RU2794008C1

RU2794008C1 - Combined sheet pile wall

Info

Publication number: RU2794008C1
Application number: RU2022125310A
Authority: RU
Inventors: Виктор Викторович Гончаров
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью ТРУБОШПУНТ ИНЖИНИРИНГ
Filing date: 2022-04-07
Publication date: 2023-04-11

Abstract

FIELD: combined sheet pile walls.

SUBSTANCE: invention can be used in hydraulic engineering in the construction of sea and river berths, as well as in civil and industrial construction. The combined sheet pile wall includes load-bearing piles made of pipes, connecting elements welded to the outer surfaces of the pipes with tongue and groove locks for connection with closing intermediate sheet piles located in the gaps between adjacent load-bearing piles. Closing intermediate sheet piles are made trough-shaped in cross section and at least one is placed in each gap between adjacent bearing piles, it is equipped with additional sheet piles, each of which is cut lengthwise into two halves, with each connecting element made from half of the said cut along the additional sheet pile and shear welded to the pipe in this manner. The welded section of each connecting element is located on the neutral axis of the sheet pile wall, and the locks of all connecting elements face the same direction relative to the neutral axis of the sheet pile wall.

EFFECT: ensuring creation of a unified design of the combined sheet pile wall, which is made entirely of elements of domestic production and has high tightness and strength.

3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к комбинированным шпунтовым стенкам и может быть использована в гидротехнике при строительстве морских и речных причалов, а также в гражданском и промышленном строительстве.The invention relates to combined sheet pile walls and can be used in hydraulic engineering in the construction of sea and river berths, as well as in civil and industrial construction.

Известна комбинированная шпунтовая стенка, содержащая несущие сваи, выполненные из труб, приваренные к наружным поверхностям труб соединительные элементы со шпунтовыми замками и расположенные в промежутках между несущими сваями замыкающие промежуточные шпунтовые сваи, соединенные с несущими сваями с помощью соединительных элементов (см. фирма ArcelorMittal, «Общий каталог 2009-2, Стальные шпунтовые сваи»).A combined sheet pile wall is known, containing load-bearing piles made of pipes, connecting elements with tongue and groove locks welded to the outer surfaces of the pipes and closing intermediate sheet piles located in the gaps between the load-bearing piles connected to the load-bearing piles using connecting elements (see ArcelorMittal, " General catalog 2009-2, Steel sheet piles”).

Указанная известная шпунтовая стенка содержит Z-образные шпунтовые сваи и соединительные элементы, которые не производятся отечественными предприятиями, и это отрицательно сказывается на стоимости строительства. Кроме того, она недостаточно герметична вследствие наличия большого количества соединений на метр длины стенки.Said known sheet-piling wall contains Z-shaped sheet piles and connecting elements, which are not produced by domestic enterprises, and this negatively affects the cost of construction. In addition, it is not tight enough due to the presence of a large number of connections per meter of wall length.

Задачей настоящего изобретения является создание унифицированной конструкции комбинированной шпунтовой стенки, которая выполнена полностью из элементов отечественного производства и обладает при этом высокой герметичностью и прочностью.The objective of the present invention is to create a unified design of a combined sheet pile wall, which is made entirely of domestically produced elements and at the same time has high tightness and strength.

Поставленная задача решается за счет того, что в комбинированной шпунтовой стенке, включающей несущие сваи, выполненные из труб, приваренные к наружным поверхностям труб соединительные элементы со шпунтовыми замками для соединения с замыкающими промежуточными шпунтовыми сваями, размещенными в промежутках между смежными несущими сваями, согласно предлагаемому изобретению замыкающие промежуточные шпунтовые сваи выполнены корытообразными в поперечном сечении и размещены по меньшей мере по одной в каждом промежутке между смежными несущими сваями, при этом предлагаемая шпунтовая стенка снабжена дополнительными шпунтовыми сваями, каждая из которых разрезана вдоль на две половины, при этом каждый соединительный элемент выполнен из половины упомянутой разрезанной вдоль дополнительной шпунтовой сваи и срезом приварен к трубе таким образом, что приваренный участок каждого соединительного элемента расположен на нейтральной оси шпунтовой стенки, а замки всех соединительных элементов обращены в одну сторону относительно нейтральной оси шпунтовой стенки.The problem is solved due to the fact that in a combined sheet pile wall, including load-bearing piles made of pipes, connecting elements with tongue and groove locks welded to the outer surfaces of the pipes for connection with closing intermediate sheet piles located in the gaps between adjacent load-bearing piles, according to the present invention closing intermediate sheet piles are made trough-shaped in cross section and placed at least one in each gap between adjacent bearing piles, while the proposed sheet pile wall is equipped with additional sheet piles, each of which is cut lengthwise into two halves, with each connecting element made of halves of said additional sheet pile cut along and cut are welded to the pipe in such a way that the welded section of each connecting element is located on the neutral axis of the sheet pile wall, and the locks of all connecting elements face the same direction relative to the neutral axis of the sheet pile wall.

Поставленная задача решается также за счет того, что в комбинированной шпунтовой стенке согласно предлагаемому изобретению в каждом промежутке между двумя смежными несущими сваями установлены три замыкающие промежуточные корытообразные шпунтовые сваи, последовательно соединенные между собой с образованием зигзагообразного профиля в поперечном сечении.The problem is also solved due to the fact that in the combined sheet pile wall according to the invention, in each gap between two adjacent bearing piles, three closing intermediate trough-shaped sheet piles are installed, connected in series with each other to form a zigzag profile in cross section.

Замыкающие промежуточные шпунтовые сваи могут быть выполнены из шпунта типа Ларсен 5УМ.Closing intermediate sheet piles can be made of sheet piles of the Larsen 5UM type.

Поскольку замыкающие промежуточные шпунтовые сваи согласно предлагаемому изобретению имеют корытообразное поперечное сечение, это позволяет использовать корытообразный шпунт отечественного производства вместо импортного шпунта Z-образного профиля в поперечном сечении.Since the closing intermediate sheet piles according to the present invention have a trough-shaped cross-section, this makes it possible to use a domestically produced trough-shaped sheet pile instead of an imported Z-shaped sheet pile in cross section.

Замена Z-образных замыкающих промежуточных шпунтовых свай, как это имеет место в известном техническом решении (фиг. 3 и фиг. 4), корытообразными в поперечном сечении сваями отечественного производства, а также выполнение соединительных элементов из половин разрезанных вдоль таких же корытообразных шпунтовых свай позволяет полностью отказаться от импортного проката - как для соединительных элементов, так и замыкающих шпунтовых свай.Replacing the Z-shaped closing intermediate sheet piles, as is the case in the well-known technical solution (Fig. 3 and Fig. 4), with trough-shaped piles of domestic production, as well as the implementation of connecting elements from halves cut along the same trough-shaped sheet piles allows completely abandon imported rolled products - both for connecting elements and closing sheet piles.

Соединительные элементы выполняют в комбинированной шпунтовой стенке только функцию направления для погружения промежуточных шпунтовых свай и обеспечения грунтонепроницаемости стенки. Благодаря замене их на половины шпунтовых свай того же сортамента, что и промежуточные сваи, конструкция предлагаемой шпунтовой стенки унифицирована и состоит всего из двух стандартных прокатных элементов отечественного производства: труб большого диаметра и шпунтовых свай корытообразного поперечного сечения типа Ларсен 5УМ.In a combined sheet pile wall, the connecting elements only perform the function of guiding the intermediate sheet piles and ensuring the soil impermeability of the wall. By replacing them with half sheet piles of the same assortment as the intermediate piles, the design of the proposed sheet pile wall is unified and consists of only two standard rolled elements of domestic production: large-diameter pipes and sheet piles of a trough-shaped cross section of the Larsen 5UM type.

Трубчатые сваи являются главными несущими элементами, воспринимающими горизонтальную нагрузку от давления грунта и воды, а также вертикальные нагрузки - фундаментные и эксплуатационные. Промежуточные шпунтовые сваи передают горизонтальные нагрузки несущим трубчатым сваям.Tubular piles are the main bearing elements that take the horizontal load from the pressure of soil and water, as well as vertical loads - foundation and operational. Intermediate sheet piles transfer horizontal loads to bearing pipe piles.

Межцентровые расстояния между несущими трубчатыми сваями рассчитываются для каждого проекта в зависимости от многих факторов, в том числе от свойств грунта, нагрузки, размеров труб и т.д.Center-to-center distances between load-bearing pipe piles are calculated for each project depending on many factors, including soil properties, load, pipe sizes, etc.

В случае больших межцентровых расстояний промежуток между трубами должен быть перекрыт более чем одной промежуточными шпунтовыми сваями, обеспечивающими герметичность шпунтовой стенки, т.е. ее грунто- и водонепроницаемость. В этом случае имеет преимущество осуществление согласно п. 2 формулы изобретения.In the case of large center-to-center distances, the gap between the pipes must be covered by more than one intermediate sheet pile, which ensures the tightness of the sheet pile wall, i.e. its soil and water resistance. In this case, the implementation according to paragraph 2 of the claims has the advantage.

Существующий модельный ряд корытного шпунта с различными геометрическими характеристиками позволяет осуществить выбор наиболее технически и экономически выгодных решений для каждого конкретного проекта.The existing range of trough sheet piles with different geometrical characteristics makes it possible to select the most technically and economically advantageous solutions for each specific project.

Благодаря тому, что шпунтовые сваи выполнены корытообразными в поперечном сечении, увеличена водонепроницаемость, т.е. герметичность предлагаемой шпунтовой стенки из-за меньшего количества замков на метр стенки.Due to the fact that the sheet piles are made trough-shaped in cross section, water resistance is increased, i.e. tightness of the proposed sheet pile wall due to fewer locks per meter of wall.

Изобретение поясняется далее с помощью чертежей на которых изображено:The invention is explained further with the help of the drawings, which show:

на фиг. 1 - комбинированная шпунтовая стенка с одной замыкающей промежуточной корытообразной шпунтовой сваей, вид в плане;in fig. 1 - combined sheet pile wall with one closing intermediate trough-shaped sheet pile, plan view;

на фиг. 2 - то же, с тремя замыкающими промежуточными шпунтовыми корытообразными сваями;in fig. 2 - the same, with three closing intermediate sheet piles;

на фиг. 3 - комбинированная шпунтовая стенка из Z-образного шпунта ArcelorMittal (прототип);in fig. 3 - combined sheet pile wall of ArcelorMittal Z-shaped sheet pile (prototype);

на фиг. 4 - вид А на фиг. 3, показан в увеличенном виде соединительный элемент прототипа.in fig. 4 - view A in Fig. 3 shows an enlarged view of the connection element of the prototype.

Комбинированная шпунтовая стенка согласно предлагаемому изобретению содержит забитые в грунт в ряд с расчетными интервалами, т.е. с промежутками между ними, несущие трубчатые сваи 1, выполненные из труб 2, замыкающие промежуточные шпунтовые сваи 3 корытообразного поперечного сечения, размещенные в промежутках между несущими сваями 1, соединительные элементы 4, приваренные к трубам 2 несущих свай 1 и служащие для соединения несущих свай 1 с промежуточными шпунтовыми сваями 3. Соединительные элементы 4 выполнены каждый из половины дополнительной корытообразной шпунтовой сваи, разрезанной вдоль, приварены кромкой разреза к трубе несущей сваи и имеют на свободной кромке замок 5 для соединения с замками 5 промежуточных шпунтовых свай 3.Combined sheet pile wall according to the invention contains driven into the ground in a row with calculated intervals, i.e. with gaps between them, bearing tubular piles 1, made of pipes 2, closing intermediate sheet piles 3 of trough-shaped cross-section, placed in the gaps between bearing piles 1, connecting elements 4 welded to pipes 2 of bearing piles 1 and serving to connect bearing piles 1 with intermediate sheet piles 3. The connecting elements 4 are each made of a half of an additional trough-shaped sheet pile, cut along, welded by the cut edge to the pipe of the bearing pile and have a lock 5 on the free edge for connection with locks of 5 intermediate sheet piles 3.

В зависимости от проекта в промежутке между двумя смежными сваями может быть установлена по меньшей мере одна шпунтовая корытообразная промежуточная свая 3, как изображено на фиг. 1, а в необходимых случаях - три промежуточные шпунтовые сваи За, 36 и Зв, как изображено на фиг. 2. Промежуточные шпунтовые сваи 3а, 3б и 3в соединены замками между собой зигзагообразно, т.е. корытообразные сваи обращены поочередно выпуклой частью на лицевую сторону стенки и выпуклой частью на тыльную сторону стенки. На виде в плане, т.е. на фиг. 2, сваи 3а и 3в обращены корытом вниз, а свая 3б - корытом вверх. Сваи 3а и 3в, расположенные ближе к смежным несущим сваям 1, соединены с помощью соединительных элементов 4 с соответствующими смежными несущими сваями 1. Зигзагообразное соединение промежуточных шпунтовых свай 3а, 36 и 3в придает жесткость участку шпунтовой стенки, расположенному между двумя смежными несущими сваями 1, что повышает прочность и герметичность шпунтовой стенки.Depending on the project, at least one sheet pile trough-shaped intermediate pile 3 can be installed in the gap between two adjacent piles, as shown in FIG. 1, and, if necessary, three intermediate sheet piles 3a, 36 and 3b, as shown in FIG. 2. Intermediate sheet piles 3a, 3b and 3c are connected by locks to each other in a zigzag manner, i.e. trough-shaped piles alternately face the convex part on the front side of the wall and the convex part on the back side of the wall. In plan view, i.e. in fig. 2, piles 3a and 3c are turned with the trough down, and pile 3b is turned with the trough up. Piles 3a and 3b, located closer to the adjacent load-bearing piles 1, are connected by means of connecting elements 4 with the corresponding adjacent load-bearing piles 1. which increases the strength and tightness of the sheet pile wall.

Предварительно в заводских условиях изготавливают несущие сваи 1. Для этого разрезают вдоль на две половины необходимое количество корытообразных шпунтин, в частности, типа Ларсен 5УМ. Полученные половины, которые выполняют далее в готовой шпунтовой стенке роль соединительных элементов 4, приваривают местом среза к трубам 2 таким образом, чтобы приваренные участки были расположены на одном диаметре, при этом другие их участки были обращены замками 5 в одну сторону. К каждой трубе 2 приваривают по два соединительных элемента 4.Bearing piles 1 are prefabricated at the factory. To do this, the required number of trough-shaped sheet piles is cut lengthwise into two halves, in particular, of the Larsen 5UM type. The resulting halves, which further perform the role of connecting elements 4 in the finished sheet pile wall, are welded at the cut point to the pipes 2 in such a way that the welded sections are located on the same diameter, while their other sections are facing the locks 5 in one direction. Two connecting elements 4 are welded to each pipe 2.

Трубы с приваренными соединительными элементами, т.е. готовые несущие сваи 1 (так называемый трубошпунт), на стройплощадке погружают в грунт первыми, а затем в промежутки между ними устанавливают промежуточные замыкающие шпунтовые сваи, одну или три, в зависимости от проекта. В случае установки трех промежуточных шпунтовых свай 3 их соединяют между собой в замок и через соединительные элементы 4 соединяют с трубами 2 смежных несущих свай 1.Pipes with welded fittings, i.e. finished load-bearing piles 1 (the so-called pipe sheet), are first immersed in the ground at the construction site, and then intermediate closing sheet piles, one or three, depending on the project, are installed in the gaps between them. In the case of installing three intermediate sheet piles 3, they are connected to each other in a lock and through connecting elements 4 are connected to pipes 2 of adjacent bearing piles 1.

Claims

1. Combined sheet pile wall, including load-bearing piles made of pipes, connecting elements welded to the outer surfaces of the pipes with tongue and groove locks for connection with closing intermediate sheet piles located in the gaps between adjacent load-bearing piles, characterized in that the closing intermediate sheet piles are made trough-shaped in cross section and placed at least one in each gap between adjacent load-bearing piles, while it is equipped with additional sheet piles, each of which is cut lengthwise into two halves, each connecting element is made from half of the said additional sheet pile cut along and cut welded to the pipe in such a way that the welded section of each connecting element is located on the neutral axis of the sheet pile wall, and the locks of all connecting elements face the same direction relative to the neutral axis of the sheet pile wall.

2. Combined sheet pile wall according to claim 1, characterized in that in each gap between two adjacent load-bearing piles, three closing intermediate trough-shaped sheet piles are installed, connected in series with each other to form a zigzag profile in cross section.

3. Combined sheet pile wall according to claim 1 or 2, characterized in that the closing intermediate trough-shaped sheet piles are made in the form of Larsen 5UM type sheet piles.