.Under the influence of shock loading, soil compaction of the base occurs.
Инвентарная штанга 6 - представляет собой металлическую конструкцию кольцевого сечения с наголовником 11 на нижнем конце, который после извлечения инвентарной штанги оставляют на верхнем участке внутренней сваи 4 для дополнительной ее герметизации и фиксации во избежание ее выхода за пределы металлической трубы-оболочки 1 в процессе забоя в грунт. В верхней части инвентарной штанги 6 размещен гидромолот 7.Inventory rod 6 - is a metal structure of an annular section with a
Способ сооружения трубобетонной сваи с усиленным основанием содержит следующие этапы:A method for constructing a reinforced concrete pipe pile contains the following steps:
Посредством ударного или вибрационного метода сквозь толщу воды в грунт или с поверхности грунта погружают неизвлекаемая трубу - оболочку 1 на необходимую глубину. По мере погружения неизвлекаемой металлической трубы-оболочки 1, с помощью виброгрейфера осуществляют удаление грунта. При достижении неизвлекаемой трубой-оболочкой 1 проектных отметок выбирают грунт до нижней границы основания сваи или ниже, если необходимо уширение основания сваи.By means of the shock or vibration method, through the water column into the soil or from the soil surface, a non-removable pipe -
После выемки грунта из полости оболочки в забой скважины сбросом опускают укрепляющий элемент, включающий внутреннюю сваю 4, состоящую из цилиндрической части и забивного наконечника 12, и элемент уширения, представляющий собой бетонную конструкцию цилиндрической формы, разделенной на сегменты (например, на четыре) 5, находящиеся в монтажном (то есть, сложенном) положении. Затем на верхнюю часть внутренней сваи 4 устанавливают инвентарную штангу 6. С помощью гидромолота 7 с весом его ударной части от 4 до 7 тонн производят забивку внутренней сваи 4. В момент удара о грунт и погружения внутренней сваи сегменты элемента уширения перемещаются от центра в радиальном направлении с поворотом вокруг горизонтальной оси, проходящей по контакту сегмента. После извлечения инвентарной штанги наголовник 11 оставляют на верхнем участке внутренней сваи 4 для дополнительной ее герметизации и фиксации на нижней части неизвлекаемой трубы-оболочки 1 во избежание ее выхода за пределы металлической трубы-оболочки 1 в процессе забоя в грунт. После извлечения инвентарной штанги опускают арматурный каркас, производят откачку воды, и бетонирование сваи. Подачу бетона, в отличие от известных аналогов, производят насухо, бетононасосом.After excavation of the soil from the cavity of the shell, a reinforcing element is lowered into the bottom of the well by discharge, including an
При забивке (погружении) за счет конусности внутренняя свая 4 перемещает кольцевые сегменты 5 от центра в радиальном направлении, с поворотом вокруг горизонтальной оси, проходящей по контакту кольцевого сегмента.When driving (dipping) due to the taper, the
Заявленная конструкция трубобетонной сваи с усиленным основанием, благодаря введению внутренней сваи в сочетании с элементом уширения в виде кольцевых сегментов, позволяет существенно сократить материалоемкость, трудоемкость изготовления сваи, а также повысить технологичность и гарантировать качество конструкции.The claimed design of a concrete pipe pile with a reinforced base, due to the introduction of an internal pile in combination with a broadening element in the form of ring segments, can significantly reduce the material consumption, the complexity of the manufacture of piles, as well as improve manufacturability and guarantee the quality of the structure.
Кроме того, уже в момент погружения внутренней сваи в основание скважины получают возможность мониторинга несущей способности сваи по грунту, благодаря зондирующему эффекту забивочных ударов, осуществляемых с помощью инвентарной штанги и гидромолотом.In addition, already at the moment of immersion of the internal pile into the base of the well, it becomes possible to monitor the bearing capacity of the pile on the ground, thanks to the sounding effect of driving impacts carried out using an inventory rod and a hydraulic hammer.
Трубобетонную сваю с усиленным основанием сооружают следующим образом. Осуществив позиционирование по координатам, погружают неизвлекаемую металлическую трубу-оболочку с одновременным извлечением грунта. Затем осуществляют сброс укрепляющего элемента, состоящего из внутренней сваи 4 с забивным наконечником и элементов уширения, выполненных в виде четырех железобетонных кольцевых сегментов 5, в забой пробуренной скважины. Находящиеся в момент сброса в монтажном (то есть, сложенном) положении и объединенные временными проволочными связями с внутренней сваей 4, кольцевые сегменты 5 при ударе о грунт раскрываются и под воздействием ударной нагрузки образуют уширенную пяту с уплотнением грунта основания. Затем на верхнюю часть внутренней сваи 4 опускают гидравлический молот с инвентарной штангой 6, выполненной в виде металлической конструкции трубчатого сечения с наголовником сваи на нижнем конце. Производят забивку внутренней сваи. Следующим этапом является погружение арматурного каркаса, выполненного в виде металлических стержней, и откачка воды из забоя скважины. После этого производят бетонирование скважины бетононасосом с поверхности акватории или земли посредством виброуплотнения.A reinforced concrete pipe pile is constructed as follows. Having positioned by coordinates, immersed in an unremovable metal pipe-shell with simultaneous extraction of soil. Then carry out the dumping of the reinforcing element, consisting of an
Использование заявляемого технического решения позволяет герметизировать полость скважины с последующим ее осушением и откачкой воды. В результате заполнение скважины бетоном можно осуществлять насухо, используя бетононасос.Using the proposed technical solution allows you to seal the cavity of the well with its subsequent drainage and pumping water. As a result, filling the well with concrete can be carried out dry using a concrete pump.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011153665/03A RU2492294C1 (en) | 2011-12-27 | 2011-12-27 | Pipe concrete pile with reinforced base and method of its erection |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011153665/03A RU2492294C1 (en) | 2011-12-27 | 2011-12-27 | Pipe concrete pile with reinforced base and method of its erection |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011153665A RU2011153665A (en) | 2013-07-10 |
RU2492294C1 true RU2492294C1 (en) | 2013-09-10 |
Family
ID=48787306
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011153665/03A RU2492294C1 (en) | 2011-12-27 | 2011-12-27 | Pipe concrete pile with reinforced base and method of its erection |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2492294C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2575190C1 (en) * | 2015-02-05 | 2016-02-20 | Александр Васильевич Лубягин | Method of auger piles installation |
RU178914U1 (en) * | 2017-11-21 | 2018-04-23 | Николай Юрьевич Жуков | PILED PIPE IN THE WELL |
RU207747U1 (en) * | 2021-02-02 | 2021-11-15 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "ФОРСТ" (ООО "НПФ "ФОРСТ") | REINFORCEMENT FRAME FOR DRILL PILES WITH GROUND-CEMENT EXTENSIONS IN THE ZONE OF WEAK SOILS |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106013098B (en) * | 2016-07-14 | 2018-06-05 | 淮海工学院 | Miniature steel pipe pile and grouting strengthening method |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU903473A1 (en) * | 1979-04-28 | 1982-02-07 | За витель | Method of constructing cast-in-place piles |
DE3131559A1 (en) * | 1981-08-08 | 1983-05-05 | Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim | Method of producing cast-in-situ piles |
RU2167985C1 (en) * | 1999-12-24 | 2001-05-27 | Ульяновский государственный технический университет | Pre-stressed tubular-concrete member with fan reinforcement |
RU2186905C2 (en) * | 2000-09-29 | 2002-08-10 | Альбицкий Сергей Александрович | Pile |
RU2236505C2 (en) * | 1998-12-14 | 2004-09-20 | Раутаруукки Ойй | Tubular pile enclosed in concrete layer and driving method thereof |
-
2011
- 2011-12-27 RU RU2011153665/03A patent/RU2492294C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU903473A1 (en) * | 1979-04-28 | 1982-02-07 | За витель | Method of constructing cast-in-place piles |
DE3131559A1 (en) * | 1981-08-08 | 1983-05-05 | Brown, Boveri & Cie Ag, 6800 Mannheim | Method of producing cast-in-situ piles |
RU2236505C2 (en) * | 1998-12-14 | 2004-09-20 | Раутаруукки Ойй | Tubular pile enclosed in concrete layer and driving method thereof |
RU2167985C1 (en) * | 1999-12-24 | 2001-05-27 | Ульяновский государственный технический университет | Pre-stressed tubular-concrete member with fan reinforcement |
RU2186905C2 (en) * | 2000-09-29 | 2002-08-10 | Альбицкий Сергей Александрович | Pile |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
МЕТЕЛЮК Н.С. Сваи и свайные фундаменты, справочное пособие. - Киев: Будивельник, 1977, с.34-39, 203-217. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2575190C1 (en) * | 2015-02-05 | 2016-02-20 | Александр Васильевич Лубягин | Method of auger piles installation |
RU178914U1 (en) * | 2017-11-21 | 2018-04-23 | Николай Юрьевич Жуков | PILED PIPE IN THE WELL |
RU207747U1 (en) * | 2021-02-02 | 2021-11-15 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "ФОРСТ" (ООО "НПФ "ФОРСТ") | REINFORCEMENT FRAME FOR DRILL PILES WITH GROUND-CEMENT EXTENSIONS IN THE ZONE OF WEAK SOILS |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011153665A (en) | 2013-07-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20210292987A1 (en) | Construction method for pouring concrete in karst cave | |
RU2626101C2 (en) | Method and device for testing of bearing capacity using the annular sensor | |
CN106284317B (en) | A kind of building pile foundation construction method | |
KR101194594B1 (en) | Construction method of the concrete filled steel tube column | |
CN110130427B (en) | Method for reinforcing prefabricated hollow pipe pile | |
CN112323777A (en) | Hollow precast pile for rock embedding and rock embedding construction method using precast pile | |
CN110820762A (en) | Construction method of stiff-core curtain pile and retaining wall pile anchor combined supporting structure | |
CN109914396B (en) | Construction design and manufacturing construction method for bored pile reinforcement cage | |
CN113699981A (en) | Construction method for preventing necking of rotary-digging cast-in-place pile in high-fill field | |
RU2492294C1 (en) | Pipe concrete pile with reinforced base and method of its erection | |
KR101135163B1 (en) | Grout injection and replacement device and the soft ground foundation concrete pile using the same method | |
RU2331736C1 (en) | Method for improving massive of loessial collapsible soil in base of buildings and structures | |
CN1438389A (en) | Flapper type pile-shoe barrel-pile pore-forming device and prefabricated-pile-shoe free barrel-pile construction method | |
CN110886507B (en) | Method for increasing storey and expanding under existing building | |
CN108086307A (en) | Compound mini pile is perfused in concrete filled steel tube borehole | |
JP2002364006A (en) | Construction method for underwater foundation | |
RU2371547C1 (en) | Method for strengthening of slopes and slot maker for its realisation | |
CN207794067U (en) | Compound mini pile is perfused in concrete filled steel tube borehole | |
RU2663420C1 (en) | Pile in the punched well arrangement method (embodiments) | |
JP2008031772A (en) | Construction method of precast pile, and cover for use in the construction method | |
CN114908782B (en) | Foundation pit dewatering construction method | |
RU2275470C1 (en) | Method of floating pile load-bearing capacity increase | |
RU2360071C1 (en) | Method of reinforcement of foundations | |
RU176157U1 (en) | BORED PILES | |
RU2266368C2 (en) | Method for cast-in-place pile building in collapsible ground |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141228 |