RU2836478C1

RU2836478C1 - Method of erecting pipe sheet pile wall with high elastic moment (embodiments)

Info

Publication number: RU2836478C1
Application number: RU2024111928A
Authority: RU
Inventors: Алексей Леонидович Калинин; Анна Васильевна Калинина
Original assignee: Алексей Леонидович Калинин; Анна Васильевна Калинина
Filing date: 2024-05-02
Publication date: 2025-03-17

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: group of inventions relates to pipe sheet pile walls made of pipe sheet piles, and can be used in hydraulic engineering during construction of sea and river berths, as well as in construction during construction of retaining walls in soil for various purposes, including for ice-resistant berths. Versions of the inventions are characterized by the fact that a sheet pile wall of tubular piles is formed in at least two rows of pipes connected in series by locking pairs.

EFFECT: possibility of providing a high efficiency coefficient when achieving the required high elastic moment of the pipe sheet pile wall, as well as reduction of costs for formation of concrete plugs and costs for grooving with disposal of soil from the pipe; reducing the area of painting, drying pipe surfaces; reduced risk of pipe ovality; reduced time for transportation of required number of pipes; simplified process of pipes immersion and their connection with locks.

11 cl, 19 dwg

Description

Изобретение относится к трубошпунтовым металлическим сваям и выполненным из них трубошпунтовым стенкам и может быть использовано в гидротехнике при сооружении морских и речных причалов, а также в строительстве при возведении в грунте подпорных стенок различного назначения, в том числе для ледостойких причалов.The invention relates to sheet pile metal pipes and sheet pile walls made from them and can be used in hydraulic engineering in the construction of sea and river berths, as well as in construction in the construction of retaining walls in the ground for various purposes, including for ice-resistant berths.

В ближайшие десятки лет ожидается значительное увеличение объемов строительства гидротехнических сооружений в Арктике, в условиях Крайнего Севера.In the coming decades, a significant increase in the volume of construction of hydraulic structures in the Arctic, in the conditions of the Far North, is expected.

Характерными усугубляющими факторами при проектировании и строительстве шпунтовых стен в данном регионе являются большие значения отрицательных температур на протяжении долгого периода времени, что значительно влияет на физико-механические свойства льда. И, как следствие, появление ледовых полей и торосистых образований. Глобальные ледовые нагрузки от ровного льда могут достигать 250 т/п.м., а торосистые образования могут достигать 450 т/п.м.Characteristic aggravating factors in the design and construction of sheet pile walls in this region are large negative temperatures over a long period of time, which significantly affects the physical and mechanical properties of ice. And, as a consequence, the appearance of ice fields and hummocky formations. Global ice loads from level ice can reach 250 t/running meter, and hummocky formations can reach 450 t/running meter.

Арктический регион еще характеризуется и наличием вечномерзлых грунтов, что проявляется в виде специфических физико-механических их свойств, следствием которых возможна ситуация, когда вечномерзлые грунты могут "поплыть".The Arctic region is also characterized by the presence of permafrost soils, which manifests itself in the form of specific physical and mechanical properties, the consequence of which is a situation where permafrost soils can “float”.

Общая нацеленность требований к повышению надежности шпунтовых конструкций заключается в противодействии высоким по величине ледовым нагрузкам и истирающему воздействию льда.The general focus of the requirements for increasing the reliability of sheet pile structures is to counteract high ice loads and the abrasive effect of ice.

Следовательно, как минимум, нужны шпунтовые стены с высокой несущей способностью стены и одновременно с применением высокопрочных сталей, таких как S390GP и(или) S430GP, как раз из которых и может быть изготовлен трубошпунт.Therefore, at a minimum, sheet pile walls with high load-bearing capacity of the wall and at the same time with the use of high-strength steels, such as S390GP and/or S430GP, are needed, which is exactly what sheet pile pipes can be made of.

Возведение шпунтовых стен достаточно капиталоёмкое мероприятие. Каждый проект индивидуален и зачастую использует свой конкретно индивидуальный шпунт. Каждый считающий деньги, стремиться минимизировать расходы везде, и тем более следует минимизировать шпунт, который всегда дорог. Поэтому в мире и производится такое огромное количество типов шпунтовых стен. Каждый год появляются более эффективные шпунты с новыми формами и технологиями их производства.The construction of sheet pile walls is quite a capital-intensive undertaking. Each project is individual and often uses its own specific individual sheet pile. Everyone who counts money strives to minimize expenses everywhere, and especially sheet piles should be minimized, which are always expensive. That is why such a huge number of types of sheet pile walls are produced in the world. Every year more efficient sheet piles with new shapes and technologies for their production appear.

В мире производится более 406 типоразмеров г/к корытных шпунтов. Эффективность использования (К_эфф=W/M) предлагаемых шпунтов довольно низка, особенно по сравнению с различными сварными комбинированными шпунтовыми системами.There are more than 406 standard sizes of hot-rolled trough piles produced in the world. The efficiency of use ( _Keff = W/M) of the proposed piles is quite low, especially in comparison with various welded combined pile systems.

Так, у ведущего всемирно известного производителя г/к шпунтов фирмы Arcelor Mittal среди примерно сотни своих производимых классических шпунтов только три шпунта незначительно преодолели границу К_эфф≥21 единицы.Thus, at the world-famous leading manufacturer of hot-rolled sheet piles, Arcelor Mittal, among approximately a hundred of its classic sheet piles, only three sheet piles slightly exceeded the limit of K _eff ≥21 units.

Единственный российский г/к шпунт Ларсена Л5-УМ (см. https://ecotorgm.ru/product/l5-um) имеет довольно низкий коэффициент эффективности 15,6 единиц.The only Russian hot-rolled sheet pile Larsen L5-UM (see https://ecotorgm.ru/product/l5-um) has a rather low efficiency coefficient of 15.6 units.

Для сравнения: у широко используемых в России сварных трубошпунтов ШТС максимальный коэффициент эффективности достигает 43 единицы. У Российских секторных сварных шпунтов РШС2-СТ - в два раза больше (до 86 единиц).For comparison: the maximum efficiency coefficient of the widely used in Russia welded pipe sheet piles ШТС reaches 43 units. The Russian sector welded sheet piles РШС2-СТ have twice as much (up to 86 units).

Другим недостатком г/к шпунтов является относительно низкий упругий момент, который не достигает даже 6000 см³/м.Another disadvantage of gypsum-rolled sheet piles is the relatively low elastic moment, which does not even reach 6000 ^cm3 /m.

И этому есть объективные причины: существующие балочные станы, на которых катаются г/к шпунты, не позволяют (технологически и экономически) внести требуемые изменения для проката нужных г/к шпунтов.And there are objective reasons for this: the existing beam mills on which hot-rolled sheet piles are rolled do not allow (technologically and economically) to make the required changes for rolling the required hot-rolled sheet piles.

Применение СШСТ-Н с усиливающими накладками внутри сектора трубы позволяет достичь таких упругих моментов (до 70000 см³/м), которые невозможно достичь существующими на данный момент шпунтовыми стенами ШТС (ГОСТ Р 52664-2010 Шпунт трубчатый сварной).The use of SSHT-N with reinforcing pads inside the pipe sector makes it possible to achieve such elastic moments (up to 70,000 ^cm3 /m) that cannot be achieved with currently existing sheet pile walls (GOST R 52664-2010 Welded tubular sheet piles).

Трубошпунты - замкнутые полости, и поэтому есть необходимость обустраивать бетонные пробки с армокаркасом, заполнять полость специальными привозным грунтом, решать проблему захоронения извлеченного грунта. Всё это, кроме дороговизны, требует больших временных затрат, что, например, для условий Арктики, критично.Pipe piles are closed cavities, and therefore there is a need to equip concrete plugs with a reinforcement cage, fill the cavity with special imported soil, and solve the problem of burying the extracted soil. All this, in addition to being expensive, requires a lot of time, which, for example, is critical for Arctic conditions.

Замкнутые трубошпунты (патент RU 193588 U, опубл.: 06.11.2019) также имеют свои недостатки. Известно, для того, чтобы увеличить К_эфф трубошпунтового решения достаточно повысить упругий момент или понизить массу 1 м² стены или осуществить такие действия одновременно. Теоретически такая возможность всегда существует: достаточно увеличить диаметр трубы. Тогда коэффициент эффективности ШТС бóльшего диаметра всегда больше коэффициента эффективности ШТС с трубой меньшего диаметра, независимо от толщин обеих труб.Closed pipe sheet piles (patent RU 193588 U, published: 06.11.2019) also have their disadvantages. It is known that in order to increase K _eff of a pipe sheet pile solution, it is sufficient to increase the elastic moment or reduce the mass of 1 m ² of the wall, or to carry out such actions simultaneously. Theoretically, such a possibility always exists: it is sufficient to increase the pipe diameter. Then the efficiency coefficient of a larger diameter SHTS is always greater than the efficiency coefficient of a SHTS with a smaller diameter pipe, regardless of the thicknesses of both pipes.

Но, во-первых, возникает вопрос, насколько нужно увеличивать диаметр трубы, чтобы достичь требуемых значений и упругих моментов, и коэффициента эффективности?But, firstly, the question arises: how much should the pipe diameter be increased to achieve the required values of both elastic moments and efficiency coefficient?

Во-вторых, увеличение диаметра трубы всегда влечет за собой ряд серьезных проблем. Так, шпунты ШТС Dxt больших диаметров менее технологичны при погружении и могут потребовать более мощную погружательную технику (которую по импорту уже и не закупить).Secondly, increasing the pipe diameter always entails a number of serious problems. Thus, SHTS Dxt sheet piles of large diameters are less technologically advanced when immersed and may require more powerful immersion equipment (which is no longer available for import).

И даже если дело не в погружательной технике, то ШТС с бóльшей трубой всегда погружать сложнее, а зачастую, в зависимости от грунта, и более сложно. Может потребоваться и более сложное сварочное оборудование для изготовления самого ШТС большого диаметра.And even if it is not a matter of immersion technology, it is always more difficult to immerse a SHTS with a larger pipe, and often, depending on the soil, even more difficult. More complex welding equipment may also be required to manufacture the SHTS itself of a large diameter.

Перевозка и перевалка труб большого диаметра всегда дорогостоящее мероприятие, так как возим "воздух", причем зачастую на далекие строящиеся причалы и, как правило, на окраины России, да еще и с несколькими перевалками.Transportation and handling of large diameter pipes is always an expensive undertaking, since we are transporting “air”, often to distant berths under construction and, as a rule, to the outskirts of Russia, and with several transshipments.

Бóльшие диаметры труб требуют бóльших затрат при обустройстве шпунтовой стены, поскольку это:Larger pipe diameters require greater costs when constructing a sheet pile wall, since they:

A) и формирование бóльших бетонных "пробок" с бóльшими диаметрами труб и бóльшими армокаркасами;A) and the formation of larger concrete "plugs" with larger pipe diameters and larger reinforcement cages;

Б) и штробление с утилизацией грунта из бóльшей трубы;B) and chasing with the disposal of soil from a larger pipe;

В) и покраска, сушка бóльших поверхностей труб;B) and painting, drying of larger surfaces of pipes;

Г) и чем больше труба, тем вероятнее получить брак - овальность трубы из-за долгих перевозок трубошпунтов вкупе до нескольких перевалок;D) and the larger the pipe, the more likely it is to get a defect - ovality of the pipe due to long transportation of sheet piles, coupled with several transshipments;

Д) и сложность погружения труб бóльшего диаметра и сложность соединения их замками.D) and the difficulty of immersing pipes of a larger diameter and the difficulty of connecting them with locks.

Но кроме финансовых издержек при использовании труб с бóльшими диаметрами в обустройстве шпунтовой стены, далеко не последнюю роль, можно сказать – главенствующую роль, играет фактор времени.But in addition to the financial costs of using pipes with larger diameters in the construction of a sheet pile wall, the time factor plays a far from insignificant role, one might even say a dominant role.

Особенно это ощутимо в условиях полярной ночи, арктических холодов и отдаленностью промышленных центров.This is especially noticeable in conditions of polar night, arctic cold and remoteness of industrial centers.

Поэтому вынужденный выбор труб с большим диаметром далеко не всегда может быть эффективным решением для увеличения упругих моментов и коэффициента эффективности.Therefore, the forced choice of pipes with a large diameter may not always be an effective solution for increasing elastic moments and the efficiency coefficient.

Но, иногда ему нет альтернативы для целей достижения высокого упругого момента.But sometimes there is no alternative to it for the purpose of achieving high elastic moment.

И почти всегда при достижении требуемого высокого упругого момента трубошпунтовые стенки не имеют высокого коэффициента эффективности из-за вышеупомянутых недостатков А) - Д).And almost always, when achieving the required high elastic moment, sheet pile walls do not have a high efficiency coefficient due to the above-mentioned disadvantages A) - D).

Известно шпунтовое соединение (ЕА 020880, опубл.: 27.02.2015), включающее шпунтовый выступ с гребнем и шпунтовый захват с устьем, охватывающим гребень с возможностью частичного относительного поворота, отличающееся тем, что шпунтовый захват выполнен сварным из двух прокатных профилей, каждый из которых имеет поперечное сечение в форме буквы F, у которой нижняя поперечная полка длиннее верхней поперечной полки, причем указанные прокатные профили обращены зеркально полками навстречу друг другу и сварены нижними полками встык с обеспечением между верхними полками предварительно заданного зазора, регулируемого в зависимости от свойств грунта путем поворота указанных профилей относительно линии стыковки свариваемых полок.A tongue and groove joint is known (EA 020880, published: 27.02.2015), including a tongue and groove projection with a ridge and a tongue and groove grip with a mouth that embraces the ridge with the possibility of partial relative rotation, characterized in that the tongue and groove grip is made welded from two rolled sections, each of which has a cross-section in the shape of the letter F, in which the lower transverse flange is longer than the upper transverse flange, wherein said rolled sections are turned mirror-image with flanges towards each other and are welded with the lower flanges end-to-end, ensuring a predetermined gap between the upper flanges, adjustable depending on the properties of the soil by rotating said profiles relative to the line of joining of the welded flanges.

Известна комбинированная шпунтовая стенка (RU 2716181, опубл.: 06.03.2020), включающая несущие трубчатые сваи и чередующиеся с ними замыкающие элементы, соединенные со сваями посредством захватов и выступов шпунтовых замковых соединений, причем каждый захват выполнен с замковой полостью и устьем, а каждый выступ выполнен с гребнем, размещенным в замковой полости захвата смежной сваи, отличающаяся тем, что каждая свая снабжена двумя захватами, каждый из которых выполнен в виде обоймы, приваренной боковой поверхностью к трубчатой свае таким образом, что устья обойм всех трубчатых свай шпунтовой стенки направлены поперечно к нейтральной оси шпунтовой стенки и обращены в сторону грунтовой засыпки, а каждый замыкающий элемент выполнен в виде арки, к обеим продольным кромкам которой приварены выступы, гребни которых размещены в полостях обойм смежных трубчатых свай с образованием замковых соединений, оси которых расположены поперечно нейтральной оси шпунтовой стенки.A combined sheet pile wall is known (RU 2716181, published: 06.03.2020), including load-bearing tubular piles and alternating closing elements connected to the piles by means of grips and projections of sheet pile locking joints, wherein each grip is made with a locking cavity and a mouth, and each projection is made with a ridge located in the locking cavity of the grip of an adjacent pile, characterized in that each pile is equipped with two grips, each of which is made in the form of a collar welded with its side surface to the tubular pile in such a way that the mouths of the collars of all tubular piles of the sheet pile wall are directed transversely to the neutral axis of the sheet pile wall and face the soil backfill, and each closing element is made in the form of an arch, to both longitudinal edges of which projections are welded, the ridges of which are located in the cavities collars of adjacent tubular piles to form locking joints, the axes of which are located transversely to the neutral axis of the sheet pile wall.

Наиболее близким аналогом является шпунтовая стенка для грунта с различающимися прочностными характеристиками (RU 2735773, опубл.: 09.11.2020), содержащая забитые в грунт стальные трубчатые сваи с замковыми парами, каждая из которых состоит из обоймы и гребня, выполненных из профилей с постоянной по всей их длине формой поперечного сечения, причем каждый гребень выполнен по меньшей мере с одной замковой кромкой, размещенной в полости обоймы с образованием замкового соединения, отличающаяся тем, что она содержит участки с различающимися межцентровыми расстояниями между сваями, причем межцентровые расстояния участка шпунтовой стенки, возведенного на прочном грунте, больше, чем межцентровые расстояния участка, возведенного на слабом грунте, при этом ширина гребней, измеренная вдоль нейтральной оси X шпунтовой стенки, выполнена такой, чтобы в соединенном состоянии замковая пара перекрывала расстояние «в свету» между наружными поверхностями смежных свай, при этом ширина гребней замковых пар на прочном грунте соответственно больше ширины гребней на слабом грунте.The closest analogue is a sheet pile wall for soil with different strength characteristics (RU 2735773, published: 09.11.2020), containing steel tubular piles driven into the ground with locking pairs, each of which consists of a collar and a ridge made of profiles with a constant cross-sectional shape along their entire length, wherein each ridge is made with at least one locking edge placed in the cavity of the collar to form a locking joint, characterized in that it contains sections with different center-to-center distances between the piles, wherein the center-to-center distances of a section of the sheet pile wall erected on strong soil are greater than the center-to-center distances of a section erected on weak soil, while the width of the ridges, measured along the neutral axis X of the sheet pile wall, is made such that in the connected state the locking pair covers the distance "in light" between the outer surfaces of adjacent piles, while the width of the ridges of the locking pairs on solid ground is correspondingly greater than the width of the ridges on soft ground.

Все известные решения по возведению шпунтовых стен обладают отличительной особенностью - характеризуются однорядными шпунтовыми стенками, а также имеют все присущие им недостатки А) - Д), упомянутые ранее для целей достижения высокого упругого момента, и никогда не позволяют достичь высокого коэффициента эффективности.All known solutions for the construction of sheet pile walls have a distinctive feature - they are characterized by single-row sheet pile walls, and also have all the inherent disadvantages A) - D), mentioned earlier for the purpose of achieving a high elastic moment, and never allow achieving a high efficiency coefficient.

Задача заявленного решения - устранение вышеуказанных недостатков А) - Д), присущих известных трубошпунтовым стенкам.The objective of the declared solution is to eliminate the above-mentioned disadvantages A) - D) inherent in known pipe-pile walls.

Техническим результатом заявленного решения является возможность обеспечения высокого коэффициента эффективности при достижении требуемого высокого упругого момента трубошпунтовой стенки, а также:The technical result of the claimed solution is the ability to ensure a high efficiency coefficient while achieving the required high elastic moment of the sheet pile wall, as well as:

- уменьшение затрат на формирование бетонных пробок и затрат на штробление с утилизацией грунта из трубы;- reduction of costs for the formation of concrete plugs and costs for chasing with the disposal of soil from the pipe;

- уменьшение площади покраски, сушки поверхностей труб;- reduction of the area of painting and drying of pipe surfaces;

- снижение риска овальности трубы;- reducing the risk of tube ovality;

- уменьшение времени на транспортировку нужного числа труб;- reduction of time for transporting the required number of pipes;

- упрощение процесса погружения труб и соединения их замками.- simplification of the process of immersing pipes and connecting them with locks.

Указанный технический результат достигается за счет того, что по первому варианту заявлен способ возведения шпунтовой стенки из трубчатых свай, характеризующийся забиванием в грунт стальных трубчатых свай с замковыми парами, каждая из которых состоит из обоймы и гребня, где каждый гребень выполнен с замковой кромкой, размещенной в полости обоймы с образованием замкового соединения, отличающийся тем, что шпунтовую стенку из трубчатых свай формируют по меньшей мере в два ряда из последовательно соединенных замковыми парами труб с образованием замкнутой связи таким образом, что каждая трубчатая свая соединена с двумя смежными с ней трубчатыми сваями через одну замковую пару, причем в первом и последнем ряду крайние в ряду трубчатые сваи соединяют с крайними смежными трубчатыми сваями смежного ряда.The specified technical result is achieved due to the fact that according to the first variant, a method is declared for constructing a sheet pile wall from tubular piles, characterized by driving steel tubular piles with locking pairs into the ground, each of which consists of a collar and a ridge, where each ridge is made with a locking edge placed in the cavity of the collar with the formation of a locking connection, characterized in that the sheet pile wall from tubular piles is formed in at least two rows of pipes sequentially connected by locking pairs with the formation of a closed connection in such a way that each tubular pile is connected to two adjacent tubular piles through one locking pair, wherein in the first and last rows, the outermost tubular piles in the row are connected to the outermost adjacent tubular piles of the adjacent row.

Допустимо, что на каждый трубошпунт крайнего первого и крайнего последнего ряда устанавливают одну накладку, которую приваривают с наружной и/или внутренней стороны трубы.It is acceptable that one plate is installed on each sheet pile of the first and last rows, which is welded to the outside and/or inside of the pipe.

Предпочтительно, используют накладки с секторным углом от 90 до 120°.Preferably, pads with a sector angle of 90 to 120° are used.

Указанный технический результат достигается за счет того, что по второму варианту заявлен способ возведения шпунтовой стенки из трубчатых свай, характеризующийся забиванием в грунт стальных трубчатых свай с замковыми парами, каждая из которых состоит из обоймы и гребня, где каждый гребень выполнен с замковой кромкой, размещенной в полости обоймы с образованием замкового соединения, отличающийся тем, что шпунтовую стенку из трубчатых свай формируют по меньшей мере в два ряда из соединенных замковыми парами труб с образованием замкнутой связи таким образом, что каждая трубчатая свая соединена со смежной с ней трубчатыми сваями через одну замковую пару с каждой смежной трубчатой сваей, причем в первом и последнем ряду крайние в ряду трубчатые сваи соединяют с крайними смежными трубчатыми сваями смежного ряда, а угловое расстояние между замковыми парами составляет 90 градусов.The specified technical result is achieved due to the fact that according to the second variant, a method is declared for constructing a sheet pile wall from tubular piles, characterized by driving steel tubular piles with locking pairs into the ground, each of which consists of a collar and a ridge, where each ridge is made with a locking edge placed in the cavity of the collar with the formation of a locking connection, characterized in that the sheet pile wall from tubular piles is formed in at least two rows from pipes connected by locking pairs with the formation of a closed connection in such a way that each tubular pile is connected to the adjacent tubular piles through one locking pair with each adjacent tubular pile, wherein in the first and last rows, the outermost tubular piles in the row are connected to the outermost adjacent tubular piles of the adjacent row, and the angular distance between the locking pairs is 90 degrees.

Предпочтительно, на каждый трубошпунт крайнего первого и крайнего последнего ряда устанавливают по меньшей мере одну накладку с секторным углом от 90 до 120°, которую приваривают с наружной и/или внутренней стороны трубы.Preferably, at least one plate with a sector angle of 90 to 120° is installed on each sheet pile of the extreme first and extreme last rows, which is welded to the outer and/or inner side of the pipe.

Указанный технический результат достигается за счет того, что по третьему варианту заявлен способ возведения шпунтовой стенки из трубчатых свай, характеризующийся забиванием в грунт стальных трубчатых свай с замковыми парами, где каждая замковая пара состоит из обоймы и гребня, где каждый гребень выполнен с замковой кромкой, размещенной в полости обоймы с образованием замкового соединения, отличающийся тем, что шпунтовую стенку из трубчатых свай формируют путем соединения со смежными трубчатыми сваями через замковые пары так, что угловое расстояние между замковыми парами составляет 60 градусов, где по меньшей мере одна из трубчатых свай смещена относительно других, которые образуют ряд.The specified technical result is achieved due to the fact that according to the third variant, a method is declared for constructing a sheet pile wall from tubular piles, characterized by driving steel tubular piles with locking pairs into the ground, where each locking pair consists of a collar and a ridge, where each ridge is made with a locking edge placed in the cavity of the collar with the formation of a locking joint, characterized in that the sheet pile wall from tubular piles is formed by connecting with adjacent tubular piles through locking pairs so that the angular distance between the locking pairs is 60 degrees, where at least one of the tubular piles is offset relative to the others, which form a row.

Допустимо, что на крайних трубчатых сваях устанавливают по меньшей мере одну накладку с секторным углом 120°, которую приваривают с наружной и/или внутренней стороны трубы.It is acceptable that at least one plate with a sector angle of 120° is installed on the outer tubular piles, which is welded to the outer and/or inner side of the pipe.

Допустимо, что соединение смежных трубчатых свай выполняют вокруг центральной сваи.It is acceptable that the connection of adjacent tubular piles is carried out around the central pile.

Указанный технический результат достигается за счет того, что по четвертому варианту заявлен способ возведения шпунтовой стенки из трубчатых свай, характеризующийся забиванием в грунт стальных трубчатых свай с замковыми парами, где каждая замковая пара состоит из обоймы и гребня, где каждый гребень выполнен с замковой кромкой, размещенной в полости обоймы с образованием замкового соединения, отличающийся тем, что шпунтовую стенку из трубчатых свай формируют вокруг центральной сваи путем соединения центральной сваи с окружающими ее трубчатыми сваями через замковые пары так, что угловое расстояние между замковыми парами составляет 60 градусов, причем по меньшей мере две трубчатые сваи смещены относительно других, которые образуют ряды, а на крайних трубчатых сваях устанавливают по меньшей мере одну накладку с секторным углом 120°, которую приваривают с наружной и/или внутренней стороны трубы.The specified technical result is achieved due to the fact that according to the fourth variant, a method is declared for constructing a sheet pile wall from tubular piles, characterized by driving steel tubular piles with locking pairs into the ground, where each locking pair consists of a collar and a ridge, where each ridge is made with a locking edge placed in the cavity of the collar with the formation of a locking joint, characterized in that the sheet pile wall from tubular piles is formed around the central pile by connecting the central pile with the tubular piles surrounding it through the locking pairs so that the angular distance between the locking pairs is 60 degrees, wherein at least two tubular piles are offset relative to the others, which form rows, and at least one plate with a sector angle of 120° is installed on the outer tubular piles, which is welded from the outer and/or inner side of the pipe.

Допустимо, что к крайним трубчатым сваям закрепляют дополнительные трубчатые сваи через замковые соединения, угловое расстояние между которыми 90°, и на дополнительных трубчатых сваях устанавливают по меньшей мере одну накладку с секторным углом 120°, которую приваривают с наружной и/или внутренней стороны трубы.It is permissible that additional tubular piles are secured to the outer tubular piles through locking joints, the angular distance between which is 90°, and at least one plate with a sector angle of 120° is installed on the additional tubular piles, which is welded to the outer and/or inner side of the pipe.

Допустимо, что центральную сваю формируют в виде трубы или сваи в форме замкнутой симметричной фигуры с шестью гранями.It is permissible that the central pile is formed in the form of a pipe or a pile in the form of a closed symmetrical figure with six faces.

Допустимо, что центральную сваю соединяют с окружающими ее трубчатыми сваями через замковые пары, которые крепят к тавровым или двутавровым балкам.It is acceptable for the central pile to be connected to the surrounding tubular piles through locking pairs, which are attached to T- or I-beams.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

На Фиг. 1 показано влияние многорядности на рост упругих моментов.Fig. 1 shows the effect of multi-row structure on the growth of elastic moments.

На Фиг. 2 показано влияние увеличения рядности шпунтовой конструкции на основные прочностные характеристики.Fig. 2 shows the effect of increasing the number of rows of the sheet pile structure on the main strength characteristics.

На Фиг. 3 показано влияние увеличения рядности неуплотненной шпунтовой конст-рукции на основные прочностные характеристики (на примере восьмирядной шпунтовой конструкции из трубошпунта РШС диаметра 1420 мм и толщиной 20 мм), усиленного накладками согласно заявленному решению (верхний и нижний ряды).Fig. 3 shows the effect of increasing the number of rows of an uncompacted sheet pile structure on the main strength characteristics (using the example of an eight-row sheet pile structure made of RShS pipe sheet piles with a diameter of 1420 mm and a thickness of 20 mm), reinforced with overlays according to the declared solution (upper and lower rows).

На Фиг. 4 показано влияние многорядности на рост упругих моментов W также виден резкий рост значений упругого момента при добавлении рядов (на примере восьмирядной шпунтовой конструкции из трубошпунта РШС диаметра 1420 мм и толщиной 20 мм).Fig. 4 shows the effect of multiple rows on the growth of elastic moments W; a sharp increase in the values of the elastic moment is also visible when adding rows (using the example of an eight-row sheet pile structure made of RShS pipe sheet piles with a diameter of 1420 mm and a thickness of 20 mm).

На Фиг. 5 показано влияние многорядности на рост моментов инерции J также виден резкий рост значений момента инерции при добавлении рядов (на примере восьмирядной шпунтовой конструкции из трубошпунта РШС диаметра 1420 мм и толщиной 20 мм).Fig. 5 shows the effect of multiple rows on the growth of the moments of inertia J; a sharp increase in the values of the moment of inertia is also visible when adding rows (using the example of an eight-row sheet pile structure made of RShS pipe sheet piles with a diameter of 1420 mm and a thickness of 20 mm).

Фиг. 6, Фиг. 7 отражают второй возможный вариант реализации заявленного решения, где Фиг. 6 - без накладок два ряда, а Фиг. 7 отражает возможный вариант реализации в два ряда и двумя накладками с секторным углом 90°.Fig. 6, Fig. 7 reflect the second possible implementation option of the claimed solution, where Fig. 6 is without overlays, two rows, and Fig. 7 reflects a possible implementation option in two rows and two overlays with a sector angle of 90°.

Фиг. 8 отражает второй возможный вариант реализации заявленного решения в три с использованием накладки с секторным углом 120°.Fig. 8 reflects the second possible embodiment of the claimed solution in three using an overlay with a sector angle of 120°.

Фиг. 9 отражает второй возможный вариант реализации заявленного решения в четыре ряда без накладок.Fig. 9 reflects the second possible implementation option of the claimed solution in four rows without overlays.

Фиг. 10 отражает третий и четвертый варианты реализации заявленного решения - трехрядная шпунтовая платформа (револьверный вариант размещения РШС диаметра 1420×20 с усиленными наружными накладками). Данный пример отражает возможный вариант исполнения, при котором центральную сваю формируют в виде трубы.Fig. 10 reflects the third and fourth variants of the implementation of the claimed solution - a three-row sheet pile platform (a revolving variant of placing a sheet pile with a diameter of 1420×20 with reinforced external overlays). This example reflects a possible variant of implementation, in which the central pile is formed in the form of a pipe.

Фиг. 11 отражает четвертый вариант реализации заявленного решения, при котором центральную сваю формируют в виде сваи в форме замкнутой симметричной фигуры с шестью гранями, а также центральную сваю соединяют с окружающими ее трубчатыми сваями через замковые пары, которые крепят к двутавровыми балкам.Fig. 11 reflects the fourth embodiment of the claimed solution, in which the central pile is formed in the form of a pile in the shape of a closed symmetrical figure with six faces, and the central pile is also connected to the surrounding tubular piles through locking pairs, which are attached to I-beams.

Фиг. 12 отражает четвертый вариант реализации заявленного решения, в котором центральную сваю формируют в виде сваи в форме замкнутой симметричной фигуры в виде трубы, а также центральную сваю соединяют с окружающими ее трубчатыми сваями через замковые пары, которые крепят к тавровыми балкам, а также к крайним трубчатым сваям закрепляют дополнительные трубчатые сваи через замковые соединения, угловое расстояние между которыми 90°, и на дополнительных трубчатых сваях устанавливают одну накладку с секторным углом 120°, которую приваривают с наружной стороны трубы.Fig. 12 reflects the fourth embodiment of the claimed solution, in which the central pile is formed in the form of a pile in the form of a closed symmetrical figure in the form of a pipe, and the central pile is also connected to the surrounding tubular piles through locking pairs, which are fastened to the T-beams, and additional tubular piles are fastened to the outer tubular piles through locking joints, the angular distance between which is 90°, and one overlay with a sector angle of 120° is installed on the additional tubular piles, which is welded to the outside of the pipe.

Фиг. 13 отражает третий вариант реализации заявленного решения, при котором формируют минимально возможный узел из трех свай, где одна трубчатая свая всегда смещена относительно двух других, образующих ряд.Fig. 13 reflects the third variant of implementation of the claimed solution, in which the minimum possible node of three piles is formed, where one tubular pile is always offset relative to the other two, forming a row.

Фиг. 14 отражает третий вариант реализации заявленного решения без накладок, при котором формируют узел из четырех свай, где одна трубчатая свая всегда смещена относительно двух других, образующих ряд.Fig. 14 reflects the third embodiment of the claimed solution without overlays, in which a node of four piles is formed, where one tubular pile is always offset relative to the other two, forming a row.

Пример на Фиг. 15 отражает пятирядную конструкцию с образованием замкнутой связи таким образом, что каждая трубчатая свая соединена с двумя смежными с ней трубчатыми сваями через одну замковую пару, причем в первом и последнем ряду крайние в ряду трубчатые сваи соединяют с крайними смежными трубчатыми сваями смежного ряда.The example in Fig. 15 reflects a five-row structure with the formation of a closed connection in such a way that each tubular pile is connected to two adjacent tubular piles through one locking pair, and in the first and last rows, the outermost tubular piles in the row are connected to the outermost adjacent tubular piles of the adjacent row.

На Фиг. 16 показана возможность формирования шпунтовой стенки из трубчатых свай формируют в четыре ряда из последовательно соединенных замковыми пара-ми труб с образованием замкнутой связи таким образом, что каждая трубчатая свая соединена с двумя смежными с ней трубчатыми сваями через одну замковую пару, причем в первом и последнем ряду крайние в ряду трубчатые сваи соединяют с крайними смежными трубчатыми сваями смежного ряда.Fig. 16 shows the possibility of forming a sheet pile wall from tubular piles formed in four rows from pipes sequentially connected by locking pairs with the formation of a closed connection in such a way that each tubular pile is connected to two adjacent tubular piles through one locking pair, and in the first and last rows the outer tubular piles in the row are connected to the outer adjacent tubular piles of the adjacent row.

На Фиг. 17 показана возможность формирования шпунтовой стенки из трубчатых свай формируют в три ряда из последовательно соединенных замковыми парами труб с образованием замкнутой связи таким образом, что каждая трубчатая свая соединена с двумя смежными с ней трубчатыми сваями через одну замковую пару, причем в первом и последнем ряду крайние в ряду трубчатые сваи соединяют с крайними смежными трубчатыми сваями смежного ряда.Fig. 17 shows the possibility of forming a sheet pile wall from tubular piles formed in three rows from pipes sequentially connected by locking pairs with the formation of a closed connection in such a way that each tubular pile is connected to two adjacent tubular piles through one locking pair, and in the first and last rows the outer tubular piles in the row are connected to the outer adjacent tubular piles of the adjacent row.

На Фиг. 18 показана возможность формирования шпунтовой стенки из трубчатых свай формируют в два ряда из последовательно соединенных замковыми парами труб с образованием замкнутой связи таким образом, что каждая трубчатая свая соединена с двумя смежными с ней трубчатыми сваями через одну замковую пару, причем в первом и последнем ряду крайние в ряду трубчатые сваи соединяют с крайними смежными трубчатыми сваями смежного ряда.Fig. 18 shows the possibility of forming a sheet pile wall from tubular piles formed in two rows from pipes sequentially connected by locking pairs with the formation of a closed connection in such a way that each tubular pile is connected to two adjacent tubular piles through one locking pair, and in the first and last rows the outer tubular piles in the row are connected to the outer adjacent tubular piles of the adjacent row.

Фиг. 19 отражает применение внутри многорядной шпунтовой конструкции анкерных тяг.Fig. 19 shows the use of anchor ties inside a multi-row sheet pile structure.

На чертежах: 1 - трубчатая свая, 2 - замковое соединение, 3 - обойма, 4 - гребень, 5 - накладка, приваренная с наружи трубы, 6 - накладка, приваренная изнутри трубы, 7 - замкнутая симметричная фигура с шестью гранями, 8 - тавровая балка, 9 - дополнительная трубчатая свая, 10 - двутавровая балка.In the drawings: 1 - tubular pile, 2 - lock joint, 3 - collar, 4 - ridge, 5 - cover plate welded to the outside of the pipe, 6 - cover plate welded to the inside of the pipe, 7 - closed symmetrical figure with six faces, 8 - T-beam, 9 - additional tubular pile, 10 - I-beam.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Изобретение заявлено четырьмя вариантами возможного исполнения.The invention is claimed to have four possible implementation options.

По первому варианту заявлен способ возведения шпунтовой стенки из трубчатых свай, характеризующийся забиванием в грунт стальных трубчатых свай с замковыми парами, каждая из которых состоит из обоймы и гребня, где каждый гребень выполнен с замковой кромкой, размещенной в полости обоймы с образованием замкового соединения, отличающийся тем, что шпунтовую стенку из трубчатых свай формируют по меньшей мере в два ряда из последовательно соединенных замковыми парами труб с образованием замкнутой связи таким образом, что каждая трубчатая свая соединена с двумя смежными с ней трубчатыми сваями через одну замковую пару, причем в первом и последнем ряду крайние в ряду трубчатые сваи соединяют с крайними смежными трубчатыми сваями смежного ряда.According to the first variant, a method is claimed for constructing a sheet pile wall from tubular piles, characterized by driving steel tubular piles with locking pairs into the ground, each of which consists of a collar and a ridge, where each ridge is made with a locking edge placed in the cavity of the collar with the formation of a locking connection, characterized in that the sheet pile wall from tubular piles is formed in at least two rows of pipes sequentially connected by locking pairs with the formation of a closed connection in such a way that each tubular pile is connected to two adjacent tubular piles through one locking pair, wherein in the first and last rows, the outermost tubular piles in the row are connected to the outermost adjacent tubular piles of the adjacent row.

По второму варианту заявлен способ возведения шпунтовой стенки из трубчатых свай, характеризующийся забиванием в грунт стальных трубчатых свай с замковыми парами, каждая из которых состоит из обоймы и гребня, где каждый гребень выполнен с замковой кромкой, размещенной в полости обоймы с образованием замкового соединения, отличающийся тем, что шпунтовую стенку из трубчатых свай формируют по меньшей мере в два ряда из соединенных замковыми парами труб таким образом, что каждая трубчатая свая соединена со смежной с ней трубчатыми сваями через одну замковую пару с каждой смежной трубчатой сваей, причем в первом и последнем ряду крайние в ряду трубчатые сваи соединяют с крайними смежными трубчатыми сваями смежного ряда, а угловое расстояние между замковыми парами составляет 90 градусов.According to the second variant, a method for constructing a sheet pile wall from tubular piles is claimed, characterized by driving steel tubular piles with locking pairs into the ground, each of which consists of a collar and a ridge, where each ridge is made with a locking edge placed in the cavity of the collar with the formation of a locking joint, characterized in that the sheet pile wall from tubular piles is formed in at least two rows of pipes connected by locking pairs in such a way that each tubular pile is connected to the adjacent tubular piles through one locking pair with each adjacent tubular pile, wherein in the first and last rows, the outermost tubular piles in the row are connected to the outermost adjacent tubular piles of the adjacent row, and the angular distance between the locking pairs is 90 degrees.

По третьему варианту заявлен способ возведения шпунтовой стенки из трубчатых свай, характеризующийся забиванием в грунт стальных трубчатых свай с замковыми парами, где каждая замковая пара состоит из обоймы и гребня, где каждый гребень выполнен с замковой кромкой, размещенной в полости обоймы с образованием замкового соединения, отличающийся тем, что шпунтовую стенку из трубчатых свай формируют путем соединения со смежными трубчатыми сваями через замковые пары так, что угловое расстояние между замковыми парами составляет 60 градусов, где по меньшей мере одна из трубчатых свай смещена относительно других, которые образуют ряд.According to the third variant, a method for constructing a sheet pile wall from tubular piles is claimed, characterized by driving steel tubular piles with locking pairs into the ground, where each locking pair consists of a collar and a ridge, where each ridge is made with a locking edge placed in the cavity of the collar with the formation of a locking joint, characterized in that the sheet pile wall from tubular piles is formed by connecting with adjacent tubular piles through locking pairs so that the angular distance between the locking pairs is 60 degrees, where at least one of the tubular piles is offset relative to the others, which form a row.

По четвертому варианту заявлен способ возведения шпунтовой стенки из трубчатых свай, характеризующийся забиванием в грунт стальных трубчатых свай с замковыми парами, где каждая замковая пара состоит из обоймы и гребня, где каждый гребень выполнен с замковой кромкой, размещенной в полости обоймы с образованием замкового соединения, отличающийся тем, что шпунтовую стенку из трубчатых свай формируют вокруг центральной сваи путем соединения центральной сваи с окружающими ее трубчатыми сваями через замковые пары так, что угловое расстояние между замковыми парами составляет 60 градусов, причем по меньшей мере две трубчатые сваи смещены относительно других, которые образуют ряды, а на крайних трубчатых сваях устанавливают по меньшей мере одну накладку с секторным углом 120°, которую приваривают с наружной и/или внутренней стороны трубы.According to the fourth variant, a method for constructing a sheet pile wall from tubular piles is claimed, characterized by driving steel tubular piles with locking pairs into the ground, where each locking pair consists of a collar and a ridge, where each ridge is made with a locking edge placed in the cavity of the collar to form a locking joint, characterized in that the sheet pile wall from tubular piles is formed around the central pile by connecting the central pile with the surrounding tubular piles through locking pairs so that the angular distance between the locking pairs is 60 degrees, wherein at least two tubular piles are offset relative to the others, which form rows, and at least one plate with a sector angle of 120° is installed on the outer tubular piles, which is welded from the outer and/or inner side of the pipe.

Допустимо, что центральную сваю соединяют с окружающими ее трубчатыми сваями через замковые пары, которые крепят к тавровым или двутавровыми балкам.It is acceptable for the central pile to be connected to the surrounding tubular piles through locking pairs, which are attached to T- or I-beams.

Обозначения далее по тексту:Designations further in the text:

ШТС - шпунт трубчатый сварной.ШТС - welded tubular sheet pile.

ШТСн - шпунт трубчатый сварной с секторными накладками.ШТСн - welded tubular sheet pile with sector overlays.

РШС - комбинация шпунта с множеством усиливающих элементов.RSS is a combination of sheet piles with multiple reinforcing elements.

РШС-КС шпунты корытные сварные с секторной накладкой.RShS-KS welded trough sheet piles with sector overlay.

РШСн - шпунты трубчатые с секторными накладками.RShSn - tubular sheet piles with sector overlays.

РШСм - ледостойкие многорядные шпунтовые стены.RShSm - ice-resistant multi-row sheet pile walls.

К_эфф=W/M - коэффициент эффективности использования материала (определяется соотношением упругого момента (W) к массе (М)).K _eff = W/M is the coefficient of efficiency of material use (determined by the ratio of the elastic moment (W) to the mass (M)).

J - момент инерции проектируемой шпунтовой стены.J is the moment of inertia of the designed sheet pile wall.

Изобретение и все варианты его возможной реализации поясняются нижеприведенными примерами.The invention and all possible implementation options are illustrated by the examples below.

Пример 1.Example 1.

Пример 1 отражает первый вариант реализации заявленного решения.Example 1 reflects the first variant of implementation of the declared solution.

В качестве примера (см. Фиг. 15) рассмотрен традиционный шпунтовый ряд ШТС 1420×20 (ШТС - шпунт трубчатый сварной, описан в патенте RU2543390), без накладок, усиленный четырьмя рядами таких же шпунтовых рядов, играющих роль дополнительных усиливающих масс.As an example (see Fig. 15), a traditional sheet pile row ШТС 1420×20 (ШТС - welded tubular sheet pile, described in patent RU2543390) is considered, without overlays, reinforced by four rows of the same sheet pile rows, which play the role of additional reinforcing masses.

В местах наибольшего сопротивления ледовым нагрузкам, в первом и пятом ряду пятирядной шпунтовой конструкции добавлены противоледовые накладки от истирающего воздействия льда. Центральный угол накладок из секторов труб 1420×20 принят 120°.In places of greatest resistance to ice loads, in the first and fifth rows of the five-row sheet pile structure, anti-ice pads are added to protect against the abrasive effect of ice. The central angle of the pads made of 1420×20 pipe sectors is 120°.

По первому варианту заявлен способ возведения шпунтовой стенки из трубчатых свай, характеризующийся забиванием в грунт стальных трубчатых свай с замковыми парами, каждая из которых состоит из обоймы и гребня, где каждый гребень выполнен с замковой кромкой, размещенной в полости обоймы с образованием замкового соединения.The first variant claims a method for constructing a sheet pile wall from tubular piles, characterized by driving steel tubular piles into the ground with locking pairs, each of which consists of a collar and a ridge, where each ridge is made with a locking edge placed in the cavity of the collar to form a locking joint.

Новым является то, что шпунтовую стенку из трубчатых свай формируют по меньшей мере в два ряда из последовательно соединенных замковыми парами труб с образованием замкнутой связи таким образом, что каждая трубчатая свая соединена с двумя смежными с ней трубчатыми сваями через одну замковую пару, причем в первом и последнем ряду крайние в ряду трубчатые сваи соединяют с крайними смежными трубчатыми сваями смежного ряда.What is new is that the sheet pile wall made of tubular piles is formed in at least two rows of pipes connected in series by locking pairs to form a closed connection in such a way that each tubular pile is connected to two adjacent tubular piles through one locking pair, and in the first and last rows the outer tubular piles in the row are connected to the outer adjacent tubular piles of the adjacent row.

Допустимо, что на каждый трубошпунт крайнего первого и крайнего последнего ряда устанавливают одну накладку, которую приваривают с наружной и/или внутренней стороны трубы. При этом используют накладки с секторным углом от 60 до 120°.It is acceptable that one plate is installed on each pipe sheet pile of the extreme first and extreme last rows, which is welded to the outer and/or inner side of the pipe. In this case, plates with a sector angle of 60 to 120° are used.

В примере на Фиг. 15 шпунтовую стенку из трубчатых свай формируют из последовательно соединенных замковыми парами труб с образованием замкнутой связи таким образом, что каждая трубчатая свая соединена с двумя смежными с ней трубчатыми сваями через одну замковую пару, причем в первом и последнем ряду крайние в ряду трубчатые сваи соединяют с крайними смежными трубчатыми сваями смежного ряда.In the example in Fig. 15, a sheet pile wall made of tubular piles is formed from pipes connected in series by interlocking pairs to form a closed connection in such a way that each tubular pile is connected to two adjacent tubular piles through one interlocking pair, and in the first and last rows, the outermost tubular piles in the row are connected to the outermost adjacent tubular piles of the adjacent row.

Модельные расчеты показывают, что в данной пятирядной шпунтовой конструкции моменты инерции существенно выросли в 172 раза, достигнув величины 251325133 см⁴/м, чего практически невозможно достичь известными методами и необходимым диаметром труб.Model calculations show that in this five-row sheet pile structure the moments of inertia have increased significantly by 172 times, reaching a value of 251325133 ^cm4 /m, which is practically impossible to achieve using known methods and the required pipe diameter.

Упругие моменты также существенно выросли, но только в 40 раз, так же достигнув запредельной величины 832258 см³/м.Elastic moments also increased significantly, but only by 40 times, also reaching the prohibitive value of 832258 ^cm3 /m.

Максимальный коэффициент эффективности вырос в 6,47 раз, достигнув величины 278 единиц.The maximum efficiency coefficient increased by 6.47 times, reaching a value of 278 units.

В то же время масса на 1 м² выросла всего в 6,27 раз, что говорит в пользу эффективности данной шпунтовой пятирядной конструкции, где с ростом рядности коэффициент эффективности варьируется в пределах от 52 до 278 единиц.At the same time, the mass per 1 ^m2 increased only 6.27 times, which speaks in favor of the efficiency of this sheet pile five-row structure, where with an increase in the number of rows the efficiency coefficient varies within the range from 52 to 278 units.

В процессе последовательного подключения усиливающих традиционных шпунтовых рядов ШТС 1420×20 установлено, что рост моментов инерции усиливаемых конструкций превышает рост упругих моментов этих конструкций в 2-4 раза.In the process of sequential connection of reinforcing traditional sheet pile rows ШТС 1420×20, it was established that the growth of the moments of inertia of the reinforced structures exceeds the growth of the elastic moments of these structures by 2-4 times.

Таблица 1 сравнения роста параметров W и J в процессе увеличения рядности усиленных шпунтовыми рядами ШТС 1420×20Table 1 comparison of the growth of parameters W and J in the process of increasing the number of rows of reinforced sheet pile rows of SHTS 1420×20

РядностьRows ΔW
(раз)ΔW
(once) ΔJ
(раз)ΔJ
(once) ΔW / ΔJ ΔW / ΔJ 1 1 2,82.8 2,82.8 2,1 2.1 2 2 7,9 7.9 16,5 16.5 2,1 2.1 3 3 14,5 14.5 46,1 46.1 3,2 3.2 4 4 22,7 22.7 96,5 96.5 4,3 4.3 5 5 40,5 40.5 172,5 172.5 4,3 4.3

Таблица 2 приращения W в процессе увеличения рядности усиленных шпунтовыми рядами ШТС 1420×20Table 2 increments of W in the process of increasing the number of rows of reinforced sheet pile rows of SHTS 1420×20

РядRow Приращение
W (см³/м) Increment
W ( ^cm3 /m) Приращение
ΔW (%)Increment
ΔW (%) 1 1 36 35436 354 177177 2 2 104 213104 213 183183 3 3 136 460136 460 8484 4 4 167 829167 829 5656 5 5 366 789366 789 7878

Из Фиг. 1, Фиг. 2 и таблиц 1 и 2 (на примере пятирядной шпунтовой конструкции из трубошпунта РШС диаметра 1420 мм и толщиной 20 мм), видно, что в пятирядной шпунтовой конструкции моменты инерции (J), упругие моменты (W), а также ΔW / ΔJ растут от ряда к ряду.From Fig. 1, Fig. 2 and Tables 1 and 2 (using the example of a five-row sheet pile structure made of RShS pipe sheet piles with a diameter of 1420 mm and a thickness of 20 mm), it is evident that in a five-row sheet pile structure the moments of inertia (J), elastic moments (W), and also ΔW / ΔJ increase from row to row.

Так, моменты инерции выросли на 17155,7%, упругие моменты выросли на 3957%, в то время как массы выросли всего на 527%, а коэффициент эффективности увеличился на 546,8%.Thus, the moments of inertia increased by 17155.7%, elastic moments increased by 3957%, while masses increased by only 527%, and the efficiency coefficient increased by 546.8%.

Таким образом, в многорядных шпунтовых конструкциях моменты инерции растут на порядок больше, чем в традиционных однорядных трубошпунтовых стенках, если в них просто увеличивать диаметр труб и ставить усиления тавровыми балками.Thus, in multi-row sheet pile structures, the moments of inertia increase by an order of magnitude more than in traditional single-row pipe sheet pile walls if the diameter of the pipes is simply increased and reinforced with T-beams.

Эти показатели подтверждают несравненно большую эффективность многорядных шпунтовых стен в сравнении с однорядными.These indicators confirm the incomparably greater efficiency of multi-row sheet pile walls compared to single-row ones.

Пример 1 на Фиг. 15 отражает пятирядную конструкцию с образованием замкнутой связи таким образом, что каждая трубчатая свая соединена с двумя смежными с ней трубчатыми сваями через одну замковую пару, причем в первом и последнем ряду крайние в ряду трубчатые сваи соединяют с крайними смежными трубчатыми сваями смежного ряда.Example 1 in Fig. 15 reflects a five-row structure with the formation of a closed connection in such a way that each tubular pile is connected to two adjacent tubular piles through one locking pair, and in the first and last rows, the outermost tubular piles in the row are connected to the outermost adjacent tubular piles of the adjacent row.

На Фиг. 16 показана возможность формирования шпунтовой стенки из трубчатых свай формируют в четыре ряда из последовательно соединенных замковыми парами труб с образованием замкнутой связи таким образом, что каждая трубчатая свая соединена с двумя смежными с ней трубчатыми сваями через одну замковую пару, причем в первом и последнем ряду крайние в ряду трубчатые сваи соединяют с крайними смежными трубчатыми сваями смежного ряда.Fig. 16 shows the possibility of forming a sheet pile wall from tubular piles formed in four rows from pipes sequentially connected by locking pairs to form a closed connection in such a way that each tubular pile is connected to two adjacent tubular piles through one locking pair, and in the first and last rows the outer tubular piles in the row are connected to the outer adjacent tubular piles of the adjacent row.

Таким образом, Фиг. 15 - Фиг. 18 показывают возможность формирования шпунтовой стенки из трубчатых свай формируют в не менее чем два ряда из последовательно соединенных замковыми парами труб с образованием замкнутой связи таким образом, что каждая трубчатая свая соединена с двумя смежными с ней трубчатыми сваями через одну замковую пару, причем в первом и последнем ряду крайние в ряду трубчатые сваи соединяют с крайними смежными трубчатыми сваями смежного ряда.Thus, Fig. 15 - Fig. 18 show the possibility of forming a sheet pile wall from tubular piles formed in at least two rows of pipes sequentially connected by locking pairs with the formation of a closed connection in such a way that each tubular pile is connected to two adjacent tubular piles through one locking pair, and in the first and last rows the outer tubular piles in the row are connected to the outer adjacent tubular piles of the adjacent row.

Примеры Фиг. 15 - Фиг. 18 демонстрируют использование накладок с секторным углом 120°. Однако, использование секторного угла в 90° также возможно и примеры такого использования аналогичны нижеприведенным примерам, например, на Фиг. 7.Examples Fig. 15 - Fig. 18 demonstrate the use of overlays with a sector angle of 120°. However, the use of a sector angle of 90° is also possible and examples of such use are similar to the examples below, for example, in Fig. 7.

Пример 2.Example 2.

Пример 2 отражает первый вариант реализации заявленного решения.Example 2 reflects the first variant of implementation of the declared solution.

На Фиг. 3 показано влияние увеличения рядности неуплотненной шпунтовой конструкции на основные прочностные характеристики (на примере восьмирядной шпунтовой конструкции из трубошпунта РШС диаметра 1420 мм и толщиной 20 мм), усиленного накладками согласно заявленному решению (верхний и нижний ряды). Из Фиг. 3 видно, что в пятирядной шпунтовой конструкции моменты инерции (J) выросли на 60216.3% (ΔJ), упругие моменты (W) выросли на 6951.8% (ΔW).Fig. 3 shows the effect of increasing the number of rows of an uncompacted sheet pile structure on the main strength characteristics (using the example of an eight-row sheet pile structure made of RShS pipe sheet piles with a diameter of 1420 mm and a thickness of 20 mm), reinforced with overlays according to the declared solution (upper and lower rows). From Fig. 3 it is evident that in a five-row sheet pile structure the moments of inertia (J) increased by 60216.3% (ΔJ), and the elastic moments (W) increased by 6951.8% (ΔW).

Из Фиг. 4 влияния многорядности на рост упругих моментов W также виден резкий рост значений упругого момента при добавлении рядов (на примере восьмирядной шпунтовой конструкции из трубошпунта РШС диаметра 1420 мм и толщиной 20 мм).From Fig. 4 of the influence of multiple rows on the growth of elastic moments W, a sharp increase in the values of the elastic moment is also visible when adding rows (using the example of an eight-row sheet pile structure made of RShS pipe sheet piles with a diameter of 1420 mm and a thickness of 20 mm).

Из Фиг. 5 влияния многорядности на рост моментов инерции J также виден резкий рост значений момента инерции при добавлении рядов (на примере восьмирядной шпунтовой конструкции из трубошпунта РШС диаметра 1420 мм и толщиной 20 мм).From Fig. 5 of the effect of multiple rows on the growth of the moments of inertia J, a sharp increase in the values of the moment of inertia is also visible when adding rows (using the example of an eight-row sheet pile structure made of RShS pipe sheet piles with a diameter of 1420 mm and a thickness of 20 mm).

Так, для этого же примера при пяти рядах моменты инерции выросли на 17155.7%, упругие моменты выросли на 3957%, в то время как масса шпунтовой стенки выросла на 527%, составив М₅=2994 кг/м², а коэффициент эффективности (К_эфф) увеличился на 546.8%, составив К_эфф5=278.Thus, for the same example with five rows, the moments of inertia increased by 17155.7%, the elastic moments increased by 3957%, while the mass of the sheet pile wall increased by 527%, amounting to _M5 = 2994 kg/ ^m2 , and the efficiency coefficient ( _Keff ) increased by 546.8%, amounting to _Keff5 = 278.

А для этого же графика при максимуме ΔJ₈=878 489 313 см⁴/м и ΔW₈=1 446 599 см³/м рост массы шпунтовой стенки произошел на 826.5%, составив М₈=4422кг/м², а коэффициент эффективности увеличился на 661.2%, составив К_эфф8=327,15.And for the same graph, with a maximum of ΔJ ₈ = 878,489,313 cm ⁴ /m and ΔW ₈ = 1,446,599 cm ³ /m, the increase in the mass of the sheet pile wall occurred by 826.5%, amounting to M ₈ = 4422 kg/m ² , and the efficiency coefficient increased by 661.2%, amounting to K _eff8 = 327.15.

Для сравнения - однорядное решение ШТС 1420×20 без усиления накладками (ШТС - шпунт трубчатый сварной, описан в патенте RU2543390) дает значения: W = 20514 см³/м, М = 477.26 кг/м², J = 1456471 см⁴/м, К_эфф = 42.98.For comparison, a single-row solution of ШТС 1420×20 without reinforcement with overlays (ШТС - welded tubular sheet pile, described in patent RU2543390) gives the values: W = 20514 ^cm3 /m, M = 477.26 kg/ ^m2 , J = 1456471 ^cm4 /m, _Keff = 42.98.

Пример 3.Example 3.

Пример 3 и Фиг. 6, Фиг. 7 отражают второй возможный вариант реализации заявленного решения.Example 3 and Fig. 6, Fig. 7 reflect the second possible implementation option of the claimed solution.

В таблице 3 показано сравнение двухрядных трубошпунтовых стен РШС ∅1420×20, с без усиливающих накладок (строка 1 - Фиг. 6) и с усиливающими накладками (строка 2 - Фиг. 7), которые можно применять для нефтегазовых платформ и причалов или иных сооружений.Table 3 shows a comparison of double-row sheet pile walls RShS ∅1420×20, without reinforcing overlays (line 1 - Fig. 6) and with reinforcing overlays (line 2 - Fig. 7), which can be used for oil and gas platforms and berths or other structures.

Пример отражает использование накладки с секторным углом 90°.The example shows the use of a 90° sector angle overlay.

b_sys межзамковое расстояние одного шпунта в данном примере 2158 мм.b _sys the interlock distance of one tongue and groove in this example is 2158 mm.

Таблица 3.Table 3.

№No. Параметры стеныWall parameters Угол накладкиAngle of the overlay Толщина накладкиThickness of the overlay J на 1 м² J per 1 ^m2 W на м² W per ^m2 МM К_эфф =W/MK _eff = W/M градhail ммmm см⁴/мcm ⁴ /m см³/м ^cm3 /m кг/м² kg/ ^m2 11 Труба ∅1420×20Pipe ∅1420×20 накладки нетthere is no overlay -- 43707024370702 3441534415 662662 5252 22 Труба с накладками ∅1420×20Pipe with overlays ∅1420×20 9090 2020 99717339971733 7851878518 981981 80,0080,00

Второй вариант характеризуется забиванием в грунт стальных трубчатых свай 1 с замковыми парами 2, каждая из которых состоит из обоймы 3 и гребня 4, где каждый гребень выполнен с замковой кромкой, размещенной в полости обоймы с образованием замкового соединения.The second option is characterized by driving steel tubular piles 1 into the ground with locking pairs 2, each of which consists of a collar 3 and a ridge 4, where each ridge is made with a locking edge placed in the cavity of the collar to form a locking connection.

Новым является то, что шпунтовую стенку из трубчатых свай формируют по меньшей мере в два ряда из соединенных замковыми парами труб 1 таким образом, что каждая трубчатая свая соединена со смежной с ней трубчатыми сваями через одну замковую пару с каждой смежной трубчатой сваей, причем в первом и последнем ряду крайние в ряду трубчатые сваи соединяют с крайними смежными трубчатыми сваями смежного ряда, а угловое расстояние между замковыми парами составляет 90 градусов.What is new is that the sheet pile wall made of tubular piles is formed in at least two rows of pipes 1 connected by locking pairs in such a way that each tubular pile is connected to the adjacent tubular piles through one locking pair with each adjacent tubular pile, and in the first and last rows the outer tubular piles in the row are connected to the outer adjacent tubular piles of the adjacent row, and the angular distance between the locking pairs is 90 degrees.

Фиг. 7 отражает возможный вариант реализации, где на каждый трубошпунт крайнего первого и крайнего последнего ряда устанавливают две накладки с секторным углом β=90°, где одну - 5, приваривают с наружной, а другую 6 - с внутренней стороны трубы.Fig. 7 shows a possible implementation option, where two plates with a sector angle of β=90° are installed on each pipe sheet pile of the extreme first and extreme last rows, where one - 5 - is welded on the outside, and the other 6 - on the inside of the pipe.

Пример 4.Example 4.

Пример 4 и Фиг. 8 отражает второй возможный вариант реализации заявленного решения.Example 4 and Fig. 8 reflect the second possible implementation option of the claimed solution.

В таблице 4 показан пример трёхрядной шпунтовой стены РШС ∅1420×20 с усиливающими накладками, которые можно применять как ледостойкие комбинированные шпунтовые стены для нефтегазовых платформ и причалов.Table 4 shows an example of a three-row sheet pile wall RShS ∅1420×20 with reinforcing overlays, which can be used as ice-resistant combined sheet pile walls for oil and gas platforms and berths.

Пример отражает использование накладки с секторным углом 120°.The example shows the use of a 120° sector angle overlay.

Таблица 4.Table 4.

Параметры стеныWall parameters Угол накладки, градAngle of overlap, degrees J,
см⁴/мJ,
cm ⁴ /m W, см³/мW, ^cm3 /m M, кг/м² M, kg/ ^m2 К_эфф To _eff Труба с накладками ∅1420×20Pipe with overlays ∅1420×20 120120 27668675 27668675 152950 152950 1430 1430 107 107

Пример 5.Example 5.

Пример 5 и Фиг. 9 отражает второй возможный вариант реализации заявленного решения.Example 5 and Fig. 9 reflect the second possible implementation option of the claimed solution.

В таблице 5 показан пример четырехрядной шпунтовой стены РШС ∅1420×20 без усиления накладками, которые можно применять как ледостойкие комбинированные шпунтовые стены для нефтегазовых платформ и причалов.Table 5 shows an example of a four-row sheet pile wall RShS ∅1420×20 without reinforcement with overlays, which can be used as ice-resistant combined sheet pile walls for oil and gas platforms and berths.

Таблица 5.Table 5.

Параметры стеныWall parameters Угол накладки, градAngle of overlap, degrees J, см⁴/мJ, cm ⁴ /m W, см³/мW, ^cm3 /m M, кг/м² M, kg/ ^m2 К_эфф To _eff Труба ∅1420×20Pipe ∅1420×20 -- 69240037 69240037 294764 294764 1 772 1 772 166 166

Динамика роста параметров шпунтовых стен в зависимости от рядности (без накладок) показана в таблице 6.The dynamics of growth of the parameters of sheet pile walls depending on the number of rows (without overlays) is shown in Table 6.

Таблица 6.Table 6.

РядностьRows W, см³/мW, cm³/m % роста% growth К_эфф To _eff % роста% growth М кг/м²M kg/m² % роста% growth 11 20 51420 514 -- 4343 -- 477477 -- 22 34 41534 415 6868 5252 2121 662662 3939 33 70 72470 724 245245 7070 6464 1 0041,004 110110 44 121 911121 911 494494 9191 111111 1 3451 345 182182

Из таблицы 6 видно явное преимущество по эффективности многорядных стенок без накладок в сравнении с однорядной шпунтовой стеной без накладок.Table 6 shows a clear advantage in terms of efficiency of multi-row walls without overlays compared to single-row sheet pile walls without overlays.

Динамика роста параметров шпунтовых стен в зависимости от рядности (с наружной накладкой 120°) показана в таблице 7.The dynamics of growth of the parameters of sheet pile walls depending on the number of rows (with an external overlay of 120°) is shown in Table 7.

Таблица 7.Table 7.

РядностьRows W, см³/мW, cm³/m % роста% growth К_эфф To _eff % роста% growth М кг/м²M kg/m² % роста% growth 11 2051420514 -- 4343 -- 477,26477.26 -- 22 8841988419 331331 8181 8989 10871087 127127 33 152950152950 645645 107107 149149 14301430 200200 44 294764294764 13371337 166166 287287 17721772 271271

Из таблицы 7 видно явное преимущество по эффективности многорядных стенок с накладками в сравнении с однорядной шпунтовой стеной с накладками.Table 7 shows a clear advantage in terms of efficiency of multi-row walls with overlays compared to single-row sheet pile walls with overlays.

Пример 6.Example 6.

Пример 6 и Фиг. 10 отражает третий и четвертый варианты реализации заявленного решения.Example 6 and Fig. 10 reflect the third and fourth variants of implementing the claimed solution.

В таблице 8 показана трехрядная шпунтовая платформа револьверный вариант размещения РШС ∅1420×20 с усиленными наружными накладками.Table 8 shows a three-row sheet pile platform, a revolving version of the RShS ∅1420×20 placement with reinforced external overlays.

Данный пример отражает возможный вариант исполнения, при котором центральную сваю формируют в виде трубы.This example reflects a possible design option in which the central pile is formed in the form of a pipe.

Таблица 8.Table 8.

Параметры стеныWall parameters Угол накладки, градAngle of overlap, degrees b_sys, ммb _sys , mm J,
см⁴/мJ,
cm ⁴ /m W, см³/мW, ^cm3 /m M, кг/м² M, kg/ ^m2 К_эфф To _eff Труба с накладками ∅1420×20Pipe with overlays ∅1420×20 120120 45114511 2714254027142540 132338132338 14161416 9393

По третьему варианту заявленный способ возведения шпунтовой стенки из трубчатых свай характеризуется забиванием в грунт стальных трубчатых свай 1 с замковыми парами 2, где каждая замковая пара состоит из обоймы 3 и гребня 4, где каждый гребень выполнен с замковой кромкой, размещенной в полости обоймы с образованием замкового соединения.According to the third variant, the claimed method for constructing a sheet pile wall from tubular piles is characterized by driving steel tubular piles 1 into the ground with locking pairs 2, where each locking pair consists of a collar 3 and a ridge 4, where each ridge is made with a locking edge placed in the cavity of the collar to form a locking joint.

Новым является то, что шпунтовую стенку из трубчатых свай 1 формируют путем соединения со смежными трубчатыми сваями через замковые пары 2 так, что угловое расстояние между замковыми парами составляет 60 градусов, где по меньшей мере одна из трубчатых свай смещена относительно других, которые образуют ряд.What is new is that the sheet pile wall of tubular piles 1 is formed by connecting with adjacent tubular piles through locking pairs 2 so that the angular distance between the locking pairs is 60 degrees, where at least one of the tubular piles is offset relative to the others that form a row.

По четвертому варианту заявлен способ возведения шпунтовой стенки из трубчатых свай, характеризующийся забиванием в грунт стальных трубчатых свай 1 с замковыми парами 2, где каждая замковая пара состоит из обоймы 3 и гребня 4, где каждый гребень выполнен с замковой кромкой, размещенной в полости обоймы с образованием замкового соединения.According to the fourth variant, a method for constructing a sheet pile wall from tubular piles is declared, characterized by driving steel tubular piles 1 into the ground with locking pairs 2, where each locking pair consists of a collar 3 and a ridge 4, where each ridge is made with a locking edge placed in the cavity of the collar to form a locking joint.

Новым является то, что шпунтовую стенку из трубчатых свай 1 формируют вокруг центральной сваи путем соединения центральной сваи с окружающими ее трубчатыми сваями через замковые пары 2 так, что угловое расстояние α между замковыми парами составляет 60 градусов, причем по меньшей мере две трубчатые сваи смещены относительно других, которые образуют ряды, а на крайних трубчатых сваях устанавливают по меньшей мере одну накладку 5 с секторным углом β=120°, которую приваривают с наружной и/или внутренней стороны трубы.What is new is that the sheet pile wall of tubular piles 1 is formed around the central pile by connecting the central pile with the surrounding tubular piles through locking pairs 2 so that the angular distance α between the locking pairs is 60 degrees, and at least two tubular piles are offset relative to the others, which form rows, and at least one overlay 5 with a sector angle β=120° is installed on the outer tubular piles, which is welded to the outer and/or inner side of the pipe.

Пример 7.Example 7.

Пример 7 и Фиг. 11 отражает четвертый вариант реализации заявленного решения.Example 7 and Fig. 11 reflect the fourth embodiment of the claimed solution.

Данный пример отражает возможный вариант исполнения, при котором центральную сваю формируют в виде сваи в форме замкнутой симметричной фигуры 7 с шестью гранями, а также центральную сваю соединяют с окружающими ее трубчатыми сваями через замковые пары 2, которые крепят к двутавровыми балкам 10. Здесь на крайних трубчатых сваях устанавливают одну накладку 5 с секторным углом 120°, которую приваривают с наружной стороны трубы.This example reflects a possible design option, in which the central pile is formed as a pile in the form of a closed symmetrical figure 7 with six faces, and the central pile is also connected to the surrounding tubular piles through locking pairs 2, which are attached to I-beams 10. Here, on the outer tubular piles, one overlay 5 with a sector angle of 120° is installed, which is welded to the outside of the pipe.

Пример 8.Example 8.

Пример 8 и Фиг. 12 отражает четвертый вариант реализации заявленного решения.Example 8 and Fig. 12 reflect the fourth embodiment of the claimed solution.

Данный пример отражает возможный вариант исполнения, при котором центральную сваю формируют в виде сваи в форме замкнутой симметричной фигуры (центральную сваю формируют в виде трубы), а также центральную сваю соединяют с окружающими ее трубчатыми сваями через замковые пары 2, которые крепят к тавровыми балкам 8, а также к крайним трубчатым 1 сваям закрепляют дополнительные трубчатые сваи 9 через замковые соединения 2, угловое расстояние между которыми 90°, и на дополнительных трубчатых сваях 9 устанавливают по меньшей мере одну накладку 5 с секторным углом 120°, которую приваривают с наружной и/или внутренней стороны трубы.This example reflects a possible embodiment, in which the central pile is formed in the form of a pile in the form of a closed symmetrical figure (the central pile is formed in the form of a pipe), and the central pile is also connected to the surrounding tubular piles through locking pairs 2, which are fastened to the T-beams 8, and additional tubular piles 9 are fastened to the outer tubular piles 1 through locking joints 2, the angular distance between which is 90°, and at least one overlay 5 with a sector angle of 120° is installed on the additional tubular piles 9, which is welded to the outer and/or inner side of the pipe.

В таблице 9 показана пятирядная шпунтовая платформа револьверный вариант размещения РШС ∅1420×20 с усиленными наружными накладками и дополнительными трубчатыми сваями усиления.Table 9 shows a five-row sheet pile platform, a revolving version of the RShS ∅1420×20 placement with reinforced external pads and additional tubular reinforcement piles.

Таблица 9.Table 9.

Параметры стеныWall parameters Угол накладки, градAngle of overlap, degrees b_sys, ммb _sys , mm J, см⁴/мJ, cm ⁴ /m W, см³/мW, ^cm3 /m M, кг/м² M, kg/ ^m2 К_эфф To _eff Труба, Труба с накладками ∅1420×20, двутаврPipe, Pipe with overlays ∅1420×20, I-beam 120120 65196519 8656082286560822 237088237088 19631963 120120

Пример 9.Example 9.

Пример 9 и Фиг. 13 отражает третий вариант реализации заявленного решения.Example 9 and Fig. 13 reflect the third embodiment of the claimed solution.

Данный пример отражает возможный вариант исполнения РШСм, при котором формируют минимально возможный узел из трех свай, где одна трубчатая свая всегда смещена относительно двух других, образующих ряд.This example reflects a possible version of the RShSm design, in which the minimum possible node of three piles is formed, where one tubular pile is always offset relative to the other two that form a row.

В таблице 10 показана двурядная шпунтовая платформа (треугольный вариант) размещения РШС ∅1420×20 с усиленными наружными накладками.Table 10 shows a two-row sheet pile platform (triangular version) for placing RShS ∅1420×20 with reinforced external overlays.

Данный пример эффективен для использования в качестве ледостойкой платформы.This example is effective for use as an ice-resistant platform.

В данном примере установлена одна накладка 5 с секторным углом 120°, которую приваривают с наружной стороны трубы.In this example, one plate 5 with a sector angle of 120° is installed, which is welded to the outside of the pipe.

Таблица 10.Table 10.

Параметры стеныWall parameters Угол накладки, градAngle of overlap, degrees b_sys, ммb _sys , mm J, см⁴/мJ, cm ⁴ /m W, см³/мW, ^cm3 /m M, кг/м² M, kg/ ^m2 К_эфф To _eff Труба с накладками ∅1420×20Pipe with overlays ∅1420×20 120120 2946 2946 14073999 14073999 83476 83476 1196 1196 70 70

Пример 10.Example 10.

Пример 10 и Фиг. 14 отражает третий вариант реализации заявленного решения.Example 10 and Fig. 14 reflect the third embodiment of the claimed solution.

Данный пример отражает возможный вариант исполнения РШСм без накладок, при котором формируют узел из четырех свай, где одна трубчатая свая всегда смещена относительно двух других, образующих ряд.This example reflects a possible version of the RShSm implementation without overlays, in which a node of four piles is formed, where one tubular pile is always offset relative to the other two, forming a row.

В таблице 10 показана двурядная шпунтовая платформа (ромбовый вариант) размещения РШС ∅1420×20 без накладок.Table 10 shows a two-row sheet pile platform (diamond version) for placing RShS ∅1420×20 without overlays.

Данный пример эффективен для использования в качестве ледостойкой платформы с ледорезами.This example is effective for use as an ice-resistant platform with ice cutters.

Таблица 10.Table 10.

Параметры стеныWall parameters Угол накладки, градAngle of overlap, degrees b_sys, ммb _sys , mm J, см⁴/мJ, cm ⁴ /m W, см³/мW, ^cm3 /m M, кг/м² M, kg/ ^m2 К_эфф To _eff Труба ∅1420×20Pipe ∅1420×20 без накладокwithout any problems 2946 2946 13540733 13540733 66647 66647 969 969 68,75 68.75

Все вышеприведенные примеры возможных вариантов реализации показывают, что ими достигается возможность обеспечения высокого коэффициента эффективности при достижении требуемого высокого упругого момента трубошпунтовой стенки.All the above examples of possible implementation options show that they achieve the possibility of ensuring a high efficiency coefficient while achieving the required high elastic moment of the sheet pile wall.

Другие заявленные результаты достигаются за счет возможности замены больших диаметров труб на меньшие с вышеприведенными вариантами реализации.Other stated results are achieved due to the possibility of replacing large pipe diameters with smaller ones with the above implementation options.

Возможность замены всех вышеприведенных примеров использования трубчатых свай на такие же, но меньшего диаметра следует из возможности достижения той же эффективности, как и при использовании труб большего диаметра, но формируемых в один ряд известными в технике способами.The possibility of replacing all the above examples of using tubular piles with the same ones, but of a smaller diameter, follows from the possibility of achieving the same efficiency as when using pipes of a larger diameter, but formed in one row by methods known in the art.

Примеры возможности такой замены показаны ниже в таблице 11.Examples of the possibility of such a replacement are shown below in Table 11.

Таблица 11. Сравнительная таблица вариантов замены.Table 11. Comparative table of replacement options.

№No. НаименованиеName Сектор накладки при использованииSector of the overlay when used W, см³/мW, ^cm3 /m J, см⁴/мJ, cm ⁴ /m М, кг/м² M, kg/ ^m2 К_эфф To _eff 1.1. Труба
∅3520х40Pipe
∅3520х40 __ 103743103743 1825868718258687 953953 108,83108.83 2.2. Труба
∅2520х30Pipe
∅2520х30 __ 5497554975 69268856926885 711711 77,377.3 Варианты традиционной замены:Traditional replacement options: 3.3. ШТСн
∅1820х30ШТСн
∅1820х30 Накладка 120°120° overlay 107924107924 1014486010144860 16161616 66,7866.78 4.4. ШТСн
∅1420×20ШТСн
∅1420×20 -- 2051420514 14564711456471 477,26477.26 42,9842.98 5.5. ШТСн
∅2020×20ШТСн
∅2020×20 Накладка 120°120° overlay 5649856498 58193045819304 778,32778.32 72,5972.59 6.6. РШС-КС
∅2520х30RSS-KS
∅2520х30 Накладка 60°60° overlay 5515155151 69490216949021 581581 94,9294.92 Вариант замены согласно заявленному решению:Replacement option according to the stated solution: 7.7. РШС
∅1420×20 в 3 ряда (пример 3, Фиг. 6)RSS
∅1420×20 in 3 rows (example 3, Fig. 6) -- 6230062300 86659418665941 674,56674.56 40,4840.48 8.8. РШСм
∅1420×20 в 2 ряда (пример 3, Фиг. 7)RShSm
∅1420×20 in 2 rows (example 3, Fig. 7) Накладка 120°120° overlay 142137142137 1977129819771298 15391539 92,3592.35

Из вариантов замены таблицы 11 видно, что шпунтовую стенку из труб ∅3520х40, сформированную известными способами в один ряд, можно заменить на самый простой вариант исполнения - шпунтовую стенку РШСм ∅1420×20 в 2 ряда, а шпунтовую стенку из труб ∅2520х30, сформированную известными способами в один ряд, можно заменить на самый простой вариант исполнения - шпунтовую стенку РШС ∅1420×20 в 2 ряда.From the replacement options in Table 11, it is clear that the sheet pile wall made of ∅3520x40 pipes, formed by known methods in one row, can be replaced with the simplest version - sheet pile wall RShSm ∅1420×20 in 2 rows, and the sheet pile wall made of ∅2520x30 pipes, formed by known methods in one row, can be replaced with the simplest version - sheet pile wall RShS ∅1420×20 in 2 rows.

В обоих случаях трубный диаметр используется существенно меньший, чем исходный, и специалисту очевидно, что в случае использования труб меньшего диаметра сразу обеспечивается (*):In both cases, the pipe diameter used is significantly smaller than the original, and it is obvious to a specialist that in the case of using pipes of a smaller diameter, the following is immediately ensured (*):

Для сравнения - однорядное решение ШТСн 1420×20 (строка 4 таблицы 11) дает значения: W = 20514 см³/м, М = 477.26 кг/м², J = 1 456 471 см⁴/м, К_эфф = 42.98, которое не позволяет перекрыть даже половину требуемых характеристик труб ∅2520×30, не говоря о невозможности замены труб ∅3520х40.For comparison, the single-row solution ШТСн 1420×20 (line 4 of Table 11) gives the values: W = 20514 ^cm3 /m, M = 477.26 kg/ ^m2 , J = 1,456,471 ^cm4 /m, К _eff = 42.98, which does not allow covering even half of the required characteristics of pipes ∅2520×30, not to mention the impossibility of replacing pipes ∅3520x40.

Иные трубные решения ШТСн или РШС-КС (шпунты корытные сварные с секторной накладкой) имеют либо недостаточное значение W, либо недобор по значению J, и также не позволяют заменять трубы больших диаметров.Other pipe solutions ШТСн or РШС-КС (welded trough sheet piles with a sector overlay) have either an insufficient W value or a shortfall in the J value, and also do not allow replacing pipes of larger diameters.

Как было показано в Примере 1, рост многорядности дает рост эффективности и несущей нагрузки. Следовательно, все заявленные варианты исполнения согласно изобретению, обеспечивающие многорядность, и имеющие более двух рядов, еще более эффективно позволяют заменять трубы больших диаметров на трубы меньшего диаметра, что обеспечивает все заявленные преимущества (*).As shown in Example 1, the increase in multi-row gives an increase in efficiency and load-bearing capacity. Consequently, all the claimed embodiments according to the invention, providing multi-row and having more than two rows, allow replacing large diameter pipes with smaller diameter pipes even more effectively, which provides all the claimed advantages (*).

С учетом множества предложенных вариантов реализации заявленного изобретения, и в отличие от многих известных методов компоновки однорядных шпунтовых стен, метод многорядных шпунтовых конструкций не ограничен в числе трубошпунтовых решений ШТС.Taking into account the multitude of proposed variants for implementing the claimed invention, and unlike many known methods for assembling single-row sheet pile walls, the method of multi-row sheet pile structures is not limited in the number of pipe sheet pile solutions for SHTS.

Так, применение внутри многорядной шпунтовой конструкции анкерных тяг (см. Фиг. 19), выполненных, например, между соседними рядами труб в виде тавровых балок 8, всегда будет способствовать росту основных параметров J, W, К_эфф.Thus, the use of anchor rods (see Fig. 19) inside a multi-row sheet pile structure, made, for example, between adjacent rows of pipes in the form of T-beams 8, will always contribute to the growth of the main parameters J, W, K _eff .

Claims

1. A method for constructing a sheet pile wall from tubular piles, characterized by driving steel tubular piles with locking pairs into the ground, each of which consists of a collar and a ridge, where each ridge is made with a locking edge placed in the cavity of the collar to form a locking connection, characterized in that the sheet pile wall from tubular piles is formed in at least two rows of pipes sequentially connected by locking pairs to form a closed connection in such a way that each tubular pile is connected to two adjacent tubular piles through a locking pair with each of the adjacent piles, wherein in the first and last rows the outermost tubular piles in the row are connected to the outermost adjacent tubular piles of the adjacent row.

2. The method according to paragraph 1, characterized in that one plate is installed on each pipe sheet pile of the extreme first and extreme last rows, which is welded to the outer and/or inner side of the pipe.

3. The method according to item 2, characterized in that pads with a sector angle of 90 to 120° are used.

4. A method for constructing a sheet pile wall from tubular piles, characterized by driving steel tubular piles into the ground with locking pairs, each of which consists of a collar and a ridge, where each ridge is made with a locking edge placed in the cavity of the collar to form a locking connection, characterized in that the sheet pile wall from tubular piles is formed in at least two rows of pipes connected by locking pairs to form a closed connection in such a way that each tubular pile is connected to the adjacent tubular pile through one locking pair with each adjacent tubular pile, wherein in the first and last rows the outermost tubular piles in the row are connected to the outermost adjacent tubular piles of the adjacent row, and the angular distance between the locking pairs is 90°.

5. The method according to item 4, characterized in that at least one plate with a sector angle of 90 to 120° is installed on each pipe sheet pile of the extreme first and extreme last rows, which is welded to the outer and/or inner side of the pipe.

6. A method for constructing a sheet pile wall from tubular piles, characterized by driving steel tubular piles with locking pairs into the ground, where each locking pair consists of a collar and a ridge, where each ridge is made with a locking edge placed in the cavity of the collar to form a locking joint, characterized in that the sheet pile wall from tubular piles is formed by connecting with adjacent tubular piles through locking pairs so that the angular distance between the locking pairs is 60°, where at least one of the tubular piles is offset relative to the others, which form a row.

7. The method according to item 6, characterized in that at least one plate with a sector angle of 120° is installed on the outer tubular piles, which is welded to the outer and/or inner side of the pipe.

8. The method according to paragraph 6 or 7, characterized in that the connection of adjacent tubular piles is performed around the central pile.

9. A method for constructing a sheet pile wall from tubular piles, characterized by driving steel tubular piles with locking pairs into the ground, where each locking pair consists of a collar and a ridge, where each ridge is made with a locking edge placed in the cavity of the collar to form a locking joint, characterized in that the sheet pile wall from tubular piles is formed around the central pile by connecting the central pile to the surrounding tubular piles through locking pairs so that the angular distance between the locking pairs is 60°, wherein at least two tubular piles are offset relative to the others, which form rows, and at least one plate with a sector angle of 120° is installed on the outer tubular piles, which is welded to the outer and/or inner side of the pipe.

10. The method according to item 9, characterized in that additional tubular piles are secured to the outer tubular piles through locking joints, the angular distance between which is 90°, and at least one plate with a sector angle of 120° is installed on the additional tubular piles, which is welded to the outer and/or inner side of the pipe.

11. The method according to item 10, characterized in that the central pile is connected to the surrounding tubular piles through locking pairs, which are attached to T- or I-beams.