RU2595127C2

RU2595127C2 - Precast pile

Info

Publication number: RU2595127C2
Application number: RU2014131506/03A
Authority: RU
Inventors: Виктор Дмитриевич Таратута; Георгий Васильевич Серга
Priority date: 2014-07-29
Filing date: 2014-07-29
Publication date: 2016-08-20
Also published as: RU2014131506A

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: invention relates to construction, namely to foundation construction. Precast pile includes screw shaft, that is made along perimeter in form of hollow conical helical surface, made of strips of curved shape of different order and degree of curvature with centers, located inside cross section of hollow conical helical surface with formation along its perimeter of multi-thread screw surfaces of concave shape with helical lines and helical grooves outside of helical surface with different width of strips with length of conical helical surface. Strips are coiled in vertical plane in lengthwise direction and bent in helical lines in transverse direction on mandrel in form of paraboloid of revolution. At that, outside helical surface along outer perimeter are formed by screw together along whole length of screw shaft.

EFFECT: technical result is facilitating of shaft immersion in soil, simplified manufacturing and expansion of technological capabilities.

1 cl, 7 dwg

Description

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

Известна забивная свая (см. патент №1794134, МПК E02D 5/56, 07.02.93., Бюл. №3), включающая расширяющийся кверху винтовой ствол, выполненный составным из многогранных секций, боковая поверхность каждой 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 основания каждого равнобедренного треугольника превышают 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.Known driven pile (see patent No. 1794134, IPC E02D 5/56, 07.02.93., Bull. No. 3), including a screw barrel expanding upward, made of multi-faceted sections, the side surface of each of which is formed by an even number, not less than of six alternating equilateral and isosceles triangles adjacent to each other by the lateral sides, the sides of which within each section are equal to each other, and the bases of each isosceles triangle exceed the size of the side, and in each underlying section of the same name olniki offset from one another with the location of their lateral sides of the stem length of at least three differently directed helical lines alternating along the length of the barrel and the formation pitch therealong different-sized niches diamond shape.

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 включающийся расширяющийся кверху винтовой ствол, выполненный составным из многогранных секций, боковая поверхность каждой 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 основания каждого равнобедренного треугольника превышают 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 turning upward expanding helical shaft made of multi-faceted sections, the side surface of 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 within each section are equal to each other, and the bases of each isosceles triangle exceed 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 by at least three multidirectional helical lines of a variable pitch length along the barrel and the formation along it are different-sized rhomboid-shaped niches.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является забивная свая (см. патент №2431018, МПК E02D 5/48, 10.10.2011, Бюл. №28), включающая винтовой ствол, выполненный из последовательно установленных секций, каждая из которых смонтирована из двух пар треугольников, соединенных боковыми сторонами, при этом первая пара выполнена из одинаковых двух пар равнобедренных треугольников, а вторая пара выполнена из равнобедренных треугольников, равных равнобедренному треугольнику первой пары, и равностороннего треугольника, стороны которого равны боковой стороне равнобедренного треугольника, причем каждая последующая секция повернута относительно последующей на 120°.The closest technical solution to this invention is a driven pile (see patent No. 2431018, IPC E02D 5/48, 10/10/2011, Bull. No. 28), including a helical barrel made of sequentially installed sections, each of which is mounted in two pairs triangles connected by the sides, while the first pair is made of the same two pairs of isosceles triangles, and the second pair is made of isosceles triangles equal to the isosceles triangle of the first pair, and an equilateral triangle, the sides of which p Came side of the isosceles triangle, and each subsequent section is rotated relative to the subsequent 120 °.

Недостатком известной сваи является сложность изготовления, ограниченные технологические возможности и необходимость применения больших усилий для погружения сваи в грунт.A disadvantage of the known piles is the complexity of manufacturing, limited technological capabilities and the need for great efforts to immerse the piles in the ground.

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 свае забивной, включающей винтовой ствол, винтовой ствол выполнен по периметру в виде пустотелой конической винтовой поверхности, изготовленной из полос криволинейной формы различного порядка и степени кривизны с центрами, расположенными снаружи поперечного сечения пустотелой конической винтовой поверхности с образованием по ее периметру многозаходных винтовых поверхностей вогнутой формы с винтовыми линиями и винтовыми канавками снаружи винтовой поверхности с разными размерами по ширине полос с увеличением их по длине конической винтовой поверхности, свернутых в вертикальной плоскости в продольном направлении и изогнутых по винтовым линиям в поперечном направлении на оправке в виде параболоида вращения, причем по наружному периметру винтовой поверхности снаружи образованы винтовые напуски по всей длине винтового ствола.The technical solution is achieved by the fact that in a driven pile, including a helical shaft, the helical shaft is made around the perimeter in the form of a hollow conical helical surface made of strips of curvilinear shape of various orders and degrees of curvature with centers located outside the cross section of the hollow conical helical surface with the formation of its perimeter of concave multi-helical helical surfaces with helical lines and helical grooves on the outside of the helical surface with different dimensions in width Olos with increasing length of the conical screw surface, folded in a vertical plane in the longitudinal direction and curved along helical lines in the transverse direction of the mandrel in the form of a paraboloid of rotation, with the outer periphery of the screw surface formed externally screw overlaps over the entire length of the screw stem.

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 обусловлена тем, что в забивной свае по периметру смонтирована пустотелая коническая винтовая поверхность, снабженная многозаходными криволинейными винтовыми поверхностями в виде винтовых каналов, которые ввинчиваются в грунт и погружают сваю в грунт со скоростью, определяемой шагом винтовых поверхностей.The novelty is due to the fact that a hollow conical helical surface is mounted around the perimeter of the driven pile, equipped with multi-start curved helical surfaces in the form of screw channels that are screwed into the ground and immersed in the ground at a speed determined by the pitch of the screw surfaces.

Новизна заключается в том, что благодаря наружным винтовым поверхностям двоякой кривизны сопротивление грунта при погружении сваи снижается, что облегчает погружении сваи и расширяет технологические возможности.The novelty lies in the fact that due to the external helical surfaces of double curvature, the soil resistance during pile immersion is reduced, which facilitates pile immersion and expands technological capabilities.

Новизна заключается также в том, что винтовая поверхность забивной сваи выполнена конической, что обеспечивает расширение технологических возможностей.The novelty also lies in the fact that the screw surface of the driven pile is made conical, which ensures the expansion of technological capabilities.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что винтовая поверхность по всей длине имеет переменное плавное не только поперечное, но и плавное продольное сечение, что обеспечивает уменьшение грунта при погружении.The novelty of the invention lies in the fact that the helical surface along the entire length has a variable smooth not only transverse, but also smooth longitudinal section, which ensures a decrease in soil during immersion.

Новизна усматривается также в том, что погружение забивной сваи производится многозаходными каналами криволинейной формы, что облегчает погружение сваи и расширяет технологические возможности.The novelty is also seen in the fact that the driven pile is immersed with multi-pass channels of a curved shape, which facilitates pile immersion and expands technological capabilities.

Новизна заключается также в том, что по периметру винтовой поверхности образованы винтовые поверхности с переменной шириной вогнутой криволинейной формы по ее длине, что уменьшает сопротивление при погружении сваи в грунт.The novelty also lies in the fact that along the perimeter of the helical surface there are formed helical surfaces with a variable width of a concave curvilinear shape along its length, which reduces the resistance when the pile is immersed in the ground.

Новизна заключается в том, что винтовой ствол выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми канавками внутри винтового ствола в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны карманов криволинейной формы винтовой поверхности, расположенными внутри поперечного сечения винтового ствола, что облегчает погружение и расширяет технологические возможности.The novelty lies in the fact that the screw barrel is made around the perimeter in the form of a multi-helical surface with screw grooves inside the screw barrel in the form of pockets of curved shape with centers of curvature of the pockets of the curved shape of the screw surface located inside the cross section of the screw barrel, which facilitates immersion and extends technological capabilities .

Новизна заключается в том, что винтовой ствол по периметру выполнен из трех и более скрученных в продольном направлении и изогнутых в поперечном направлении по винтовой линии на оправке в виде параболоида вращения полос криволинейной формы различного порядка и степени кривизны, что облегчает погружение сваи в грунт и расширяет технологические возможности.The novelty lies in the fact that the helical trunk along the perimeter is made of three or more longitudinally curved and curved in the transverse direction along the helical line on the mandrel in the form of a paraboloid of rotation of the strip of curvilinear shape of different order and degree of curvature, which facilitates the immersion of the pile into the ground and expands technological capabilities.

Новизна заключается также в том, что за счет скручивания полос криволинейной формы в продольном направлении и изогнутых в поперечном направлении на оправке в виде параболоида вращения образованы внутри винтового ствола криволинейные поверхности различной кривизны в каждом поперечном сечении по длине винтового ствола, что не только облегчает погружение, но и расширяет технологические возможности.The novelty also lies in the fact that due to the twisting of strips of curvilinear shape in the longitudinal direction and curved in the transverse direction on the mandrel in the form of a paraboloid of revolution, curved surfaces of various curvature in each cross section along the length of the helical shaft are formed inside the screw barrel, which not only facilitates immersion, but also expands technological capabilities.

Новизна обусловлена тем, винтовой ствол по периметру снабжен многозаходными винтовыми поверхностями вогнутой формы с винтовыми линиями и винтовыми канавками снаружи винтовой поверхности с разными размерами по ширине полос с увеличением их по длине конической винтовой поверхности, свернутых в вертикальной плоскости в продольном направлении и изогнутых по винтовым линиям в поперечном направлении на оправке в виде параболоида вращения, что облегчает погружение сваи в грунт и расширяет технологические возможности.The novelty is due to the fact that the helical barrel along the perimeter is equipped with concave multiple helical surfaces with helical lines and helical grooves on the outside of the helical surface with different sizes along the width of the strips with an increase along the length of the conical helical surface, curved in a vertical plane in the longitudinal direction and curved along helical lines in the transverse direction on the mandrel in the form of a paraboloid of rotation, which facilitates the immersion of piles in the ground and extends technological capabilities.

Новизна заключается в том, что благодаря внутренним винтовым поверхностям двоякой кривизны сопротивление грунта погружению сваи снижается, это способствует расширению технологических возможностей.The novelty lies in the fact that due to the internal helical surfaces of double curvature, the soil resistance to pile immersion is reduced, this helps to expand technological capabilities.

Новизна заключается в том, что благодаря внутренним винтовым поверхностям облегчается погружение сваи в грунт и расширяет технологические возможности.The novelty lies in the fact that thanks to the internal helical surfaces, the immersion of the pile into the ground is facilitated and it expands the technological capabilities.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг. 1 изображена забивная свая, общий вид; на фиг. 2 - винтовой ствол забивной сваи, общий вид; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2; на фиг. 4 - одна из полос с напуском, общий вид; на фиг. 5 - вид полосы с напуском после скручивания ее концов относительно горизонтальной оси О₂-О₂; на фиг. 6 - вид полосы с напуском после скручивания ее на оправке в виде параболоида вращения; на фиг. 7 - разрез Б-Б на фиг. 6.The invention is illustrated by drawings, where: in FIG. 1 shows a driven pile, general view; in FIG. 2 - screw shaft of a driven pile, general view; in FIG. 3 is a view A in FIG. 2; in FIG. 4 - one of the strips with a lap, a general view; in FIG. 5 is a view of a strip with an inlet after twisting its ends relative to the horizontal axis O ₂ —O ₂ ; in FIG. 6 is a view of a strip with an inlet after twisting it on a mandrel in the form of a paraboloid of revolution; in FIG. 7 is a section BB in FIG. 6.

Свая забивная (фиг. 1) включает винтовой ствол 1, имеющий оголовок 2.Pile driven (Fig. 1) includes a helical barrel 1 having a head 2.

Для облегчения погружения с противоположной оголовку 2 торцевой части винтового ствола образованы режущие кромки (не показаны).To facilitate immersion from the opposite end 2 of the end part of the helical barrel, cutting edges (not shown) are formed.

Винтовой ствол 1 (фиг. 2, фиг. 3) изготовлен с наружными криволинейными поверхностями вогнутой формы 3 относительно оси симметрии конической винтовой поверхности винтового ствола 1 с центрами кривизны снаружи конической винтовой поверхности винтового ствола 1, а также напусков снаружи винтовой поверхности винтового ствола 1 в виде винтовых лопастей 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 (фиг. 3) по всей длине винтовой поверхности винтового ствола 1.The helical barrel 1 (Fig. 2, Fig. 3) is made with external curved surfaces of a concave shape 3 with respect to the axis of symmetry of the conical screw surface of the screw barrel 1 with centers of curvature outside the conical screw surface of the screw barrel 1, as well as inlets outside the screw surface of the screw barrel 1 in in the form of screw blades 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 (Fig. 3) along the entire length of the screw surface of the screw barrel 1.

Пустотелая коническая винтовая поверхность винтового ствола 1 (фиг. 3) выполнена из полос криволинейной формы различного порядка и степени кривизны 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13. На фиг. 4 показана одна из полос, например полоса 4 с боковыми кромками 14 и 15, которая включает напуск 16 с одной стороны полос выпуклой криволинейной формы (фиг. 7). Напуск 16 показан на фиг. 4 отделенным от полосы, например 4, штрих-пунктирной линией с двумя точками 17. Полоса, например 4, изготовлена разными размерами по ширине полос, например на фиг. 4 полоса 4 изготовлена шириной 18 со стороны расположения оголовка 2 конической винтовой поверхности винтового ствола 1 и шириной 19 со стороны основания винтового ствола 1, которая больше ширины 18.The hollow conical helical surface of the helical barrel 1 (Fig. 3) is made of strips of curvilinear shape of various orders and degrees of curvature 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13. In FIG. 4 shows one of the strips, for example, stripe 4 with side edges 14 and 15, which includes an inlet 16 on one side of the strips of a convex curvilinear shape (Fig. 7). The inlet 16 is shown in FIG. 4 separated from the strip, for example 4, by a dash-dot line with two points 17. The strip, for example 4, is made in different sizes along the width of the stripes, for example in FIG. 4, strip 4 is made with a width of 18 from the location of the head 2 of the conical helical surface of the screw barrel 1 and a width of 19 from the base side of the screw barrel 1, which is larger than the width of 18.

Полосы 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 с напусками 16 и с боковыми кромками 14 и 15 выпуклой криволинейной формы описаны кривыми различного порядка и степени кривизны с разными размерами по ширине полос по кромкам 14 и 15 с увеличением ширины полос по длине конической винтовой поверхности винтового ствола 1, скручены по винтовой линии в продольном направлении (фиг. 5) относительно продольной оси О₂-О₂ и изогнуты по винтовой линии в поперечном направлении на оправке в виде параболоида вращения 20 (фиг. 6, фиг. 7) с образованием по периметру конической винтовой поверхности 1 винтового ствола 1 винтовых линий, например, на фиг. 1 одна из винтовых линий показана утолщенной линией с двумя точками 21-22, и винтовых поверхностей вогнутой формы в виде винтовых канавок 3 с центрами кривизны снаружи пустотелой конической винтовой поверхности винтового ствола 1.Stripes 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 with inlets 16 and with lateral edges 14 and 15 of convex curvilinear shape are described by curves of various orders and degrees of curvature with different sizes along the width of the stripes along the edges 14 and 15 with increasing strip width along the length of the conical helical surface of the screw barrel 1, twisted along the helix in the longitudinal direction (Fig. 5) relative to the longitudinal axis O ₂ -O ₂ and bent along the helical line in the transverse direction on the mandrel in the form of a paraboloid of revolution 20 ( Fig. 6, Fig. 7) with the formation along the perimeter of a conical screw The surfaces 1 of the helical barrel 1 of helical lines, for example, in FIG. 1, one of the helical lines is shown by a thickened line with two points 21-22, and concave helical surfaces in the form of helical grooves 3 with centers of curvature outside the hollow conical helical surface of the helical barrel 1.

Полосы 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 с напусками 16 после сгиба снимают с оправки 20 (фиг. 6, фиг. 7) и соединяют друг с другом боковой стороной 14 одной полосы с штрих-пунктирной линией с двумя точками 17 другой полосы известными методами, например сваркой, с образованием по периметру пустотелой конической винтовой поверхности винтового ствола 1 винтовых линий 21-22 (фиг. 2) и винтовых поверхностей в виде винтовых канавок 3 (фиг. 2) с переменным увеличивающимся по длине пустотелой конической винтовой поверхности винтового ствола 1 шагом S₂. Одна из винтовых линий 21-22 показана на фиг. 2 утолщенной линией.Strips 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 with flaps 16 after bending are removed from the mandrel 20 (Fig. 6, Fig. 7) and connected to each other by the side 14 of one strip with a stroke a dotted line with two points 17 of another strip by known methods, for example by welding, with the formation along the perimeter of the hollow conical helical surface of the helical barrel 1 of helical lines 21-22 (Fig. 2) and helical surfaces in the form of helical grooves 3 (Fig. 2) with incrementally increasing along the length of the hollow conical helical surface of the helical barrel 1 step S ₂ . One of the helical lines 21-22 is shown in FIG. 2 thickened line.

Например, полоса 8 (фиг. 3) своей винтовой кромкой 14 соединена с полосой 7 по штрих-пунктирной с двумя точками линии 17 с выпуклой ее стороны, например сваркой, в свою очередь, полоса 7 соединена своей винтовой кромкой 14 с полосой 6 по ее штрих-пунктирной линии с двумя точками 17 и т.д., с образованием винтовой конической поверхности с напусками снаружи винтовой поверхности винтового ствола 1 в виде винтовых лопастей 16 (фиг. 3) по всей длине винтовой поверхности винтового ствола 1.For example, the strip 8 (Fig. 3) is connected with its screw edge 14 to the strip 7 by a dotted line with two points of the line 17 from its convex side, for example by welding, in turn, the strip 7 is connected by its screw edge 14 to the strip 6 along its a dashed line with two points 17, etc., with the formation of a helical conical surface with slits outside the helical surface of the helical barrel 1 in the form of helical blades 16 (Fig. 3) along the entire length of the helical surface of the helical barrel 1.

Погружение сваи осуществляется забивкой и вдавливания по оголовку 2 сваи. При этом свая поворачивается и погружается в грунт. Наличие режущих кромок и винтовых лопастей 16 облегчает погружение в грунт забивной сваи, причем внутренняя поверхность обеспечивает заполнение внутренней полости грунтом, который не выдавливается в прилегающие слои грунта, а направляется внутрь забивной сваи. По мере погружения забивной сваи верхние слои грунта, находящиеся внутри забивной сваи, уплотняются, что приводит к повышению несущей способности забивной сваи.Pile immersion is carried out by driving and pushing along the head of 2 piles. In this case, the pile turns and sinks into the ground. The presence of cutting edges and screw blades 16 facilitates immersion in the soil of a driven pile, and the inner surface ensures that the internal cavity is filled with soil, which is not squeezed into the adjacent layers of the soil, but is directed inside the driven pile. As the driven pile is immersed, the upper layers of soil inside the driven pile are compacted, which leads to an increase in the bearing capacity of the driven pile.

Из-за наличия на наружной поверхности забивной сваи винтовых линий и винтовых поверхностей и винтовых лопастей снаружи забивной сваи она погружается в грунт без приложения крутящего момента, так как происходит самозавинчивание забивной сваи по мере погружения ее в грунт.Due to the presence of helical lines and helical surfaces and helical blades on the outside surface of the driven pile, outside the driven pile, it is immersed in the ground without applying torque, since the driven pile will self-tighten as it is immersed in the ground.

Предложенная конструкция сваи может быть использована в любых грунтовых условиях производства работ в слабых, водонасыщенных, пластичных, песчаных, пластино-мерзлых и мерзлых грунтах, обеспечивает повышение несущей способности и облегчение погруженияThe proposed design of piles can be used in any soil conditions for work in weak, water-saturated, plastic, sandy, plate-frozen and frozen soils, provides increased bearing capacity and easier immersion

Claims

A driven pile comprising a helical shaft, characterized in that the helical shaft is made around the perimeter in the form of a hollow conical helical surface made of strips of curvilinear shape of various orders and degrees of curvature with centers located outside the cross section of the hollow conical helical surface with the formation of multi-start along its perimeter concave helical surfaces with helical lines and helical grooves on the outside of the helical surface with different sizes along the width of the strips with increasing and along the length of the conical screw surface, folded in a vertical plane in the longitudinal direction and curved along helical lines in the transverse direction of the mandrel in the form of a paraboloid of rotation, with the outer periphery of the screw surface formed externally screw overlaps over the entire length of the screw stem.