RU2802580C1 - Sheet pile wall for hydraulic structures and method for its erection - Google Patents

Sheet pile wall for hydraulic structures and method for its erection Download PDF

Info

Publication number
RU2802580C1
RU2802580C1 RU2023106358A RU2023106358A RU2802580C1 RU 2802580 C1 RU2802580 C1 RU 2802580C1 RU 2023106358 A RU2023106358 A RU 2023106358A RU 2023106358 A RU2023106358 A RU 2023106358A RU 2802580 C1 RU2802580 C1 RU 2802580C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
parts
elements
piles
locking elements
wall
Prior art date
Application number
RU2023106358A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Михайлович Сорокин
Иван Васильевич Чекмарев
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь")
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") filed Critical Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь")
Application granted granted Critical
Publication of RU2802580C1 publication Critical patent/RU2802580C1/en

Links

Abstract

FIELD: hydraulic engineering.
SUBSTANCE: used in sea and river construction of port facilities, the construction of embankments and berths, bridge supports, retaining walls during bank protection works. The sheet pile wall contains piles in the form of cylindrical pipes sunk into the ground, intermediate elements consisting of two parts, and locking elements connecting them to each other and to the piles into a single wall along the construction line. Parts of locking elements on cylindrical pipes and end parts of intermediate elements are located at angles α=0-60° to the O-O axis, connecting the centers of the piles with each other, with the possibility of mutual displacement by an angleϕ, and the locking elements connecting the parts of the intermediate elements to each other are made with the possibility of displacement between themselves by an angle of 2ϕ. The distance between the parts of the locking elements on adjacent piles is 0.98-1.0 of the distance between the parts of the locking elements on the end parts of the intermediate element at their same angular positionα on piles and end parts of the intermediate element. The middle parts of the intermediate elements (from the bend of the intermediate element to the lock element) are in the same plane. The geometric shape of the intermediate elements connecting adjacent piles to each other corresponds to the formula: K=2Hpr/Bpr, where K is the shape factor of the profile of the intermediate element, numerically equal to 0.35-1.2, Hpr is the height (nominal) of the intermediate element, mm, Vpr is the width (nominal) of the intermediate element, mm. Intermediate elements can be located on the front or inner side of the wall, and simultaneously on the inner and front sides of the wall. Intermediate elements are made in the form of two symmetrically arranged L-shaped or Z-shaped parts. The method for erecting the above sheet pile wall for hydraulic structures includes immersing piles in the form of cylindrical pipes with welded locking elements into the ground and subsequent installation and immersion of intermediate elements between the piles to combine them into a single sheet pile wall, while according to the invention, the distance between the cylindrical piles is controlled by welded parts of the lock elements to them, and before mounting the intermediate elements, the distance between the parts of the lock elements located on their end parts is controlled and corrected by angular displacement of the parts of the intermediate element relative to each other around the lock elements connecting them to each other.
EFFECT: increased load capacity and reliability of installation and operation of the sheet pile wall, simplification of construction and installation works with separate installation of piles and intermediate elements with compensation for changes in the distance between parts of the locking elements on piles and the possibility of using the proposed technical solution for severe ice conditions in the Far North.
8 cl, 4 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к гидротехническому и строительству и может быть использовано в морском и речном строительстве портовых сооружений, строительстве набережных и причалов, опор мостов, подпорных стенок при берегоукрепительных работах.The invention relates to hydraulic engineering and construction and can be used in marine and river construction of port facilities, construction of embankments and berths, bridge supports, retaining walls during bank protection works.

Известна шпунтовая стенка (Патент RU 161409U1, МПК В02В 3/06, опубл. 20.06.2016г.).Шпунтовая стенка, включает сваи в виде цилиндрических труб и замковые соединения, каждое из которых состоит из пары привариваемых к трубам профилей, при этом один из профилей представляет собой выступ, а второй привариваемый профиль выполнен в виде захвата, имеющего замковую полость, в котором размещен гребень шпунтового выступа, причем замковая полость образована двумя зеркально симметричными элементами в виде крюков. Замковые элементы на сваях расположены диаметрально вдольA sheet pile wall is known (Patent RU 161409U1, IPC B02B 3/06, published on June 20, 2016). The sheet pile wall includes piles in the form of cylindrical pipes and locking joints, each of which consists of a pair of profiles welded to the pipes, with one of profiles is a protrusion, and the second welded profile is made in the form of a gripper having a locking cavity in which the ridge of the tongue and groove protrusion is placed, and the locking cavity is formed by two mirror-symmetrical elements in the form of hooks. The locking elements on the piles are located diametrically along

Недостатком известного технического решения является большая металлоемкость шпунтовой стенки и ограниченная возможность работы в тяжелой ледовой обстановке на крайнем Севере из-за значительных распорных нагрузок, воздействующих на сваи от ледяных торосов, приводящим к обрыву замковых соединений и нарушению целостности шпунтовой стенки. Отклонение свай от проектного положения на незначительную величину при монтаже и эксплуатации приводит также к значительным нагрузкам на замковые соединения, превышающим расчетные.The disadvantage of the known technical solution is the high metal consumption of the sheet piling wall and the limited ability to work in heavy ice conditions in the Far North due to significant thrust loads acting on the piles from ice ridges, leading to breakage of the locking connections and damage to the integrity of the sheet piling wall. Deviation of piles from the design position by an insignificant amount during installation and operation also leads to significant loads on the interlocking joints, exceeding the calculated ones.

Известна шпунтовая стенка для строительства причалов, набережных, каналов, подпорных стенок при берегоукрепительных работах и других гидротехнических сооружений, содержащая сваи в виде металлических труб, погруженных в грунт, и замковых элементов, соединяющих их в единую стенку вдоль линии строительства. Как и в предыдущем техническом решении центры свай находятся на нейтральной (продольной) линии, делящей сечение шпунтовой стенки на две равновесные части (Патент РФ № 2293158, МПК Е02В 3/06, E02D 5/08, E02D 5/12, опубл. 10.02.2007г.).A sheet piling wall is known for the construction of berths, embankments, canals, retaining walls during bank protection works and other hydraulic structures, containing piles in the form of metal pipes immersed in the ground, and locking elements connecting them into a single wall along the construction line. As in the previous technical solution, the centers of the piles are located on the neutral (longitudinal) line dividing the section of the sheet piling wall into two equilibrium parts (RF Patent No. 2293158, IPC E02B 3/06, E02D 5/08, E02D 5/12, publ. 10.02. 2007).

Недостатком известной шпунтовой стенки, как и в предыдущем известном техническом решении, является большая металлоемкость шпунтовой стенки и ограниченная возможность работы в тяжелой ледовой обстановке на крайнем Севере из-за значительных распорных нагрузок, воздействующих на сваи от ледяных торосов, приводящим к обрыву замковых соединений и нарушению целостности шпунтовой стенки. Отклонение свай от проектного положения на незначительную величину при монтаже и эксплуатации приводит также к значительным нагрузкам на замковые соединения, превышающим расчетные.The disadvantage of the known sheet piling wall, as in the previous known technical solution, is the high metal consumption of the sheet piling wall and the limited ability to work in heavy ice conditions in the Far North due to significant thrust loads acting on the piles from ice ridges, leading to breakage of the locking connections and failure integrity of the sheet pile wall. Deviation of piles from the design position by an insignificant amount during installation and operation also leads to significant loads on the interlocking joints, exceeding the calculated ones.

Известна шпунтовая стенка для гидротехнических сооружений (ESC Group General Cataloque, 2022 Edition, page 53; https://www.escpile.com/general-catalogue). Шпунтовая стенка по известному техническому решению содержит сваи в виде цилиндрических труб, промежуточные шпунтовые элементы U-образного сечения, при этом замковые элементы, расположенные на подошве промежуточных элементов и образующих цилиндрических труб находятся на линии , соединяющей центры труб между собой.A sheet pile wall for hydraulic structures is known (ESC Group General Cataloque, 2022 Edition, page 53; https://www.escpile.com/general-catalogue). The sheet pile wall, according to a known technical solution, contains piles in the form of cylindrical pipes, intermediate sheet pile elements of a U-shaped section, while the locking elements located on the bottom of the intermediate elements and forming cylindrical pipes are located on a line connecting the centers of the pipes to each other.

Недостатком известного технического решения является низкая нагрузочная способность и высокая металлоемкость шпунтовой стенки, а также высокий уровень распорных нагрузок от ледяных торосов в условиях эксплуатации на крайнем Севере, действующих на трубные сваиThe disadvantage of the known technical solution is the low load capacity and high metal consumption of the sheet piling wall, as well as the high level of thrust loads from ice hummocks in operating conditions in the Far North acting on pipe piles

Известна шпунтовая стенка, наиболее близкая к заявляемому техническому решению (Патент RU 2382846C1, МПК B02B 3/06, B02D 5/20, опубл. 27.06.2010г.). Шпунтовая стенка согласно изобретению предназначена для возведения на скальном грунте и содержит сваи, установленные в ряд и забетонированные в предварительно разбуренных в скальном основании стаканах-фиксаторах, и размещенные между ними замыкающие тонкостенные арочные промежуточные элементы. Каждая свая снабжена двумя шпунтовыми замками, в которых размещены утолщенные боковые кромки арочных элементов, которые установлены с опиранием непосредственно на скальный грунт, без заглубления. Шпунтовые замки закреплены на сваях в плоскостях, проходящих через ось сваи под углами соответственно плюс α и минус α к плоскости, перпендикулярной плоскости подпорной стенки. Угол α выбирается от 10 до 55 градусов, преимущественно равен 45 градусам. Подпорная стенка содержит также анкерное устройство, включающее анкерные тяги, соединенные со сваями, и анкерные опоры, которые преимущественно забетонированы в скальное основание. При этом промежуточные и замковые элементы расположены со стороны засыпки шпунтовой стенки.A sheet piling wall is known that is closest to the claimed technical solution (Patent RU 2382846C1, IPC B02B 3/06, B02D 5/20, published 06/27/2010). The sheet pile wall according to the invention is intended for construction on rocky soil and contains piles installed in a row and concreted in cups-clamps pre-drilled into the rock foundation, and closing thin-walled arched intermediate elements placed between them. Each pile is equipped with two tongue-and-groove locks, in which the thickened side edges of the arched elements are placed, which are installed resting directly on the rocky soil, without deepening. Sheet piling locks are fixed on piles in planes passing through the axis of the pile at angles of plus α and minus α, respectively, to the plane perpendicular to the plane of the retaining wall. Angle α is selected from 10 to 55 degrees, preferably equal to 45 degrees. The retaining wall also contains an anchor device, including anchor rods connected to piles, and anchor supports, which are preferably concreted into the rock foundation. In this case, the intermediate and locking elements are located on the backfill side of the sheet pile wall.

Недостатком известного технического решения является большая металлоемкость шпунтовой стенки и ограниченная возможность работы в тяжелой ледовой обстановке на крайнем Севере из-за значительных распорных нагрузок, воздействующих на сваи от ледяных торосов, приводящим к обрыву замковых соединений и нарушению целостности шпунтовой стенки. Шпунтовая стенка воспринимает только нагрузку со стороны засыпки грунта и передается через промежуточные арочные элементы на сваи. Применение в шпунтовой стенке тонкостенных промежуточных элементов приводит к снижению коррозионной стойкости стенки.The disadvantage of the known technical solution is the high metal consumption of the sheet piling wall and the limited ability to work in heavy ice conditions in the Far North due to significant thrust loads acting on the piles from ice ridges, leading to breakage of the locking connections and damage to the integrity of the sheet piling wall. The sheet pile wall only takes the load from the backfill and is transmitted through intermediate arched elements to the piles. The use of thin-walled intermediate elements in a sheet pile wall leads to a decrease in the corrosion resistance of the wall.

Известна шпунтовая стенка, наиболее близкая к заявляемому техническому решению (Патент KR20120127357A, МПК E02D 005/02, E02D 005/04, опубл. 21.11.2012 г.). Шпунтовая стенка содержит сваи в виде цилиндрических труб, погруженные в грунт, промежуточные элементы, состоящие из двух Z-образных частей и замковые элементы, соединяющие их между собой и со сваями в единую стенку вдоль линии строительства. Замковых элементы на цилиндрических трубах и концевых частях промежуточных элементов расположены на линии, соединяющей центры соседних свай между собой.A sheet piling wall is known that is closest to the claimed technical solution (Patent KR20120127357A, IPC E02D 005/02, E02D 005/04, publ. November 21, 2012). The sheet pile wall contains piles in the form of cylindrical pipes immersed in the ground, intermediate elements consisting of two Z-shaped parts and locking elements connecting them to each other and to the piles into a single wall along the construction line. The locking elements on the cylindrical pipes and the end parts of the intermediate elements are located on the line connecting the centers of adjacent piles to each other.

Недостатком известного технического решения является высокая металлоемкость промежуточных элементов и низкая нагрузочная способность шпунтовой стенки из-за расположения промежуточных элементов близко к нейтральной линии стенки, а также высокий уровень распорных нагрузок от ледяных торосов в условиях эксплуатации на крайнем Севере, действующих на трубные сваи.The disadvantage of the known technical solution is the high metal consumption of the intermediate elements and the low load capacity of the sheet piling wall due to the location of the intermediate elements close to the neutral line of the wall, as well as the high level of thrust loads from ice hummocks acting on pipe piles under operating conditions in the Far North.

Целью (техническим результатом) настоящего изобретения является увеличение нагрузочной способности и надежности монтажа и эксплуатации шпунтовой стенки, упрощение проведения строительно-монтажных работ с проведением раздельного монтажа свай и промежуточных элементов с компенсацией изменения расстояния между частями замковых элементов на сваях и возможность применения заявляемого технического решения для тяжелой ледовой обстановки в условиях крайнего Севера.The purpose (technical result) of the present invention is to increase the load capacity and reliability of installation and operation of the sheet piling wall, to simplify construction and installation work with separate installation of piles and intermediate elements with compensation for changes in the distance between parts of the locking elements on piles and the possibility of using the claimed technical solution for severe ice conditions in the Far North.

Поставленная цель достигается тем, что шпунтовая стенка содержит сваи в виде цилиндрических труб, погруженные в грунт, промежуточные элементы, состоящие из двух частей и замковые элементы, соединяющие их между собой и со сваями в единую стенку вдоль линии строительства. Части замковых элементов на цилиндрических трубах и концевых частях промежуточных элементов расположены под углами α = 0 - 60° к оси О-О, соединяющей центры свай между собой, с возможностью взаимного смещения на угол ϕ, а замковые элементы, соединяющие части промежуточных элементов между собой выполнены с возможностью смещения между собой на угол 2ϕ, при этом расстояние между частями замковых элементов на соседних сваях составляет 0,98 - 1,0 расстояния между частями замковых элементов на концевых частях промежуточного элемента при их одинаковом угловом положении α на сваях и концевых частях промежуточного элемента, при этом средние части промежуточных элементов (от изгиба промежуточного элемента до замкового элемента 7, 16) находятся в одной плоскости.This goal is achieved by the fact that the sheet piling wall contains piles in the form of cylindrical pipes immersed in the ground, intermediate elements consisting of two parts and locking elements connecting them to each other and to the piles into a single wall along the construction line. Parts of the locking elements on cylindrical pipes and the end parts of the intermediate elements are located at angles α = 0 - 60° to the O-O axis connecting the centers of the piles with each other, with the possibility of mutual displacement by an angle ϕ, and the locking elements connecting the parts of the intermediate elements with each other made with the possibility of displacement between themselves by an angle of 2ϕ, while the distance between the parts of the locking elements on adjacent piles is 0.98 - 1.0 of the distance between the parts of the locking elements on the end parts of the intermediate element with their identical angular position α on the piles and the end parts of the intermediate element, while the middle parts of the intermediate elements (from the bend of the intermediate element to the locking element 7, 16) are in the same plane.

Геометрическая форма промежуточных элементов, соединяющих соседние сваи между собой соответствует формуле:The geometric shape of the intermediate elements connecting adjacent piles to each other corresponds to the formula:

K = 2Hпр / Bпр,K = 2H pr / B pr ,

где K - коэффициент формы профиля промежуточного элемента, численно равный 0,35 - 1,2,where K is the profile shape coefficient of the intermediate element, numerically equal to 0.35 - 1.2,

Нпр - высота (номинальная) промежуточного элемента, мм,H pr - height (nominal) of the intermediate element, mm,

Впр - ширина (номинальная) промежуточного элемента, мм.In pr - width (nominal) of the intermediate element, mm.

Промежуточные элементы могут располагаться с лицевой или внутренней стороны стенки, так и одновременно с внутренней и лицевой сторон стенки.Intermediate elements can be located on the front or inner side of the wall, or simultaneously on the inner and front sides of the wall.

Промежуточные элементы выполнены в виде состоящих из двух симметрично расположенных Г-образных или Z-образных частей.The intermediate elements are made in the form of two symmetrically located L-shaped or Z-shaped parts.

Также технический результат достигается тем, что в способе возведения шпунтовой стенки для гидротехнических сооружений, включающем погружение в грунт свай в виде цилиндрических труб с приваренными замковыми элементами и последующий монтаж и погружение промежуточных элементов между сваями для объединения их в единую шпунтовую стенку, согласно изобретению расстояние между цилиндрическими сваями контролируют по приваренным к ним частям замковых элементов, а перед монтажом промежуточных элементов производят контроль и корректировку расстояния между частями замковых элементов, расположенных на их концевых частях, путем углового перемещения частей промежуточного элемента относительно друг друга вокруг замковых элементов, соединяющих их между собой.Also, the technical result is achieved by the fact that in the method of constructing a sheet piling wall for hydraulic structures, including immersing piles in the form of cylindrical pipes with welded locking elements into the ground and subsequent installation and immersion of intermediate elements between the piles to combine them into a single sheet piling wall, according to the invention, the distance between cylindrical piles are controlled by the parts of the locking elements welded to them, and before installing the intermediate elements, the distance between the parts of the locking elements located at their end parts is controlled and adjusted by angular movement of the parts of the intermediate element relative to each other around the locking elements connecting them to each other.

Техническая сущность полезной модели поясняется чертежами (Фиг. 1 - 4), на которых изображено:The technical essence of the utility model is illustrated by drawings (Fig. 1 - 4), which show:

Фиг. 1 - фрагмент шпунтовой стенки с промежуточными элементами, состоящими из двух частей Г-образной формы;Fig. 1 - fragment of a sheet piling wall with intermediate elements consisting of two L-shaped parts;

Фиг. 2 - промежуточный элемент, состоящий из двух частей Г-образной формы;Fig. 2 - intermediate element, consisting of two L-shaped parts;

Фиг. 3 - фрагмент шпунтовой стенки с промежуточными элементами, состоящими из двух частей Z-образной формы;Fig. 3 - fragment of a sheet piling wall with intermediate elements consisting of two Z-shaped parts;

Фиг. 4 - промежуточный элемент, состоящий из двух частей Z-образной формы.Fig. 4 - intermediate element, consisting of two Z-shaped parts.

1, 2, 10, 11 - сваи в виде цилиндрических труб,1, 2, 10, 11 - piles in the form of cylindrical pipes,

3, 4, 7, 14, 15, 16 - замковые элементы,3, 4, 7, 14, 15, 16 - locking elements,

5, 6 - части (Г-образных) промежуточных элементов,5, 6 - parts of (L-shaped) intermediate elements,

8, 9 - концевые части (Г-образных) промежуточных элементов,8, 9 - end parts of (L-shaped) intermediate elements,

12, 13 - части (Z-образные) промежуточных элементов,12, 13 - parts (Z-shaped) of intermediate elements,

17, 18 - концевые части (Z-образных) промежуточных элементов17, 18 - end parts of (Z-shaped) intermediate elements

α - угол между осью О-О свай и замковыми элементами, расположенными на цилиндрических трубах,α is the angle between the O-O axis of the piles and the locking elements located on cylindrical pipes,

ϕ - угол смещения частей (Г-образных) промежуточных элементов,ϕ - angle of displacement of parts (L-shaped) of intermediate elements,

β - угол между линией, соединяющей замковый элемент, примыкающий к свае и замковый элемент между частями промежуточного элемента и линией О-О, соединяющей центры соседних свай между собой и определяемый по формуле:β - the angle between the line connecting the locking element adjacent to the pile and the locking element between parts of the intermediate element and the O-O line connecting the centers of adjacent piles to each other and determined by the formula:

β=arctg(2Hпр/Bпр).β=arctg(2H pr /B pr ).

Шпунтовая стенка (Фиг. 1, Фиг. 2) содержит сваи в виде цилиндрических труб 1, 2 диаметром Dтр, погруженные в грунт, промежуточные элементы высотой Нпр и шириной Впр, состоящие из двух Г-образных частей 5, 6 и замковые элементы 3, 4, 7, соединяющие их между собой и со сваями 1, 2 в единую стенку с шагом Т вдоль линии строительства. Части замковых элементов 3, 4 на цилиндрических трубах 1, 2 и концевых частях 8, 9 промежуточных элементов расположены под углами α = 0 - 60° к оси, соединяющей центры О-О свай 1, 2 между собой, с возможностью взаимного смещения на угол ϕ, а замковые элементы 7, соединяющие части 5, 6 промежуточных элементов между собой выполнены с возможностью смещения между собой на угол 2ϕ, при этом расстояние Втр между частями замковых элементов 3, 4 на соседних сваях 1, 2 составляет 0,978 - 1,0 расстояния между частями замковых элементов 3, 4 на концевых частях 8, 9 промежуточного элемента при их одинаковом угловом положении α на сваях 1, 2 и концевых частях 8, 9 промежуточного элемента, при этом средние части промежуточных элементов 5, 6 находятся в одной плоскости.The sheet pile wall (Fig. 1, Fig. 2) contains piles in the form of cylindrical pipes 1, 2 with a diameter of D tr , immersed in the ground, intermediate elements with a height of H and a width of B , consisting of two L-shaped parts 5, 6 and locking elements 3, 4, 7, connecting them with each other and with piles 1, 2 into a single wall with a pitch T along the construction line. Parts of the locking elements 3, 4 on the cylindrical pipes 1, 2 and the end parts 8, 9 of the intermediate elements are located at angles α = 0 - 60° to the axis connecting the centers O-O of piles 1, 2 with each other, with the possibility of mutual displacement by an angle ϕ, and the locking elements 7 connecting the parts 5, 6 of the intermediate elements to each other are made with the possibility of shifting between themselves by an angle of 2ϕ, while the distance Btr between the parts of the locking elements 3, 4 on adjacent piles 1, 2 is 0.978 - 1.0 distance between the parts of the locking elements 3, 4 on the end parts 8, 9 of the intermediate element at their same angular position α on the piles 1, 2 and the end parts 8, 9 of the intermediate element, while the middle parts of the intermediate elements 5, 6 are in the same plane.

Геометрическая форма промежуточных элементов, соединяющих соседние сваи между собой соответствует формуле: K = 2Hпр/Bпр,The geometric shape of the intermediate elements connecting adjacent piles to each other corresponds to the formula: K = 2H in /B in ,

где K - коэффициент формы профиля промежуточного элемента, численно равный 0,35 - 1,2,where K is the profile shape coefficient of the intermediate element, numerically equal to 0.35 - 1.2,

Нпр - высота (номинальная) промежуточного элемента, мм,H pr - height (nominal) of the intermediate element, mm,

Впр - ширина (номинальная) промежуточного элемента, мм.In pr - width (nominal) of the intermediate element, mm.

Шпунтовая стенка (Фиг. 3, Фиг. 4) содержит сваи в виде цилиндрических труб 10, 11 диаметром Dтр, погруженные в грунт, промежуточные элементы высотой Нпр и шириной Впр, состоящие из двух Z-образных частей 12, 13 и замковые элементы 14, 15, 16, соединяющие их между собой и со сваями 10, 11 в единую стенку с шагом Т вдоль линии строительства. Части замковых элементов 14, 15 на цилиндрических трубах 10, 11 и концевых частях 17, 18 промежуточных элементов расположены под углами α = 0 - 60° к оси, соединяющей центры О-О свай 10, 11 между собой, с возможностью взаимного смещения на угол ϕ, а замковые элементы 16, соединяющие части 12, 13 промежуточных элементов между собой выполнены с возможностью смещения между собой на угол 2ϕ, при этом расстояние Втр между частями замковых элементов 12, 13 на соседних сваях 10, 11 составляет 0,978 - 1,0 расстояния между частями замковых элементов 14, 15 на концевых частях 16,17 промежуточного элемента при их одинаковом угловом положении α на сваях и концевых частях 17, 18 промежуточного элемента, при этом средние части промежуточных элементов 12, 13 находятся в одной плоскости.The sheet pile wall (Fig. 3, Fig. 4) contains piles in the form of cylindrical pipes 10, 11 with a diameter of D tr , immersed in the ground, intermediate elements with a height of H and a width of B , consisting of two Z-shaped parts 12, 13 and locking elements 14, 15, 16, connecting them with each other and with piles 10, 11 into a single wall with a pitch T along the construction line. Parts of the locking elements 14, 15 on the cylindrical pipes 10, 11 and the end parts 17, 18 of the intermediate elements are located at angles α = 0 - 60° to the axis connecting the centers O-O of the piles 10, 11 with each other, with the possibility of mutual displacement by an angle ϕ, and the locking elements 16 connecting the parts 12, 13 of the intermediate elements to each other are made with the possibility of shifting between themselves by an angle of 2ϕ, while the distance B tr between the parts of the locking elements 12, 13 on adjacent piles 10, 11 is 0.978 - 1.0 the distances between the parts of the locking elements 14, 15 on the end parts 16,17 of the intermediate element with their same angular position α on the piles and the end parts 17, 18 of the intermediate element, while the middle parts of the intermediate elements 12, 13 are in the same plane.

В таблице 1 приведены расчетные единичные величины Cmax(min) - максимальной и минимальной ширины промежуточных элементов.Table 1 shows the calculated unit values of C max(min) - the maximum and minimum width of the intermediate elements.

Анализ проведенных расчетов, сведенных в таблицу 1, показывает, что величина максимальной и минимальной ширины промежуточного элемента зависит от отношения 2Нпр / Впр или угла β и максимальной величины углового смещения ϕ частей промежуточных элементов в замковых элементах, расположенных на сваях. Применение промежуточных элементов при отношении 2Нпр / Впр < 0,35 (β < 20°) не целесообразно из-за малого диапазона максимальной и минимальной ширины промежуточного элемента и не целесообразно при отношении 2Нпр / Впр > 1,20 (β > 50°) из-за снижения устойчивости частей промежуточных элементов. Применение замковых элементов с максимальным углового смещения ϕ < 4° (2ϕ < 8°) не целесообразно из-за малого диапазона максимальной и минимальной ширины промежуточного элемента и не целесообразно при ϕ > 12° (2ϕ > 24°) из-за сложности создания замковых элементов с угловым смещением более 24°. Монтаж шпунтовой стенки с расстоянием между частями замковых элементов на соседних сваях 0,978 - 1,0 от расстояния между частями замковых элементов на концевых частях промежуточного элемента при их одинаковом угловом положении α на сваях и концевых частях промежуточного элемента, обеспечивает равномерные отклонения ширины от номинального положения.An analysis of the calculations performed, summarized in Table 1, shows that the maximum and minimum width of the intermediate element depends on the ratio 2H in /B in or the angle β and the maximum value of the angular displacement ϕ of the parts of the intermediate elements in the locking elements located on the piles. The use of intermediate elements with a ratio of 2H in /B in < 0.35 (β < 20°) is not advisable due to the small range of the maximum and minimum width of the intermediate element and is not advisable with a ratio of 2H in /B in > 1.20 (β > 50°) due to reduced stability of parts of the intermediate elements. The use of locking elements with a maximum angular displacement of ϕ < 4° (2ϕ < 8°) is not advisable due to the small range of the maximum and minimum width of the intermediate element and is not advisable for ϕ > 12° (2ϕ > 24°) due to the complexity of creating locking elements elements with an angular displacement of more than 24°. Installation of a sheet piling wall with a distance between the parts of the locking elements on adjacent piles is 0.978 - 1.0 from the distance between the parts of the locking elements on the end parts of the intermediate element with their same angular position α on the piles and the end parts of the intermediate element, ensures uniform deviations of the width from the nominal position.

Возведения шпунтовой стенки для гидротехнических сооружений включает в себя погружение в грунт свай в виде цилиндрических труб 1, 2 (фиг. 1) или 10, 11 (фиг. 3) с приваренными замковыми элементами 3, 4 (фиг. 1) или 14, 15 (фиг. 3) и последующий монтаж и погружение промежуточных элементов, состоящими из двух Г-образных частей 5, 6 (фиг. 1, 2) или Z-образных частей 12, 13 (фиг. 3, 4) между сваями для объединения их в единую шпунтовую стенки. Расстояние Втр между цилиндрическими сваями 1, 2 или 10, 11 контролируют по приваренным к ним частям замковых элементов 3, 4 или 14, 15, а перед монтажом промежуточных элементов, производят контроль и корректировку расстояния Впр между частями замковых элементов 3, 4 или 14, 15, расположенных на концевых частях 8, 9 (фиг. 1, 2) или 16, 17 (фиг. 3, 4), путем углового перемещения частей 5, 6 или 14, 15 промежуточных элементов относительно друг друга вокруг замковых элементов 7 (фиг. 1, 2) или 16 (фиг. 3, 4), соединяющих части 5, 6 или 12, 13 промежуточных элементов между собой. При корректировке, ширина промежуточного элемента может меняться в диапазоне Вmin ≤ Впр ≤ Bmax при соответствующем изменении высоты промежуточного элемента в диапазоне Hmax ≥ Hпр ≥ Hmin.The construction of a sheet pile wall for hydraulic structures involves driving piles into the ground in the form of cylindrical pipes 1, 2 (Fig. 1) or 10, 11 (Fig. 3) with welded locking elements 3, 4 (Fig. 1) or 14, 15 (Fig. 3) and subsequent installation and immersion of intermediate elements consisting of two L-shaped parts 5, 6 (Fig. 1, 2) or Z-shaped parts 12, 13 (Fig. 3, 4) between the piles to combine them into a single sheet pile wall. The distance Btr between cylindrical piles 1, 2 or 10, 11 is controlled by the parts of the locking elements 3, 4 or 14, 15 welded to them, and before installing the intermediate elements, the distance Bpr between the parts of the locking elements 3, 4 or 14, 15 located on the end parts 8, 9 (Fig. 1, 2) or 16, 17 (Fig. 3, 4), by angular movement of the parts 5, 6 or 14, 15 of the intermediate elements relative to each other around the locking elements 7 (Fig. 1, 2) or 16 (Fig. 3, 4), connecting parts 5, 6 or 12, 13 of intermediate elements to each other. When adjusting, the width of the intermediate element can change in the range B min ≤ B pr ≤ B max with a corresponding change in the height of the intermediate element in the range H max ≥ H pr ≥ H min .

Применение для шпунтовой стенки свай из цилиндрических труб промежуточных элементов из двух частей позволяет производить предварительный монтаж свай и последующий монтаж промежуточных элементов с регулированием ширины в соответствии с расстоянием между замковыми элементами на соседних сваях за счет углового смещения частей промежуточных элементов относительно друг друга. Указанное техническое решение позволяет значительно снизить сроки строительства и повысить надежность замковых соединений стенки и возможность применения заявляемого технического решения для тяжелой ледовой обстановки в условиях крайнего Севера.The use of intermediate elements made of two parts for a sheet piling wall of piles made of cylindrical pipes allows for preliminary installation of piles and subsequent installation of intermediate elements with width adjustment in accordance with the distance between the locking elements on adjacent piles due to the angular displacement of parts of the intermediate elements relative to each other. The specified technical solution can significantly reduce construction time and increase the reliability of the interlocking connections of the wall and the possibility of using the proposed technical solution for heavy ice conditions in the Far North.

Таблица 1Table 1 ϕϕ Сср From Wed β - 2Hпр/Bпр β - 2H pr /B pr 20°-0,3620°-0.36 30°-0,5830°-0.58 40°-0,8440°-0.84 50°-1,1950°-1.19 0,99760.9976 Cmax C max 1,02301.0230 1,03781.0378 1,05611.0561 1,08071.0807 -- -- Cmin Cmin 0,97220.9722 0,95730.9573 0,93900.9390 0,91440.9144 0,99030.9903 Cmax Cmax 1,04091.0409 1,07061.0706 1,10711.1071 1,15611.1561 -- -- Cmin Cmin 0,93960.9396 0,90990.9099 0,87350.8735 0,82440.8244 12°12° 0,97820.9782 Cmax Cmax 1,05381.0538 1,09821.0982 1,15261.1526 1,22591.2259 -- -- Cmin Cmin 0,90250.9025 0,85810.8581 0,80370.8037 0,73040.7304

Обозначения в таблице:Designations in the table:

Впр - номинальная ширина промежуточного элемента по центрам замковых элементов;In pr - the nominal width of the intermediate element at the centers of the locking elements;

Вmax(min) - максимальная (минимальная) ширина промежуточного элемента, определяется формулой: Bmax(min) = Bпр × Сmax(min);B max(min) is the maximum (minimum) width of the intermediate element, determined by the formula: B max(min) = B in × C max(min) ;

β - угол между линией, соединяющей замковый элемент, примыкающий к свае и замковый элемент между частями промежуточного элемента и линией О-О, соединяющей центры соседних свай между собой и определяемый по формуле: β=arctg(2Hпр/Bпр);β - the angle between the line connecting the locking element adjacent to the pile and the locking element between parts of the intermediate element and the O-O line connecting the centers of adjacent piles to each other and determined by the formula: β=arctg(2H pr /B pr );

Нпр - номинальная высота промежуточного элемента;N pr - nominal height of the intermediate element;

ϕ - максимальный угол поворота промежуточного элемента в замковом элементе на сваях;ϕ - maximum angle of rotation of the intermediate element in the locking element on piles;

Cmax(min) - единичная максимальная (минимальная) величина ширины промежуточного элемента при Впр = 1,0, определяется формулами:C max(min) - unit maximum (minimum) value of the width of the intermediate element at B pr = 1.0, determined by the formulas:

Cmax = cos(β-ϕ) / cosβ,C max = cos(β-ϕ) / cosβ,

Cmin = cos(β+ϕ) / cosβ;C min = cos(β+ϕ) / cosβ;

Claims (12)

1. Шпунтовая стенка, содержащая сваи в виде цилиндрических труб, погруженные в грунт, промежуточные элементы, состоящие из двух частей, и замковые элементы, соединяющие их между собой и со сваями в единую стенку вдоль линии строительства, отличающаяся тем, что части замковых элементов на цилиндрических трубах и концевых частях промежуточных элементов расположены под углами α=0-60° к оси О-О, соединяющей центры свай между собой, с возможностью взаимного смещения на угол ϕ, а замковые элементы, соединяющие части промежуточных элементов между собой, выполнены с возможностью смещения между собой на угол 2ϕ, при этом расстояние между частями замковых элементов на соседних сваях составляет 0,978-1,0 расстояния между частями замковых элементов на концевых частях промежуточного элемента при их одинаковом угловом положении α на сваях и концевых частях промежуточного элемента, при этом средние части промежуточных элементов находятся в одной плоскости.1. A sheet pile wall containing piles in the form of cylindrical pipes immersed in the ground, intermediate elements consisting of two parts, and locking elements connecting them to each other and with the piles into a single wall along the construction line, characterized in that parts of the locking elements are on cylindrical pipes and the end parts of the intermediate elements are located at angles α=0-60° to the O-O axis connecting the centers of the piles to each other, with the possibility of mutual displacement by an angle ϕ, and the locking elements connecting the parts of the intermediate elements to each other are made with the possibility displacement between each other by an angle of 2ϕ, while the distance between the parts of the locking elements on adjacent piles is 0.978-1.0 the distance between the parts of the locking elements on the end parts of the intermediate element with their same angular position α on the piles and the end parts of the intermediate element, while the average parts of the intermediate elements are in the same plane. 2. Стенка по п. 1, отличающаяся тем, что геометрическая форма промежуточных элементов, соединяющих соседние сваи между собой, соответствует условию: 2. The wall according to claim 1, characterized in that the geometric shape of the intermediate elements connecting adjacent piles to each other meets the condition: K = 2Hпр / Bпр, K = 2H pr / B pr , где К - коэффициент формы профиля промежуточного элемента, численно равный 0,35-1,2, where K is the profile shape coefficient of the intermediate element, numerically equal to 0.35-1.2, Нпр - высота (номинальная) промежуточного элемента, H pr - height (nominal) of the intermediate element, Впр - ширина (номинальная) промежуточного элемента.In pr - width (nominal) of the intermediate element. 3. Стенка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что промежуточные и замковые элементы расположены с лицевой стороны шпунтовой стенки.3. The wall according to claim 1 or 2, characterized in that the intermediate and locking elements are located on the front side of the sheet piling wall. 4. Стенка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что промежуточные и замковые элементы расположены с внутренней стороны шпунтовой стенки.4. The wall according to claim 1 or 2, characterized in that the intermediate and locking elements are located on the inside of the sheet pile wall. 5. Стенка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что промежуточные и замковые элементы расположены с внутренней и лицевой сторон шпунтовой стенки.5. The wall according to claim 1 or 2, characterized in that the intermediate and locking elements are located on the inside and front sides of the sheet piling wall. 6. Стенка по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что промежуточные элементы выполнены в виде состоящих из двух симметрично расположенных Г-образных частей. 6. Wall according to any one of paragraphs. 1-5, characterized in that the intermediate elements are made in the form of two symmetrically located L-shaped parts. 7. Стенка по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что промежуточные элементы выполнены в виде состоящих из двух симметрично расположенных Z-образных частей. 7. Wall according to any one of paragraphs. 1-5, characterized in that the intermediate elements are made in the form of two symmetrically located Z-shaped parts. 8. Способ возведения шпунтовой стенки для гидротехнических сооружений по пп. 1-7, включающий погружение в грунт свай в виде цилиндрических труб с приваренными замковыми элементами и последующий монтаж и погружение промежуточных элементов между сваями для объединения их в единую шпунтовую стенку, отличающийся тем, что расстояние между цилиндрическими сваями контролируют по приваренным к ним частям замковых элементов, а перед монтажом промежуточных элементов производят контроль и корректировку расстояния между частями замковых элементов, расположенных на их концевых частях, путем углового перемещения частей промежуточного элемента относительно друг друга вокруг замковых элементов, соединяющих их между собой.8. Method for constructing a sheet piling wall for hydraulic structures according to paragraphs. 1-7, including immersion into the ground of piles in the form of cylindrical pipes with welded locking elements and subsequent installation and immersion of intermediate elements between the piles to combine them into a single sheet pile wall, characterized in that the distance between the cylindrical piles is controlled by parts of the locking elements welded to them , and before installing the intermediate elements, the distance between the parts of the locking elements located at their end parts is monitored and adjusted by angular movement of the parts of the intermediate element relative to each other around the locking elements connecting them to each other.
RU2023106358A 2023-04-12 Sheet pile wall for hydraulic structures and method for its erection RU2802580C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2802580C1 true RU2802580C1 (en) 2023-08-30

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU37113U1 (en) * 2003-12-30 2004-04-10 Гончаров Виктор Викторович HOLLOW WALL (OPTIONS)
CN1837512A (en) * 2006-04-07 2006-09-27 上海市政工程设计研究总院 Combined cofferdam of steel slab pile and steel pipe pile an method for manufacturing the same
RU2382846C1 (en) * 2008-12-10 2010-02-27 Виктор Викторович Гончаров Retaining wall on rocky ground
KR20120127357A (en) * 2007-05-03 2012-11-21 파일프로 엘엘씨 Sheet pile wall assembly and weld-on connecting profiles therefor
CN104404915A (en) * 2010-04-01 2015-03-11 新日铁住金株式会社 Method for determining cross section of connected wall structure

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU37113U1 (en) * 2003-12-30 2004-04-10 Гончаров Виктор Викторович HOLLOW WALL (OPTIONS)
CN1837512A (en) * 2006-04-07 2006-09-27 上海市政工程设计研究总院 Combined cofferdam of steel slab pile and steel pipe pile an method for manufacturing the same
KR20120127357A (en) * 2007-05-03 2012-11-21 파일프로 엘엘씨 Sheet pile wall assembly and weld-on connecting profiles therefor
RU2382846C1 (en) * 2008-12-10 2010-02-27 Виктор Викторович Гончаров Retaining wall on rocky ground
CN104404915A (en) * 2010-04-01 2015-03-11 新日铁住金株式会社 Method for determining cross section of connected wall structure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105155554B (en) A kind of deep basal pit of arching system
RU142649U1 (en) DOUBLE WALL
JP6454674B2 (en) Construction method of water stop working space
RU2802580C1 (en) Sheet pile wall for hydraulic structures and method for its erection
CN111424627A (en) Ship lock extension supporting structure and ship lock extension method
RU2382846C1 (en) Retaining wall on rocky ground
CN110184995A (en) The pile sinking process of major diameter fore shaft steel-pipe pile
JP6885579B2 (en) Reinforcement structure of embankment
CN201334671Y (en) Assembled cofferdam
RU179178U1 (en) DOUBLE WALL ELEMENT
RU180747U1 (en) DOUBLE WALL ELEMENT
JPH11158886A (en) Method for constructing underwater foundation
CN114215093B (en) Construction method of bearing platform foundation
RU2789151C1 (en) Pilot wall for hydro engineering structures
CN211815989U (en) Over-current type permeable breakwater structure
RU142650U1 (en) PLAIN WALL USING I-BEAM AND T-SHEET PROFILES (OPTIONS)
CN210887256U (en) Straight combined sheet pile-ground wall-connecting type frame of water retaining cofferdam
CN113216606A (en) Construction device and construction method for single-side formwork of outer wall
CN210262915U (en) Integrated configuration of revetment pipe groove plank road
CN218479129U (en) Novel rebuild ship lock system of enlarging
CN114059555B (en) Construction method of arc-shaped foundation pit supporting system based on anchoring structure
CN212316937U (en) Composite steel plate wall semi-rigid cantilever foundation pit supporting system
CN218712800U (en) Novel rebuild ship lock structure of enlarging
CN216787070U (en) Ship lock floating type access door garage
CN220978028U (en) Alternate foundation pit support system of steel-pipe pile, H-shaped steel and steel sheet pile