RU2244065C1 - Method for screw pile driving in ground and screw pile driven by above method - Google Patents
Method for screw pile driving in ground and screw pile driven by above method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2244065C1 RU2244065C1 RU2003115043/03A RU2003115043A RU2244065C1 RU 2244065 C1 RU2244065 C1 RU 2244065C1 RU 2003115043/03 A RU2003115043/03 A RU 2003115043/03A RU 2003115043 A RU2003115043 A RU 2003115043A RU 2244065 C1 RU2244065 C1 RU 2244065C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pile
- torque
- key
- inventory key
- shaft
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000008447 perception Effects 0.000 claims description 7
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 17
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 9
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 7
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 101100129500 Caenorhabditis elegans max-2 gene Proteins 0.000 description 1
- 229910001208 Crucible steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 101100083446 Danio rerio plekhh1 gene Proteins 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Piles And Underground Anchors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к строительству и может быть использовано для сооружения несущих фундаментов и закрепления различных механизмов и устройств на грунте, в том числе в условиях мерзлых грунтов, при завинчивании металлических трубчатых свай (преимущественно, диаметром 168...219 мм).The invention relates to construction and can be used for the construction of bearing foundations and fixing various mechanisms and devices on the ground, including in frozen soils, when screwing metal tubular piles (mainly, with a diameter of 168 ... 219 mm).
Известен способ погружения винтовых свай "за верхнюю головку ствола сваи" (см. кн. Иродов М.Д. "Применение винтовых свай в строительстве", М., 1968г., с.110), при котором крутящий момент лопасти сваи передается через верхний ее конец. При этом головку (наголовник) сваи вставляют в цангу машины, вдавливают сваю в грунт и ввинчивают ее при помощи шлицев на головке. При таком способе погружения ствол сваи должен быть рассчитан на сопротивление сложному нагружению (от кручения, продольного изгиба от осевого усилия, передаваемого машиной свае, а также местного изгиба от действия на ствол направляющих роликов рабочего органа машины).There is a method of immersing screw piles "behind the upper head of the pile shaft" (see book. M. Herod, "Application of screw piles in construction", M., 1968, p. 110), in which the torque of the pile blade is transmitted through the upper its end. At the same time, the pile head (head) is inserted into the collet of the machine, the pile is pressed into the ground and screwed into it using the slots on the head. With this method of immersion, the pile shaft must be designed for resistance to complex loading (from torsion, longitudinal bending from the axial force transmitted by the pile machine, as well as local bending from the action on the barrel of the guide rollers of the working body of the machine).
Недостатком указанного способа является повышенный расход металла для обеспечения прочности ствола, достигаемой путем увеличения толщины стенок сваи или его диаметра до значения, необходимого для обеспечения прочности при погружении.The disadvantage of this method is the increased consumption of metal to ensure the strength of the trunk, achieved by increasing the wall thickness of the pile or its diameter to the value necessary to ensure strength when immersed.
Известен способ погружения винтовых свай (см. кн. Богорад Л.Я. "Винтовые сваи и анкеры в электросетевом строительстве", М., "Энергия", 1967 г., с.58-59, 78-83), выбранный в качестве прототипа, включающий вдавливание сваи с одновременным ее ввинчиванием с использованием внутреннего инвентарного ключа. При этом способе инвентарный ключ вводят во внутреннюю полость железобетонного ствола сваи и устанавливают в посадочное место винтового башмака, при этом другой конец ключа закрепляют в цанге машины. При таком погружении ствол сваи не испытывает напряжений кручения, и при его расчете учитываются только нагрузки, которые он будет воспринимать от сооружения, фундаментом которого свая будет служить. Крутящий момент и осевое усилие, необходимые для завинчивания винтовой сваи, воспринимает от машины инвентарный ключ и передает его на лопасти сваи. В связи с этим к стержню инвентарного ключа, представляющего собой стальную трубу, предъявляются также очень жесткие требования: с одной стороны, его диаметр должен быть минимальным, так как от этого зависит диаметр ствола сваи, с другой стороны, стержень должен обладать достаточной прочностью на скручивание. При проведении работ в районах Крайнего Севера погружение винтовых свай в мерзлые грунты требует большого по величине крутящего момента. В связи с этим, для передачи на лопасти требуемого крутящего момента необходимо увеличить диаметр стержня инвентарного ключа, а это приведет к увеличению указанного диаметра выше величины, обуславливаемой строительными нагрузками. Указанные мероприятия ведут к большему расходу металла, а следовательно, и к увеличению цены сваи. Кроме того, как показала практика, при установке инвентарного ключа в полый железобетонный ствол сваи возможны сколы бетона на внутренней поверхности ствола. Образовавшиеся при этом механические частицы скалываемого бетона могут попасть в посадочное место под инвентарный ключ, препятствуя установке последнего, и, в целом, всей сваи.A known method of immersion of screw piles (see the book. Bogorad L.Ya. "Screw piles and anchors in electric grid construction", M., "Energy", 1967, S. 58-59, 78-83), selected as prototype, including the indentation of a pile with its simultaneous screwing using an internal inventory key. In this method, the inventory key is introduced into the internal cavity of the reinforced concrete trunk of the pile and installed in the seat of the screw shoe, while the other end of the key is fixed in the collet of the machine. With this immersion, the pile shaft does not experience torsional stresses, and when calculating it, only the loads that it will absorb from the structure, the foundation of which the pile will serve, are taken into account. The torque and axial force necessary for screwing the screw pile receives the inventory key from the machine and transfers it to the pile blades. In this regard, very strict requirements are also imposed on the rod of the inventory key, which is a steel pipe: on the one hand, its diameter must be minimal, since the diameter of the pile shaft depends on it, on the other hand, the rod must have sufficient twisting strength . When carrying out work in the Far North, the immersion of screw piles in frozen soils requires a large amount of torque. In this regard, to transfer the required torque to the blades, it is necessary to increase the diameter of the inventory key rod, and this will lead to an increase in the specified diameter above the value determined by the building loads. These measures lead to a greater consumption of metal, and, consequently, to an increase in the price of piles. In addition, as practice has shown, when installing an inventory key in a hollow reinforced concrete trunk of a pile, concrete chips on the inner surface of the trunk are possible. The resulting mechanical particles of chipped concrete can fall into the seat under the inventory key, preventing the installation of the latter, and, in general, the entire pile.
Известны сваи, устанавливаемые описанными выше способами.Piles are known to be installed by the methods described above.
Так, известна винтовая свая, содержащая ствол из стальной бесшовной трубы, лопасть из литой стали и направляющий конус (см. кн. Иродов М.Д. "Применение винтовых свай в строительстве", М., 1968 г., с.10-12, рис.5). В известной свае крутящий момент от машины при завинчивании передается на лопасть через верхнюю головку (наголовник) ствола сваи. При этом в зависимости от состояния грунта (повышенная плотность, мерзлый грунт) воспринимаемый стволом сваи крутящий момент должен быть увеличен в сравнении с обычными условиями установки. Поэтому для обеспечения погружения сваи в таких условиях применяют сваи (для обеспечения прочности) с повышенным диаметром ствола либо с увеличенной толщиной стенки, что неизменно ведет к большому расходу металла и явно является недостатком.For example, a screw pile is known, containing a barrel made of seamless steel pipe, a cast steel blade and a guide cone (see Prince M. Irodov, “The Use of Screw Piles in Construction,” Moscow, 1968, pp. 10-12 , fig. 5). In a known pile, the torque from the machine, when screwed, is transmitted to the blade through the upper head (head) of the pile shaft. Moreover, depending on the state of the soil (increased density, frozen soil), the torque perceived by the pile shaft should be increased in comparison with normal installation conditions. Therefore, to ensure the immersion of piles in such conditions, piles are used (to ensure strength) with an increased trunk diameter or with an increased wall thickness, which invariably leads to a large consumption of metal and is clearly a drawback.
Известна винтовая свая, погружаемая с помощью внутреннего инвентарного ключа (см. кн. Богорад Л.Я. "Винтовые сваи и анкеры в электросетевом строительстве", М., "Энергия", 1967 г., с.25), принятая за прототип, содержащая трубчатый ствол из железобетона, металлический винтовой башмак с лопастью и направляющим конусом. По оси металлического винтового башмака выполнено посадочное отверстие под установку профилированной головки нижнего конца инвентарного ключа.Known screw pile, immersed using an internal inventory key (see book. Bogorad L.Ya. "Screw piles and anchors in electric grid construction", M., "Energy", 1967, p.25), adopted as a prototype, containing a tubular barrel of reinforced concrete, a metal screw shoe with a blade and a guide cone. Along the axis of the metal screw shoe, a landing hole is made for installing a profiled head of the lower end of the inventory key.
Инвентарный ключ, используемый для погружения указанной сваи, состоит из наголовника, стержня и профилированной головки. Наголовник служит для соединения ключа с цангой каретки рабочего органа машины. Стержень инвентарного ключа представляет собой стальную трубу. Профилированная головка является той частью инвентарного ключа, которая входит в соответствующее посадочное место винтового башмака сваи и непосредственно через которую передается крутящий момент и осевая нагрузка на ствол сваи.The inventory key used to immerse said pile consists of a headgear, a shaft and a profiled head. The cap serves to connect the key to the collet of the carriage of the working body of the machine. The inventory key shaft is a steel pipe. The profiled head is that part of the inventory key that enters the corresponding seat of the screw shoe of the pile and directly through which torque and axial load are transmitted to the pile shaft.
При погружении указанной сваи крутящий момент, необходимый для завинчивания, передается на винтовую лопасть только через инвентарный ключ, а ствол сваи не воспринимает напряжений кручения.When immersing said pile, the torque necessary for screwing is transmitted to the screw blade only through an inventory key, and the pile shaft does not accept torsional stresses.
Использование указанной сваи по причинам, изложенным ранее при описании известного способа погружения винтовой сваи (прототипа), ведет к увеличению материалоемкости.The use of this pile for the reasons stated earlier in the description of the known method of immersion of a screw pile (prototype), leads to an increase in material consumption.
Предлагаемыми изобретениями решается задача снижения материалоемкости винтовой сваи за счет применения двухпоточной схемы передачи крутящего момента на лопасть сваи при ее погружении и обеспечение реализации указанной схемы передачи крутящего момента.The proposed inventions solve the problem of reducing the material consumption of a screw pile due to the use of a two-stream transmission circuit of torque to the blade of the pile when it is immersed and ensuring the implementation of the specified transmission circuit of torque.
Поставленная задача решается тем, что в способе погружения винтовой сваи в грунт, включающем вдавливание сваи с одновременным ее ввинчиванием с использованием внутреннего инвентарного ключа, согласно изобретению, при ввинчивании сваи крутящий момент на винтовую лопасть первоначально передают посредством инвентарного ключа, затем по мере нарастания сопротивления ввинчиванию сваи включают в работу по передаче крутящего момента ствол сваи, не допуская при этом превышения установленного значения крутящего момента как на ключе, так и на стволе сваи.The problem is solved in that in the method of immersion of a screw pile into the soil, including pressing the pile together with screwing it using an internal inventory key, according to the invention, when screwing the pile, the torque on the screw blade is initially transmitted using the inventory key, then as the screwing resistance increases the piles include the pile shaft in the work of transmitting torque, while not allowing the set torque to be exceeded both on the key and on tvole piles.
Для наилучшей реализации способа включение в работу ствола сваи при достижении установленного значения крутящего момента на инвентарном ключе обеспечивают автоматически, посредством обеспечения взаимодействия элементов инвентарного ключа, передающих крутящиий момент, и устройства для восприятия крутящего момента, расположенного на свае, при этом упомянутый ключ устанавливают в подготовленную для завинчивания сваю таким образом, чтобы передающие крутящий момент элементы инвентарного ключа в исходном состоянии располагались относительно устройства для восприятия крутящего момента сваи с угловым зазором , величина которого определяется из соотношения:For the best implementation of the method, the inclusion of piles in the shaft when the set torque value on the inventory key is reached is automatically ensured by means of the interaction of the elements of the inventory key transmitting the torque and the device for sensing the torque located on the pile, the said key being installed in the prepared for screwing, pile in such a way that the torque transmitting elements of the inventory key in the initial state are located tion device for sensing the torque of the pile with an angular gap , the value of which is determined from the ratio:
Мкр - установленное значение крутящего момента;M cr - the set value of the torque;
G - модуль упругости сдвига материала стержня внутреннего инвентарного ключа;G is the shear modulus of the material of the core of the internal inventory key;
Ip - полярный момент инерции сечения стержня внутреннего инвентарного ключа;I p is the polar moment of inertia of the cross section of the rod of the internal inventory key;
L - длина стержня внутреннего инвентарного ключа.L is the length of the core of the internal inventory key.
Для решения поставленной задачи предлагается металлическая винтовая свая, погружаемая заявляемым способом, включающая цилиндрический трубчатый ствол с направляющим конусом, винтовую лопасть, и посадочное место в нижней части ствола под внутренний инвентарный ключ, в которой согласно изобретению ствол сваи в верхней ее части снабжен устройством для восприятия крутящего момента от вышеуказанного ключа.To solve this problem, a metal screw pile is proposed, immersed by the claimed method, including a cylindrical tubular barrel with a guide cone, a screw blade, and a seat in the lower part of the barrel for an internal inventory key, in which according to the invention the pile shaft in its upper part is equipped with a device for perception torque from the above wrench.
При этом устройство для восприятия крутящего момента выполнено с возможностью взаимодействия с передающими крутящий момент элементами инвентарного ключа при достижении установленного значения крутящего момента.At the same time, the device for sensing torque is configured to interact with transmitting torque elements of the inventory key when the specified value of torque is reached.
При реализации заявляемого способа вышеуказанное устройство для восприятия крутящего момента может быть выполнено в виде упоров, установленных на стволе сваи с выступанием во внутреннюю полость, либо в виде сквозных скругленных по концам пазов, диаметрально расположенных на стволе, взаимодействующих с вышеупомянутыми элементами в зонах округления.When implementing the proposed method, the above device for receiving torque can be made in the form of stops installed on the pile shaft with a protrusion in the internal cavity, or in the form of through rounded grooves at the ends diametrically located on the shaft, interacting with the aforementioned elements in the rounding zones.
Кроме того, для достижения наилучшего результата свая содержит указатели, например в виде рисок или меток, для ориентированного расположения инвентарного ключа в его посадочном месте.In addition, to achieve the best result, the pile contains pointers, for example in the form of pictures or marks, for the oriented location of the inventory key in its seat.
Анализ отличительных признаков заявляемых технических решений показал:Analysis of the distinguishing features of the claimed technical solutions showed:
- в заявляемом способе погружения винтовой сваи по сравнению с прототипом изменена схема передачи крутящего момента от машины на лопасть сваи, а именно крутящий момент передают через внутренний инвентарный ключ и через ствол сваи. При такой схеме крутящий момент воспринимается первоначально ключом, а затем по мере нарастания нагрузки и увеличения угла закрутки ключа в работу по передаче крутящего момента подключается ствол, что позволяет снизить нагрузку на ствол и в то же время "не перегрузить" инвентарный ключ, позволяя тем самым использовать сваи со значительно сниженной толщиной стенки ствола (с 20 до 10 мм при диаметре ствола сваи 168...219 мм), не ухудшая при этом прочностных свойств сваи. Это, в целом, способствует уменьшению материалоемкости, а следовательно, и стоимости винтовой сваи;- in the inventive method of immersion of a screw pile compared to the prototype, the torque transmission scheme from the machine to the pile blade is changed, namely, the torque is transmitted through an internal inventory key and through the pile shaft. With this scheme, the torque is initially perceived by the key, and then, as the load increases and the angle of twist of the key increases, the trunk is connected to the torque transmission operation, which reduces the load on the barrel and at the same time “does not overload” the inventory key, thereby allowing use piles with significantly reduced trunk wall thickness (from 20 to 10 mm with pile bore diameters of 168 ... 219 mm) without compromising the strength properties of piles. This, in general, helps to reduce material consumption, and hence the cost of a screw pile;
- автоматическое включение в работу ствола сваи при достижении установленного значения крутящего момента на внутреннем инвентарном ключе обеспечивается за счет упругого закручивания стержня инвентарного ключа до взаимодействия с устройством для восприятия крутящего момента, расположенного на свае, позволяя при завинчивании по мере возрастания нагрузки на инвентарном ключе осуществлять перераспределение крутящего момента с инвентарного ключа на ствол, тем самым разделяя его передачу на две составляющие;- automatic inclusion of the pile shaft into operation when the set torque value on the internal inventory key is reached is ensured by elastic twisting of the inventory key rod until it interacts with the torque sensing device located on the pile, allowing redistribution when tightening with increasing load on the inventory key torque from the inventory key to the trunk, thereby dividing its transmission into two components;
- установка внутреннего инвентарного ключа в приготовленную для завинчивания сваю таким образом, чтобы его элементы, передающие крутящий момент, в исходном состоянии располагались относительно устройства для восприятия крутящего момента сваи с угловым зазором, величина которого определяется, формулой- installation of the internal inventory key in the pile prepared for screwing so that its torque transmitting elements are in the initial state relative to the device for sensing the torque of the pile with an angular clearance, whose value is determined by the formula
позволяет сначала использовать прочностные возможности стержня инвентарного ключа по передаче крутящего момента, а затем передачу остальной части необходимого для завинчивания сваи крутящего момента осуществлять через ствол сваи и через инвентарный ключ одновременно.allows you to first use the strength capabilities of the rod of the inventory key for transmitting torque, and then transfer the rest of the necessary torque for screwing the pile through the shaft of the pile and through the inventory key at the same time.
Для разных конструктивных параметров инвентарного ключа (длины, диаметра стержня, используемого материала и т.п.) значения угла будут отличаться друг от друга и должны определяться расчетным путем, но обязательно с учетом обеспечения прочности стержня ключа на скручивание при достижении угла по известной зависимости (см., например, кн. Феодосьев В.И. "Сопротивление материалов". М., Наука 1972 г., с. 84, 86):For different design parameters of the inventory key (length, diameter of the rod, material used, etc.), the angle will differ from each other and should be determined by calculation, but be sure to take into account the strength of the key rod to twist when the angle is reached according to a known dependence (see, for example, Prince Feodosiev V.I. “Resistance of materials.” M., Nauka 1972, p. 84, 86):
τmах - максимальное допустимые касательные напряжения материала ключа;τ max - maximum allowable tangential stresses of the key material;
Wp - полярный момент сопротивления;W p is the polar moment of resistance;
- снабжение ствола сваи в верхней его части устройством для восприятия крутящего момента от инвентарного ключа обеспечивает при завинчивании сваи по мере закручивания инвентарного ключа на определенный угол (в зависимости от жесткости ключа) передачу крутящего момента на винтовые лопасти через ствол. При этом соотношение геометрических размеров сваи и ключа, а также механические характеристики материалов должны быть такими, чтобы обеспечить при расчетном крутящем моменте нагрузки на ключе одновременное достижение предельно допустимых напряжений как в инвентарном ключе, так и в стволе сваи. Это позволяет полностью использовать прочностные свойства материалов и тем самым минимизировать их расход, что способствует решению поставленной задачи;- supplying the pile shaft in its upper part with a device for receiving torque from the inventory key ensures that when the pile is screwed as the inventory key is twisted to a certain angle (depending on the rigidity of the key), torque is transmitted to the screw blades through the barrel. In this case, the ratio of the geometrical dimensions of the pile and the key, as well as the mechanical characteristics of the materials, must be such as to ensure that at the rated torque of the load on the key, the maximum permissible stresses are simultaneously reached both in the inventory key and in the pile shaft. This allows you to fully use the strength properties of materials and thereby minimize their consumption, which helps to solve the problem;
- выполнение устройства для восприятия крутящего момента в виде упоров, установленных на стволе сваи с выступанием во внутреннюю полость либо в виде сквозных скругленных по концам пазов, диаметрально расположенных на стволе, является наиболее приемлемым по материальным затратам и технологии изготовления;- the implementation of the device for the perception of torque in the form of stops installed on the pile shaft with a protrusion into the internal cavity or in the form of through rounded grooves at the ends diametrically located on the shaft, is the most acceptable in terms of material costs and manufacturing technology;
- выполнение указателей для ориентированного расположения инвентарного ключа в посадочном месте позволяет сократить время на его установку;- the implementation of pointers for the oriented location of the inventory key in the seat allows you to reduce the time to install it;
Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображено:The invention is illustrated by drawings, which depict:
на фиг.1 - схема способа погружения винтовой сваи;figure 1 - diagram of a method of immersion of a screw pile;
на фиг.2 - вид А (увеличено) на фиг.1, где изображена винтовая свая с установленным внутренним инвентарным ключом;figure 2 is a view A (enlarged) in figure 1, which shows a screw pile with an installed internal inventory key;
на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.2, где показано выполнение устройства для восприятия крутящего момента в виде упоров;figure 3 is a section bB in figure 2, which shows the implementation of the device for the perception of torque in the form of stops;
на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.2, где показано выполнение устройства для восприятия крутящего момента в виде пазов;figure 4 is a section bB in figure 2, which shows the implementation of the device for the perception of torque in the form of grooves;
на.фиг.5 - эпюра напряжений в стволе сваи и инвентарном ключе при погружении заявляемым способом;on Fig.5 - stress diagram in the pile shaft and inventory key when immersed by the claimed method;
на фиг.6 - винтовая свая, погружаемая без использования внутреннего инвентарного ключа;figure 6 - screw pile, immersed without the use of an internal inventory key;
на фиг.7 - сечение В-В на фиг.6 с изображением эпюры напряжений в стволе сваи;in Fig.7 is a section bb in Fig.6 with the image of the stress diagram in the pile shaft;
на фиг.8 - сечение Б-Б на фиг.2 с эпюрой напряжений в стволе сваи и инвентарном ключе, соединенных между собой без возможности взаимного углового перемещения;in Fig.8 is a section bB in Fig.2 with a plot of stresses in the pile shaft and inventory key, interconnected without the possibility of mutual angular movement;
Погружение (завинчивание) винтовой сваи 1 в грунт осуществляют рабочим органом 2 машины для завинчивания свай (фиг.1, 2) путем приложения осевого усилия Р и крутящего момента Мкр. Необходимый для завинчивания крутящий момент Мкр первоначально передают от рабочего органа 2 машины на винтовую лопасть 3 посредством инвентарного ключа 4, затем, по мере нарастания сопротивления, а следовательно, увеличения угла закрутки ключа 4, в передачу крутящего момента подключают ствол 5 сваи, образуя тем самым второй поток крутящего момента на лопасть 3, действующий одновременно с крутящим моментом, передаваемым через инвентарный ключ 4.Immersion (screwing) of the
Винтовая свая 1, погружаемая заявляемым способом, включает стальной трубчатый ствол 5 (фиг.2) с направляющим конусом 6 и винтовой лопастью 3. Для снижения трудоемкости изготовления винтовая лопасть 3 выполнена навивкой из стальной полосы и приварена к стволу 5. В нижней части ствола 5 в направляющем конусе 6 выполнено посадочное место 7, например по форме шестиугольного углубления, для установки внутреннего инвентарного ключа 4. В верхней части ствол 5 снабжен устройством 8 для восприятия крутящего момента с ключа 4.
Внутренний инвентарный ключ 4, используемый при погружении сваи, выполнен в виде металлического трубчатого стержня 9, с наголовником 10 в верхней его части. В нижней части ключа выполнена профилированная головка 11, причем форма ее выполнения соответствует форме посадочного места 7 ствола сваи, например, в виде шестигранника. На ключе 4 выполнены элементы 12 для передачи крутящего момента. В процессе погружения сваи они взаимодействуют с устройством 8 для восприятия крутящего момента.The
В качестве примера конкретного исполнения сваи устройство 8 выполнено в виде упоров 13 (фиг.3), установленных на стволе сваи с выступанием их во внутреннюю полость ствола, при этом элементы 12 ключа 4 выполнены в виде диаметрально расположенных выступов 14. Выступы 14 расположены относительно вершин "а" и "b" шестигранника профилированной головки 11 под углом 1. При этом контактирующие поверхности выступов 14 расположены относительно упоров 13 сваи с угловым смещением (угол 1 за вычетом половины угловых размеров ширины выступов 14 и упоров 13).As an example of a specific design of the piles, the
В другом примере устройство 8 для восприятия крутящего момента выполнено в виде сквозных овальных пазов 15, диаметрально расположенных на стволе 5 сваи (фиг.4). В этом случае в верхней части стержня 9 ключа 4 выполнены два диаметрально расположенных отверстия 16, а элементы 12 ключа, передающие крутящий момент, представляют собой съемный металлический стержень 17, устанавливаемый в совмещенные (при установке ключа 4 в полость сваи) отверстия 16 и пазы 15, а угол задан центральным углом 1 у паза 15 за вычетом центрального угла 2 у диаметра стержня 17.In another example, the
Для уменьшения трудоемкости изготовления пазов 15, они выполнены в обечайке 18, приваренной в верхней части ствола 5.To reduce the complexity of manufacturing the
При заведении внутреннего инвентарного ключа 4 в полость сваи, его устанавливают таким образом, чтобы элементы 12 для передачи крутящего момента в исходном состоянии располагались относительно устройства 8 восприятия крутящего момента сваи с угловым зазором (фиг.3-4).When you insert the
Для ориентированного размещения инвентарного ключа 4 в посадочном месте 7 на свае и на ключе 4 установлены соответственно указатели 19 и 19', выполненные в виде рисок или меток.For the oriented placement of the
Предлагаемый способ погружения винтовой сваи осуществляют следующим образом.The proposed method of immersion of a screw pile is as follows.
Процесс погружения начинают с зарядки рабочего органа машины инвентарным ключом 4. Наголовник 10 заводят в рабочий органа 2 машины. Затем, используя указатели 19, устанавливают инвентарный ключ 4 в полость сваи 1 до положения, при котором его профилированная головка 11 входит в посадочное место 7, а элементы 12 ключа 4 в исходном состоянии располагаются относительно устройств 8 с угловым зазором .The process of immersion begins with charging the working body of the machine with an
По первому варианту исполнения винтовой сваи (фиг.3) указатели 19 расположены на одной оси с упорами 13. Для обеспечения выставки необходимого угла риски 19 на стволе 5 сваи совмещают с рисками 19' на ключе 4, шестигранные посадочные поверхности ключа и сваи при этом совпадают и тем самым обеспечивается установка внутреннего инвентарного ключа относительно сваи на заданный угол .According to the first embodiment of a screw pile (figure 3), the
По другому варианту выполнения сваи (фиг.4) при заведении внутреннего инвентарного ключа 4 в полость сваи, профилированную головку 11 размещают в посадочном месте 7 с совмещением пазов 15, выполненных на столе сваи, и отверстий 16, выполненных на ключе 4, после чего устанавливают стержень 17. Для обеспечения как завинчивания сваи, так и ее вывинчивания с максимально возможным крутящим моментом, стержень 17 устанавливают симметрично относительно скругленных кромок овального паза 15.According to another embodiment of the pile (Fig. 4), when the
Погружение сваи 1 начинают с заглубления направляющего конуса в грунт под воздействием осевого усилия Р рабочего органа 2 машины с одновременным ее завинчиванием путем передачи крутящего момента на лопасть 3 сваи через внутренний инвентарный ключ 4.The immersion of the
При дальнейшем погружении сваи в процессе ее завинчивания с момента приложения нагрузки к внутреннему инвентарному ключу 4 до взаимодействия элементов 12 для передачи крутящего момента (выступов 14 либо стержня 17) с устройством 8 для восприятия крутящего момента (упорами 13 либо пазами 15) стержень 9 инвентарного ключа испытывает кручение, при этом связь между углом закрутки и прилагаемым моментом кручения, геометрическими размерами инвентарного ключа (диаметр и длина его стержня), определена как для торсиона по известной зависимости увязывающей величину крутящего момента и угловую деформацию торсиона, в нашем случае стержня 9 ключа 4 (см., например, проектировочный расчет торсионов из кн. "Расчет и конструирование гусеничных машин" под ред. Н.А.Носова, Л., Машиностроение, 1970 г., формула (XII.5), с.457-459).With further immersion of the pile in the process of screwing it from the moment the load is applied to the
Эпюра распределения напряжений кручения (τ), возникающих в стволе сваи и в инвентарном ключе при погружении заявляемым способом, приведена на фиг.5.The plot of the distribution of torsion stresses (τ) arising in the pile shaft and in the inventory key when immersed by the claimed method is shown in Fig.5.
Как видно из эпюры, максимальные напряжения кручения (τmах) от передачи всего крутящего момента ни в свае, ни во внутреннем инвентарном ключе не превышают допустимые напряжения кручения [τ].As can be seen from the diagram, the maximum torsional stresses (τ max ) from the transmission of all the torque neither in the pile nor in the internal inventory key exceed the permissible torsional stresses [τ].
Для сравнения приведены эпюра напряжений в стволе винтовой сваи, погружаемой без применения внутреннего инвентарного ключа (фиг.6, 7), и эпюра напряжений, возникающих в стволе сваи и внутреннем инвентарном ключе при их совместном погружении (фиг.8), но взаимодействующих между собой без возможности взаимного углового перемещения (при таком варианте выполнения винтовой сваи устройство для восприятия крутящего момента выполнено не в виде овальных пазов, а в виде отверстий, диаметр которых равен диаметрам отверстий 16 и стержня 17), при этом в обоих случаях прилагаемый к стволу сваи крутящий момент имеет то же значение, что и в заявляемом способе.For comparison, the plot of stresses in the shaft of a screw pile, immersed without the use of an internal inventory key (Fig.6, 7), and the plot of stresses that occur in the pile shaft and internal inventory key when they are jointly immersed (Fig.8), but interacting with each other without the possibility of mutual angular movement (with this embodiment of the screw pile, the device for receiving torque is made not in the form of oval grooves, but in the form of holes whose diameter is equal to the diameters of the
В обоих случаях, показанных на фиг.7 и фиг.8, имеет место превышение максимальных напряжений кручения. Так τmах (в стволе сваи), см. фиг.7, существенно превышает [τ]. Это явление имеет место и во втором случае, см. фиг.8, где τmax1 (в стволе сваи) превышает [τmax] хотя τmах2 (в стержне внутреннего инвентарного ключа) существенно меньше [τ].In both cases, shown in Fig.7 and Fig.8, there is an excess of the maximum torsional stresses. So τ max (in the pile shaft), see Fig. 7, significantly exceeds [τ]. This phenomenon also occurs in the second case, see Fig. 8, where τ max1 (in the pile shaft) exceeds [τ max ] although τ max2 (in the core of the internal inventory key) is significantly less than [τ].
После погружения винтовой сваи на заданную глубину, прекращают передачу крутящего момента на лопасть сваи, внутренний инвентарный ключ 4 извлекают из ствола 5 путем втягивания его в рабочий орган 2 машины для завинчивания свай.After immersion of the screw piles to a predetermined depth, the transmission of torque to the pile blade is stopped, the
Таким образом, заявляемый способ погружения винтовой сваи в грунт совместно с заявляемым устройством сваи обеспечивают распределение передаваемого от машины крутящего момента, необходимого для завинчивания сваи, на две составляющие (сначала через внутренний инвентарный ключ - как первая составляющая, затем, при достижении установленного значения крутящего момента, и через ствол сваи - как вторая составляющая). Тем самым заявляемые способ погружения и конструкция винтовой сваи позволяют осуществить вышеуказанную схему передачи крутящего момента и обеспечить меньшую по сравнению с прототипом материалоемкость, что является и решением поставленной задачи.Thus, the inventive method of immersing a screw pile into the ground together with the inventive device piles ensure the distribution of the torque transmitted from the machine, necessary for screwing the piles, into two components (first through the internal inventory key - as the first component, then, when the set torque value is reached , and through the pile shaft - as the second component). Thus, the claimed method of immersion and the design of the screw piles allow the implementation of the above torque transmission scheme and provide less material consumption in comparison with the prototype, which is a solution to the problem.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003115043/03A RU2244065C1 (en) | 2003-05-20 | 2003-05-20 | Method for screw pile driving in ground and screw pile driven by above method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003115043/03A RU2244065C1 (en) | 2003-05-20 | 2003-05-20 | Method for screw pile driving in ground and screw pile driven by above method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003115043A RU2003115043A (en) | 2004-11-20 |
| RU2244065C1 true RU2244065C1 (en) | 2005-01-10 |
Family
ID=34881196
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003115043/03A RU2244065C1 (en) | 2003-05-20 | 2003-05-20 | Method for screw pile driving in ground and screw pile driven by above method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2244065C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2288326C1 (en) * | 2005-05-24 | 2006-11-27 | Аркадий Викторович Козлович | Screw pile, screw pile installation method, screw pile driving means and open-cut tunneling method with the use of screw pile |
| RU2288325C1 (en) * | 2005-05-24 | 2006-11-27 | Аркадий Викторович Козлович | Screw pile |
| RU170986U1 (en) * | 2016-12-14 | 2017-05-17 | Антон Вячеславович Тяпугин | CONCRETE SCREW PILED |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU584069A1 (en) * | 1973-04-27 | 1977-12-15 | Ордена Октябрьской Революции Всесоюзный Государственный Проектно-Изыскательский Научно-Исследовательский Институт Энергетических Систем И Электрических Сетей "Энергосетьпроект" | Screw pile |
| SU1035134A1 (en) * | 1982-02-19 | 1983-08-15 | Брестский инженерно-строительный институт | Screw pile |
| SU1794996A1 (en) * | 1991-01-08 | 1993-02-15 | Proektno Izyskatelskoe Ni Ob G | Method for erecting screw-type supporting structure |
-
2003
- 2003-05-20 RU RU2003115043/03A patent/RU2244065C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU584069A1 (en) * | 1973-04-27 | 1977-12-15 | Ордена Октябрьской Революции Всесоюзный Государственный Проектно-Изыскательский Научно-Исследовательский Институт Энергетических Систем И Электрических Сетей "Энергосетьпроект" | Screw pile |
| SU1035134A1 (en) * | 1982-02-19 | 1983-08-15 | Брестский инженерно-строительный институт | Screw pile |
| SU1794996A1 (en) * | 1991-01-08 | 1993-02-15 | Proektno Izyskatelskoe Ni Ob G | Method for erecting screw-type supporting structure |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| БОГОРАД Л.Я. Винтовые сваи и анкеры в электросетевом строительстве. – М.: Энергия, 1967, с. 25. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2288326C1 (en) * | 2005-05-24 | 2006-11-27 | Аркадий Викторович Козлович | Screw pile, screw pile installation method, screw pile driving means and open-cut tunneling method with the use of screw pile |
| RU2288325C1 (en) * | 2005-05-24 | 2006-11-27 | Аркадий Викторович Козлович | Screw pile |
| WO2006126915A3 (en) * | 2005-05-24 | 2007-01-18 | Arkady Viktorovich Kozlovich | Screw pile and method for inserting it |
| RU170986U1 (en) * | 2016-12-14 | 2017-05-17 | Антон Вячеславович Тяпугин | CONCRETE SCREW PILED |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20230340786A1 (en) | Coupling device, associated parts and a method of use thereof | |
| CA2158664C (en) | Device for connecting two tool sections | |
| JPH083238B2 (en) | Method for forming joint structure of concrete reinforcing bar, its bar and mechanical joint structure for the bar | |
| RU2005141565A (en) | ANCHOR BOLT | |
| CN110234893A (en) | For engaging or the system of strengthening part | |
| CA2438136C (en) | A splicing for interconnected thin-walled metal structures | |
| RU2244065C1 (en) | Method for screw pile driving in ground and screw pile driven by above method | |
| EP1898017A1 (en) | Device for connecting bars end-to-end | |
| EP0171965A2 (en) | Method of providing connections for reinforcing bars and joint and connections for such bars | |
| EP1738083B1 (en) | Method of fastening a guard rail by means of a guard rail bolt, the guard rail bolt and the tool for fastening the guard rail bolt | |
| EP2256251B1 (en) | Pile and pile joint | |
| RU2305729C1 (en) | Screw pile and pile driving method | |
| GB2435286A (en) | Investigating ground strength by measuring the rate of penetration of a pile | |
| US12234851B2 (en) | System for securing an anchor in a mineral substrate | |
| CN110439186A (en) | A kind of Building class connection member | |
| KR102118120B1 (en) | Anchorage apparatus for retensioning and anchorage method using the same | |
| AU2021310327A1 (en) | Hybrid screw, with thread reaching further back than wedge | |
| JP2586341Y2 (en) | Anchor bolt with reinforcement pipe | |
| CN113404645B (en) | A prefabricated wind power tower connected by bolt U ring and its construction method | |
| CN106930472B (en) | Short sleeve grouting steel bar connecting joint | |
| CN208578257U (en) | A kind of Building class connection member | |
| CN208917829U (en) | Concrete component connects sleeve | |
| CN117702997A (en) | CFRP cable bonding type anchoring node system with knife edge steel bar and construction mode | |
| CN110043292A (en) | Parallel rebar spacing checking device and parallel rebar spacing check method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150521 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20180608 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200521 |