SE506910C2

SE506910C2 - Pile joints as well as the procedure for making this pile joint

Info

Publication number: SE506910C2
Application number: SE9602621A
Authority: SE
Inventors: Gunnar Lundqvist
Original assignee: Peterson F O & Soener
Priority date: 1996-07-02
Filing date: 1996-07-02
Publication date: 1998-03-02
Also published as: SE9602621D0; SE9602621L; WO1998000609A1; AU3637797A

Abstract

A pile joint comprising two pile tubes (1, 2) with end surfaces in mutual contact (at 8) and a jointing sleeve (7) arranged inside the joint, wherein the ends (3, 4) of the pile tubes (1, 2) are widened cylindrically and coaxially with the extension of the pile tube to an internal diameter corresponding to the internal diameter of the pile tube increased with 1/2 to 2 times the thickness of the material in the pile tube. The jointing sleeve (7) has an external diameter substantially corresponding to said widened internal diameter, and in the joint sleeve (7) has a length that is less than the total length of the diameter-widened parts of the two pile tube ends (3, 4), and a method of producing the pile joint.

Description

15 20 25 30 35 506 910 2 Påltypens användningsområde (ofta inomhus) ger korta skarv- längder, dvs. tätt mellan skarvarna. De väsentliga kraven på en skarv för detta slags påle är - att säkerställa att pålrörens ändar står exakt på varandra efter färdig installation, - att - att - att - att och - att neddrivning av pålen ej reducera pålens hållfasthet vid skarven ej (för mycket) dämpa stötkraften från hejaren ej reducera den färdiga pålens korrosionsskydd medge kontroll av den installerade pålens integritet rakhet i hela pålens längd vara tät mot inträngning av jord och grundvatten under - att vara enkel, snabb och billig att utföra på pålnings- platsen. 15 20 25 30 35 506 910 2 The use of the pile type (often indoors) gives short joint lengths, ie. close between the joints. The essential requirements for a joint for this type of pile are - to ensure that the ends of the pile pipes are exactly on top of each other after complete installation, - that - that - that - that - and - that driving down the pile does not reduce the pile strength at the joint (not too much) dampen the impact force from the hoist does not reduce the corrosion protection of the finished pile, allow control of the integrity of the installed pile, straightness along the entire length of the pile, be tight against penetration of soil and groundwater under - to be simple, fast and cheap to perform at the piling site.

Känd teknik Vanligaste teknik för detta slags pålskarvar utnyttjar utvändiga skarvhylsor av stålrör av sådana dimensioner att pålröret med litet glapp passar i hylsans hål.Prior art The most common technology for this type of pile joints uses external seam sleeves made of steel pipes of such dimensions that the pile pipe with a small play fits into the hole of the sleeve.

Hylsan kan på fabrik svetsas till endera pålrörsänden. På pålningsplatsen ställs hanänden på nästa pålrör i hylsan så att neddrivningen kan fortsätta till nästa skarv osv. Denna skarv fungerar väl. Dess nackdelar härrör från förhållandet att hög- hastighetshejarna ger, och måste ge, en stötvåg med mycket hög partikelacceleration i stötvågens front. Storleksordningen är 1000 g. En hylsa med fast förbindning till pålröret utsätts då för stora tröghetskrafter under neddrivningen, vilket ställer mycket höga krav på svetsens kvalitet. Den höga slagfrekvensen kan därtill ge utmattning av svetsens hållfasthet. Svetsning kan i sig ge nedsättning av pålrörets hållfasthet i den mån den till någon del beror på kallbearbetningen av stålet under tillverkningen av röret. Svetsen utgör en plötslig sektions- förändring på pålröret och därmed en brottanvisning. Andra typer av fast förbindning - bultar, nitar, stift, etc. - klarar principiellt inte de stora tröghetskrafterna utan materialbrott (i hylsa eller pålrör).The sleeve can be welded at the factory to either end of the pile pipe. At the piling point, place the male end of the next pile pipe in the sleeve so that the driving down can continue to the next joint, and so on. This joint works well. Its disadvantages stem from the fact that the high-speed cheers give, and must give, a shock wave with very high particle acceleration in front of the shock wave. The order of magnitude is 1000 g. A sleeve with a fixed connection to the pile pipe is then exposed to large inertial forces during the demolition, which places very high demands on the quality of the weld. The high stroke frequency can also cause fatigue of the weld. Welding can in itself reduce the strength of the pile pipe to the extent that it depends to some extent on the cold working of the steel during the manufacture of the pipe. The weld constitutes a sudden section change on the pile pipe and thus a break indication. Other types of fixed connection - bolts, rivets, pins, etc. - do not in principle withstand the large inertial forces without material breakage (in sleeve or pile pipe).

Skarven är inte självklart tät. Tätningen kan förbättras genom att hylsans invändiga hål och/eller pålrörets nederdel utformas svagt koniska, så att skarven kilas ihop. Detta ställer stora krav på toleranserna. Kraftöverföring måste ske 10 15 20 25 30 35 3 506 910 mellan pålrörens ändar, inte via hylsan, varför pålrören i varje skarv säkert måste kunna slås ihop. Koniska skarvar ger principiellt ring(-drag)spänningar i hylsan och kan av detta skäl nedsätta hylsans förmåga att motstå påfrestningarna under neddrivningen av pålen.The joint is not obviously tight. The seal can be improved by forming the inner holes of the sleeve and / or the lower part of the pile tube slightly conical, so that the joint is wedged. This places great demands on tolerances. Power transmission must take place 10 15 20 25 30 35 3 506 910 between the ends of the pile pipes, not via the sleeve, so the pile pipes in each joint must be able to be securely joined together. Conical joints in principle give ring (-traction) stresses in the sleeve and can for this reason reduce the sleeve's ability to withstand the stresses during the driving down of the pile.

Stålplastpålens skarv, EP-C-0 337 543, innefattande en utvändig skarvhylsa på ett pålrör med korrosionsskydd av ex- truderad PE har ej de ovannämnda nackdelarna, eftersom hylsan är förbunden med pålrören endast via ett tunt lager plast.The joint of the steel plastic pile, EP-C-0 337 543, comprising an external joint sleeve on a pile pipe with corrosion protection of extruded PE does not have the above-mentioned disadvantages, since the sleeve is connected to the pile pipes only via a thin layer of plastic.

Detta både dämpar hylsans acceleration under slagning och ger en tät skarv. Även denna skarv fungerar väl, men har nack- delarna att korrosionsskyddet av skarven (varmförzinkning) är sämre än för resten av pålen, att toleranskraven är höga och att skarvningsförfarandet på pålningsplatsen är något tidsödan- de.This both dampens the acceleration of the sleeve during striking and provides a tight joint. This joint also works well, but has the disadvantages that the corrosion protection of the joint (hot dip galvanizing) is worse than for the rest of the pile, that the tolerance requirements are high and that the splicing procedure at the piling site is somewhat time consuming.

En principiell förbättring illustreras i patentansökningen SE-A-9503477-3 där skravning av PE-mantlade pålrör utförs med en invändig, rörformad hylsa. Korrosionsskyddet blir då intakt i skarven men i stället måste den invändiga hylsan fixeras i pålröret mot fulla tröghetskrafter. Detta sker genom att hylsan förses med en förtjockning, som delvis går ut mellan pålrörens ändar i skarven. Denna förtjockning måste i praktiken utformas med stor precision för att dels ha tillräcklig hållfasthet, dels inte vara större än att stålet i pålrören vid hopslagning av skarven stukas kring förtjockningen. Man kan principiellt förbättra detta slags skarvar med svagt koniska hylsor etc. För att säkert fixera hylsan mitt för skarven mellan pålrören krävs dock den beskrivna förtjockningen, som "hakar fast" mellan pålrören.A fundamental improvement is illustrated in the patent application SE-A-9503477-3 where hatching of PE-sheathed pile pipes is performed with an internal, tubular sleeve. The corrosion protection then becomes intact in the joint, but instead the inner sleeve must be fixed in the pile pipe against full inertial forces. This is done by providing the sleeve with a thickening, which partly extends between the ends of the pile pipes in the joint. In practice, this thickening must be designed with great precision in order to have sufficient strength and not be larger than the steel in the pile pipes when the joint is folded up, sprained around the thickening. One can in principle improve this kind of joints with slightly conical sleeves, etc. In order to securely fix the sleeve in the middle of the joint between the pile pipes, however, the described thickening is required, which "hooks" between the pile pipes.

Uppfinningen Pålskarven enligt uppfinningen definieras i krav 1 och förfarande för att åstadkomma pålskarven enligt uppfinningen definieras i krav 3.The invention The pile joint according to the invention is defined in claim 1 and the method for producing the pile joint according to the invention is defined in claim 3.

Uppfinningen består i att skarven utformas så att pålrörens ändar med ett speciellt verktyg pressas ut på erforderlig sträcka. Utpressningen är cylinderformad och kcaxiell med resterande del av pålrören. Ökningen av den invändiga diametern är liten, i storleksordningen halva till dubbla godstjockleken i pålröret. Denna operation sker fabriksmässigt. På pålnings- 10 15 20 25 30 35 506 910 4 platsen förs en invändig, rörformad skarvhylsa ned i det nedslagna pålrörets uppåtvända ände, varefter ett nytt pålrör placeras över skarvhylsan varefter neddrivningen återupptas.The invention consists in that the joint is designed so that the ends of the pile pipes with a special tool are pressed out to the required distance. The extrusion is cylindrical and coaxial with the remaining part of the pile tubes. The increase in the inside diameter is small, in the order of half to twice the wall thickness of the pile pipe. This operation takes place at the factory. At the piling site, an internal, tubular splice sleeve is lowered into the upwardly facing end of the piled-up pipe, after which a new pile pipe is placed over the splice sleeve, after which the drive-off is resumed.

Skarvhylsans yttre diameter är anpassad till den lokalt ökade invändiga diametern i pålröret och dess längd är något mindre än den sammanlagda längden av den diameterökade delen i de två pålrören. Därmed uppnås syftena att både laster från byggnadsverket och belastningar från neddrivningen helt över- förs via pålrörens ändar. Utpressningen av rörändarna ger en mjuk övergång utan sådan sektionsändring att brottanvisning uppstår och utan de risker för hållfasthetsnedsättning och utmattning, som svetsning i pålröret medför.The outer diameter of the splice sleeve is adapted to the locally increased inner diameter of the pile pipe and its length is slightly smaller than the total length of the diameter-increased part of the two pile pipes. This achieves the objectives that both loads from the building structure and loads from the demolition are completely transferred via the ends of the pile pipes. The squeezing out of the pipe ends gives a smooth transition without such a sectional change that fracture indication occurs and without the risks of loss of strength and fatigue that welding in the pile pipe entails.

Hylsan har ej någon fast förbindning till pålröret. Under neddrivning kommer hylsan i stället att kunna röra sig något inuti pålrören mellan de punkter där den invändiga diametern i dessa övergår till normal sektion - hylsan kommer att "studsa" mellan förträngningarna. Hylsan kommer aldrig att kunna tränga upp någon längre sträcka i pålrören utan kommer under hela neddrivningen och under pålens användning befinna sig mitt för pålrörsskarven. Därmed säkerställs funktionen att alltid centrera pålrörens ändar mot varandra.The sleeve has no fixed connection to the pile pipe. During demolition, the sleeve will instead be able to move slightly inside the pile pipes between the points where the inside diameter of these changes to the normal section - the sleeve will "bounce" between the constrictions. The sleeve will never be able to penetrate any longer distance in the pile pipes, but will be in the middle of the pile pipe joint during the entire drive-down and during the use of the pile. This ensures the function of always centering the ends of the pile pipes towards each other.

Med denna skarv blir pålrörens korrosionsskydd detsamma vid skarv som för övrigt, oavsett om skyddet består av yttre be- läggning eller rostmån på pålröret.With this joint, the corrosion protection of the pile pipes becomes the same with the joint as otherwise, regardless of whether the protection consists of an outer coating or rust on the pile pipe.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen förses skarven med en organisk beläggning mellan hylsa och pålrör i syfte endera att täta skarven eller att ge bättre passning och mindre rörelsemöjlighet för hylsan i pålrören.According to a preferred embodiment of the invention, the joint is provided with an organic coating between sleeve and pile pipe in order either to seal the joint or to provide a better fit and less possibility of movement of the sleeve in the pile pipes.

Pålrören kan utgöras av stålplastpålar, dvs. uppvisa en PE- mantel. Härigenom uppnås att pålens livslängd inte behöver dimensioneras till ett sämre korrosionsskydd (varmförzinkning, rostmån) än pålrörens.The pile pipes can consist of steel plastic piles, ie. exhibit a PE mantle. In this way it is achieved that the service life of the pile does not have to be dimensioned for a poorer corrosion protection (hot dip galvanizing, rust) than that of the pile pipes.

Medelst uppfinningen uppnås att det inte finns någon svets- skarv mellan hylsa och rörsektion, vilket innebär att det inte heller finns något som kan brista vid höghastighetsdrivning, varken svetsskarv eller av svetsning påverkat material i röret.By means of the invention it is achieved that there is no welding joint between the sleeve and the pipe section, which means that there is also nothing that can rupture during high-speed drive, neither welding joint nor material affected by welding in the pipe.

Vidare blir pålskarven synnerligen billig att åstadkomma, det är inga som helst problem att åstadkomma skarven ute på arbets- platsen (i motsats till svetsning), den blir mycket rak, hylsan 10 15 20 25 30 5 506 910 är korrosionsskyddad och om rören också är korrosionsskyddade kan pålen garanteras en mycket lång livslängd.Furthermore, the pile joint becomes extremely cheap to make, there is no problem at all to make the joint out in the workplace (as opposed to welding), it becomes very straight, the sleeve 10 15 20 25 30 5 506 910 is corrosion protected and if the pipes are also corrosion-protected, the pile can be guaranteed a very long service life.

Uppfinningen beskrivs nedan i anslutning till den bifogade ritningen, på vilken figuren visar en longitudinell tvärsnittsvy genom pålskar- ven enligt uppfinningen.The invention is described below in connection with the accompanying drawing, in which the figure shows a longitudinal cross-sectional view through the pile joint according to the invention.

Den i tvärsnitt i figuren visade pålskarven innefattar två pålrör 1,2 med utpressade änddelar 3,4. Utpressningen av pål- rörets ändar är cylindrisk och koaxiell med pålrörets utsträck- ning. Företrädesvis sker utpressningen eller upprymmningen me- delst ett specialverktyg som säkerställer en mjuk diameteröver- gång, illustrerad vid 5,6. Härigenom uppnås att övergången inte utgör brottanvisning.The pile joint shown in cross section in the figure comprises two pile pipes 1,2 with extruded end parts 3,4. The extrusion of the ends of the pile pipe is cylindrical and coaxial with the extent of the pile pipe. Preferably, the extrusion or reaming takes place by means of a special tool that ensures a smooth diameter transition, illustrated at 5.6. In this way, it is achieved that the transition does not constitute a criminal offense.

Utpressningen uppgår till mellan 1/2 och 2 ggr pålrörets godstjocklek, vilket kommer att diskuteras närmare nedan.The extrusion amounts to between 1/2 and 2 times the wall thickness of the pile pipe, which will be discussed in more detail below.

Pålskarven omfattar en invändig hylsa 7, vars ytterdiameter väsentligen motsvarar innerdiametern hos pålrörens utpressade delar. Vidare har hylsan 7 en längd som åtminstone något under- stiger den sammanlagda längden av de utpressade delarna av pål- rören 1,2.The pile joint comprises an inner sleeve 7, the outer diameter of which substantially corresponds to the inner diameter of the extruded parts of the pile pipes. Furthermore, the sleeve 7 has a length which is at least slightly less than the total length of the extruded parts of the pile tubes 1,2.

Härav följer att pålrörens ändar kommer att anligga mot varandra med sina ändytor vid 8, medan hylsan kommer att röra sig i det utvidgade utrymmet i pålrörens ändar under påldriv- ningen. _ Genom att utpressningen uppgår till minst 1/2 gånger pål- rörets godstjocklek säkerställes att hylsan inte kan förflytta sig bort från skarvområdet upp eller ned i pålröret utan kvar- stannar mitt för skarven under hela pålens användning. Genom att utpressningen inte överstiger 2 gånger pålrörets gods- tjocklek påverkas inte pålens motståndsförmåga mot knäckning.It follows that the ends of the pile tubes will abut each other with their end surfaces at 8, while the sleeve will move in the expanded space in the ends of the pile tubes during pile driving. By extruding at least 1/2 times the wall thickness of the pile pipe, it is ensured that the sleeve cannot move away from the joint area up or down into the pile pipe but remains in the middle of the joint during the entire use of the pile. Because the extrusion does not exceed 2 times the wall thickness of the pile pipe, the pile's resistance to cracking is not affected.

Claims

10 15 20 25 30 506 910 6 Patent claims

Pile joint comprising two pile pipes (1,2) with the end surfaces in contact with each other (at 8) as well as a splice sleeve (7) arranged inside the joint, characterized in that the ends (3,4) of the pile pipes (1,2) are cylindrical and coaxial with the extent of the pile tube extended to an inner diameter corresponding to the inner diameter of the pile tube increased by 1/2 to 2 times the wall thickness of the pile tube, that the splice sleeve (7) has an outer diameter substantially corresponding to said widened inner diameter, and that the splice sleeve (7) has a length which is less than the total length of the diameter-increased parts of the two pile pipe ends (3,4).

Pile joint according to Claim 1, characterized in that an organic coating is arranged between the sleeve (7) and the pile pipe (3,4) in order to seal the joint or to provide a better fit and less possibility of movement for the sleeve in the pile pipe.

Method for providing a pile joint comprising two pile pipes with the end surfaces in contact with each other as well as a splice sleeve arranged inside the joint, characterized in that the ends of the pile pipes are pressed out cylindrically and coaxially with the remaining part of the pile pipes corresponding to an increase in inside diameter with half to twice the wall thickness of the pile pipe, that at the piling site an internal, tubular splice sleeve is inserted into the upturned end of a piled pile pipe, after which a new pile pipe is placed over the splice sleeve and the drive is resumed, the splice sleeve being the outer diameter the inside diameter of the pile pipe and its length is slightly less than the total length of the diameter-increased part of the two pile pipes.