RU2159830C2

RU2159830C2 - Building structure impressing device

Info

Publication number: RU2159830C2
Application number: RU99100493A
Authority: RU
Inventors: Борис Зиновьевич Кашка
Original assignee: Научное частное малое предприятие по внедрению инноваций в фундаментостроение "ВИФ"; Кашка Сергей Борисович; Пресняков Борис Михайлович; Бовчалюк Пилип Иванович
Priority date: 1998-01-06
Filing date: 1999-01-05
Publication date: 2000-11-27
Also published as: UA46774C2

Abstract

FIELD: construction engineering; erection of foundations made of reinforced- concrete piles in civil, industrial, and agricultural construction engineering. SUBSTANCE: impression device has horizontal longitudinal members and impression system formed by vertical supports and impression mechanism. In addition, it has vertical soil anchor members installed for engaging the latter in vicinity of horizontal longitudinal members. Device may be provided with ballast. EFFECT: provision for applying force to structure being impressed due to introduction of auxiliary anchoring. 4 cl, 2 dwg

Description

Заявляемое устройство относится к области строительства и может быть использовано при сооружении фундаментов из железобетонных свай в жилищном, промышленном и сельском строительстве, а также для вдавливания шпунтов и им подобных строительных конструкций. Наиболее эффективно использование заявляемого изобретения при погружении удлиненных сборных железобетонных конструкций преимущественно в стесненных условиях городского строительства или в зоне оползней, а также в местах, где недопустим высокий уровень динамических и шумовых воздействий. The inventive device relates to the field of construction and can be used in the construction of foundations of reinforced concrete piles in housing, industrial and rural construction, as well as for pressing tongues and similar building structures. The most effective use of the claimed invention when immersing elongated precast concrete structures mainly in cramped urban conditions or in landslides, as well as in places where a high level of dynamic and noise impacts is unacceptable.

Из источников научно-технической литературы выявлено техническое решение, наиболее близкое к заявляемому изобретению, выбранное в качестве прототипа (а.з. Японии N 2-3853, МКИ⁵ E 02 D 7/20, 1990 г.). Известное устройство для вдавливания строительных конструкций содержит анкерное полотно и систему вдавливания. Анкерное полотно содержит два горизонтальных продольных элемента - две продольные балки.From sources of scientific and technical literature revealed a technical solution closest to the claimed invention, selected as a prototype (AS Japan N 2-3853, MKI ⁵ E 02 D 7/20, 1990). A known device for pressing in building structures comprises an anchor web and a pressing system. Anchor sheet contains two horizontal longitudinal elements - two longitudinal beams.

Система вдавливания состоит из вертикальных опор и механизма вдавливания, размещенного на поперечном элементе, соединяющем вертикальные опоры. Вертикальные опоры установлены на продольных элементах анкерного полотна подвижно с возможностью скольжения по продольным элементам благодаря П-образным окончаниям опор, охватывающим продольные элементы. Механизм вдавливания представляет собой два гидравлических цилиндра, установленных на поперечном элементе, охватывающем вдавливаемую конструкцию с боковых сторон и заглубляющем ее путем передачи усилия от гидравлических цилиндров на боковые поверхности конструкции. The indentation system consists of vertical supports and an indentation mechanism located on a transverse element connecting the vertical supports. Vertical supports are mounted on the longitudinal elements of the anchor web movably with the possibility of sliding along the longitudinal elements due to the U-shaped ends of the supports spanning the longitudinal elements. The indentation mechanism consists of two hydraulic cylinders mounted on a transverse element covering the indented structure from the sides and deepening it by transferring force from the hydraulic cylinders to the side surfaces of the structure.

Устройство имеет существенные недостатки, вызванные тем, что устройство не приспособлено для передачи больших усилий вдавливания. Развивать повышенные усилия вдавливания прототип не может по двум причинам. Во-первых, сила вдавливания прикладывается к вдавливаемой конструкции с боковых сторон, что при увеличении усилий вдавливания может привести к сколам и разрушению конструкции. Во-вторых, большие усилия вдавливания приводят к увеличению реактивной силы, возникающей при вдавливании, и действуют на вдавливаемое устройство, отрывая его от земли. Поэтому для повышения усилий вдавливания известное устройство требует введения дополнительной анкеровки. Устройство обладает небольшим коэффициентом полезного действия, поскольку сила P_к, действующая на вдавливаемую конструкцию, меньше силы P_м, которую развивает механизм вдавливания, и равняется P_к = P_м•k, где k - коэффициент трения.The device has significant disadvantages caused by the fact that the device is not adapted to transmit large pressing forces. The prototype cannot develop increased indentation forces for two reasons. Firstly, an indentation force is applied to the indented structure from the sides, which, with an increase in indentation forces, can lead to chips and destruction of the structure. Secondly, large indentation forces lead to an increase in the reactive force arising from indentation and act on the indented device, tearing it off the ground. Therefore, to increase the pressing forces, the known device requires the introduction of additional anchoring. The device has a small efficiency, since the force P _k acting on the pressed structure is less than the force P _m , which the indentation mechanism develops, and equals P _k = P _m • k, where k is the friction coefficient.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать устройство для вдавливания строительных конструкций, в котором путем введения дополнительного анкерного приспособления создается возможность развивать увеличенные усилия вдавливания. The basis of the invention is the task of improving the device for pushing in building structures, in which by introducing an additional anchor device, it is possible to develop increased pressing forces.

Поставленная задача решена тем, что устройство для вдавливания строительных конструкций, содержащее анкерное полотно, имеющее по меньшей мере два продольных элемента, и систему вдавливания, в состав которой входят вертикальные опоры и механизм вдавливания, размещенный на поперечном элементе, соединяющем вертикальные опоры, установленные подвижно на продольных элементах анкерного полотна с возможностью перемещения в продольном направлении, согласно изобретению, содержит вертикальные грунтовые анкерные элементы, установленные в зоне размещения горизонтальных продольных элементов, выполненных с возможностью взаимодействия с вертикальными грунтовыми анкерными элементами. The problem is solved in that the device for pushing in building structures, containing an anchor web having at least two longitudinal elements, and an indentation system that includes vertical supports and an indentation mechanism located on a transverse element connecting the vertical supports mounted movably on according to the invention, the longitudinal elements of the anchor web can be moved in the longitudinal direction, comprising vertical soil anchor elements installed in the zone placement of horizontal longitudinal elements made with the possibility of interaction with vertical soil anchor elements.

Согласно изобретению, горизонтальные продольные элементы содержат конструктивные элементы, соединенные с консольными элементами, на которых установлены балласты. According to the invention, horizontal longitudinal elements comprise structural elements connected to cantilever elements on which ballasts are mounted.

При этом, согласно изобретению, конструктивные элементы горизонтальных продольных элементов выполнены преимущественно на их концах. Moreover, according to the invention, the structural elements of the horizontal longitudinal elements are made mainly at their ends.

Согласно изобретению, вертикальный грунтовой анкерный элемент представляет собой инвентарную сваю, на верхнем конце которой с двух противоположных сторон расположены консольные элементы, выполненные с возможностью опирания на продольные элементы. According to the invention, the vertical soil anchor element is an inventory pile, on the upper end of which, on two opposite sides, there are cantilever elements made with the possibility of bearing on the longitudinal elements.

Вертикальные анкерные элементы дополнительно прижимают анкерное полотно к грунту строительной площадки и воспринимают усилия от реактивной силы вместе с анкерным полотном. В случае необходимости устройство можно дополнительно снабдить балластным грузом, благодаря указанным конструктивным элементам, выполненным на продольных элементах. При нагружении концов продольных элементов эффективность действия балластов наилучшая, поскольку в этом случае уравновешивающий момент при вдавливании конструкции будет максимальным в любом месте строительной площадки. Vertical anchor elements additionally press the anchor web to the soil of the construction site and absorb the forces from the reactive force together with the anchor web. If necessary, the device can be additionally provided with ballast weight, due to the indicated structural elements made on the longitudinal elements. When loading the ends of the longitudinal elements, the effectiveness of the ballasts is the best, since in this case the balancing moment when pressing the structure will be maximum at any place on the construction site.

Суть изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематично представлен внешний вид устройства в плане, на фиг. 2 - сечение по А-А на фиг. 1. The essence of the invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 schematically shows the appearance of the device in plan; FIG. 2 is a section along AA in FIG. 1.

Устройство состоит из анкерного полотна и системы вдавливания. Анкерное полотно содержит четыре горизонтальных продольных элемента - рельсы 1, которые установлены вдоль направления вдавливания строительных конструкций. Рельсов в устройстве может быть два и больше, в зависимости от наличия и размера строительной площадки. Система вдавливания состоит из вертикальных опор 2 и механизма 3 вдавливания, который представляет собой гидроцилиндр на тележке и размещен на поперечном элементе 4, который соединяет опоры 2. Опоры 2 установлены подвижно с возможностью передвижения рельсов в упорах 5. Упоры 5 закреплены на верхних поверхностях рельсов 1 и конструктивно выполнены так, что опоры 2 имеют возможность перемещаться только в продольном направлении, исключая возможность перемещения в поперечном и вертикальном направлениях. Для этого в нижних торцевых поверхностях опор 2 выполнены отверстия, в которых установлены элементы соединения упоров 5 с опорами 2 - винты 6. Упоры при этом выполнены с возможностью заведения в них винтов 6. Для этого каждый упор 5 выполнен в виде двух непрерывных, повернутых один к одному консолями консольных элементов 5₁ и 5₂, которые закреплены на рельсах 1 на расстоянии, несколько большем величины диаметра стержня винта 6. Винты 6 на своем нижнем конце имеют расширения, выполненные в одной плоскости. Размер этих расширений значительно превышает расстояние между консольными элементами упоров. Верхний конец винтов 6 выполнен в виде разъемного винтового соединения, т.е. стержня с резьбой, на который навинчена гайка 7.The device consists of an anchor web and an indentation system. Anchor sheet contains four horizontal longitudinal elements - rails 1, which are installed along the direction of indentation of building structures. The rails in the device can be two or more, depending on the availability and size of the construction site. The indentation system consists of vertical supports 2 and an indentation mechanism 3, which is a hydraulic cylinder on a trolley and placed on a transverse element 4 that connects the supports 2. The supports 2 are mounted movably with the possibility of the rails moving in the stops 5. The stops 5 are fixed on the upper surfaces of the rails 1 and structurally designed so that the supports 2 are able to move only in the longitudinal direction, excluding the possibility of movement in the transverse and vertical directions. For this purpose, holes are made in the lower end surfaces of the supports 2, in which the connection elements of the stops 5 with the supports 2 are installed — screws 6. The stops are made with the possibility of screw 6 being inserted into them. For this, each stop 5 is made in the form of two continuous rotated one to one of the consoles of the cantilever elements 5 ₁ and 5 ₂ , which are mounted on the rails 1 at a distance slightly larger than the diameter of the screw 6. The screws 6 at their lower end have extensions made in the same plane. The size of these extensions significantly exceeds the distance between the cantilever elements of the stops. The upper end of the screws 6 is made in the form of a detachable screw connection, i.e. threaded rod on which the nut 7 is screwed.

Продольные рельсы 1 соединены между собою парами поперечных элементов 8, размещенных между собой на расстоянии, между которыми с возможностью взаимодействия с ними установлены вертикальные грунтовые анкерные элементы 9. Вместо пар поперечных элементов 8 можно применить поперечные металлические пластины с отверстием для грунтового анкерного элемента 9. Конструктивое выполнение поперечных элементов 8 и анкерных элементов 9 может быть разнообразным. Главное, чтобы анкерные элементы 9 были размещены вблизи горизонтальных продольных элементов и имели возможность взаимодействия с ними. Грунтовые анкерные элементы 9 могут быть выполнены в виде инвентарных свай, на верхнем конце которых с двух противоположных сторон закреплены консольные элементы 10, длина которых превышает половину расстояния между поперечными элементами 8, для осуществления возможности опирания на них. The longitudinal rails 1 are interconnected by pairs of transverse elements 8, spaced apart at a distance, between which vertical soil anchor elements 9 are installed with the possibility of interaction with them. Instead of pairs of transverse elements 8, transverse metal plates with an opening for the soil anchor element 9 can be used. Structural the implementation of the transverse elements 8 and anchor elements 9 can be varied. The main thing is that the anchor elements 9 are placed near horizontal longitudinal elements and have the opportunity to interact with them. Ground anchor elements 9 can be made in the form of inventory piles, on the upper end of which cantilever elements 10 are fixed on two opposite sides, the length of which exceeds half the distance between the transverse elements 8, so that they can be supported on them.

Количество пар поперечных элементов 8 и грунтовых анкерных элементов 9 зависит от усилий вдавливания, которое должно развивать заявляемое устройство, и определяется путем вычислений или экспериментов. The number of pairs of transverse elements 8 and soil anchor elements 9 depends on the indentation forces, which should develop the inventive device, and is determined by calculation or experiment.

Рельсы 1 имеют конструктивные элементы 11, к которым в случае необходимости присоединяются кронштейны 12, предназначенные для установления на них балластов 13. Конструктивные элементы 11 имеют вид упоров, параллельно размещенных на рельсах 1. В случае, приведенном на фигурах чертежей, когда рельсы 1 выполнены из двутавров, роль упоров выполняют полки двутавра. Кронштейны 12 могут быть выполнены из швеллера, к полкам которого приварены два выступа 14, имеющие такую длину, чтобы при заведении в двутавр стенка швеллера своей внешней поверхностью соприкасалась с внутренней поверхностью нижней полки двутавра, а выступы 14 опирались во внутреннюю поверхность верхней полки двутавра. The rails 1 have structural elements 11, to which, if necessary, brackets 12 are attached, designed to install ballasts 13. The structural elements 11 have the form of stops parallel to the rails 1. In the case shown in the figures, when the rails 1 are made of I-beams, the role of stops is performed by I-beam regiments. The brackets 12 can be made of a channel, to the shelves of which two protrusions 14 are welded, which are of such a length that, when inserted into the I-beam, the channel wall with its outer surface is in contact with the inner surface of the lower flange of the I-beam, and the protrusions 14 are supported on the inner surface of the upper shelf of the I-beam.

Конструктивные элементы 11 выполняют преимущественно на концах балок 1. Количество пригрузов зависит от вдавливаемых усилий, определяется экспериментально. На опорах 2 выполнены конструктивные элементы (на фигурах чертежей не приведены), на которых может быть установлена площадка 15 обслуживания. Площадка длиной, равной длине поперечного элемента 4, имеет настил и боковые перила для безопасности обслуживания механизма 3 вдавливания при установлении его над вдавливаемой конструкцией 16. Structural elements 11 are performed mainly at the ends of the beams 1. The number of weights depends on the pressed forces, determined experimentally. On the supports 2, structural elements are made (not shown in the figures), on which a service platform 15 can be installed. The platform with a length equal to the length of the transverse element 4 has a flooring and side rails for the safety of servicing the indentation mechanism 3 when it is installed above the indented structure 16.

Устройство монтируется и работает следующим образом. The device is mounted and operates as follows.

Размечают места вдавливания строительных конструкций. Бурят грунт, образуя в нем скважины, и устанавливают конструкции в образованные скважины. Потом устанавливают вдоль площадки вдавливания два рельса 1 с упорами 5 на них параллельно между собой на необходимом расстоянии. Устанавливают на каждый упор 5 опору 2 таким образом, чтобы отверстия в торцевой поверхности совпадали со щелью между консолями 5₁ и 5₂ упоров 5. Заводят в отверстия винты 6, после чего поворачивают их на угол приблизительно 90^o, заводя расширения винтов под нижнюю поверхность консолей упоров (угол 90^o обеспечивает максимальную надежность удерживания винтов в упорах). Потом закручивают гайки 7, закрепляя винты 6 в указанном положении. Устанавливают на опоры поперечный элемент 4 на высоте, которая превышает длину вдавливаемой конструкции перед началом вдавливания, тоже фиксируют его в необходимом положении. Параллельно поперечному элементу 4 на том же уровне от земли устанавливают площадку обслуживания 15. Помещают на элемент 4 гидроцилиндр на тележке, установленный штоком вниз, и подключают к насосу (на фигурах чертежей не показан). Устанавливают в необходимых местах между поперечными элементами 8 грунтовые анкерные элементы 9 таким образом, чтобы консольные элементы 10 были ориентированы вдоль рельсов 1, и заглубляют их в грунт так, чтобы стержни 10 опирались на поперечные элементы 8 рельсов 1. В случае необходимости устанавливают дополнительно балласты 13. Для этого заводят под полки двутавров, из которых выполнены балки 1, кронштейны 12 таким образом, чтобы они упирались во внутренние поверхности полок двутавров, и нагружают полученные таким образом площадки балластом 13. Кронштейны могут быть установлены в любом месте балки, в любом количестве. Чаще всего их монтируют на концевых частях балок 1. Установление и анкеровка устройства на этом завершены.Mark out the indentation of building structures. They drill soil, forming wells in it, and install structures in the formed wells. Then, two rails 1 are installed along the indentation area with emphasis 5 on them parallel to each other at the required distance. Install support 2 on each stop 5 so that the holes in the end surface coincide with the gap between the consoles 5 ₁ and 5 _{of the} stops 5. Screws 6 are inserted into the holes, and then they are turned through an angle of approximately 90 ^° , causing the screws to expand under the lower surface consoles stops (angle 90 ^o provides maximum reliability of holding screws in the stops). Then tighten the nuts 7, fixing the screws 6 in the indicated position. The transverse element 4 is mounted on the supports at a height that exceeds the length of the pressed structure before the start of pressing, and also fix it in the required position. In parallel with the transverse element 4, a service platform 15 is installed at the same level from the ground. A hydraulic cylinder is placed on element 4 on a trolley mounted with the stem down and connected to the pump (not shown in the figures). Install in the necessary places between the transverse elements 8 soil anchor elements 9 so that the cantilever elements 10 are oriented along the rails 1, and bury them in the ground so that the rods 10 rest on the transverse elements 8 of the rails 1. If necessary, install additional ballasts 13 To do this, start under the shelves of the I-beams, of which the beams 1 are made, the brackets 12 so that they abut against the inner surfaces of the I-beam shelves, and load the areas thus obtained with ballast 1 3. Brackets can be installed anywhere on the beam, in any quantity. Most often, they are mounted on the ends of the beams 1. The installation and anchoring of the device is completed.

Перемещают опоры 2 по рельсам с помощью электролебедки, тали или другого подобного оборудования до тех пор, пока поперечный элемент 4 не окажется над вдавливаемой конструкцией. Опоры фиксируют в таком положении и перемещают гидроцилиндр по поперечному элементу 4, устанавливая его над конструкцией. Установление гидроцилиндра над конструкцией контролирует рабочий. Включают насос, шток гидроцилиндра опускается на конструкцию 16. Нагрузка от гидроцилиндра передается через оголовок, который распределяет усилия по всей поверхности сваи равномерно. Оголовок предотвращает случайное разрушение сваи во время вдавливания. Сила реакции вдавливаемой конструкции воспринимается опорами 2 и передается через расширения винтов 6 на всю длину рельсов 1, на вертикальные грунтовые анкерные элементы 9 и балласт 13. Дополнительная анкеровка позволяет развивать повышенные усилия вдавливания, достигающие 200 тонн. Кроме того, сила вдавливания прикладывается к вдавливаемой конструкции сверху, а не с боков, как в прототипе, что предотвращает образование сколов и разрушение конструкции и позволяет развивать большие усилие вдавливания. При этом усилие передается на вдавливаемую конструкцию практически полностью без потерь. После того как конструкцию вдавят на глубину, равную длине высовывания штока гидроцилиндра, поперечный элемент 4 с гидроцилиндром и площадкой обслуживания переставляют ниже и снова прикладывают усилие вдавливания. В случае, когда поперечный элемент 4 не имеет возможности вертикального перемещения, между штоком гидроцилиндра и оголовком размещают промежуточную конструкцию, компенсирующую необходимое вертикальное перемещение. The supports 2 are moved along the rails using an electric winch, hoist or other similar equipment until the transverse element 4 is above the pressed structure. The supports are fixed in this position and move the hydraulic cylinder along the transverse element 4, installing it above the structure. The installation of the hydraulic cylinder over the structure is controlled by the worker. They turn on the pump, the hydraulic cylinder rod is lowered onto the structure 16. The load from the hydraulic cylinder is transmitted through the head, which distributes the forces evenly over the entire surface of the pile. The headband prevents accidental collapse of the pile during indentation. The reaction force of the indented structure is perceived by the supports 2 and transmitted through the expansion of the screws 6 to the entire length of the rails 1, to the vertical soil anchor elements 9 and ballast 13. Additional anchoring allows you to develop increased indentation forces, reaching 200 tons. In addition, the force of the indentation is applied to the indented structure from above, and not from the sides, as in the prototype, which prevents the formation of chips and destruction of the structure and allows you to develop a large indentation force. In this case, the force is transmitted to the pressed structure almost completely without loss. After the structure is pressed to a depth equal to the protrusion length of the hydraulic cylinder rod, the transverse element 4 with the hydraulic cylinder and the service platform is rearranged lower and the pressing force is applied again. In the case when the transverse element 4 does not have the possibility of vertical movement, between the rod of the hydraulic cylinder and the head place an intermediate structure that compensates for the necessary vertical movement.

Claims

1. A device for pushing in building structures, comprising an anchor web having at least two longitudinal elements, and an indentation system comprising vertical supports and an indentation mechanism located on a transverse element connecting the vertical supports mounted movably on the longitudinal elements of the anchor web with the ability to move in the longitudinal direction, characterized in that it contains vertical soil anchor elements installed in the area of horizontal longitudinal elements configured to interact with vertical soil anchor elements.

2. The device according to claim 1, characterized in that the horizontal longitudinal elements comprise structural elements connected to cantilever elements on which ballasts are mounted.

3. The device according to claim 1, characterized in that the structural elements of the horizontal longitudinal elements are made mainly at their ends.

4. The device according to claim 1, characterized in that the vertical soil anchor element is an inventory pile, on the upper end of which from two opposite sides there are cantilever elements made with the possibility of bearing on the longitudinal elements.