RU2537463C1 - Construction method of pile screw-blade foundation of structure, and its arrangement - Google Patents
Construction method of pile screw-blade foundation of structure, and its arrangement Download PDFInfo
- Publication number
- RU2537463C1 RU2537463C1 RU2013143322/03A RU2013143322A RU2537463C1 RU 2537463 C1 RU2537463 C1 RU 2537463C1 RU 2013143322/03 A RU2013143322/03 A RU 2013143322/03A RU 2013143322 A RU2013143322 A RU 2013143322A RU 2537463 C1 RU2537463 C1 RU 2537463C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- soil
- pile
- blade
- foundation
- screw
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Piles And Underground Anchors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области строительства свайных фундаментов малоэтажных сооружений, возводимых на малопрочных грунтовых основаниях.The invention relates to the field of construction of pile foundations of low-rise structures constructed on low-strength soil bases.
Известен способ сооружения свайного винтолопастного фундамента малоэтажного жилого здания на грунтах с низкой несущей способностью, заключающийся в том, что производят на участке строительства инженерные изыскания по глубине h грунтового основания с определением толщины верхнего слоя слабого основания и установления физических параметров подстилающего слабое основание более прочного грунта: угла φстр внутреннего трения, сстр - структурного удельного сцепления, γстр - удельного веса, на глубину до отказа в подстилающее слабый грунт основание завинчивают рабочий наконечник винтолопастного свайного фундамента путем его наращивания по высоте из стыкуемых в колонну толстостенных труб, внутреннюю полость труб колонны и наконечника заливают цементным раствором или бетоном и устанавливают ростверк, при этом диаметр D винтовой лопасти наконечника и шаг t ее навивки выполнены постоянными по высоте наконечника, а диаметр лопасти подбирают с площадью ее опорной поверхности, обеспечивающей безопасное начальное (первое) критическое давление
Недостатком известного способа сооружения свайного винтолопастного фундамента является трудоемкость его завинчивания на глубину, например, промерзающего слабого грунтового основания из-за большого сопротивления грунта резанию длинными лобовыми кромками лопасти сваи и большого трения грунта о ее боковую поверхность. До сих пор в «Механике грунтов» не установлено истинное значение начального (первого) критического давления
Известно выражение Н.П. Пузыревского для предельно критического давления
Известен способ сооружения свайного винтолопастного фундамента, заключающийся в том, что проводят инженерные изыскания грунтового основания фундамента сооружения, определяют по глубине h активной сжимаемой толщи величину φстр и сстр - угла внутреннего трения и удельного сцепления грунта ненарушенной структуры, γстр - удельный вес грунта, наконечник сваи изготавливают с увеличивающимся по его высоте диаметром D-varir прямой в поперечном сечении винтовой лопасти с постоянным шагом t, свайный наконечник завинчивают в грунтовое основание путем вращения и поступательного погружения на шаг t за один оборот в массив грунта на проектную глубину и далее до отказа, по мере погружения винтолопастного наконечника в грунт его наращивают колонной стыкуемых по высоте толстостенных труб, колонну труб после погружения в грунт наконечника заливают цементным раствором или бетоном, верхний конец труб закрывают ростверком, при этом максимальный диаметр Dmax винтовой лопасти наконечника принимают с размером площади опорной поверхности верхнего витка, обеспечивающим начальное (первое) критическое давление на грунт
В предлагаемом способе сооружения свайного фундамента его несущую способность определяют опытным путем из-за низкой точности определения нормативного сопротивления R грунта под лопастью сваи и несоответствия опытных данных расчетному начальному критическому давлению
Погружение винтолопастных свай вручную до отказа в грунт может происходить до глубины менее 1,5…2,0 м, не превышающее величину h>сстр/γстр, когда грунт в массиве находится в состоянии растяжения, в связи с чем происходит явление выдавливания сваи из основания, ошибочно объясняемое либо морозным выдавливанием сваи из основания, либо набуханием грунта из-за большой влажности. Эпюры контактных напряжений под прямыми в поперечном сечении лопастями сваи крайне неравномерны при начальном (первом) критическом давлении
С целью достижения равномерного распределения давления под винтолопастным свайным фундаментом и повышения его несущей способности и вдвое устойчивости предлагается новый способ сооружения свайного фундамента.In order to achieve a uniform pressure distribution under the screw-blade pile foundation and to increase its bearing capacity and double the stability, a new method for constructing a pile foundation is proposed.
Технический результат по способу сооружения свайного винтолопастного фундамента, заключающемуся в том, что проводят инженерные изыскания грунтового основания фундамента сооружения, определяют на глубине h активной сжимаемой толщи величину φстр и сстр - угла внутреннего трения и удельного сцепления грунта ненарушенной структуры, γстр - удельный вес грунта, наконечник сваи с увеличивающимся по его высоте диаметром D-varir винтовой лопасти с постоянным шагом t завинчивают в грунтовое основание путем вращения и поступательного погружения на шаг t за один оборот в массив грунта на проектную глубину и далее до отказа, но по мере погружения винтолопастного наконечника в грунт его наращивают колонной стыкуемых по высоте толстостенных труб, колонну труб после погружения в грунт наконечника заливают цементным раствором или бетоном, верхний конец труб закрывают ростверком, при этом наибольший диаметр Dmax верхнего витка винтовой лопасти принимают обеспечивающим безопасное первое (начальное) критическое давление на грунт
Полусферическая опорная поверхность винтолопастной сваи с углом φк=φн полуконтакта витков с грунтом, глубина погружения сваи h≥сстр/γстр и величина безопасного для основания свайного фундамента начального критического давления
Известно устройство свайного винтолопастного фундамента, состоящее из рабочего наконечника, выполненного из толстостенной трубы с коническим наконечником, на боковой поверхности которого приварена плоская в поперечном сечении винтовая лопасть с постоянным диаметром D-const и с постоянным шагом t по высоте наконечника, трубчатый наконечник выполнен стыкуемым с наращиваемой по высоте колонной толстостенных труб, заливаемых цементным раствором или бетоном, и с ростверком на верхнем конце колонны труб [1].A device of a pile screw-blade foundation is known, consisting of a working tip made of a thick-walled pipe with a conical tip, on the side surface of which a screw blade with a constant diameter D-const and a constant pitch t along the height of the tip is welded flat in cross section, the tubular tip is made joined with a column of height-walled thick-walled pipes filled with cement mortar or concrete, and with a grillage at the upper end of the pipe string [1].
Прямые в поперечном сечении лопасти свайного фундамента работают под нагрузкой как плоский жесткий штамп с развитием при безопасном первом критическом давлении
Наиболее близким к предлагаемому является устройство свайного винтолопастного фундамента, состоящее из рабочего наконечника, выполненного из толстостенной трубы с коническим наконечником, на боковой поверхности которого приварена плоская в поперечном сечении винтовая лопасть с постоянным шагом t витков лопасти по высоте ствола наконечника и увеличивающимся диаметром D-varir винтовой лопасти по высоте наконечника, трубчатый наконечник выполнен стыкуемым с наращиваемой по высоте колонной толстостенных труб, заливаемых цементным раствором или бетоном, и с ростверком на верхнем конце колонны труб [2, 5].Closest to the proposed device is a pile screw-blade foundation, consisting of a working tip made of a thick-walled pipe with a conical tip, on the lateral surface of which a spiral blade with a constant pitch t of turns of the blade along the height of the shaft of the tip and increasing diameter D-varir is welded screw blades along the height of the tip, the tubular tip is made compatible with the column of height-walled thick-walled pipes poured with cement mortar rum or concrete, and with grillage at the upper end of the pipe string [2, 5].
Прямые в поперечном сечении лопасти винтовых свай обладают низкой несущей способностью из-за малой начальной критической способности
Технический результат по устройству свайного винтолопастного фундамента, состоящего из трубчатого металлического наконечника сваи с увеличивающимся по высоте диаметром D-varir винтовой лопасти с постоянным шагом t, набора стыкуемых с наконечником секций толстостенных труб, цементного раствора или бетона для заливки полости стыкуемых труб, ростверка, достигается тем, что винтовые лопасти рабочего наконечника выполнены с выпуклой полусферической опорной поверхностью с углом полуконтакта витков с сжимаемым грунтовым основанием φк=φн=arcsin[2sinφстр/(1+sin2φстр)]-φстр, где φн и φстр - углы внутреннего трения грунта нарушенной и ненарушенной структуры.The technical result on the construction of a pile screw-blade foundation, consisting of a tubular metal tip of a pile with an increasing in diameter diameter D-varir screw blades with a constant pitch t, a set of sections of thick-walled pipes joined to the tip, cement mortar or concrete for filling the cavity of joined pipes, grillage is achieved the fact that the screw blades of the working tip are made with a convex hemispherical bearing surface with a half-contact angle of the turns with a compressible soil base φ к = φ н = arc sin [2sinφ p / (1 + sin 2 φ p )] - φ p , where φ n and φ p are the angles of internal friction of the soil of a disturbed and undisturbed structure.
Угол полуконтакта опорной поверхности лопасти винтовой сваи, равный углу внутреннего трения грунта нарушенной структуры под лопастью сваи φк=φн, позволяет эпюру контактных напряжений сделать равномерной и при давлении
Предлагаемое изобретение поясняется графическими материалами, где на фиг.1 представлен общий вид конструкции свайного винтолопастного фундамента (одиночная свая) с винтовой лопастью рабочего наконечника полусферической формы; на фиг.2 - поперечный разрез A-A свайного винтолопастного наконечника с эпюрой контактного начального (первого) критического давления
Свайный винтолопастной фундамент сооружения состоит (фиг.1) из трубчатого металлического наконечника 1 сваи с увеличивающимся по высоте диаметром D-varir винтовой лопасти 2 с постоянным шагом t, набора стыкуемых с наконечником секций труб 3, цементного раствора или бетона (не показаны). Винтовая лопасть 2 рабочего наконечника 1 выполнена с выпуклой полусферической опорной поверхностью радиусом Rсф с углом полуконтакта витков с сжимаемым грунтовым основанием φк=φн=arcsin[2sinφстр/1+sin2φстр)]-φстр, где φн и φстр - углы внутреннего трения грунта нарушенной и ненарушенной структуры.The pile screw-blade foundation of the structure (Fig. 1) consists of a
Сооружение свайного винтолопастного фундамента производят следующим образом. Проводят инженерные изыскания грунтового основания под фундамент сооружения с определением по глубине активной сжимаемой толщи грунта величины φстр и сстр - его угла внутреннего трения и удельного сцепления ненарушенной структуры, γстр - удельный вес грунта. Рассчитывают глубину погружения свайного фундамента h≥сстр/γстр и максимальный диаметр Dmax верхнего витка винтовой лопасти сваи, обеспечивающей опорную полусферическую площадь контакта с грунтом под расчетным начальным (первым) критическим давлением
Предлагаемый способ сооружения свайного винтолопастного фундамента позволяет вдвое повысить его устойчивость, когда эпюры контактных напряжений под полусферическими лопастями сваи становятся равномерными, в отличие от известных прямобочных лопастей (фиг.3), где пики контактных напряжений приходятся на ½ радиуса витков винтовой лопасти и возможно опрокидывание ствола сваи в одну из сторон при превышении давления сверх
Пример реализации способа. Торф, осушенный с поверхности, залегает на глубину 1,0 м и подстилается суглинком до 3 м, удельный вес суглинка
Проектная глубина погружения винтолопастной сваи
При диаметре винтолопастной сваи Dmax=30 см площадь плоской опорной поверхности Fпл=πD2/4=706,86 см2, а допускаемая нагрузка на сваю составляет
где Rсф=(Dmax/2)sinφн=(30/2)sin20,°8196=42,2 см;where R sf = (D max / 2) sinφ n = (30/2) sin20, ° 8196 = 42.2 cm;
hc=Rсф-(Dmax/2)/tg20,°8196=42,2-39,45=2,75 см - высота сегмента, а допускаемая нагрузка на сваю равна
Полусферические винтолопастные сваи новой конструкции следует изготавливать и подбирать по заданному диаметру Dmax и заданному углу ≈φн внутреннего трения грунта нарушенной структуры.Hemispherical screw blades of a new design should be manufactured and selected according to a given diameter D max and a given angle ≈φ n of the internal friction of the soil with a disturbed structure.
Источники информацииInformation sources
1. Метелюк Н.С., Шишко Г.Ф., Соловьева А.Б., Грузинцев В.В. Сваи и свайные фундаменты. - Киев, «Будивельник», 1977. - С.29-30.1. Metelyuk N.S., Shishko G.F., Solovieva A.B., Gruzintsev V.V. Piles and pile foundations. - Kiev, Budivelnik, 1977. - P.29-30.
2. Железков В.Н. Винтовые сваи в энергетических и других областях строительства - СПб.: Изд-во: дом «ПРАГМА», 2004 г. - 128 с.2. Zhelezkov V.N. Screw piles in energy and other fields of construction - St. Petersburg: Publishing House: house "PRAGMA", 2004 - 128 p.
3. Тер-Мартиросян З.Г. Механика грунтов / Учебное пособие - М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2005. - С.391-392.3. Ter-Martirosyan Z. G. Mechanics of soils / Textbook - M .: Publishing house of the Association of construction universities, 2005. - S.391-392.
4. Хрусталев Е.Н. Контактное взаимодействие в геомеханике. ч.I: Несущая способность оснований сооружений. - Тверь, ТГТУ, «Золотая буква», 2004. - С.78, 80.4. Khrustalev E.N. Contact interaction in geomechanics. Part I: Bearing capacity of the foundations of structures. - Tver, TSTU, The Golden Letter, 2004. - P.78, 80.
5. Патент РФ на полезную модель №93412 «Винтовая свая».5. RF patent for utility model No. 93412 "Screw pile".
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013143322/03A RU2537463C1 (en) | 2013-09-24 | 2013-09-24 | Construction method of pile screw-blade foundation of structure, and its arrangement |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013143322/03A RU2537463C1 (en) | 2013-09-24 | 2013-09-24 | Construction method of pile screw-blade foundation of structure, and its arrangement |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2537463C1 true RU2537463C1 (en) | 2015-01-10 |
Family
ID=53287758
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013143322/03A RU2537463C1 (en) | 2013-09-24 | 2013-09-24 | Construction method of pile screw-blade foundation of structure, and its arrangement |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2537463C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2725348C2 (en) * | 2018-08-21 | 2020-07-02 | Роман Вячеславович Жуков | Multiblade screw pile (versions) |
CN114960637A (en) * | 2022-05-20 | 2022-08-30 | 中国地质大学(武汉) | Spiral pile foundation with large-diameter anti-overturning spiral blades and construction method thereof |
EP4424915A1 (en) | 2023-03-03 | 2024-09-04 | Matti Jaakkola | Method for driving spiral piles and a spiral pile |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1694780A1 (en) * | 1989-07-05 | 1991-11-30 | Трест "Приобьтрубопроводстрой" | Method and device for fixing screw anchor |
WO2005040505A2 (en) * | 2003-10-21 | 2005-05-06 | Michael Whitsett | Piling apparatus and method of installation |
CN1851152A (en) * | 2006-05-11 | 2006-10-25 | 黑龙江博施建筑工程技术开发有限公司 | Long-spiral drilling machine screw-thread pile piling device and method |
RU93412U1 (en) * | 2009-11-16 | 2010-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ФУНДЭКС" | SCREW PILES |
RU110763U1 (en) * | 2011-05-30 | 2011-11-27 | Александр Геннадьевич Ольков | SCREW PILES |
RU114693U1 (en) * | 2011-11-24 | 2012-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "СВФ Инжиниринг" | SCREW PILES |
-
2013
- 2013-09-24 RU RU2013143322/03A patent/RU2537463C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1694780A1 (en) * | 1989-07-05 | 1991-11-30 | Трест "Приобьтрубопроводстрой" | Method and device for fixing screw anchor |
WO2005040505A2 (en) * | 2003-10-21 | 2005-05-06 | Michael Whitsett | Piling apparatus and method of installation |
CN1851152A (en) * | 2006-05-11 | 2006-10-25 | 黑龙江博施建筑工程技术开发有限公司 | Long-spiral drilling machine screw-thread pile piling device and method |
RU93412U1 (en) * | 2009-11-16 | 2010-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ФУНДЭКС" | SCREW PILES |
RU110763U1 (en) * | 2011-05-30 | 2011-11-27 | Александр Геннадьевич Ольков | SCREW PILES |
RU114693U1 (en) * | 2011-11-24 | 2012-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "СВФ Инжиниринг" | SCREW PILES |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2725348C2 (en) * | 2018-08-21 | 2020-07-02 | Роман Вячеславович Жуков | Multiblade screw pile (versions) |
CN114960637A (en) * | 2022-05-20 | 2022-08-30 | 中国地质大学(武汉) | Spiral pile foundation with large-diameter anti-overturning spiral blades and construction method thereof |
EP4424915A1 (en) | 2023-03-03 | 2024-09-04 | Matti Jaakkola | Method for driving spiral piles and a spiral pile |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ilamparuthi et al. | Experimental investigation of the uplift behaviour of circular plate anchors embedded in sand | |
CN204370431U (en) | A kind of occlusion long-short pile space enclosing structure | |
CN203891018U (en) | Self-drilling type drainage anchoring soil nail | |
WO2016085837A1 (en) | Helical pile leads and extensions | |
RU2537463C1 (en) | Construction method of pile screw-blade foundation of structure, and its arrangement | |
Rotte et al. | Influence of nail inclination and facing material type on soil-nailed slopes | |
Dai et al. | Application of bi-directional static loading test to deep foundations | |
CN107842033A (en) | A kind of composite screw anchor foundation and its construction method | |
Krishnanunni et al. | Effect of helix position on the lateral resistance of battered single-helix piles located on a sandy slope crest | |
Feng et al. | Research on the uplift bearing capacity of suction caisson foundation under local tensile failure | |
Spagnoli et al. | Installation torque measurements of helical piles in dry sand for offshore foundation systems | |
Taiebat et al. | Interaction of forces on caissons in undrained soils | |
RU178914U1 (en) | PILED PIPE IN THE WELL | |
CN217378957U (en) | Miniature pile supporting arrangement structure for reinforcing slag pile body side slope | |
CN206308687U (en) | A kind of precast pile | |
CN207812477U (en) | Composite screw anchor foundation | |
Polishchuk et al. | Improving the design of screw piles for temporary building foundations | |
RU99498U1 (en) | DRIVING PILES | |
Kang et al. | Influence of Slope on Calculative Width of Pile | |
Abbas | Compressive capacity of conventional and under reamed piles in soft clay | |
Adejumo et al. | Laboratory Investigation of Load Incremental Effect on the Deformation of Clay Under Axially Loaded Modeled Circular Piles | |
Issac et al. | A model study on pile behavior under inclined compressive loads in cohesionless soil | |
US20250092628A1 (en) | Space anchors for use on the moon, mars and other extraterrestrial bodies | |
RU109161U1 (en) | SCREW PILES (OPTIONS) | |
RU117933U1 (en) | SCREW PILES (OPTIONS) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150925 |