RU2552437C1

RU2552437C1 - Precast pile

Info

Publication number: RU2552437C1
Application number: RU2014121246/03A
Authority: RU
Inventors: Виктор Дмитриевич Таратута; Георгий Васильевич Серга
Priority date: 2014-05-26
Filing date: 2014-05-26
Publication date: 2015-06-10

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: precast pile gas helical barrel diverging upward. Said barrel is composed of interconnected tip composed by isosceles triangles shaped to reversed right pyramid and case. The latter is made of three or more trapezoidal strips with different width and increased length. Loosened cross-section zones are milled or formed on said straps at 60 degrees to their axes. Said zones are shaped to undercuts with skewed walls to make over the case perimeter of circular polyhedral surfaces of alternating equilateral and isosceles triangles connected by their sides. Said strips are coiled in vertical plane across their lengthwise axis and flexed along helical lines at conical mandrel in transverse direction. These form three and more helical lines and helical surfaces of the main and opposite directions at variable pitch of helical lines.

EFFECT: easier piling and simplified production, enhanced process performances.

8 dwg

Description

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению.The invention relates to construction, namely to foundation engineering.

Известна забивная свая (А.с. СССР №964053, МПК E02D 5/48, 1982), включающая винтовой расширяющийся кверху ствол. В известной свае наружная поверхность выполнена уступом, расположенным по одноходовой спирали.Known driven pile (AS USSR No. 964053, IPC E02D 5/48, 1982), including a screw expanding upward barrel. In a known pile, the outer surface is made by a ledge located in a one-way spiral.

Недостатком известной сваи является недостаточная несущая способность вследствие однонаправленности винтовой спирали и ровной спиральной боковой поверхности.A disadvantage of the known piles is insufficient bearing capacity due to the unidirectionality of the helical spiral and a smooth spiral side surface.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является забивная свая (см. патент №1794134, МПК E02D 5/56, 07.02.93, Бюл. №3), включающая расширяющийся кверху винтовой ствол, выполненный составным из многогранных секций, боковую поверхность, каждая из которых образована четным количеством, не менее шести, примыкающих друг к другу боковыми сторонами чередующихся равносторонних и равнобедренных треугольников, стороны которых в пределах каждой секции равны между собой, а основание каждого равнобедренного треугольника превышает величину стороны, причем в каждой нижележащей секции одноименные треугольники смещены относительно друг друга с расположением их боковых сторон по длине ствола, по не менее чем трем разнонаправленным винтовым линиям переменного по длине ствола шага и образованием вдоль него разновеликих ниш ромбовидной формы.The closest technical solution to this invention is a driven pile (see patent No. 1794134, IPC E02D 5/56, 02/07/93, Bull. No. 3), including a screw barrel expanding upward, made of multi-faceted sections, a side surface, each which are formed by an even number of at least six adjacent alternating equilateral and isosceles triangles adjoining each other with their lateral sides, the sides of which are equal within each section, and the base of each isosceles triangle exceeds the value sides, with each of the underlying sections of the same name triangles offset relative to each other with the location of their sides along the length of the barrel, at least three multidirectional helical lines of variable along the length of the barrel step and the formation along it of different-sized rhomboid niches.

Недостатком известной сваи являются ограниченные технологические возможности и необходимость применения больших усилий для погружения сваи в грунт, а также большая сложность и трудоемкость изготовления, так как необходимо изготовить расширяющийся кверху винтовой ствол, выполненный составным из многогранных секций, боковую поверхность, каждая из которых образована четным количеством, не менее шести, примыкающих друг к другу боковыми сторонами чередующихся равносторонних и равнобедренных треугольников, стороны которых в пределах каждой секции равны между собой, а основание каждого равнобедренного треугольника превышает величину стороны, причем в каждой нижележащей секции одноименные треугольники смещены относительно друг друга с расположением их боковых сторон по длине ствола, по не менее чем трем разнонаправленным винтовым линиям переменного по длине ствола шага и образованием вдоль него разновеликих ниш ромбовидной формы.A disadvantage of the known piles is the limited technological capabilities and the need for great efforts to immerse the piles in the ground, as well as the great complexity and laboriousness of manufacturing, since it is necessary to make a spiral shaft expanding upwards, made of multi-faceted sections, the side surface, each of which is formed by an even number , at least six adjacent to each other by the lateral sides of alternating equilateral and isosceles triangles, the sides of which are within each section is equal to each other, and the base of each isosceles triangle exceeds the size of the side, and in each underlying section of the same name triangles are displaced relative to each other with the location of their sides along the length of the barrel, at least three multidirectional helical lines with a variable pitch along the barrel and the formation along it are different-sized niches of a rhomboid shape.

Техническим решением является облегчение погружения ствола в грунт, упрощение изготовления и расширение технологических возможностей.The technical solution is to facilitate the immersion of the barrel in the ground, simplifying manufacturing and expanding technological capabilities.

Техническое решение достигается тем, что в забивной свае, включающей расширяющийся кверху винтовой ствол, винтовой ствол выполнен из соединенных друг с другом наконечником, смонтированным из равнобедренных треугольников в виде обратной прямой пирамиды, и корпусом, изготовленным из трех или более полос трапециевидной формы с разными размерами по ширине, с увеличением их по длине, на которых, попеременно с их противоположных сторон, под углом 60° к оси полос, выполнены посредством фрезерования или обработкой давлением зоны ослабленного сечения в виде надрезов со скошенными стенками для образования по периметру корпуса кольцевых многогранных поверхностей из поочередно расположенных друг с другом своими боковыми сторонами равносторонних и равнобедренных треугольников, при этом полосы скручены в продольном направлении относительно своих продольных осей и изогнуты в поперечном направлении по винтовой линии на конической оправке, с образованием по периметру винтового ствола трех и более винтовых линий и винтовых поверхностей основного и противоположного направлений с переменным, увеличивающимся шагом винтовых линий.The technical solution is achieved by the fact that in a driven pile, including a spiral shaft expanding upward, the spiral shaft is made of interconnected tip mounted from isosceles triangles in the form of an inverse straight pyramid, and a body made of three or more trapezoidal strips with different sizes in width, with an increase in their length, on which, alternately from their opposite sides, at an angle of 60 ° to the axis of the strips, are made by milling or pressure treatment of the zone of weakened cuts with beveled walls to form circumferential polyhedral surfaces along the perimeter of the body from equilateral and isosceles triangles alternately arranged with each other on their sides, while the strips are twisted in the longitudinal direction relative to their longitudinal axes and bent in the transverse direction along a helical line on the conical mandrel, with the formation along the perimeter of the helical trunk of three or more helical lines and helical surfaces of the main and opposite directions with Variable increment of helix pitch.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой забивной сваи.According to the patent literature not found a technical solution similar to the claimed, which allows us to judge the inventive step of the proposed driven pile.

Новизна заключается в том, что винтовой ствол изготовлен из трех или более полос трапециевидной формы с разными размерами по ширине, с увеличением их по длине винтового ствола от загрузки к выгрузке, на которых попеременно с их противоположных сторон под углом 60° к оси полос выполнены посредством фрезерования или обработкой давлением зоны ослабленного сечения в виде надрезов со скошенными стенками для образования по периметру винтового ствола кольцевых многогранных поверхностей из поочередно расположенных друг с другом своими боковыми сторонами равносторонних и равнобедренных треугольников, при этом полосы скручены в продольном направлении относительно своих продольных осей и изогнуты в поперечном направлении по винтовой линии на конической оправке с образованием по периметру винтового ствола трех и более винтовых канавок и винтовых линий основного и противоположного направлений с переменным, увеличивающимся шагом винтовых линий, что обеспечивает не только облегчение погружения ствола в грунт, но и упрощение изготовления и расширение технологических возможностей.The novelty lies in the fact that the helical barrel is made of three or more trapezoidal strips with different sizes in width, increasing them along the length of the helical barrel from loading to unloading, on which alternately from their opposite sides at an angle of 60 ° to the axis of the strips made by milling or pressure treatment of the zone of weakened section in the form of cuts with beveled walls for the formation along the perimeter of the helical shaft of circular polyhedral surfaces from alternately located with each other their lateral and the sides of equilateral and isosceles triangles, while the stripes are twisted in the longitudinal direction relative to their longitudinal axes and bent in the transverse direction along a helical line on a conical mandrel with the formation of three or more helical grooves and helical lines along the perimeter of the helical trunk with the alternating direction, increasing pitch of helical lines, which provides not only easier immersion of the barrel in the ground, but also simplification of manufacture and expansion of technological capabilities tei.

Новизна заключается также в том, что за счет скручивания полос трапециевидной формы переменной ширины в поперечном направлении образованы внутри забивной сваи криволинейные поверхности различной кривизны в каждом поперечном сечении по длине забивной сваи, что облегчает погружение ствола в грунт, расширяет технологические возможности.The novelty also lies in the fact that due to the twisting of trapezoidal bands of variable width in the transverse direction, curved surfaces of different curvature are formed inside the driven pile in each cross section along the length of the driven pile, which facilitates the immersion of the trunk in the ground and expands technological capabilities.

Новизна обусловлена тем, что забивная свая по периметру снабжена тремя, четырьмя, пяти, шести и т.д. ломанными плавными винтовыми линиями основного и противоположного направлений винтовых линий, шаг которых изменяется от загрузки к выгрузке и соответственно тремя, четырьмя, пятью, шестью и т.д. винтовыми канавками основного и противоположного направления внутри забивной сваи, что облегчает погружение ствола в грунт, расширяет технологические возможности.The novelty is due to the fact that the driven pile around the perimeter is equipped with three, four, five, six, etc. broken smooth helical lines of the main and opposite directions of helical lines, the step of which varies from loading to unloading and, accordingly, three, four, five, six, etc. helical grooves of the main and opposite directions inside the driven pile, which facilitates the immersion of the barrel in the ground, expanding technological capabilities.

Новизна усматривается также в том, что шаг винтовых линий увеличивается от загрузки к выгрузке, что облегчает погружение ствола в грунт, расширяет технологические возможности.The novelty is also seen in the fact that the pitch of helical lines increases from loading to unloading, which facilitates the immersion of the barrel in the ground, and expands technological capabilities.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг. 1 изображена забивная свая, погруженная в грунт; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2; фиг. 4 - одна из полос с напуском; на фиг. 5 - вид полосы с напуском после скручивания ее концов относительно продольной оси; на фиг. 6 - вид полосы с напуском после сгиба ее на цилиндрической оправке; на фиг. 7 - разрез В-В на фиг. 6.The invention is illustrated by drawings, where: in FIG. 1 shows a driven pile submerged in soil; in FIG. 2 is a view A in FIG. one; FIG. 3 is a section BB in FIG. 2; FIG. 4 - one of the strips with a lap; in FIG. 5 is a view of a strip with an inlet after twisting its ends relative to the longitudinal axis; in FIG. 6 is a view of a strip with an inlet after bending it on a cylindrical mandrel; in FIG. 7 is a section BB of FIG. 6.

Забивная свая (фиг. 1, фиг. 2) выполнена, например, из корпуса 1 (фиг. 3, фиг. 4) и наконечника 2 (фиг. 5).The driven pile (Fig. 1, Fig. 2) is made, for example, from the housing 1 (Fig. 3, Fig. 4) and the tip 2 (Fig. 5).

Корпус 1 изготовлен из трех или более полос трапециевидной формы, например на фиг.3, фиг. 4, шести полос 3, 4, 5, 6, 7, 8 с разными размерами по ширине, с увеличением их по длине корпуса 1 и образованием шести винтовых линий основного направления с переменным увеличивающимся шагом S₁ и шестью винтовых линий противоположного направления с переменным увеличивающимся шагом S₂ и верхним и нижним основаниями в виде, например, шестиугольников. На фиг. 3 и фиг. 4 показаны утолщенными линиями одна из шести винтовых линий 9, 10, 11, 12, 13, 14 основного направления и одна из шести винтовых линий противоположного направления 15, 16, 17, 12, 18, 19.The housing 1 is made of three or more trapezoidal strips, for example in FIG. 3, FIG. 4, six strips 3, 4, 5, 6, 7, 8 with different sizes in width, increasing along the length of the housing 1 and forming six helical lines of the main direction with a variable increasing pitch S ₁ and six helical lines of the opposite direction with a variable increasing step S ₂ and the upper and lower bases in the form of, for example, hexagons. In FIG. 3 and FIG. 4, thickened lines show one of the six helical lines 9, 10, 11, 12, 13, 14 of the main direction and one of the six helical lines of the opposite direction 15, 16, 17, 12, 18, 19.

Наконечник 2 смонтирован из равнобедренных треугольников 20 в виде обратной прямой пирамиды, основание которой по форме и размерам равно нижнему основанию корпуса 1. Корпус 1 и наконечник 2 жестко, например, сваркой соединены друг с другом с образованием забивной сваи.The tip 2 is mounted from isosceles triangles 20 in the form of a reverse straight pyramid, the base of which is equal in shape and size to the lower base of the housing 1. The housing 1 and the tip 2 are rigidly connected, for example, by welding to form a driven pile.

Корпус 1 выполнен из трех или более полос трапециевидной формы, например на фиг.3, фиг. 4, шести полос 3, 4, 5, 6, 7, 8 с разными размерами по ширине, с увеличением их по длине корпуса 1, на которых для образования по периметру корпуса 1 кольцевых многогранных поверхностей А, Б, В, Г, Д и т.д. из поочередно расположенных друг с другом своими боковыми сторонами равносторонних 22 и равнобедренных 23 треугольников, например, кольцевой многогранной поверхности, что упрощает изготовление. В поочередно расположенных друг с другом своими боковыми сторонами равносторонних 22 и равнобедренных 23 треугольников. Для этого на полосе попеременно с противоположных сторон под углом 60° к оси полосы выполнены зоны ослабленного сечения - надрезы (фиг. 6), например на полосе 8 надрезы 24 и 25 со скошенными стенками посредством фрезерования или обработкой давлением и т.п. Геометрия и величины углов λ, γ, ω, ψ, α, β скосов надрезов (фиг. 7) и их взаимное расположение определяют углы наклона равносторонних треугольников 22 и равнобедренных треугольников 23 друг к другу. Каждая из трапециевидных полос 3, 4, 5, 6, 7, 8 скручена в продольном направлении относительно собственной оси симметрии, например, как трапециевидная полоса 8, у которой зафиксирован в горячем или холодном состоянии один из ее концов и повернут другой конец полосы в заданном направлении, относительно продольной оси 0₁-0₁. Скручивание каждой полосы обеспечивает дополнительное искривление поверхности корпуса 1 забивной сваи, благодаря чему облегчается погружение сваи в грунт. Скрученную таким образом полосу 8 размещают на конической оправке 26 (фиг. 8) и изгибают так, чтобы кромки полосы разместились в поперечном направлении по винтовой линии. При этом полоса деформируется и ее либо снимают с оправки, либо фиксируют на ней в деформированном положении. Аналогичным образом деформируют остальные полосы, образующие корпус 1. Далее три, четыре, пять, шесть и более деформированные таким образом полос соединяют известными методами по боковым винтовым кромкам. Скручивание каждой полосы трапециевидной формы обеспечивает дополнительное искривление поверхности корпуса 1, благодаря чему облегчается погружение сваи в грунт. Полосы 3, 4, 5, 6, 7, 8 после сгиба соединяют друг с другом боковыми сторонами известными методами, например сваркой, с образованием по периметру корпуса 1 винтовых линий и внутренних винтовых канавок основного и противоположного направления с переменным, увеличивающимся шагом винтовых линий от нижнего к верхнему основанию корпуса 1. На фиг. 3 и фиг. 4 показаны утолщенными линиями одна из шести винтовых линий 9, 10, 11, 12, 13, 14 основного направления с переменным увеличивающимся шагом S₁ и одна из шести винтовых линий противоположного направления 15, 16, 17, 12, 18, 19 с переменным увеличивающимся шагом S₂.The housing 1 is made of three or more trapezoidal strips, for example in FIG. 3, FIG. 4, six strips 3, 4, 5, 6, 7, 8 with different sizes in width, increasing them along the length of the housing 1, on which, to form along the perimeter of the housing 1, circular polyhedral surfaces A, B, C, D, D and etc. from alternating triangles 22 equilateral 22 and isosceles 23, alternately arranged with each other on their sides, for example, an annular polyhedral surface, which simplifies manufacture. In alternately arranged equilateral 22 and isosceles 23 triangles with each other on their lateral sides. For this, zones of weakened section — notches — are made alternately from opposite sides at an angle of 60 ° to the axis of the strip on the strip (FIG. 6), for example, cuts 24 and 25 with beveled walls on strip 8 by milling or by pressure processing, etc. The geometry and angles λ, γ, ω, ψ, α, β of the bevels of the notches (Fig. 7) and their relative position determine the angles of inclination of equilateral triangles 22 and isosceles triangles 23 to each other. Each of the trapezoidal strips 3, 4, 5, 6, 7, 8 is twisted in the longitudinal direction relative to its own axis of symmetry, for example, as a trapezoidal strip 8, in which one of its ends is fixed in a hot or cold state and the other end of the strip is rotated in a predetermined direction relative to the longitudinal axis 0 ₁ -0 ₁ . The twisting of each strip provides an additional curvature of the surface of the casing 1 of the driven pile, which makes it easier to immerse the pile into the ground. Thus twisted strip 8 is placed on a conical mandrel 26 (Fig. 8) and bent so that the edges of the strip are placed in the transverse direction along a helical line. In this case, the strip is deformed and it is either removed from the mandrel or fixed on it in a deformed position. Similarly, the remaining strips forming the housing 1 are deformed. Next, three, four, five, six or more strips thus deformed are connected by known methods along the lateral screw edges. Twisting each strip of trapezoidal shape provides an additional curvature of the surface of the housing 1, which makes it easier to immerse piles in the ground. After bending, the strips 3, 4, 5, 6, 7, 8 are connected to each other by the lateral sides by known methods, for example, by welding, with the formation of helical lines and internal helical grooves along the perimeter of the housing 1 of the main and opposite directions with a variable, increasing pitch of helical lines from lower to upper base of housing 1. In FIG. 3 and FIG. 4, thickened lines show one of the six helical lines 9, 10, 11, 12, 13, 14 of the main direction with a variable increasing pitch S ₁ and one of six helical lines of the opposite direction 15, 16, 17, 12, 18, 19 with a variable increasing step S ₂ .

Описанные сваи погружают в грунт забивкой сваебойными агрегатами (на чертежах не показаны). При погружении за счет конусообразности плавных винтовых линий осуществляется расклинивание грунта, т.е. вытесняемый сваей грунт уплотняется боковой поверхностью сваи. Наконечник 2, смонтированный из равнобедренных треугольников 20 в виде обратной прямой пирамиды, облегчает погружение сваи в грунт.The described piles are immersed in the soil by driving piling units (not shown in the drawings). When immersed due to the cone-shaped smooth helical lines, the soil is wedged, i.e. the soil displaced by the pile is compacted by the side surface of the pile. The tip 2, mounted from isosceles triangles 20 in the form of an inverse direct pyramid, facilitates the immersion of piles in the ground.

При дальнейшем погружении сваи за счет противонаправленности навстречу друг другу плавных винтовых линий и винтовых поверхностей по наружной поверхности создается дополнительное уплотнение грунта в вертикальной плоскости. Вокруг наружной поверхности корпуса сваи за счет действия сил в горизонтальном и вертикальном направлениях создаются многозаходные винтовые уплотненные слои грунта, что повышает сопротивляемость грунта и соответственно несущую способность сваи, расширяет технологические возможности.With further immersion of the pile due to the antidirectionality towards each other of smooth helical lines and helical surfaces on the outer surface, an additional soil compaction is created in the vertical plane. Multiple helical compacted soil layers are created around the outer surface of the pile body due to the action of forces in the horizontal and vertical directions, which increases the soil resistance and, accordingly, the bearing capacity of the pile, expands technological capabilities.

Claims

A driven pile, including a spiral barrel extending upward, characterized in that the spiral shaft is made of a tip connected to each other, mounted from isosceles triangles in the form of an inverse straight pyramid, and a body made of three or more trapezoidal strips with different sizes in width, with an increase in their length, on which, alternately from their opposite sides, at an angle of 60 ° to the axis of the strips, are made by milling or pressure treatment of the zone of weakened section in the form of notches with beveled walls to form circumferential polyhedral surfaces along the perimeter of the housing from equilateral and isosceles triangles alternately arranged with their lateral sides, while the strips are twisted longitudinally relative to their longitudinal axes and bent in the transverse direction along a helical line on a conical mandrel, with the formation along the perimeter of the helical trunk of three or more helical lines and helical surfaces of the main and opposite directions with a variable, increasing schimsya step helical lines.