RU2543842C1 - Ground anchor or drilling pile and manufacturing method of ground anchor or drilling pile - Google Patents
Ground anchor or drilling pile and manufacturing method of ground anchor or drilling pile Download PDFInfo
- Publication number
- RU2543842C1 RU2543842C1 RU2013153029/03A RU2013153029A RU2543842C1 RU 2543842 C1 RU2543842 C1 RU 2543842C1 RU 2013153029/03 A RU2013153029/03 A RU 2013153029/03A RU 2013153029 A RU2013153029 A RU 2013153029A RU 2543842 C1 RU2543842 C1 RU 2543842C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- broadening
- soil
- well
- anchor
- pile
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретения относятся к области строительства, в частности к грунтовым анкерам для крепления котлованов, откосов, строительных конструкций, например вантовых растяжек и т.п., а также к буровым сваям с уплотнением грунта вдоль их ствола и технологии их изготовления.The invention relates to the field of construction, in particular to soil anchors for attaching pits, slopes, building structures, such as cable-stayed extensions, etc., as well as to drilling piles with soil compaction along their trunk and the technology for their manufacture.
Известны буронабивные сваи с несколькими удаленными друг от друга по длине ствола сваи уширениями, вырезанными в грунте механическими инструментами, с увеличением диаметра скважины в 2,5-3,5 раза (сечения в 7-12 раз). При этом экспериментально установлено, что одно уширение дает увеличение несущей способности сваи на 70-80%, два уширения на 240-243%, три уширения на 255% сваи без уширений. При этом шаг уширений от 1 диаметра скважины до 3,2 диаметра [Проектирование и устройство свайных фундаментов. Беленький С.Б., Дикман Л.Г., Кондратьев А.И., Косоруков И.И. и др. - М.: Высш. Шк., 1983, стр.184-186, табл.10.1]. В таблице 10.3 [там же] для буронабивных свай диметром 600 мм и длиной 12 м приведены предельные нагрузки при отсутствии уширений 160 т, при одном уширении 205 т (после интерполяции к длине 12 м), при двух уширениях 225 т и при трех уширениях 275 т; при длине свай 16 м без уширений 175 т, при одном уширении 200 т, при двух уширениях 348 т (после интерполяции к длине 16 м) и 450 т при трех уширениях. Анализируя неполные данные, можно предположить, что второе уширение у свай длиной 12 м и первое уширение у свай длиной 16 м выполнены в грунтах менее прочных, чем остальные уширения, поэтому получились несколько искаженные предельные сопротивления.Bored piles are known with several broadened piles removed from each other along the shaft bore, cut out in the ground with mechanical tools, with an increase in the diameter of the well 2.5-3.5 times (cross sections 7-12 times). It was experimentally established that one broadening gives an increase in the bearing capacity of the pile by 70-80%, two broadening by 240-243%, three broadening by 255% of the pile without broadening. In this case, the step of broadening from 1 diameter of the well to 3.2 diameter [Design and construction of pile foundations. Belenky S.B., Dikman L.G., Kondratiev A.I., Kosorukov I.I. et al. - M.: Higher. Shk., 1983, pp. 184-186, Table 10.1]. Table 10.3 [ibid.] For bored piles with a diameter of 600 mm and a length of 12 m shows the ultimate loads in the absence of broadening of 160 t, with one broadening of 205 t (after interpolation to a length of 12 m), with two broadening of 225 t and three broadening of 275 t; with a pile length of 16 m without broadening 175 t, with one broadening 200 t, with two broadening 348 t (after interpolation to a length of 16 m) and 450 t with three broadening. Analyzing incomplete data, it can be assumed that the second broadening of piles 12 m long and the first broadening of piles 16 m long were made in soils less durable than the remaining broadening, therefore, somewhat distorted ultimate resistances were obtained.
При вырезании уширений в грунте его механические свойства (прочность на сжатие, модуль деформации, сцепление, угол внутреннего трения) изменяются в сторону ухудшения строительных свойств. В связи с чем требуются такие огромные уширения, диаметром 1,6 м и более. Вырезать уширения таких размеров не всегда и не во всяких грунтах удается. В малопрочных и слабоустойчивых грунтах, где уширения больше всего нужны, вырезать их практически невозможно, т.к. грунт неустойчив.When cutting broadening in the soil, its mechanical properties (compressive strength, deformation modulus, adhesion, angle of internal friction) change in the direction of deterioration of the building properties. In this connection, such huge broadening is required, with a diameter of 1.6 m or more. It is not always possible to cut out broadening of such sizes and not in all soils. In low-strength and weakly stable soils, where broadening is most needed, it is almost impossible to cut them, because soil is unstable.
Известен способ изготовления буронабивной сваи, включающий устройство скважины, заполнение ее твердеющим составом, формирование камуфлетных уширений электрическими разрядами импульсов тока (электровзрывами) между электродами и перемещение электродной системы вдоль скважины по определенной программе соответственно для получения уширения постоянного сечения или уширения с увеличивающимся сечением в направлении забоя скважины, или уширения с увеличивающимся сечением в направлении устья скважины [описание изобретения к патенту РФ №1688790, E02D 5/44, 23.03.93 г.].A known method of manufacturing a bored pile, including the device of the well, filling it with a hardening composition, the formation of camouflage broadening by electric discharges of current pulses (electric explosions) between the electrodes and moving the electrode system along the well according to a certain program, respectively, to obtain broadening of a constant cross section or broadening with an increasing cross section in the direction of the bottom wells, or broadening with an increasing cross section in the direction of the wellhead [description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 1688790, E02D 5/44, 03/23/93].
По этому способу одновременно с формированием уширений улучшаются строительные свойства грунта в зоне уширений, что позволяет изготавливать впрессованные уширения значительно меньших размеров чем при их вырезании в грунте механическим способом.According to this method, simultaneously with the formation of broadening, the construction properties of the soil in the broadening zone are improved, which makes it possible to produce pressed broadening of significantly smaller sizes than when they are cut out in the ground mechanically.
Однако удельная несущая способность грунта, вмещающего сваю с уширениями постоянного сечения или с уширениями с увеличивающимся сечением в направлении забоя скважины, или с уширениями с увеличивающимся сечением в направлении устья скважины, многократно ниже удельной несущей способности бетона ствола сваи, поэтому материал сваи расходуется нерационально.However, the specific bearing capacity of soil containing a pile with broadening of a constant cross section or with broadening with an increasing cross section in the direction of the bottom of the well, or with broadening with an increasing cross section in the direction of the wellhead, is many times lower than the specific carrying capacity of concrete of the pile shaft, therefore the pile material is wasted.
Наиболее близким является грунтовый анкер, включающий заделку и арматурную тягу, которая выполнена в виде центрального стержня и упруго прикрепленных периферийных элементов, реализованный в способе возведения грунтового анкера, включающем погружение на проектную глубину обсадной трубы с теряемым башмаком, опускание излучателя энергии в погруженную до проектной отметки обсадную трубу, выбивание теряемого башмака-наконечника, заполнение обсадной трубы твердеющим материалом, подъем нижнего конца обсадной трубы до отметки начала заделки анкера, фиксацию положения излучателя на 1,0-2,0 диаметра ниже конца обсадной трубы, обработку стенок скважины электрическими разрядами импульсов тока (электровзрывами), создаваемыми излучателем в твердеющем материале, перемещая излучатель вместе с обсадной трубой по длине заделки для формирования заделки, с непрерывной подачей дополнительного количества твердеющего материала в обсадную трубу. После окончания формования заделки излучатель извлекают, а в обсадную трубу опускают арматурную тягу, извлекая полностью обсадную трубу [патент РФ №2131495, E02D 5/80, 10.06.1999 г.].The closest is a soil anchor, including termination and reinforcing rod, which is made in the form of a central rod and elastically attached peripheral elements, implemented in a method of erecting a soil anchor, including immersing the casing pipe with a lost shoe at the design depth, lowering the energy emitter into the submerged to the design elevation casing, knocking out a lost shoe tip, filling the casing with hardening material, raising the lower end of the casing to the start mark ki of the anchor, fixing the position of the emitter 1.0-2.0 diameters below the end of the casing, treating the walls of the well with electrical discharges of current pulses (electric explosions) created by the emitter in the hardening material, moving the emitter together with the casing along the length of the seal to form a seal, with the continuous supply of an additional amount of hardening material into the casing. After the termination molding is completed, the emitter is removed, and the reinforcing rod is lowered into the casing, completely removing the casing [RF patent No. 2131495, E02D 5/80, 06/10/1999].
По этому же способу заделку выполняют полисферической формы с увеличением диаметра сфер от начала заделки к концу, а тягу выполняют с концентраторами деформации бетона на расстоянии в 1-3 диаметра бетонного сечения заделки друг от друга.In the same method, the termination is performed in a polyspherical shape with an increase in the diameter of the spheres from the beginning of the termination to the end, and the thrust is performed with concentrators of concrete deformation at a distance of 1-3 diameters of the concrete section of the termination from each other.
Однако по известному способу скважина в грунте формируется методом вытеснения грунта (забивкой, вибропогружением, вдавливанием, вдавливанием с вращением или комбинацией перечисленных способов). Возникает существенное ограничение области применения известного анкера и способа его возведения. Это физико-механические характеристики грунтов (прочные суглинки и глины, плотные пески, крупнозернистые и гравелистые пески или даже их прослои), в которые невозможно погрузить обсадную трубу методом вытеснения грунта. В рыхлых песках и грунтах, содержащих включения гравия, гальки или щебня, повторное погружение обсадной трубы без наконечника после осуществления нескольких электровзрывов впереди обсадной трубы абсолютно невозможно, тем более что обрушившиеся со свода наклонной скважины включения гравия, гальки и щебня зажмут излучатель так, что вытащить его будет большой проблемой. В результате анкер не будет установлен. Кроме того, при погружении обсадной трубы методом вытеснения грунта в условиях плотной застройки и наличия подземных коммуникаций окажет на них негативное влияние.However, according to the known method, a well in the soil is formed by the method of displacing the soil (driving, vibroabsorption, indentation, indentation with rotation or a combination of the above methods). There is a significant limitation on the scope of application of the known anchor and the method of its construction. These are the physical and mechanical characteristics of soils (strong loam and clay, dense sands, coarse and gravel sands or even their interlayers), into which it is impossible to immerse the casing by soil displacement. In loose sands and soils containing inclusions of gravel, pebbles or rubble, re-immersion of the casing without a tip after several electrical explosions in front of the casing is absolutely impossible, especially since the inclusions of gravel, pebbles and gravel that have fallen from the arch of the inclined well will clamp the emitter so that it is pulled out its going to be a big problem. As a result, the anchor will not be installed. In addition, when the casing is immersed by displacing the soil under conditions of dense development and the presence of underground utilities, it will have a negative effect on them.
Однако удельная несущая способность грунта, даже с учетом улучшения его строительных свойств в локальных зонах полисферических уширений (выполнение заделки с полисферическими уширениями повышает несущую способность по грунту и снижает расход твердеющих материалов), вдоль корня анкера, снабженного концентраторами деформации бетона, многократно ниже удельной несущей способности бетона и тем более стальной анкерной тяги, поэтому материал в корне анкера расходуется нерационально. Выполнение тяги с концентраторами деформации бетона в полисферических уширениях ведет к еще большему перерасходу материала, так как менее прочным материалом в данной системе является грунт, в котором размещен корень анкера.However, the specific bearing capacity of the soil, even taking into account the improvement of its building properties in local zones of polyspherical broadening (performing embedding with polyspherical broadening, increases the bearing capacity on the soil and reduces the consumption of hardening materials), along the root of the anchor equipped with concrete deformation concentrators, is many times lower than the specific bearing capacity concrete and especially steel anchor traction, so the material at the root of the anchor is spent irrationally. The execution of traction with concentrators of deformation of concrete in polyspherical broadening leads to an even greater overspending of the material, since the soil in which the anchor root is placed is a less durable material in this system.
При изготовлении набивной сваи [патент РФ №2039156, E02D 5/34, 09.07.1995 г.], где указан шаг подъема разрядника равный 400 мм (источника, создающего импульсы давления для формирования локальных уширений) при диаметре скважины 230 мм, экспериментальной проверкой установлено, что при таком шаге подъема разрядника формируемые уширения соединяются между собой. Ствол сваи представляет ровную по макрогеометрии поверхность, хотя свая воспринимает весьма большую вдавливающую нагрузку, однако при таком шаге подъема разрядника уширения соединяются, что не дает существенного прироста несущей способности по грунту, а на создание соединяющихся уширений идет повышенный расход твердеющего материала.In the manufacture of a stuffed pile [RF patent No. 2039156, E02D 5/34, 07/09/1995], where the step of lifting a spark gap equal to 400 mm (a source that generates pressure pulses for the formation of local broadening) with a well diameter of 230 mm is indicated by experimental verification , that at such a step of lifting the spark gap, the formed broadening is interconnected. The pile trunk is a surface that is macrogeometrically smooth, although the pile accepts a very large pressing load, however, with this step of lifting the spark gap, the broadening is connected, which does not give a significant increase in bearing capacity over the ground, and an increased consumption of hardening material is used to create connecting broadening.
Задачей изобретения является снижение расхода твердеющего материала, повышение производительности труда при изготовлении буровых свай и грунтовых анкеров одновременно с повышением их несущей способности за счет эффективного использования несущей способности грунта.The objective of the invention is to reduce the consumption of hardening material, increasing labor productivity in the manufacture of drilling piles and soil anchors while increasing their bearing capacity due to the effective use of the bearing capacity of the soil.
Поставленная задача достигается благодаря указанному дискретному расположению формируемых зон уплотнения указанным способом грунта вдоль ствола сваи или вдоль корня анкера и заполнению полостей, полученных в результате локального уплотнения грунта, твердеющим материалом, например бетонной смесью или цементным раствором.The task is achieved due to the indicated discrete location of the formed compaction zones in the indicated way of the soil along the pile shaft or along the root of the anchor and filling the cavities obtained as a result of local compaction of the soil with hardening material, for example concrete mixture or cement mortar.
Техническим результатом является обеспечение удельной несущей способности грунта вдоль корня анкера, сопоставимой с удельной несущей способностью бетона анкера, в том числе и в локальных зонах уширений. При этом напряженно-деформированное состояние прилегающего к уширению грунта достигает величины напряженно-деформированного состояния грунта в основании сваи.The technical result is the provision of the specific bearing capacity of the soil along the root of the anchor, comparable with the specific bearing capacity of the concrete of the anchor, including in local zones of broadening. In this case, the stress-strain state of the soil adjacent to the broadening reaches the value of the stress-strain state of the soil at the base of the pile.
Сущность изобретения заключается в том, что способ изготовления грунтового анкера или буровой сваи включает формирование скважины в дисперсном грунте, заполнение ее пластичным твердеющим материалом, уплотнение грунта, окружающего ствол изготавливаемой сваи или корень анкера, дискретно с образованием динамическим и/или статическим воздействием уширений, которые формируют путем уплотнения и частичного вытеснения грунта в каждом уширении так, чтобы напряженно-деформированное состояние прилегающего к уширению грунта достигло величины напряженно-деформированного состояния грунта в основании сваи, при этом максимальное расстояние l между центрами уширений вдоль оси скважины определяют по формулеThe essence of the invention lies in the fact that a method of manufacturing a soil anchor or a pile pile includes forming a well in dispersed soil, filling it with plastic hardening material, compacting the soil surrounding the shaft of the pile being manufactured or the root of the anchor, discretely with the formation of dynamic and / or static effects of broadening, which form by compaction and partial displacement of the soil in each broadening so that the stress-strain state of the soil adjacent to the broadening reaches a value the stress-strain state of the soil at the base of the pile, while the maximum distance l between the centers of broadening along the axis of the well is determined by the formula
гдеWhere
l - расстояние между уширениями, м;l is the distance between the broadening, m;
dc - диаметр скважины, м;d c - well diameter, m;
Δhn-1 - величина осадки твердеющего материала в устье скважины при формировании предыдущего уширения, м;Δh n-1 - the amount of precipitation of the hardening material at the wellhead during the formation of the previous broadening, m;
или по формулеor according to the formula
гдеWhere
l - расстояние между уширениями;l is the distance between the broadening;
rc - радиус скважины;r c is the radius of the well;
Vbn-1 - объем предыдущего уширения;Vb n-1 is the volume of the previous broadening;
а после создания уширений в скважину погружают арматурный каркас.and after creating the broadening, the reinforcing cage is immersed in the well.
При этом для изготовления грунтовых анкеров и свай, работающих на выдергивающие нагрузки, центр наиболее удаленной от устья скважины зоны уплотнения размещают от забоя скважины на расстоянии 1,5-2d скважины, а арматурный каркас в нижнем конце выполняют с анкерными приспособлениями.At the same time, for the manufacture of soil anchors and piles working for pulling loads, the center of the most remote zone of compaction is placed from the bottom of the well at a distance of 1.5-2d of the well, and the reinforcing cage at the lower end is performed with anchor devices.
Грунтовый анкер или буровая свая из затвердевшего пластичного материала с арматурным каркасом и уширениями ствола, размещенными в окружающем их дисперсном грунте, уплотненном до величины напряженно деформированного состояния, равного величине напряженно деформированного состояния грунта в основании сваи, при этом центры уширений вдоль оси анкера или скважины расположены на расстоянии не более величиныA soil anchor or drill pile made of hardened plastic material with a reinforcing cage and shaft extensions, placed in the surrounding dispersed soil, compacted to the value of the stress-strain state equal to the value of the stress-strain state of the soil at the base of the pile, while the centers of broadening along the axis of the anchor or well are located at a distance of no more than
гдеWhere
l - расстояние между уширениями, м;l is the distance between the broadening, m;
dc - диаметр скважины, м;d c - well diameter, m;
Δhn-1 - величина осадки твердеющего материала в устье скважины при формировании предыдущего уширения, м;Δh n-1 - the amount of precipitation of the hardening material at the wellhead during the formation of the previous broadening, m;
или на расстоянии не более величиныor at a distance of no more than
гдеWhere
l - расстояние между уширениями;l is the distance between the broadening;
rc - радиус скважины;r c is the radius of the well;
Vbn-1 - объем предыдущего уширения.Vb n-1 is the volume of the previous broadening.
А для грунтовых анкеров и свай, работающих на выдергивающие нагрузки, центр наиболее удаленной от устья скважины зоны уплотнения размещен от забоя скважины на расстоянии 1,5-2 d скважины, а арматурный каркас на нижнем конце имеет анкерные приспособления. В качестве твердеющего материала используют цементный раствор, мелкозернистую бетонную смесь и т.п.And for soil anchors and piles working on pulling loads, the center of the most remote compaction zone is located from the bottom of the well at a distance of 1.5-2 d of the well, and the reinforcing cage at the lower end has anchor devices. As the hardening material, cement mortar, fine-grained concrete mixture, etc. are used.
Таким образом, в предложенных технических решениях рассматривается система «свая - грунт» или «анкер - грунт», обеспечивающая совместно решение поставленной задачи с достижением указанного выше результата. Установлено, что шаг уширений обратно пропорционален прочности грунта, в котором расположены уширения, и определяются по расходу визуальному снижению уровня. Если расстояние меньше диаметра скважины, то зоны уплотнения соединяются и эффект дискретности исчезает полностью. Расстояние равное 10 диаметрам установлено из условия распространения в грунте усилия от точки приложения. При увеличении расстояние между зонами уплотнения более 10 диаметров скважины несущая способность массива не обеспечивает достижения заявленного результата по несущей способности. Минимальное расстояние между центрами определяется как сумма диаметров двух последовательно расположенных по оси скважины уширений.Thus, the proposed technical solutions consider the system "pile - soil" or "anchor - soil", which provides a joint solution to the problem with the achievement of the above result. It was found that the step of broadening is inversely proportional to the strength of the soil in which the broadening is located, and are determined by the flow rate of a visual decrease in level. If the distance is less than the diameter of the well, then the compaction zones are connected and the discrete effect disappears completely. A distance of 10 diameters is determined from the propagation conditions in the soil of the force from the point of application. With an increase in the distance between the compaction zones of more than 10 well diameters, the bearing capacity of the array does not ensure the achievement of the declared result in bearing capacity. The minimum distance between the centers is defined as the sum of the diameters of two broadening successively located along the axis of the well.
Техническое решение проверено расчетами и подтверждено экспериментально.The technical solution is verified by calculations and confirmed experimentally.
Техническое решение поясняется чертежами.The technical solution is illustrated by drawings.
На фиг.1 приведен общий вид (фото) свай с дискретно размещенными уширениями, изготовленных в грунте с использованием электрических разрядов импульсов тока и выкопанных для исследований.Figure 1 shows a General view (photo) of piles with discretely placed broadening made in the ground using electric discharges of current pulses and dug for research.
На фиг.2 приведено продольное сечение грунтового анкера, изготовленного по заявляемому техническому решению.Figure 2 shows a longitudinal section of a soil anchor made according to the claimed technical solution.
На фиг.3 приведено продольное сечение сваи, изготовленной по заявляемому техническому решению, работающей на выдергивающую нагрузку.Figure 3 shows a longitudinal section of a pile made according to the claimed technical solution, operating at pulling load.
На фиг.4 приведено продольное сечение сваи, изготовленной по заявляемому техническому решению, работающей на вдавливающую нагрузку.Figure 4 shows a longitudinal section of a pile made according to the claimed technical solution, operating on an pressing load.
На фиг.5 приведена фотография грунтового анкера с дискретно расположенными камуфлетными уширениями, после испытания выдергивающей нагрузкой, доведенной до разрушения анкерной тяги - 62,5 тс, а) - в момент откопки, б) - на стропах крана, в) - начало развития трещины в бетоне в ближнем, наиболее нагруженном, бетонном уширении.Figure 5 shows a photograph of a soil anchor with discreetly located camouflage broadening, after pulling load testing, brought to destruction of the anchor rod - 62.5 tf, a) at the time of excavation, b) on the crane slings, c) the beginning of crack development in concrete in the nearest, most loaded, concrete broadening.
На чертежах обозначено: буровая скважина 1, заполненная твердеющим материалом 2, в скважине дискретно с шагом S=(1-10)d буровой скважины сформированы уширения 3 путем уплотнения и частичного вытеснения грунта, так чтобы напряженно-деформированное состояние прилегающего к уширению грунта достигло напряженно-деформированного состояния грунта в основании забивной сваи. В скважину погружен арматурный каркас 4, снабженный центраторами 5. Первое уширение выполнено от забоя скважины на расстоянии 1,5…2d скважины. Арматурный каркас в нижнем конце снабжен анкерными приспособлениями 6.In the drawings it is indicated: a borehole 1 filled with hardening
При изготовлении грунтовых анкеров и свай, работающих на выдергивающие нагрузки, для эффективного включения в работу бетона сваи или корня анкера, а также окружающего грунта, на наиболее удаленном от устья скважины конце армирующего элемента, выполняют анкерные приспособления, а центр наиболее удаленной от устья скважины зоны уплотнения размещают на 1,5…2 диаметра скважины ближе к ее устью, считая от наиболее удаленной точки армирующего элемента.In the manufacture of soil anchors and piles operating for pulling loads, for the effective inclusion of concrete piles or anchor root, as well as surrounding soil, at the end of the reinforcing element farthest from the wellhead, anchor devices are made, and the center of the zone farthest from the wellhead seals are placed 1.5 ... 2 well diameters closer to its mouth, counting from the farthest point of the reinforcing element.
Помимо разрядно импульсного способа, с использованием электродной системы, могут использоваться и другие способы создания дискретных зон повышенной плотности грунта вокруг ствола сваи или корня анкера, как динамические, так и статические воздействия на грунт в локальных зонах.In addition to the discharge-pulse method, using the electrode system, other methods can be used to create discrete zones of increased soil density around the pile shaft or anchor root, both dynamic and static effects on the soil in local zones.
Экспериментально (на строящемся у Можайского шоссе объекте) установлено, что грунтовые анкеры в полутвердых суглинках с тремя камуфлетными уширениями, выполненными с шагом 1,5 м, в скважине первоначальным диаметром 15 см, обеспечили заделку корня анкера, выдержавшую до разрыва анкерной тяги из винтовой арматурной стали марки Ст. 950/1050 (производство Германии) на усилии 62,0…62,2 тс, аналогично с заделкой корня анкера, в котором камуфлетные уширения создавались с шагом, равным диаметру скважины. Время формирования уширений в первом случае было на 15 минут меньше.It was established experimentally (at the facility under construction near Mozhayskoye Shosse) that soil anchors in semi-solid loam with three camouflage broadenings, performed in increments of 1.5 m, in the borehole with an initial diameter of 15 cm, secured an anchor root embedment, which withstood the anchor rod from the reinforcing bar before breaking steel grade Art. 950/1050 (German production) for a force of 62.0 ... 62.2 tf, similarly with embedment of the anchor root, in which camouflage broadening was created with a step equal to the diameter of the well. The time of formation of broadening in the first case was 15 minutes shorter.
Экспериментально установлено, что сваи длиной 23 м, диаметром скважины по диаметру долота 320 мм в мелах (Воронежская обл., территория нового цементного завода в пос. Подгоренском) с камуфлетными уширениями, выполненными с шагом 2 м, при испытании статической вдавливающей нагрузкой 210 тс, имели меньшую деформацию по сравнению со сваями, у которых камуфлетные уширения были сформированы с шагом 0,7-1,0 м.It was experimentally established that piles with a length of 23 m and a borehole diameter of 320 mm in chalk (Voronezh region, the territory of a new cement plant in the village of Podgorensky) with camouflage broadening performed in 2 m increments when tested with a static pressing load of 210 tf, had a lower deformation in comparison with piles in which camouflage broadening was formed with a step of 0.7-1.0 m
Причем стабилизация деформаций свай и анкеров с камуфлетными уширениями, выполненными с большим шагом, наступала заметно быстрее.Moreover, the stabilization of deformations of piles and anchors with camouflage broadening made with a large step, came much faster.
Если корень анкера размещен в глинистых грунтах с JL=0,2 на глубине 10 м, то после обработки участка корня анкера на длине 1 м разрядами импульсов тока (РИТ) диаметр скважины 150 мм увеличится в 1,25 раза и достигнет 0,15·1,25=0,1875 м, согласно ТР 50-180-06 (табл.3).If the root of the anchor is placed in clay soils with J L = 0.2 at a depth of 10 m, then after processing the section of the root of the anchor at a length of 1 m with discharges of current pulses (RHT), the borehole diameter of 150 mm will increase 1.25 times and reach 0.15 1.25 = 0.1875 m, according to TP 50-180-06 (table 3).
Объем цементного раствора, израсходованного на заполнение уширения, составитThe volume of cement used to fill the broadening will be
V=π/4(0,18752-0,152)=0,00994 м3.V = π / 4 (0.1875 2 -0.15 2 ) = 0.00994 m 3 .
Периметр скважины после обработки составит U=0,1875π=0,589 м.The well perimeter after processing will be U = 0.1875π = 0.589 m.
Согласно актуализированной редакции СНиП 2.02.03-85 (табл.7.3) расчетное сопротивление на боковой поверхности сваи (корня анкера) в глинистых грунтах JL=0,2 на глубине 10 м составит 6,5 тс/м2. При диаметре ствола 0,1875 м сопротивление грунта, при устройстве анкера по известному способу, на длине 1 м составитAccording to the updated edition of SNiP 2.02.03-85 (Table 7.3), the calculated resistance on the lateral surface of the pile (anchor root) in clay soils J L = 0.2 at a depth of 10 m will be 6.5 tf / m 2 . With a trunk diameter of 0.1875 m, the soil resistance, when the anchor is installed according to the known method, at a length of 1 m is
Fdбок=6,5·0,589·1=3,83 тс.F d side = 6.5 · 0.589 · 1 = 3.83 tf.
Если сформировать одно камуфлетное уширение, израсходовав 0,00994 м3 цементного раствора, получим диаметр уширения, условно принимая его в форме шара, равным 31 см. Площадь поперечного сечения этого уширения составляетIf we form one camouflage broadening, having consumed 0.00994 m 3 of cement, we obtain the broadening diameter, conditionally assuming it in the shape of a ball, equal to 31 cm. The cross-sectional area of this broadening is
Ауш=π·0,312/4=0,0751 м2.A br = π · 0,31 2/4 = 0.0751 m 2.
В состав этой площади входит площадь скважины Аскв=0,152·π/4=0,01767 м2.This area includes well area A well = 0.15 2 · π / 4 = 0.01767 m 2 .
При перемещении анкера под нагрузкой на грунт действует нагрузка по площади кольцаWhen moving the anchor under load on the ground, the load acts on the area of the ring
Акольца=Ауш-Аскв=0,0751-0,01767=0,0574 м2. Ring A = A -A br DH = 0,0751-0,01767 = 0.0574 m 2.
После создания в зоне камуфлетного уширения напряженно-деформированного состояния грунта, как под нижним концом забивной сваи, погруженной в этот же грунт на эту же глубину, сопротивление грунта можно принять по таблице 7.2 актуализированной редакции СНиП 2.02.03-85, как под нижним концом забивной сваи в глинистых грунтах с JL=0,2 на глубине 10 м R=500 тс/м2.After creating a stress-strain state of the soil in the area of camouflage broadening, as under the lower end of a driven pile, immersed in the same soil at the same depth, soil resistance can be taken according to table 7.2 of the updated edition of SNiP 2.02.03-85, as under the lower end of the driven piles in clay soils with J L = 0.2 at a depth of 10 m R = 500 tf / m 2 .
Усилие, воспринимаемое грунтом по кольцу площадью 0,0574 м2, при устройстве анкера согласно изобретения, составитThe force perceived by the soil along the ring with an area of 0.0574 m 2 when installing the anchor according to the invention will be
Fdкольца=500·0,0574=28,7 тс.Fd rings = 500 · 0.0574 = 28.7 tf.
Как видим, при одинаковом расходе цементного раствора получаем существенное увеличение несущей способности.As you can see, with the same consumption of cement, we obtain a significant increase in bearing capacity.
По известному варианту Fdбок=6,5·0,5888·1=3,83 тс.According to the known embodiment, F db = 6.5 · 0.5888 · 1 = 3.83 tf.
По заявляемому изобретению Fdкольца=500·0,0574=28,7 тс.According to the claimed invention, Fd rings = 500 · 0.0574 = 28.7 tf.
В приведенном примере увеличение несущей способности составило 7,5 раз.In the above example, the increase in bearing capacity was 7.5 times.
Описанный выше процесс выражен эмпирическими зависимостями, максимальное расстояние l (м) между центрами уширений вдоль оси скважиныThe process described above is expressed by empirical relationships, the maximum distance l (m) between the centers of broadening along the axis of the well
гдеWhere
dc - диаметр скважины, м;d c - well diameter, m;
Δhn-1 - величина осадки твердеющего материала в устье скважины при формировании предыдущего уширения, м.Δh n-1 - the precipitation of the hardening material at the wellhead during the formation of the previous broadening, m
При dc=0,15 м, в приведенном выше примере объем цементного раствора, израсходованного на заполнение уширения, составлялWhen d c = 0.15 m, in the above example, the volume of cement used to fill the broadening was
V=0,00994 м3, при площади буровой скважины Aскв=0,01767 м2, откуда Δhn-1=V:Aскв=0,00994:0,01767=0,56 м, подставляя полученные значения в формулу, получаемV = 0.00994 m 3 , with the area of the borehole A well = 0.01767 m 2 , whence Δh n-1 = V: A well = 0.00994: 0.01767 = 0.56 m, substituting the obtained values in the formula we get
l=10√dc·Δhn-1=10√0,15·0,56=2,9 м;l = 10√d c · Δh n-1 = 10√0.15 · 0.56 = 2.9 m;
илиor
гдеWhere
rc - радиус скважины;r c is the radius of the well;
Vbn-1 - объем предыдущего уширения;Vb n-1 is the volume of the previous broadening;
при rc=0,5, dc=0,075 м, Vbn-1=0,00994 м3, получаемat r c = 0.5, d c = 0.075 m, Vb n-1 = 0.00994 m 3 , we obtain
l=8√Vbn-1:rc=8√0,00994:0,075=8√0,1325=2,9 м.l = 8√Vb n-1 : r c = 8√0.00994: 0.075 = 8√0.1325 = 2.9 m.
Получаемый технический результат заключается не только в снижении расхода твердеющего материала на заполнение ненужных уширений, сколько в сокращении времени, затрачиваемого на создание камуфлетных уширений, так как общее время изготовления сваи и анкера ограничено временем начала схватывания цемента, используемого в качестве вяжущего в твердеющем материале, учитывая, что после создания уширений в скважину погружают арматурный каркас. Кроме того, при снижении затрат времени и материалов одновременно повышается качество и надежность свай и грунтовых анкеров, изготовленных по заявляемому изобретению.The obtained technical result consists not only in reducing the consumption of hardening material for filling unnecessary broadening, but in reducing the time spent on creating camouflage broadening, since the total time of manufacture of piles and anchors is limited by the time of setting of cement used as a binder in the hardening material, taking into account that after creating the broadening, the reinforcing cage is immersed in the well. In addition, while reducing the cost of time and materials, the quality and reliability of piles and soil anchors made according to the claimed invention are simultaneously increased.
Claims (4)
где
l - расстояние между уширениями, м;
dc - диаметр скважины, м;
Δhn-1 - величина осадки твердеющего материала в устье скважины при формировании предыдущего уширения, м;
или по формуле
где
l - расстояние между уширениями;
rc - радиус скважины;
Vbn-1 - объем предыдущего уширения;
а после создания уширений в скважину погружают арматурный каркас.1. A method of manufacturing a soil anchor or drill pile, including forming a well in dispersed soil, filling it with plastic hardening material, compacting the soil surrounding the trunk of the pile being manufactured or the root of the anchor, discretely with the formation of dynamic and / or static effects of broadening, which are formed by compaction and partial displacement of the soil in each broadening so that the stress-strain state of the soil adjacent to the broadening reaches the value of the stress-strain state soil at the base of the pile, while the maximum distance l between the centers of broadening along the axis of the well is determined by the formula
Where
l is the distance between the broadening, m;
d c - well diameter, m;
Δh n-1 - the amount of precipitation of the hardening material at the wellhead during the formation of the previous broadening, m;
or according to the formula
Where
l is the distance between the broadening;
r c is the radius of the well;
V bn-1 is the volume of the previous broadening;
and after creating the broadening, the reinforcing cage is immersed in the well.
где
l - расстояние между уширениями, м;
dc - диаметр скважины, м;
Δhn-1 - величина осадки твердеющего материала в устье скважины при формировании предыдущего уширения, м;
или на расстоянии, не превышающем
где
l - расстояние между уширениями;
rc - радиус скважины;
Vbn-1 - объем предыдущего уширения.3. A soil anchor or drill pile made of hardened plastic material with a reinforcing cage and shaft extensions, placed in the surrounding dispersed soil, compacted to the value of the stress-strain state equal to the value of the stress-strain state of the soil at the base of the pile, while the centers of broadening along the axis of the anchor or wells are located at a distance not exceeding
Where
l is the distance between the broadening, m;
d c - well diameter, m;
Δh n-1 - the amount of precipitation of the hardening material at the wellhead during the formation of the previous broadening, m;
or at a distance not exceeding
Where
l is the distance between the broadening;
r c is the radius of the well;
V bn-1 is the volume of the previous broadening.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013153029/03A RU2543842C1 (en) | 2013-11-29 | 2013-11-29 | Ground anchor or drilling pile and manufacturing method of ground anchor or drilling pile |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013153029/03A RU2543842C1 (en) | 2013-11-29 | 2013-11-29 | Ground anchor or drilling pile and manufacturing method of ground anchor or drilling pile |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2543842C1 true RU2543842C1 (en) | 2015-03-10 |
Family
ID=53290317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013153029/03A RU2543842C1 (en) | 2013-11-29 | 2013-11-29 | Ground anchor or drilling pile and manufacturing method of ground anchor or drilling pile |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2543842C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU197035U1 (en) * | 2019-12-30 | 2020-03-26 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | DRILLING GROUND PILES |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1281635A1 (en) * | 1984-06-01 | 1987-01-07 | Белорусский Политехнический Институт | Drill and cast-in-place anchor and method of injecting same |
| WO1987005647A1 (en) * | 1986-03-17 | 1987-09-24 | Norman Frederick Howell | Improvements to ground anchors |
| RU2131495C1 (en) * | 1997-12-11 | 1999-06-10 | Бухов Владимир Михайлович | Method of constructing ground anchor and ground anchor itself |
| RU83517U1 (en) * | 2009-02-12 | 2009-06-10 | Алексей Генрихович Малинин | SOIL ANCHOR |
| RU2405890C1 (en) * | 2009-04-30 | 2010-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью "МПО РИТА" | Method for depth compensation compaction of soil |
| RU2452815C2 (en) * | 2010-08-30 | 2012-06-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" | Multi-root soil anchor |
-
2013
- 2013-11-29 RU RU2013153029/03A patent/RU2543842C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1281635A1 (en) * | 1984-06-01 | 1987-01-07 | Белорусский Политехнический Институт | Drill and cast-in-place anchor and method of injecting same |
| WO1987005647A1 (en) * | 1986-03-17 | 1987-09-24 | Norman Frederick Howell | Improvements to ground anchors |
| RU2131495C1 (en) * | 1997-12-11 | 1999-06-10 | Бухов Владимир Михайлович | Method of constructing ground anchor and ground anchor itself |
| RU83517U1 (en) * | 2009-02-12 | 2009-06-10 | Алексей Генрихович Малинин | SOIL ANCHOR |
| RU2405890C1 (en) * | 2009-04-30 | 2010-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью "МПО РИТА" | Method for depth compensation compaction of soil |
| RU2452815C2 (en) * | 2010-08-30 | 2012-06-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" | Multi-root soil anchor |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU197035U1 (en) * | 2019-12-30 | 2020-03-26 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | DRILLING GROUND PILES |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102733378B (en) | Construction method of concrete pile | |
| CA2965132C (en) | Method for forming a stable foundation ground | |
| CN107100160A (en) | A kind of construction technology for lower storage reservoir check dam vibro-replacement stone column | |
| RU2543842C1 (en) | Ground anchor or drilling pile and manufacturing method of ground anchor or drilling pile | |
| CN108842761A (en) | Drilling guiding prefabricated pile post-grouting technology | |
| RU2634912C1 (en) | Method of arranging driven pile in punched well in weak water-saturated soils (versions) | |
| CN105064332A (en) | Construction method for bearing base piles of square pile bodies | |
| RU2275470C1 (en) | Method of floating pile load-bearing capacity increase | |
| RU2662841C1 (en) | Method of sealing the bases broken by weak mineral soils | |
| JP2000170149A (en) | Forming method for underground pile and equipment therefor | |
| RU2610053C1 (en) | Male die for grouted piles establishment by pressing method of establishment grouted concrete, reinforced concrete and fibercrete piles by pressing by means of grouted pile establishment with widening, using tremic accessory, male die | |
| CN205677538U (en) | A kind of anchor bit of Recyclable anchor rope | |
| CN205617408U (en) | Stock - upper plate - ball basis | |
| CN205617354U (en) | Stock - ball - star -shaped element basis | |
| CN1888329A (en) | Open caisson structure construction method | |
| CN204370411U (en) | A kind of expanded bore pile | |
| Al-Recaby | Assessing the increase in bearing capacity of bored piles in sandy soil using expansive additives | |
| JP7136425B2 (en) | Ground reinforcement method | |
| US20220290395A1 (en) | Method for forming a foundation in the ground | |
| RU2602524C1 (en) | Method for making a combined built-in-place pile | |
| RU2640059C1 (en) | Method of manufacturing drill-driven pile | |
| RU2637002C1 (en) | Method of arranging injection pile | |
| RU2229563C2 (en) | Method of landslide stabilization | |
| RU2685719C1 (en) | Driving method of driven hollow pile with a widened base | |
| CN107268591A (en) | Soil base list rope anti_floating foundation and its construction method |