Устройство для глубинного уплотнения и закрепления грунта (его варианты)

 

1. Устройство цля глубинного уплотнения и закрепления грунта, включающее вертикально установленную трубу, радиально прикрепленныэ к ней ярусами перемешивающие и полью нагнетательные элементы и хвостовик, соединенные с верхним концом трубы вибропогружатель и входной патрубок, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности, труба сназбжена закрепленным на ее нижним конце фланцем, размещенным над фланцем шорным кольцом и прилегакицими к кольцу верхней и нижней цилиндрическими пружинами, хвостовик выполнен в виде плотно охватывающего фланец вертикально подвижного стакана, имеющ&го контактирующие с внешними концами пружин упоры, расположенные в его нижней части выпускные отверстия и винтовые лопасти и смонтированные внутри перепускные клапаны, перекрывающие торец трубы и выпускные отверстия, а полые нагнетательные элементы закреплены на стакане, вьшускные отверстия которого сообщены с полостями соответст вующих нагнетательных элементов. 2.Устройство для глубинного уплот. нения и закрюпления грунта, включающее вертикально установленную трубу, радиально прикрепленньте к ней ярусами пер мещивающие и полые нагнетательные элементы и наконечник, соединенные с верхним концом трубы вибропогружатель и ел входной патрубок, о тличаюшееся тем, что, с Целью повыщения эффективности, соединение трубы с вибропогружателем выполнено в виде вертлюга с сальниковым уплотнением, перемешивающие элементы - клиновидными в сечении с о центрально-симметричными скосами, а нагнетательные элементы - с тангенциаль X) но расположенными на концах соплами, | образующими сегнерово колесо. со 3.Устройство по п. 2, о тл ич а ю щ е е с я тем, что нагнетательные элементы расположены между и вторым снизу ярусами перемещивак щих элементов.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) З(51) Е 02 2 3/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

:В»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ХОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ASTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3518716/29-33 (25) 3518356/2933 (22) 06.12.82 (46) 23.03.84. Бюл. № 11 (72) A. И.Котов (71) Ленинградский институт водного транспорта (53 ) 62 4. 138. 24.002. 5 (088.8 ) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 687177, кл. Е 02 D 3/12, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР . № 185276, кл. Е 02 D 3/12, 1964. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЛУБИННОГО

УПЛОТНЕНИЯ И ЗАКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА (ЕГО ВАРИАНТЫ). (57) 1. Устройство для глубинного уплот. нения и закрепления грунта, включающее вертикально установленную трубу, ради ально прикрепленные к ней ярусами перемешиваюшие и полы» нагнетательные элементы и хвостовик, соединенные с верхним концом трубы вибропо."ружатель и входной патрубок,о тлича юшееся тем, что, с целью повышения эффективности, труба снабжена закрепленным íà ее нижнМ конце фланцем, размещенным над фланцем упорным кольцом и прилегающими к кольцу верхней и нижней цилиндрическими пружинами, хвостовик выполнен в виде плотно охватывающего фланец вертикально подвижного стакана, имеюшего контактирующие с BHHIIHHMH концами пружин упоры, расположенные в его нижней части выпускные отверстия и винтовые лопасти и смонтированные внутри перепускные клапаны, перекрывающие торец трубы и выпускные отверстия, а полые нагнетательные элементы закреплены на стакане, выпускные отверстия которого сообщены с полостями соответс) вуюших нагнетательных элементов.

2. Устройство для глубинного уплотнения и закрепления грунта, включающее вертикально установленную трубу, радиально прикрепленные к ней ярусами перьмешиваюшие и полые нагнетательные эле менты и наконечник, соединенные с верх- <р

C ним концом трубы вибропогружатель и входной патрубок, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения эффектив ности, соединение трубы с вибропогружагелем выполнено в виде вертлюга с сальниковым упло тнением, перемешивакхпие элементы — клиновидными в сечении с центрально-симметричными скосами, а нагнетательные элементы - с тангенциаль но расположенными на концах соплами, образующими сегнерово колесо.

3. Устройство по п. 2, о т л и ч а-ю ш е е с я тем, что нагнетательные элементы расположены между первым и вторым снизу ярусами перемешиваю ших элементов.

$08) 279

Изобретение относится к строительс1 ву, в частности к уплотнению и закреплению крупных массивов слабых грунтов типа рыхлых заиленных песков, супесей, супесчаных илов при освоении ранее за- 5 топлонных территорий.

Известно устройство для закрепления грунтов, включающее трубу с перфорированной нижней частью, в которой размещен цебалансный вибратор, соециненный с гицротурбиной, приводимой в цейcrave движущимся по трубе закрепляющим раствором (11 .

Недостатком цанного устройства является ограниченный радиус цействия.

Кроме того, использование гицротурбины, привоцимой в действие закрепляющим раствором, снижает надежность устройства и затрудняет эксплуатационное обслуживаниее.

Наиболее близким к изобретению яе ляется устройство цля глубинного уплот нения и закрепления грунта, включающее вертикально установленную трубу, радиально прикрепленные к ней ярусами пере- мешиваюшие и полые нагнетательные элементы и наконечник, соециненные с верхним концом трубы вибропогружатель и вхоцной патрубок (2) .

Недостатками известного устройства 30 являются неконтролируемая неравномерность распределения закрепляющего раствора в обрабатываемом грунте, особенно в нижней зоне закрепляемого массива, значительные потери раствора через верхние ярусь трубок в начальной фазе погружения устройства, недостаточная надежность инъекционной части, обусловленная большим количеством выпускных отверстий, работающих в условиях 40 неравного противоцавления, что снижает

его эффективнос ть.

1Яель изобретения - повышение эффективнос ти.

Поставленная цель достигается тем, 45 что по первому варианту в устройстве цля глубинного уплотнения и закрепления грунта, включающем вертикально уста новленную трубу, радиально прикрепленные к ней ярусами перемешиваюшие и полые нагнетательные элементы и хвостовик, соединенные с верхним концом трубы вибропогружатель и входной патрубок, т фба снабжена закрепленным на ее нижнем конце фланцем, размещенным нац фланцем упорным кольцом и прилегающими к кольцу верхней и нижней цилинцрическими пружинами, хвостовик выполнен в вице плотно охватывающего фланец вертикально поцвижного стакана, имеющего контактирующие с внешними концами пружин упоры, расположенные в его нижней части выпускные отверстия и винтовые лопасти и смонтированные внутри перепускные клапаны, перекрывающие торец трубы и выпускные отверстия, а полые нагнетательные элементы закреплены на стакане, выпускные отверстия которого сообщены с полостями соответствующих нагие та тельных элемен тов.

В ус тройс тв е по в то рому ва риан ту соединение трубы с вибропогружателем выполнено в вице вертлюга с сальниковым уплотнением, перемешиваюшие элементы — клиновидными в сечении с цент рально-симметричными скосами, а нагнетательные элементы - с тангенциально расположенными на концах соплами, образующими сегнерово колесо.

При этом нагнетательные элементы расположены между первым и вторым снизу ярусами перемешивающих элементов.

На фиг. 1 изображено устройство по первому варианту, общий виц; на фиг. 2нижнее положение хвостовика и перепускных клапанов; на фиг. 3 - верхнее положение хвостовика и перепускных клапанов; на фиг. 4 — устройство по второму варианту, общий виц; на фиг. 5 - разрез

А-А на фиг. 4.

Устройство цля глубинного уплотнения и закрепления грунта по первому варианту имеет вертикально установленную трубу 1, соециненный с ее верхним концом вибропогружатель 2, преимущес твенно низкочастотный, прикрепленные к трубе

1 ярусы перемешиваюших элементов 3, расположенный на ее нижнем конце фланец

4 с уплотнителем по его торцу, расположенное над фланцем 4 упорное кольцо 5, охватывающие трубу 1 и прилегающие к кольцу 5 цилиндрические пружиныверхнюю 6 и нижнюю 7, хвостовик, выполненный в вице плотно охватывающего фланец вертикально подвижного стакана

8 с упорами 9 и 10, контактирующими соответственно с внешними торцами пружин 6 и 7, смонтированные внутри стакана 8 перепускные клапаны 11 и

12, из которых клапан 11 перекрывает торец трубы 1, а клапан 12 — выпускные отверстия 13, выполненные в нижней части стакана 8, соединенные с последним полые нагнетательные элементы 14, ) 081279 расположенные в нижней части стакана

8 винтовые лопасти 15 и закрепленный на трубе 1 вхопной патрубок 16.

Устройство по второму варианту имеет вертикально установленную трубу 17, вибропогружатель 18, соепиненный с трубой 17 при помощи вертлюга 19 с сальниковым упло тнением (не показано), прикрепленные к трубе 17 ярусы перемешиваюших элементов 20 с клиновиц5

t0

50

55 ными центрально-симметричными скосами, установленные межцу первым и вторым ярусами снизу перемешиваюшие элементы 20, нагнетательные элементы 21 с тангенциально расположенными на концах соплами 22, образующими сегнерово колесо, и вхопной патрубок 23, соециненный при помощи гибкого шланга 24 с насосным оборуцованием 25.

Устройство по первому варианту работает слепуюшим образом.

Смонтированное устройство с помощью попъемного оборуцования устанавливают на участке работ и поцсоепиняют вхопной патрубок 16 к источнику нагнетания закрепляющего раствора, и после заполнения трубы 1 раствором включают вибропогружатель 2 и начинают погружение устройства в грунт. В процессе движения (колебания) трубы 1 вниз клапан 11 закрывает нижний торец трубы 1, а внутри стакана 8 фланцем 4 созцается давление, открывающее клапан

12 и выталкивающее закрепляющий раствор через отверстия 13 в полые нагнетательные элементы 14 и палее в грунт (фиг. 2). В процессе цвижения (колебания) трубы 1 вверх клапан 12 закрывается, а клапан 11 открывается, и новая порция раствора через трубу 1 засасываетсяя в полос ть с такана 8 (фиг. 3 ) . Таким образом, пульсирующее цавление, необхоцимое цля инъектирования в грунт за.крепляюшего раствора, созцается не»посрецственно в стакане 8 вслепствие колебательного движения трубы 1 с фланцем 4.

Благопаря наличию спиральных лопастей 15 погружение устройства сопровождается мецленным поворотом стакана 8 вокруг вертикальной оси, что в сочетании с расположением полых рапиальных поперечных элементов 14 поп углом не более 90 цруг к цругу обеспечивает равномерное в плане насыщение закрепляющим раствором обрабатываемого объема грунта. Регулирование величинъ пульсируюшего цавления в стакане 8 может осуществляться изменением цлины полых нагнетательных элементов 14 от» носительно перемешиваюших элементов 3.

Рекоменцуется, чтобы плина элементов

14 превышала цлину элементов 3 не ме нее чем на 15%.

После постижения проектной отметки полыми элементами 4 выключают оборупование цля попачи раствора и устройство извлекают при работающем вибропогружателе 2 с периоцическими измене» киями скорости и направления его пвиже»ния в целях цостижения повышенной плот» ности грунта. В случае необхоцимости дополнительные порции закрепляющего раствора в грунт попают при повторных погружениях устройства.

После извлечения устройства его пере носят на новое место и все операции повторяются в указанной послецовательнос ти.

Устройство по второму варианту рабо-, тает слепуюшим образом.

Смонтированное устройство также с помощью поцъемного оборуцования устанавливают нац местом уплотнения грунта и после включения вибропогружателя 18, созпаюшего вертикальные колебания, начинают погружать его в грунт. По цости« жении перемешиваюшими элементами 21 отметки верха закрепляемого грунта включают насосное оборуцование 25 и процолжают цальнейшее погружение уст ройства при оцновременном инъектировании в грунт закрепляющего раствора.

Благодаря реакции струй, вытекаюших из сопел 22, инъектируемого раствора.и реакции грунта по скосам перемешиваюших элементов 20 погружение устройства происхоцит с одновременным его вращением вокруг. вертлюга 19, что обеспечивает равномерную поцачу закрепляюшего раствора и закрепление грунта. В случае н обхопимости на расчетных отметках увеличивают или уменьшают попачу закрепляющего раствора цля получения проектной эпюры прочности грунта по глубине. После постижения устройством запанной глубины начинают его извлечение при работаюшем вибропогружателе 18 с периопическими изменениями скорости и направления его цвижения в целях цостижения повышенной плотности грунта. Извлеченное yew ройство перемешают в место послепуюше»

ro укрепления грунта и все операции повторяются в изложенной послеповательности.

1081279

Такое выполнение вариантов устройст ва обеспечивает равномерное регулируемое закрепление грунта при одновременном интенсивном вибрационном уплотнении. Подача раствора к верхнему концу трубы может производиться при минимальном давлении. Это позволяет использовать обычные растворонасосы и низконапор-. ные шланги, что расширяет область при.менения устройства, упрощает технологию to и организацию процесса, повышает его надежность при одновременном увеличении радиуса закрепления.

С помощью устройства уплотняемому и закрепляемому массиву грунта может быть придана заданная проектом конфигурация: отдельные столбы, стенки, сетчато-.кольцевая структура, сплошной массив в зависимости от поставленных задач и инженерно-геологических условий.

1081279

1081279

l0R127

22

21

Составитель А. Прямков

Редактор А. Шишкина Техреду A.Ач Корректор А. Зимокосов

Заказ 1489Ю6 Тираж 644 П оцписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,.Ж-35, Раушская наб., a. 4/5

Филиал ППП Патент", r. Ужгороц, ул. Проектная, 4