RU2556589C1

RU2556589C1 - Arrangement method of supports of overhead power transmission lines on permanently frozen soils

Info

Publication number: RU2556589C1
Application number: RU2014110680/03A
Authority: RU
Inventors: Павел Александрович Ревель-Муроз; Николай Владимирович Смирнов; Виталий Александрович Кумаллагов; Евгений Евгеньевич Семин; Александр Владимирович Ивакин; Юрий Васильевич Богатенков; Михаил Юрьевич Зотов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "Транснефть" (ОАО "АК "Транснефть"); Акционерное общество "Транснефть-Сибирь" (АО "Тарнснефть-Сибирь")
Priority date: 2014-03-20
Filing date: 2014-03-20
Publication date: 2015-07-10

Abstract

FIELD: power industry.

SUBSTANCE: arrangement method of supports of overhead power transmission lines on permanently frozen soils, in which a casing pipe is driven and a pile is submerged into it. During pile submersion process, installation of stiff elements is performed onto the shaft of the pile by welding, for that purpose, location zone of stiff elements is marked on the pile. At pile driving, when the lower mark achieves the top level of the casing pipe, geometrical measurement of gaps is performed between the casing pipe and the pile, and as per measurement results, stiff elements are manufactured, which are welded in pairs on opposite sides in one vertical plane, and as the pipe is being submerged, the operation is repeated.

EFFECT: increasing carrying capacity of a pile on horizontal loads; improving reliability due to action of forces of frost boil of the soil on the pile; reduction of labour input and material consumption.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетики, а точнее к свайным фундаментам опор линий электропередач, устраиваемых в различных типах грунтов. Изобретение может быть использовано при строительстве и ремонте свайных фундаментов опор линий электропередач, а также в других отраслях промышленности при работе свай на горизонтальную нагрузку и при действии на сваю сил морозного пучения грунта.The invention relates to the field of energy, and more specifically to pile foundations of power transmission towers arranged in various types of soils. The invention can be used in the construction and repair of pile foundations of power transmission line supports, as well as in other industries when working piles at a horizontal load and when the pile is exposed to frost heaving.

Известна технология возведения фундаментов - «свая в трубе» (Булатов Г.Я., Костюкова А.Ю. Инженерно-строительный журнал. 2008. №1, С. 33-37). Технология заключается в следующем: после погружения трубчатой сваи удаляют слабый грунт из ее полости, выравнивают поверхность грунтового ядра, уплотняют его, укладывают слой дренирующего материала с уплотнением и внутрь трубы устанавливают фундаментную колонну, передающую нагрузки от ростверка на грунтовое ядро.A well-known technology for the construction of foundations is “pile in a pipe” (Bulatov G.Ya., Kostyukova A.Yu. Engineering and Construction Journal. 2008. No. 1, S. 33-37). The technology consists in the following: after immersion of the tubular pile, weak soil is removed from its cavity, the surface of the soil core is leveled, it is compacted, a layer of drainage material with a seal is laid, and a foundation column is installed inside the pipe that transfers loads from the grillage to the soil core.

Однако данная конструкция не имеет высокой несущей способности при действии горизонтальных сил на сваю.However, this design does not have a high bearing capacity under the action of horizontal forces on the pile.

Известен способ построения свайного фундамента (см. патент Канады №2540185, публикация 31.05.2005, МПК E02D 27/12), согласно которому по меньшей мере одна металлическая свая вставляется через сквозное отверстие, фиксируется в осевом направлении структуры, содержит стержень и по крайней мере один нижний основной оголовок, контактирующий с землей; при этом поперечные размеры оголовка больше, чем размеры отверстия.A known method of constructing a pile foundation (see Canadian patent No. 2540185, publication 05/31/2005, IPC E02D 27/12), according to which at least one metal pile is inserted through the through hole, is fixed in the axial direction of the structure, contains a rod and at least one lower main head in contact with the ground; while the transverse dimensions of the head are larger than the dimensions of the hole.

Недостатком данного изобретения является недостаточная несущая способность на горизонтальные нагрузки.The disadvantage of this invention is the lack of bearing capacity for horizontal loads.

Задачей изобретения является разработка способа установки опор для воздушных линий передач на вечномерзлых грунтах, воспринимающих горизонтальные нагрузки без превышения предельно-допустимых углов поворота свай и предельно-допустимых горизонтальных перемещений.The objective of the invention is to develop a method of installing supports for overhead transmission lines on permafrost soils that absorb horizontal loads without exceeding the maximum permissible rotation angles of piles and maximum permissible horizontal movements.

Технический результат заключается в повышении надежности несущей способности сваи на горизонтальные нагрузки, уменьшении трудоемкости и стоимости производства работ, увеличении надежности от воздействия сил морозного пучения грунта на сваю.The technical result consists in increasing the reliability of the bearing capacity of piles on horizontal loads, reducing the complexity and cost of work, increasing reliability from the effects of frost heaving on the pile.

Поставленная задача решается тем, что забивают обсадную трубу и погружают в нее сваю, при этом в процессе погружения сваи выполняют монтаж жестких элементов на ствол сваи с помощью сварки, для чего на свае делают отметку зоны расположения жестких элементов, при забивке сваи, когда нижняя отметка достигает уровня верха обсадной трубы, осуществляют геометрический замер зазоров между обсадной трубой и сваей и по результатам замеров изготавливают жесткие элементы, которые приваривают парами с противоположных сторон в одной вертикальной плоскости, по ходу погружения трубы операцию повторяют.The problem is solved by clogging the casing pipe and immersing the pile into it, while in the process of immersing the piles, the installation of rigid elements on the pile shaft is carried out by welding, for which purpose the area of the rigid elements is marked on the pile, when driving the pile, when the lower mark reaches the level of the top of the casing, perform geometric measurements of the gaps between the casing and the pile, and according to the measurement results, rigid elements are made that are welded in pairs from opposite sides in one vertical plane speed, during the immersion of the pipe, the operation is repeated.

При этом монтаж жестких элементов, например, с помощью сварки, на ствол сваи выполняют в процессе погружения сваи. Для этого на свае делают отметку зоны расположения жестких элементов, высоту зоны приварки выбирают не менее 3 метров, длину жестких элементов 5-15 см, расстояние между жесткими элементами - 0,35-0,65 м.In this case, the installation of rigid elements, for example, by welding, on the pile shaft is carried out in the process of pile immersion. To do this, mark the zone of location of the rigid elements on the pile, select the height of the welding zone at least 3 meters, the length of the rigid elements 5-15 cm, the distance between the rigid elements - 0.35-0.65 m.

Далее при забивке сваи, когда нижняя отметка достигает уровня верха обсадной трубы, осуществляют геометрический замер зазоров между обсадной трубой и сваей и по результатам замеров изготавливают жесткие элементы, которые приваривают парами с противоположных сторон, по ходу погружения трубы операцию повторяют. Шаг погружения трубы лежит в интервале 0,5-0,7 м.Then, when driving a pile, when the lower mark reaches the level of the top of the casing, geometric measurements are made of the gaps between the casing and the pile, and according to the measurement results, rigid elements are made that are welded in pairs from opposite sides, the operation is repeated during the immersion of the pipe. The pipe immersion step is in the range of 0.5-0.7 m.

Изобретение поясняется чертежом, позициями на чертеже обозначены: 1 - свая, 2 - ствол сваи, 3 - пята сваи, 4 - обсадная труба, 5 - заполнитель, 6 - отсечной экран, 7 - жесткие элементы.The invention is illustrated by the drawing, the positions in the drawing indicate: 1 - pile, 2 - pile shaft, 3 - fifth pile, 4 - casing pipe, 5 - filler, 6 - shut-off screen, 7 - rigid elements.

Свая 1 включает ствол 2 и пяту 3. Ствол сваи может быть выполнен из бетона класса B10-B40, из металлопроката с маркой стали 17Г1С, 17Г1С-У, Ст2кп, Ст2пс, Ст2сп, Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, Ст3пс3, Ст3сп3, Ст3пс4, Ст3сп40, 9Г2С, классом прочности K34 - K60 или из железобетона, длиной L1, например, 6-20 м, цилиндрической формы диаметром d1, например, 15-150 см или прямоугольной формы со сторонами S1, например, 10-100 см и S2, например, 10-100 см. Ствол 2 служит для восприятия вертикальных, горизонтальных и других нагрузок. В нижней части ствола 2 сваи 1 может крепиться пята сваи 3, которая может иметь коническую, округлую или плоскую формы и монтироваться к стволу 2 с помощью сварки или отливаться единой монолитной конструкцией в случае устройства бетонных и железобетонных свай. В верхней части ствола 2 равной длиной от 1 м до L1/2 м может крепиться отсечной экран 6 и жесткие элементы 7. Отсечной экран 6 может выполняться из листового пластика или металлического оцинкованного листа. Отсечной экран 6 устанавливается вплотную к стволу 2 и крепится к ней с помощью хомутов до или в процессе забивки сваи 1. Отсечной экран 6 служит для отсечения сваи 1 от материала заполнения 5 с целью увеличения надежности от воздействия сил морозного пучения грунта на сваю 1. Жесткие элементы 7 ствола 2 выполняются из металлических пластин с маркой стали 09Г2С, 10Г2, 15ГС, 16ГС, 17ГС, длиной L3, например, 5-15 см шириной S3, например, 1-10 см и толщиной H3, например, 0,1-4 см. Жесткие элементы 7 могут быть плоской, квадратной, треугольной, круглой или другой непроизвольной геометрической формы. Жесткие элементы 7 устанавливаются по направлению действия горизонтальных сил на сваю 1 и крепятся к стволу 2 с помощью сварки с шагом равным не менее L3. Жесткие элементы 7 служат для передачи горизонтальных усилий сваи на обсадную трубу 4. Ствол сваи 2 устанавливается в обсадную трубу 4. Обсадная труба 4 выполняется из трубного металлопроката с маркой стали 17Г1С, 17Г1С-У, Ст2кп, Ст2пс, Ст2сп, Ст3кп, Ст3пс, Ст3сп, Ст3пс3, Ст3сп3, Ст3пс4, Ст3сп40, 9Г2С, классом прочности K34 - K60, длиной L2, например, 1-10 м, диаметром d2, например, 20-170 см. Обсадная труба 4 служит для восприятия горизонтальных нагрузок от сваи 1 и передачи их на окружающий ее грунт с большей рабочей площадью. Заполнителем 5 пространства между сваей 1 и обсадной трубой 4 служит цементно-песчаный раствор марки M10-M350 или сыпучий инертный непучинистый материал.Pile 1 includes barrel 2 and heel 3. The pile shaft can be made of concrete of class B10-B40, of metal rolling with steel grade 17G1S, 17G1S-U, St2kp, St2ps, St2sp, St3kp, St3ps, St3sp, St3ps3, St3sp3, St3ps4, St3sp40, 9G2S, strength class K34 - K60 or reinforced concrete, length L1, for example, 6-20 m, cylindrical in shape with a diameter d1, for example, 15-150 cm or rectangular in shape with sides S1, for example, 10-100 cm and S2, for example, 10-100 cm. Trunk 2 is used to absorb vertical, horizontal and other loads. In the lower part of the trunk 2 of the pile 1, the heel of the pile 3 can be attached, which can be conical, rounded or flat and mounted to the barrel 2 by welding or cast in a single monolithic structure in the case of concrete and reinforced concrete piles. In the upper part of the barrel 2 of equal length from 1 m to L1 / 2 m, a shutoff screen 6 and rigid elements 7 can be attached. The shutoff screen 6 can be made of plastic sheet or galvanized metal sheet. The cut-off screen 6 is installed close to the trunk 2 and is attached to it using clamps before or during pile driving 1. The shut-off screen 6 serves to cut off the pile 1 from the filling material 5 in order to increase the reliability from the effects of frost heaving on the pile 1. Rigid elements 7 of barrel 2 are made of metal plates with steel grade 09Г2С, 10Г2, 15ГС, 16ГС, 17ГС, length L3, for example, 5-15 cm wide S3, for example, 1-10 cm, and thickness H3, for example, 0.1-4 see. Rigid elements 7 can be flat, square, triangular, round or other Flax geometry. Rigid elements 7 are installed in the direction of horizontal forces on the pile 1 and are attached to the barrel 2 by welding with a step equal to at least L3. Rigid elements 7 serve to transfer the horizontal forces of the pile to the casing 4. The shaft of the pile 2 is installed in the casing 4. The casing 4 is made of metal pipe with steel grade 17G1S, 17G1S-U, St2kp, St2ps, St2sp, St3kp, St3ps, St3sp , St3ps3, St3sp3, St3ps4, St3sp40, 9G2S, strength class K34 - K60, length L2, for example, 1-10 m, diameter d2, for example, 20-170 cm. Casing 4 serves to absorb horizontal loads from pile 1 and transfer them to the surrounding soil with a larger working area. A filler 5 of the space between the pile 1 and the casing 4 is a cement-sand mortar grade M10-M350 or loose inert non-porous material.

Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.

Забивают обсадную трубу 4 и погружают в нее сваю 1, при этом в процессе погружения сваи 1 выполняют монтаж жестких элементов 7 на ствол 2 сваи 1 с помощью сварки, для чего на свае 1 делают отметку зоны расположения жестких элементов 7. При забивке сваи 1, когда нижняя отметка достигает уровня верха обсадной трубы 4, осуществляют геометрический замер зазоров между обсадной трубой 4 и сваей 1 и по результатам замеров изготавливают жесткие элементы 7, которые приваривают парами с противоположных сторон, по ходу погружения трубы операцию повторяют.The casing 4 is driven in and the pile 1 is immersed into it, while in the process of immersing the piles 1, the rigid elements 7 are mounted on the shaft 2 of the piles 1 by welding, for which purpose on the pile 1 they mark the location of the rigid elements 7. When driving the piles 1, when the lower mark reaches the top level of the casing 4, a geometric measurement of the gaps between the casing 4 and the pile 1 is carried out, and according to the measurement results, rigid elements 7 are made, which are welded in pairs from opposite sides, the operation is repeated during the immersion of the pipe.

Claims

1. The method of arranging the support of overhead transmission lines on permafrost soils, characterized in that the casing is driven in and the pile is immersed in it, while during the dive of the pile, the rigid elements are mounted on the pile shaft by welding, for which a mark of the location zone is made on the pile rigid elements, when driving piles, when the lower mark reaches the level of the top of the casing pipe, geometric measurements are made of the gaps between the casing pipe and the pile and, according to the measurement results, hard elements are produced that, when arivayut pairs on opposite sides of a single vertical plane during the immersion tube operation is repeated.

2. The method according to p. 1, characterized in that the height of the welding zone is chosen at least 3 meters, the length of the rigid elements 5-15 cm, the immersion pitch of the pipe 0.5-0.7 m, the distance between the rigid elements 0.35-0 , 65 m.