ITMI941800A1 - EXPANDED DRILLED POLE, WITH HIGH SUPPORTING CAPACITY AND LAYING PROCEDURE OF THE POLE - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
L'invenzione concerne un nuovo tipo di palo ad eie vata capacità portante,applicabile ad elementi cilindrici scavati con le tecniche tradizionalmente utilizzate per i pali tri vellati. La sua originalità discende, secondo i principi indica ti nelle rivendicazioni del presente brevetto,dall'allargamento per plasticizzazione a_freddo di un tubo in lamierino metallico inserito all'interno della perforazione allo scopo di otte nere sia significative variazioni (14-20%) della sezione del pa lo alla base e lungo il fusto sia di sollecitare su tutto il tra to espanso pressioni orizzontali permanenti di gran lunga più eie vate di quelle preesistenti e dalla predisposizione di una cella di precarica alla base, solidale al tubo,attraverso la messa in pressione della quale (a getto del palo completato) sia possibile applicare al terreno posto nell'intorno della stessa, rilevanti pressioni verticali. The invention relates to a new type of pole with a high load-bearing capacity, applicable to cylindrical elements excavated with the techniques traditionally used for tri-velvet poles. Its originality derives, according to the principles indicated in the claims of the present patent, from the expansion by cold plasticization of a metal sheet tube inserted inside the perforation in order to obtain both significant variations (14-20%) of the section of the plate at the base and along the stem is to solicit permanent horizontal pressures on the whole expanded beam that are much higher than the pre-existing ones and by the predisposition of a pre-loading cell at the base, integral with the tube, through the pressure of which (once the pile is cast) it is possible to apply significant vertical pressures to the ground placed around it.
Il palo oggetto dell'invenzione risulta costituito da (vedere figura 1): The pole object of the invention consists of (see figure 1):
- un tubo P1 in lamierino di acciaio di modesto spessore (3-10 mm.) chiuso alla base da un fondello L1 che costi tuisce a sua volta la parte superiore di una cella di precarica C; il suo diametro sarà di 10-14 cm. inferiore a quello della perforazione.A seconda della lunghezza esso potrà essere costi tuito da uno o più spezzoni da collegarsi in opera con saldatu ra o simili; - a tube P1 in sheet steel of modest thickness (3-10 mm.) closed at the base by a bottom L1 which in turn constitutes the upper part of a precharge cell C; its diameter will be 10-14 cm. less than that of the perforation. Depending on the length, it may consist of one or more pieces to be connected on site with welding or the like;
- un secondo lamierino di protezione L2, che costi tuisce la parte inferiore della cella di precarica C. Le superfici S delle parti superiore ed inferiore della cella di preca-rrica C sono protette da uno strato in gomma o in geotessuto impermeabile di elevata resistenza; - a second protection plate L2, which constitutes the lower part of the precharge cell C. The surfaces S of the upper and lower parts of the precharge cell C are protected by a layer of rubber or waterproof geotextile of high resistance;
- due tubi di iniezione A e B solidarizzati al tubo PI con qualche punto di saldatura e collegati con la cella di precarica C; - two injection pipes A and B integral with the pipe PI with some welding points and connected to the precharge cell C;
- uno sperone SF di fissaggio al terreno di fondo scavo. - a spur SF for fixing to the ground at the bottom of the excavation.
- strato di cemento a riempimento dell'intercapedi ne tra le pareti della perforazione ed il tubo PI e calcestruzzo a riempimento dell 'interno del tubo PI. - layer of cement to fill the gap between the walls of the drilling and the pipe PI and concrete to fill the interior of the pipe PI.
La messa in opera del palo oggetto dell'invenzione risulta più facilmente comprensibile dopo un'analisi di dettaglio delle fasi costruttive che, con riferimento alla figura 2, saranno: The installation of the pole object of the invention is more easily understood after a detailed analysis of the construction phases which, with reference to figure 2, will be:
Fase 1: scavo del palo fino alla quota di progetto. Si prevede l'impiego delle tradizionali tecniche di perforazione tipiche dei pali trivellati,di massima con impiego di flui^ do stabilizzante all'interno del perforo (acqua, fango bentonitico, fango a base di polimeri,ecc.) Il diametro della perfora zione sarà normalmente almeno pari a 60 cm.Tpur se, in linea di. principiOj la metodologia proposta è applicabile a^diametri anche inferiori. Phase 1: excavation of the pile up to the project height. The use of traditional drilling techniques typical of bored piles is envisaged, generally with the use of stabilizing fluid inside the hole (water, bentonite mud, polymer-based mud, etc.). normally at least equal to 60 cm. principlesOj the proposed methodology is applicable to even smaller diameters.
Fase 2:posa in opera all'interno della perforazio ne del tubo PI, chiuso alla base da un fondello L1 che costituì sce a sua volta la parte superiore della cella di precarica C;; il suo diametro sarà di 10-14 cm. inferiore a quello della perforazione.A seconda della lunghezza esso potrà essere costituì to da uno o più spezzoni da collegarsi in opera con saldature o simili; sarà opportuno scegliere le dimensioni di ciascun spezzone in modo tale per cui possibilmente nessuna giunzione ricada in corrispondenza delle zonedi futuro allargamento di cuial la fase 4. Phase 2: installation inside the perforation of the pipe PI, closed at the base by a bottom L1 which in turn constitutes the upper part of the precharge cell C ;; its diameter will be 10-14 cm. lower than that of the perforation. Depending on the length it may consist of one or more pieces to be connected on site with welding or the like; it will be advisable to choose the dimensions of each segment in such a way that possibly no joint falls in correspondence with the areas of future enlargement of which in phase 4.
Per evitare problemi di gallegiamento, il tubo ver rà man mano riempito di acqua.Qualche centratore fissato allo : esterno dello stesso tubo permetterà di ottimizzarne il posizio namento rispetto alle pareti del foro.Una volta raggiunto il fondo, esso vi sarà solidamente ancorato a mezzo dello sperone SF (vedere figura 1),conficcandovelo dopo averlo lasciato cade re dall'altezza di qualche decimetro oppure applicando un peso aggiuntivo in sommità. To avoid problems of floating, the tube will be gradually filled with water. Some centering devices fixed to the outside of the same tube will allow to optimize its position with respect to the walls of the hole. Once the bottom is reached, it will be solidly anchored to it by means of spur SF (see figure 1), by inserting it into it after letting it fall from a height of a few decimeters or by applying an additional weight to the top.
Essendo importante evitare la formazione di deposi ti coesivi al di sotto della cella di precarica, si preferirà, se possibile, la perforazione ad acqua o si impiegherà il fango bentonitico adottando tutte le precauzioni che impediscono l'ac cumulo del flocculato.sul fondo; in quest'ultimo caso sarà buo-. na norma procedere all'intera sostituzione del fango di perfora zione con altro fresco, subito prima della cosa in opera della mierino metallico. Since it is important to avoid the formation of cohesive deposits below the precharging cell, water drilling or bentonite mud will be preferred if possible, adopting all the precautions that prevent the accumulation of flocculate on the bottom; in the latter case it will be good. It is standard to proceed with the entire replacement of the drilling mud with another fresh one, immediately before the operation of the metal mine.
La cella di precarica C verrà mantenuta,sempre pie na di acqua; man mano che si cala il lamierino,principale sul fondo, si allungheranno anche i due robusti tubi di iniezione A e B di cui alla figura 1, solidarizzandoli al primo con qualche punto di saldatura.Una volta raggiunta la quota vicina a quella di fondo foro, i due tubi A e B dovranno essere chiusi, in_ modo da evitare lo schiacciamento della cella al contatto con il fondo foro. The precharge cell C will be kept, always full of water; as the main sheet is lowered to the bottom, the two sturdy injection tubes A and B shown in figure 1 will also lengthen, joining them to the first with some welding points. , the two pipes A and B must be closed, so as to avoid the crushing of the cell on contact with the bottom of the hole.
Lo spessore del lamierino principale dovrà essere Verificato per le pressioni orizzontali attese dopo la fase 4, nell'ipotesi che il suo interno sia totalmente vuoto (cosa che . si verificherà almeno immediatamente prima del getto);esso potrà anche essere variàbile lungo il fusto, in relazione alle di) verse pressioni attese in corrispondenza dei vari tratti ('àllar gati" o meno) o delle eventuali necessità di predisporre sezio ni particolarmente rinforzate nei riguardi delle sollecitazioni flessionali esterne. The thickness of the main sheet must be checked for the horizontal pressures expected after phase 4, assuming that its interior is totally empty (which will occur at least immediately before casting); it may also vary along the shaft, in relation to the different pressures expected in correspondence with the various sections ('widened' or not) or to the possible need to prepare particularly reinforced sections with regard to external bending stresses.
Fase 3:solidarizzazione del tubo PI alle pareti ", della perforazione.Essa avverrà per riempimento dell'intercape dine (il cui spessore minimo sarà garantito dai distanziatori ; esterni di cui al punto b) con boiacca di cemento piuttosto fluì da, immessa dal basso a mezzo di 3-4 tubi flessibili calati sul fondo durante la fase precedente insieme al tubo PI. Phase 3: solidarization of the PI pipe to the walls "of the perforation. This will take place by filling the intercape dine (the minimum thickness of which will be guaranteed by the external spacers referred to in point b) with rather flowing cement grout, introduced from below by means of 3-4 flexible pipes lowered to the bottom during the previous phase together with the PI pipe.
La cella di precarica C dovrà anche in questa fase essere mantenuta piena di acqua e con i due tubi A e B dico municazione con l'esterno chiusi (in modo da risultare pratica mente incompressibile anche nel caso di "aggiramento" dello sperone di fondo SF del tubo PI da parte della boiacca di sigil_ latura). The precharge cell C must also be kept full of water in this phase and with the two pipes A and B I communicate with the outside closed (so as to be practically incompressible even in the case of "bypassing" of the bottom spur SF of the pipe PI by the sealing grout).
Man mano che il riempimento procede (con pompaggio uniforme su tutte le bocche di alimentazione) i flessibili ver ranno sollevati,mantenendo una inflessione minima all'interno della boiacca di circa 1,5 m. As filling proceeds (with uniform pumping on all feed ports) the hoses will be raised, maintaining a minimum deflection inside the grout of about 1.5 m.
Fase 4: introduzione all'interno del tubo PI di ap posito attrezzo allargatore, in grado di esercitare su tratte di altezza prestabilita elevate pressioni radiali (dell'ordine anche di 100-500 atm.), capaci di plasticizzare a freddo l'acciaio del lamierino (deformando nel contempo i materiali ad es so circostanti) fino a far assumere al tubo metallico un diame tro del 10-20% superiore a quello originario.Sarà opportunoche tale operazione venga effettuata con la malta di sigillatura esterna al lamierino ancora relativamente fresca, in modo tale per cui essa possa meglio adattarsi alla variazione di forma ini posta, senza eccessiva frantumazione. Phase 4: introduction inside the pipe PI of a suitable expanding tool, capable of exerting high radial pressures on sections of predetermined height (of the order of 100-500 atm.), Capable of cold plasticising the steel of the sheet metal (deforming the surrounding materials at the same time) until the metal tube assumes a diameter of 10-20% greater than the original one. in such a way that it can better adapt to the variation of the shape introduced, without excessive crushing.
Le valvole di testa dei due tubi A e B dovranno ri manere aperte (con aggiunta di liquido)per seguire senza pròblemi l'allargamento delle sezioni del lamierino prossime alla base. The head valves of the two pipes A and B must remain open (with the addition of liquid) to follow without problems the widening of the sections of the sheet close to the base.
Si noti che: Note that:
- per diametri del lamierino superiori a 70-80 cm., la posizione finale di quest'ultimo nelle zone di allargamento sarà al di là del perimetro iniziale di scavo. - for sheet diameters greater than 70-80 cm., the final position of the latter in the enlargement areas will be beyond the initial excavation perimeter.
- l'allargamento indotto comporta nel terreno circostante al palo non solo il totale recupero delle pressioni orizzontali preesistenti allo scavo,bensì il raggiungimento di valori molto elevati delle stesse,prossimi a quelli limite di "espansione della cavità cilindrica" (come facilmente dimostrabile esaminando ad esempio l'andamento delle prove eseguite con pressiometro Menard o simili). - the induced widening involves in the ground surrounding the pile not only the total recovery of the horizontal pressures pre-existing at the excavation, but also the achievement of very high values of the same, close to the limit limits of "expansion of the cylindrical cavity" (as can be easily demonstrated by examining example the progress of the tests carried out with a Menard pressure gauge or similar).
- la diminuzione di volume del tubo PI dopo 1'alien tanamento dall'attrezzo allargatore non supera valori dell'ordine di 1-2%, talmente limitati cioè da non poter influì re in maniera troppo penalizzante sulle pressioni orizzontali esterne sviluppatesi nel corso della precedente espansione. - the decrease in volume of the pipe PI after the removal from the expanding tool does not exceed values of the order of 1-2%, that is, so limited that it cannot influence in a too penalizing way the external horizontal pressures developed during the previous expansion.
Se ne può concludere pertanto che le tensioni oriz zontali residue (agenti cioè sul sistema malta di sigillatura/ tubo PI) al termine della fase 4 saranno ancora molto elevate e comunque di gran lunga superiori a quelle normalmente misurabili attorno al fusto di pali trivellati dello stesso diametro. It can therefore be concluded that the residual horizontal stresses (i.e. acting on the sealing mortar / pipe PI system) at the end of phase 4 will still be very high and in any case far higher than those normally measurable around the shaft of bored piles of the same. diameter.
Fase 5:posa in opera dell'eventuale armatura aggiun tiva e riempimento del tubo PI per getto dall'alto del calcestruz zo (si potrà)lmpiegare un tubo convogliatore della.lunghezza di 2-3 m.,munito di imbuto alla testa).Si raccomanda di aggiunge re all'impasto un additivo leggermente espansivo (in grado di produrre nel_tempo_una variazione di volume inferiore a 1%), in modo tale da recuperare la modesta diminuzione di diametro conseguente all'allontanamento dell'allargatore Phase 5: installation of any additional reinforcement and filling of the PI pipe by casting from the top of the concrete (it is possible to use a conveyor pipe with a length of 2-3 m, equipped with a funnel at the head). It is recommended to add a slightly expansive additive to the mix (capable of producing a volume variation of less than 1% over time), in order to recover the modest decrease in diameter resulting from the removal of the stretcher.
La resistenza caratteristica del calcastruzzo verrà scelta in funzione delle necessità globali di resistenza del la sezione del palo, tenuto conto della sua possibile collabora zione con l'acciaio del tubo PI. The characteristic strength of the concrete will be chosen according to the overall strength needs of the pile section, taking into account its possible collaboration with the steel of the PI tube.
Durante tutta questa fase le valvole di testa dei due tubi A e B di cui alla figura 1 dovranno essere mantenute ; chiuse. During this whole phase, the head valves of the two pipes A and B in figure 1 must be maintained; closed.
Fase 6: apertura delle due valvole di testa deide tubi A e B e irrmissione di miscela (di acqua e cemento)molto fluida dalla valvola A, fino alla sua fuoriuscita da B.Una voi ta sicuri che l'intero sistema è pieno di boiacca,si chiuderà: la valvola B, aumentando contemporaneamente la pressione in A; si manterrà nel contempo sotto controllo il livello della testa del palo,che tenderà ad innalzarsi al crescere della pressione nella cella di precarica alla base.Quest'ultima,essendo conte nuta tra il tubo PI ed il terreno del fondo foro, tenderà a com primere quest'ultimo fino a conferirgli caratteristiche di aden samento e rigidezza decisamente superiori a quelle originarie. E' da notare che il sollevamento del palo è contrastato dalle elevate tensioni di connessione orizzontale lungo il fusto impo ste.durante le precedenti fasi costruttive;è presumibile per-' tanto che si possano raggiungere elevate pressioni all'interno della cella, con marcato miglioramento delle caratteristiche di deformabilità globali del palo sotto l'effetto dei carichi as-' siali di esercizio.Tale caratteristica è tra l'altro essenziale per il buon sfruttamento della elevata capacità portante finale conferita all'elemento;è evidente infatti che la messa ' in pressione della base comporta uno spostamento verso l'alto del palo relativamente al terreno e pertanto un incremento del la sua capacità portante per attrito laterale. In altre parole: la mobilitazione di alte pressioni all'interno della cella di precarica alla base,pur lasciando invariata la capacità portari te finale disponibile, comporta un trasferimento della resisten za del terreno circostante alla punta del palo (mobilitabile con rilevanti spostamenti) al fusto del palo stesso,con una conseguente significativa diminuzione di cedimento, a parità di cari co assiale esterno applicato. Phase 6: opening of the two head valves of pipes A and B and admission of very fluid mixture (of water and cement) from valve A, until it comes out of B. You are sure that the whole system is full of grout , will close: valve B, simultaneously increasing the pressure in A; at the same time, the level of the pole head will be kept under control, which will tend to rise as the pressure in the preloading cell at the base increases. the latter to the point of conferring adhesion and stiffness characteristics that are decidedly superior to the original ones. It should be noted that the lifting of the pole is opposed by the high horizontal connection tensions along the shaft imposed during the previous construction phases; it is therefore presumable that high pressures can be reached inside the cell, with marked improvement. of the overall deformability characteristics of the pile under the effect of axial operating loads. pressure of the base involves an upward displacement of the pole relative to the ground and therefore an increase in its bearing capacity due to lateral friction. In other words: the mobilization of high pressures inside the precharge cell at the base, while leaving the final carrying capacity unchanged, involves a transfer of the resistance of the ground surrounding the tip of the pole (which can be mobilized with significant displacements) to the stem of the pole itself, with a consequent significant decrease in yield, with the same external axial load applied.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ITMI941800A IT1274754B (en) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | Expanded drilled pile, with elevated carrying capacity, and method for putting it in place |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ITMI941800A IT1274754B (en) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | Expanded drilled pile, with elevated carrying capacity, and method for putting it in place |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ITMI941800A0 ITMI941800A0 (en) | 1994-08-31 |
| ITMI941800A1 true ITMI941800A1 (en) | 1996-03-02 |
| IT1274754B IT1274754B (en) | 1997-07-24 |
Family
ID=11369504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ITMI941800A IT1274754B (en) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | Expanded drilled pile, with elevated carrying capacity, and method for putting it in place |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| IT (1) | IT1274754B (en) |
-
1994
- 1994-08-31 IT ITMI941800A patent/IT1274754B/en active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ITMI941800A0 (en) | 1994-08-31 |
| IT1274754B (en) | 1997-07-24 |
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