專利名稱：螺旋樁地錨的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明背景本發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及一個螺旋樁地錨。該地錨特別適合于但不限制于支撐燈柱。
現(xiàn)有技術(shù)使用螺旋樁地錨，例如由美國密蘇里州A.B.Chance Co.制造的型號，以支撐一個寬范圍的負載是眾所周知。樁地錨通常具有一個軸，在軸的頂端上具有一個基板(在其上通過螺栓連接或焊接一個燈柱或被支撐的負載的固定板)，和在或靠近地嵌入端的螺旋凸緣。通常，在地嵌入端上設(shè)置有一個挖掘尖端，當樁地錨被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動進入地面時，該挖掘尖端在地下挖掘出用于軸的孔。
這樣的地錨只具有低的橫向穩(wěn)定性，以至不適合用于支撐燈柱或類似物，特別是在松軟的沙土中。這個裝置的支撐燈柱的樁地錨可能的安裝速度是不令人滿意，而必須采用傳統(tǒng)的支撐，其具有兩周的安裝期限(在混凝土樁安裝期間)。
在文獻AU-A14807/97(VANDERFEEN)中公開了增強已知螺旋樁地錨的橫向穩(wěn)定性的嘗試。一對管被一個套環(huán)固定在軸上，并且被操作以壓入地下在螺旋凸緣的上，其中一個管安裝在另一個管的內(nèi)部?？墒牵捎诖怪眽喝氲叵露黾拥臋M向穩(wěn)定性只是不夠重要的。
本發(fā)明簡述本發(fā)明的一個目的是提供了增加樁地錨的橫向穩(wěn)定性的裝置。
本發(fā)明優(yōu)選的目的是提供了在基板下面緊鄰的這樣的裝置。
本發(fā)明的另一個優(yōu)選的目的是提供了這樣的裝置，即增加穩(wěn)定性的程度可以根據(jù)地錨所嵌入的土地來選擇。
本發(fā)明的另一個優(yōu)選的目的是提供了一個連接軸的各自部分的簡單有效的方法。
本發(fā)明的其它優(yōu)選的目的將從下面的說明中變得明顯。
一方面，本發(fā)明涉及用于螺旋樁地錨的穩(wěn)定組件，該地錨的型式是包括一個軸，在或靠近軸的地嵌入末端具有至少一個螺旋凸緣(和在或靠近軸的另一端具有一個可選的基板)，該穩(wěn)定組件包括至少一個旋轉(zhuǎn)安裝在軸上的套環(huán)或板；和多個從套環(huán)或板輻射出的翼片并當螺旋樁地錨被驅(qū)動進入地下時該翼片被相適應(yīng)地被拉入地下，穩(wěn)定組件提供了阻止至少安裝有穩(wěn)定組件的軸的部分的橫向運動的阻力。
優(yōu)選的是，圍繞軸在套環(huán)上以相等間隔設(shè)置有三個、四個或更多的翼片。
優(yōu)選的是，翼片相對于軸基本徑向延伸，或具有彎曲的、S形狀的或其它形狀的平面視圖。
翼片從一個單獨的圍繞軸樞軸轉(zhuǎn)動的套環(huán)上伸出，或從兩個或多個垂直間隔的圍繞軸樞軸轉(zhuǎn)動的套環(huán)或環(huán)形板上伸出。
優(yōu)選的是，翼片的下邊緣向橫向傾斜，從而當螺旋樁地錨被驅(qū)動進入地下時該下邊緣將漸進地切入地下。翼片具有在軸的遠端的地嵌入尖端，在螺旋樁地錨被全部驅(qū)動進入地下之前，地嵌入尖端有助于垂直穩(wěn)定螺旋樁地錨。
優(yōu)選的是，在翼片、套環(huán)和/或環(huán)形板上設(shè)置有一個或多個螺栓并向上延伸以便與所支撐的燈柱或其它負載的固定板可拆卸地接合。
在第二方面，本發(fā)明在于一個螺旋樁地錨，其包括一個軸；在或靠近軸的地嵌入末端處具有至少一個螺旋凸緣；在或靠近軸的地嵌入末端處可選具有一個基板；和至少一個旋轉(zhuǎn)安裝在軸上的套環(huán)或板；和具有至少一個旋轉(zhuǎn)安裝在軸上的套環(huán)或板的一個穩(wěn)定組件，和多個從套環(huán)或板輻射出的翼片并當螺旋樁地錨被驅(qū)動進入地下時該翼片被相適應(yīng)地被拉入地下，穩(wěn)定組件提供了阻止至少安裝有穩(wěn)定組件的軸的部分的橫向運動的阻力。
螺旋樁地錨設(shè)置有兩個或更多沿著軸相間隔的穩(wěn)定組件。
優(yōu)選的是，在翼片下面的軸壁上設(shè)置有一個電纜引入槽。
在第三方面，本發(fā)明在于連接螺旋樁地錨的空心軸的各自部分的方法，其中一個部分的一個末端被可套疊地中間安裝到另外的部分的相鄰的末端，其中一個部分的一端具有第一連接區(qū)域，其傾斜角度(相對于軸的縱向軸線)大于第二連接區(qū)域的傾斜角度，第一和第二連接區(qū)域被連接在其它部分的相鄰末端的配套連接區(qū)域。
優(yōu)選的是，一個連接區(qū)域和配套的區(qū)域在軸的縱向方向上設(shè)置有連接部分；和第二連接區(qū)域和它的配套區(qū)域設(shè)置有用于軸旋轉(zhuǎn)的連接部分。
在第四方面，本發(fā)明在于在螺旋樁地錨的空心軸的兩個部分之間的連接，螺旋樁地錨的型式為部分的一端被可套疊地中間安裝到其它部分的相鄰末端，其中一個部分的一端具有第一連接區(qū)域，其傾斜角度(相對于軸的縱向軸線)大于第二連接區(qū)域的傾斜角度，第一和第二連接區(qū)域被連接在其它部分的相鄰末端的配套連接區(qū)域。
在第五方面，本發(fā)明在于螺旋樁地錨的一個凸緣，其包括一對凸緣板，每個凸緣板具有基本螺旋的形狀，安裝在軸的間隔位置上并會聚在外邊緣處。
凸緣板的前和后部會聚于各自的前和后邊緣。與凸緣板整體形成的一個或多個邊緣能夠使凸緣板安裝到軸上；從一個單獨的金屬板上整體形成邊緣和凸緣板。
附圖簡述為了使本發(fā)明更加全面的理解，現(xiàn)在將參考附圖描述優(yōu)選實施例，其中

圖1是將燈柱典型安裝在根據(jù)本發(fā)明螺旋樁地錨的第一實施例上的視圖；圖2是在螺旋樁地錨上燈柱的安裝的更加詳細的透視(分解)圖；圖3是圖1和圖2的螺旋樁地錨的透視圖；圖4和圖5是螺旋樁地錨的第二和第三實施例的透視圖；圖6是說明了本發(fā)明的穩(wěn)定組件任何工作的平面圖；圖7是對應(yīng)于圖6的截面?zhèn)纫晥D；圖8是與圖7類似的視圖，該螺旋樁地錨具有一對本發(fā)明的穩(wěn)定組件；圖9是螺旋樁地錨的第四實施例的(分解)透視圖；圖10是連接在兩個軸部分的第一實施例的透視圖；圖11是連接在兩個軸部分的第二實施例的透視圖；圖12是螺旋凸緣的第一實施例的透視圖；圖13是螺旋凸緣的第二實施例的類似視圖。
優(yōu)選實施例的詳細描述參考圖1和2，其顯示了燈柱在根據(jù)本發(fā)明螺旋樁地錨的第一實施例上的典型安裝。
螺旋樁地錨10具有一個空心的軸11，在它的地下嵌入末端有一個可拆卸的鉆尖端或鉆頭12。一個基板13被焊接(或被其它固定)到軸11的頂端并可以設(shè)置有槽或凹口14。
穩(wěn)定組件30具有三個垂直分隔旋轉(zhuǎn)地安裝在軸上的套環(huán)31、32、33，套環(huán)31緊接著基板13，并且在靠近下套環(huán)的位置設(shè)置有一個定位環(huán)(未示出)以限制穩(wěn)定組件沿著軸11的移動。
四個翼片34、35、36、37從套環(huán)31到33以相等間隔角度徑向延伸。
每個翼片34、35、36、37具有一個下切割邊38，該邊38沿著徑向向外的方向向下傾斜并終止于在套環(huán)33的遠端的地嵌入尖端39。
一個各自的固定螺栓40從翼片34-37中每個的頂邊41垂直延伸并且可以安裝螺母42，從而在螺旋樁地錨10安裝以后將燈柱組件50的安裝板51安裝到螺旋樁地錨10上。
參考附圖3，螺旋樁地錨10設(shè)置有可替換的螺旋凸緣20a以在下文中詳細描述和可替換的鉆尖端或鉆頭12a。
在下套環(huán)33下面，在定位環(huán)33a上設(shè)置有電纜孔52，以使電纜能夠被供給到空心軸11的內(nèi)部，以便將電纜連接到安裝在燈柱上的燈組件上(參見圖1)。
參考圖4，螺旋樁地錨110被這樣改進，其中穩(wěn)定組件130只具有三個相隔120°翼片134到136。當被螺旋樁地錨110嵌入的地面的機械強度高于采用螺旋樁地錨10嵌入的地面時，優(yōu)選這個實施例。要指出的是，螺旋樁地錨110只能設(shè)置有三個固定螺栓，以便支撐燈柱組件的固定板或其它負載。
在圖5的實施例中，螺旋樁地錨210具有8個翼片234到237、234a到237a，其中四個主翼片234到237間隔90°并被輔助翼片234a到237a中各自的一個所平分。此外，主翼片234較深并從上套環(huán)231延伸到下套環(huán)233，而輔助翼片234a到237a只從上套環(huán)231延伸到中間套環(huán)232。要指出的是，主翼片和輔助翼片都具有傾斜的切割邊238、238a，其終止在軸211的遠端的地嵌入尖端239、239a。
使用標準動力驅(qū)動頭將螺旋樁地錨10、110、210驅(qū)動嵌入地下，鉆頭12、112、212切割用于空心軸11、111、211的孔。螺旋樁地錨10、110、210將自身拉入地下時直到地嵌入尖端39、139、239嵌入到地面。與軸11、111、211一起旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定組件30、130、230將停止旋轉(zhuǎn)并且在翼片34到37、134到136、234到237上的切割邊緣38、138、238(和238a)向下切割到土中。在圖5的實施例中，當它們的挖掘尖端239a嵌入地下時，切割邊238a將使輔助翼片234a到237a進入到地下。
螺旋樁地錨10、110、210被驅(qū)動進入地下直到它們各自的基板13、113、213正好在地面上面。
參考圖5和6，其中在地下61已經(jīng)挖好電纜溝60，溝的回填土62將導(dǎo)致螺旋凸緣10的上端的橫向運動的阻力的減小，特別是在沿圖6中的箭頭方向具有高的風載荷的介質(zhì)施加到燈柱組件50上時。
可是，通過提供穩(wěn)定組件30，翼片34到37有助于壓擠在由圖6中的三角陰影區(qū)域所指出的區(qū)域的土地。測試表示，土地的擠壓可以增加軸11的上端(借此螺旋樁地錨10)的橫向運動的阻力，達到5到10倍的因素，通常超過6倍。阻力程度的比率取決于這樣的因素，例如設(shè)置在穩(wěn)定組件的翼片的數(shù)量，翼片的深度和寬度，和周圍土地的結(jié)構(gòu)。當土地具有低的機械強度時，優(yōu)選使用如圖3和5所示的螺旋樁地錨10、210，其通過增加翼片比圖4所示的螺旋樁地錨110具有更大的橫向阻力。
通過使用穩(wěn)定組件30、130、230，可以使用較薄的規(guī)格材料制造空心軸11、111、211，而不會減低垂直負載能力或?qū)M向彎曲阻力減少低于規(guī)定的限制。
圖8顯示了對適合于在具有不同機械強度的土層的土壤中使用的圖7的螺旋樁地錨的改進實施例。在這個實施例中，沿著螺旋樁地錨10的軸11上間隔設(shè)置的一對穩(wěn)定組件30，其中軸11的上端和軸11的下端位于具有相對低的機械強度的土層6、65，并被一個具有較高的機械強度的土層66所分開。
明顯的是，在相對低的機械強度的任何土層中，可以沿著軸11設(shè)置兩個或多個穩(wěn)定組件30以增加軸11在土層中橫向運動的阻力。
在圖1到8中顯示的優(yōu)選實施例中，已經(jīng)顯示出切割邊38、138、238(和238a)向下傾斜到在軸11、111、211遠端的地嵌入尖端39、139、239(和239a)。在可選擇的實施例中(參見圖9)，切割邊338a可以向上徑向向外的傾斜(參見虛線)，以便它們首先切割靠近下套環(huán)33、133、233的土地。
在另外的可選擇的實施例中(未示出)，間隔的套環(huán)31到33、131到133、231到233可以被一個單獨的空心的套環(huán)或一個或多個圍繞軸11、111、211安裝的環(huán)形板所代替。
參考圖9，可以提供作為裝備的穩(wěn)定組件330固定在一個現(xiàn)有螺旋樁地錨的空心軸上(例如由美國密蘇里州A.B.Chance Co.制造的型號)，或固定在不特別適合于接收穩(wěn)定組件330的空心軸部分。這樣的一個裝備的一個實施例被這樣說明，即翼片334到336被徑向地安裝到間隔的套環(huán)331到333上，尺寸為可旋轉(zhuǎn)地安裝到空心軸部分311a，以適合于連接到安裝有螺旋凸緣320的第二空心軸部分，和依次又適合于被連接到具有挖掘尖端312的第三空心軸部分311c。
下面將參考圖10和11描述連接各自的空心軸部分311a到311b和311b到311c的方法。
定位環(huán)331a和333a設(shè)置有鎖止螺釘(未示出)以使它們被固定到空心軸部分311a以沿著空心軸部分311a定位穩(wěn)定組件330，同時允許穩(wěn)定組件330圍繞軸部分旋轉(zhuǎn)。
參考圖10，是在相鄰空心軸部分，例如311a和311b，之間一個連接第一實施例，空心軸部分311a的下端具有第一連接區(qū)域380和可套疊地中間安裝的第二連接區(qū)域381，并且與在空心軸部分311b的上端的配套的第一和第二連接區(qū)域390和391連接。要說明的是，第一連接區(qū)域380的傾斜角度，例如相對于空心軸部分311a的縱向軸線的2-5°，小于第二連接區(qū)域381的傾斜角度，例如5-15°，優(yōu)選為5-10°。配套的第一區(qū)域380、390的小角度的傾斜和大的表面積能夠較大的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩被向下提供到軸部分311a、311b，以使鉆頭312和螺旋凸緣320向地下切割各自通道。第二連接區(qū)域381、391的較大角度的傾斜提供了在各自空心軸部分311a、311b之間的縱向定位，以阻止驅(qū)動頭所施加的在軸部分的向下力。
在圖11中所示的可選擇實施例，第一驅(qū)動區(qū)域380a、390a具有它們相對于空心軸部分的縱向軸線的增加的傾斜角度和第二連接區(qū)域381a、391a可以在0-5°的范圍內(nèi)傾斜，優(yōu)選相對于縱向軸線0-2°。
參考圖12，它說明了根據(jù)本發(fā)明螺旋凸緣的第一實施例。
由兩個螺旋板321、322形成螺旋凸緣320，兩個螺旋板從鋼板上切割下來并且被變形為基本的螺旋形狀。每個板321、322被焊接、釬焊或其它方式固定到空心軸部分311并相反傾斜，以便兩個板321、322會聚在螺旋凸緣的外邊緣處。通過焊接、釬焊或其它適合的固定方式將板接合在一起，和通過兩個板的傾斜形成“三角形”，導(dǎo)致螺旋凸緣易于制造并具有高的機械強度。
在使用中，在板中間的空間很快被土添滿，當螺旋凸緣320被旋轉(zhuǎn)進入地下時，其形成了一個“插入件”以將其它的土推出。
在圖13所示的第二實施例中，兩個螺旋板321a、322a是由一個單一的金屬片整體形成(例如通過折疊)，并且邊緣324a和325a使螺旋凸緣被焊接、釬焊或另外固定到空心軸部分311上。(參考能夠在螺旋板321a、322a上整體形成的肋329a以增加其強度。)
明顯的是，圖12和13中說明的螺旋凸緣320、320a能夠用比具有相同負載特征的現(xiàn)有技術(shù)中所要求的區(qū)域的鋼更加薄的鋼制造出。
明顯的是，與使用較厚部分以及較重部件的傳統(tǒng)螺旋樁地錨相比，穩(wěn)定組件和前述的螺旋樁地錨描述的相關(guān)特征能夠使地錨制造有相同的更大的對橫向運動的阻力，和相同的或更高的垂直負載。例如包括有穩(wěn)定組件和軸的地錨組成部分的剛度大約比只有軸的地錨的剛度高大約50％。
該地錨的穩(wěn)定組件所能夠提供對螺旋樁地錨的軸的橫向運動的阻力多倍大于傳統(tǒng)的無約束的(或沒有穩(wěn)定組件的)地錨的阻力。翼片的使用增加了阻止軸進行橫向運動的地面有效區(qū)域，不只是幾倍大于軸的直徑，而是幾倍大于翼片的寬度。
在不脫離本發(fā)明在權(quán)利要求書中限定下可以對所描述的實施例做各種變化和改進。
權(quán)利要求
1.用于螺旋樁地錨的穩(wěn)定組件，該地錨的型式是包括一個軸，在或靠近軸的地嵌入末端具有至少一個螺旋凸緣(和在或靠近軸的另一端具有一個可選的基板)，該穩(wěn)定組件包括至少一個旋轉(zhuǎn)安裝在軸上的套環(huán)或板；和多個從套環(huán)或板輻射出的翼片并當螺旋樁地錨被驅(qū)動進入地下時該翼片被相適應(yīng)地被拉入地下，穩(wěn)定組件提供了阻止至少安裝有穩(wěn)定組件的軸的部分的橫向運動的阻力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的穩(wěn)定組件，其特征在于圍繞軸在套環(huán)上以相等間隔設(shè)置有三個、四個或更多的翼片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的穩(wěn)定組件，其特征在于翼片相對于軸基本徑向延伸，或具有彎曲的、S形狀的或其它形狀的平面視圖。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的穩(wěn)定組件，其特征在于翼片從一個單獨的圍繞軸樞軸轉(zhuǎn)動的套環(huán)上伸出，或從兩個或多個垂直間隔的圍繞軸樞軸轉(zhuǎn)動的套環(huán)或環(huán)形板上伸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的穩(wěn)定組件，其特征在于翼片的下邊緣向橫向傾斜，從而當螺旋樁地錨被驅(qū)動進入地下時該下邊緣將漸進地切入地下。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的穩(wěn)定組件，其特征在于下邊緣從軸處向外向下傾斜并終止于在軸的遠端的地嵌入尖端，在螺旋樁地錨被全部驅(qū)動進入地下之前，地嵌入尖端有助于垂直穩(wěn)定螺旋樁地錨。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的穩(wěn)定組件，其特征在于在翼片、套環(huán)和/或環(huán)形板上設(shè)置有一個或多個螺栓并向上延伸以便與所支撐的燈柱或其它負載的固定板可拆卸地接合。
8.一個螺旋樁地錨包括一個軸；在或靠近軸的地嵌入末端處具有至少一個螺旋凸緣；在或靠近軸的地嵌入末端處可選具有一個基板；和至少一個旋轉(zhuǎn)安裝在軸上的套環(huán)或板；和具有至少一個旋轉(zhuǎn)安裝在軸上的套環(huán)或板的一個穩(wěn)定組件，和多個從套環(huán)或板輻射出的翼片并當螺旋樁地錨被驅(qū)動進入地下時該翼片被相適應(yīng)地被拉入地下，穩(wěn)定組件提供了阻止至少安裝有穩(wěn)定組件的軸的部分的橫向運動的阻力。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的穩(wěn)定組件，其特征在于該穩(wěn)定組件為被權(quán)利要求1-7中任一項所要求的穩(wěn)定組件。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的穩(wěn)定組件，其特征在于具有兩個或更多如權(quán)利要求1-7中任一項所要求的沿著軸相間隔的穩(wěn)定組件。
11.根據(jù)權(quán)利要求8-11中任一項所述的穩(wěn)定組件，其特征在于在翼片下面的軸壁上設(shè)置有一個電纜引入槽。
12.連接螺旋樁地錨的空心軸的各自部分的方法，其中一個部分的一個末端被可套疊地中間安裝到另外的部分的相鄰的末端，其中一個部分的一端具有第一連接區(qū)域，其傾斜角度(相對于軸的縱向軸線)大于第二連接區(qū)域的傾斜角度，第一和第二連接區(qū)域被連接在其它部分的相鄰末端的配套連接區(qū)域。
13.如權(quán)利要求12所述的連接方法，其特征在于一個連接區(qū)域和配套的區(qū)域在軸的縱向方向上設(shè)置有連接部分；和第二連接區(qū)域和它的配套區(qū)域設(shè)置有用于軸旋轉(zhuǎn)的連接部分。
14.在螺旋樁地錨的空心軸的兩個部分之間的連接，螺旋樁地錨的型式為部分的一端被可套疊地中間安裝到其它部分的相鄰末端，其中一個部分的一端具有第一連接區(qū)域，其傾斜角度(相對于軸的縱向軸線)大于第二連接區(qū)域的傾斜角度，第一和第二連接區(qū)域被連接在其它部分的相鄰末端的配套連接區(qū)域。
15.螺旋樁地錨的一個凸緣包括一對凸緣板，每個凸緣板具有基本螺旋的形狀，安裝在軸的間隔位置上并會聚在外邊緣處。
16.如權(quán)利要求15所述的螺旋凸緣，其特征在于凸緣板的前和后部會聚于各自的前和后邊緣。
17.如權(quán)利要求15或16所述的螺旋凸緣，其特征在于與凸緣板整體形成的一個或多個邊緣能夠使凸緣板安裝到軸上。
18.如權(quán)利要求17所述的螺旋凸緣，其特征在于從一個單獨的金屬板上整體形成邊緣和凸緣板。
全文摘要
一個螺旋樁地錨(10)包括具有螺旋凸緣(20)的空心軸(11)和在它的地嵌入末端的地嵌入鉆頭(12)。穩(wěn)定組件(30)具有從可旋轉(zhuǎn)安裝到軸(11)的套環(huán)(31到33)上輻射出的多個翼片(34到37)。燈柱組件(50)的固定板可以通過螺栓(40)連接到翼片(34到37)上。通過設(shè)置翼片(34到37),穩(wěn)定組件(30)增加了軸(11)對諸如在風力下的橫向運動的阻力。
文檔編號E02D5/80GK1270649SQ98809291
公開日2000年10月18日 申請日期1998年9月18日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月18日
發(fā)明者保羅·安東尼·卡米列里 申請人:鋼鐵基礎(chǔ)技術(shù)有限公司