Устройство для образования скважин и нагнетания в грунт раствора

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ СКВАЖИН И НАГНЕТАНИЯ В ГРУНТ РАСТВОРА, содержащее полый цилиндр , наконечник с отверстиями, размещенный в цилиндре поршень с полым штоком и обратным клапаном и привод поршня. отличающееся тем, что, с целью повышения производительности, оно снабжено закрепленным на цилиндре с зазором трубчатым корпусом, размещенной над цилиндром охватывающей шток дифрагмой с обратным клапаном , соединенным с клапаном выведенным за пределы корпуса патрубком и соединяющей с наконечником цилиндр и корпус втулкой с перекрытыми обратными клапанами отверстиями, выходящими в полость цилиндра и зазор между цилиндром и корпусом. (Л с 00 4;: СО 05

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕаЪБЛИК з(50 l Е 02 D 312 ()

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2! ) 3541456/29-33 (22) 14.01.83 (46) 07.04.84. Бюл. № 13 (72) В, М. Нестеренко и А. П. Хамов (71 ) Всесоюзный центральный научно-исследовательский и проектный институт «Гипронисел ьпром» (53) 624.138.24.002.5 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 868001, кл. Е 02 D 3/12, !979.

2. Авторское свидетельство СССР № 953092, кл. Е 02 0 3/12, 1980. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ СКВАЖИН И НАГНЕТАНИЯ В

ÄÄSUÄÄ 1084367 А

ГРУНТ РАСТВОРА, содержащее полый цилиндр, наконечник с отверстиями, размещенный в цилиндре поршень с полым штоком и обратным клапаном и привод поршня.

orëè÷àèùååñÿ тем, что, с целью повышения производительности, оно снабжено закрепленным на цилиндре с зазором трубчатым корпусом, размещенной над цилиндром охватывающей шток дифрагмой с обратным клапаном, соединенным с клапаном выведенным за пределы корпуса патрубком и соединяющей с наконечником цилиндр и корпус втулкой с перекрытыми обратными клапанами отверстиями, выходящими в полость цилиндра и зазор между. цилиндром и корпусом.

1084367

Изобретение относится к строительству оснований и фундаментов зданий и сооружений, в частности к устройствам для закрепления грунта.

Известно устройство для образования скважин и нагнетания в грунт раствора, включающее полый корпус, размещенный в нем поршень с обратным клапаном и полым штоком, перфорированный наконечник с обратным клапаном и привод поршня (1).

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для нагнетания в грунт раствора, содержащее полый цилиндр, наконечник с отверстиями, размещенный в цилиндре поршень с полым штоком и обратным клапаном и привод поршня (2).

Недостаток известных устройств заключается в том, что они подают закрепляющий раствор циклически в связи с тем, что поршень производит его выталкивание в грунт при одностороннем движении. При движении в обратную сторону совершается холостой ход, что приводит к потерям рабочего времени, снижению производительности и недостаточной равномерности инъектирования.

Цель изобретения — повышение производительности.

Эта цель достигается тем, что устройство для образования скважин и нагнетания в грунт раствора, содержащее полый цилиндр, наконечник с отверстиями, размещенный в цилиндре поршень с полым штоком и обратным клапаном и привод поршня, снабжено закрепленным на цилиндре с зазором трубчатым корпусом, размещенной над цилиндром охватывающей шток дифрагмой с обратным клапаном, соединенным с клапаном выведенным за пределы корпуса патрубком и соединяющей с наконечником цилиндр и корпус втулкой с перекрытыми обратными клапанами отверстиями, выходящими в полость цилиндра и зазор между цилиндром и корпусом.

На фиг. 1 изображено устройство при подаче рабочей жидкости в грунт из полого цилиндра, продольный разрез; на фиг. 2 то же, при подаче жидкости из надпоршневой камеры.

Устройство для образования скважин и нагнетания в грунт раствора содержит трубчатый корпус 1, соосно закрепленный в нем полый цилиндр 2 с полым штоком 3, на конце которого смонтирован обратный клапан 4 и поршень 5, имеющий возможность перемещения в полом цилиндре 2, диафрагму 6, образующую надпоршневую камеру 7, связанную через трубопровод 8, обратный клапан 9 и патрубок 10 с емкостью для раствора (не показана), наконечник 11 с отверстиями 12, нижнюю соединительную втулку 13, в которой размещены обратные клапаны 14, и отверстие 15, стопорную втулку 16 с отверстиями 17 по периметру и имею5

1О

55 щую зазор 18 между ее внутренней образующей и полым штоком 3, гидроцилиндр 19 с полым штоком 20, на котором установлена плита 21 с патрубком. Полый корпус 2 закреплен в обсадной трубе 1 с зазором 22, образованным при помощи наконечника 11, соединительной втулки 13 и стопорной втулки 16. Кроме того, в соединительной втулке 13 установлен обратный. клапан 23.

Устройство работает следующим образом.

При образовании лидерных скважин погружение устройства в грунт осуществляют сваевдавливающим агрегатом. Усилие вдавливания на устройство передается через .свайный наголовник агрегата (не показан) и погрузочную плиту 21, установленную на полом штоке 20 силового гидроцилиндра 19. По мере затруднения погружения устройства в плотный грунт с целью облегчения образования скважин производят размыв грунта под наконечником. Для этого с пригрузочной плиты 21 убирают наголовник сваепогружающего агрегата и с помощью гидроцилиндра 19, задействованного от гидросистемы базовой машины, производят подъем штока 20, который, будучи соосно соединенным с полым штоком 3, поднимает шток 3 и закрепленный на нем поршень 5.

При подъеме (фиг. 2) поршня 5 в цилиндре 2 начинает создаваться вакуум, за счет которого обратный клапан 23, размещенный во втулке 13, закрывается, а клапан 4 в полом штоке 3 открывается и жидкость через штоки 3 и 20 и гибкий шланг, подсоединенный к проходному отверстию в плите 21 и емкости, заполняет подпоршневую камеру цилиндра 2. Кроме того, при движении поршня 5 вверх в надпоршневой камере клапан 9, установленный в диафрагме 6, закрывается, а воздух (в начале работы) или жидкость (в процессе работы), поступая из камеры 7 через отверстия 17 в стопорной втулке 16 и зазор 22 между обсадной трубой и корпусом цилиндра 2 открывает клапаны 14, установленные в соединительной втулке 13, и через отверстие 15 во втулке 13 и отверстия

12 в наконечнике 11 поступает в грунт под большим давлением.

При движении (фиг. 1) поршня 5 в обратную сторону в подпоршневой камере цилиндра 2 создается высокое давление, под действием которого клапан 4 закрывается, а клапан 23 открывается и размывочная жидкость через отверстие 15, которое в это время перекрывается клапанами 14, и отверстия 12 в наконечнике 11 подается в грунт.

Одновременно с движением поршня 5 вниз и созданием высокого давления под поршнем в цилиндре 2 в надпоршневой камере 7 создается разрежение, которое перекрывает клапаны 14 и открывает клапан 9 в диафрагме 6. В результате жидкость, поступающая через трубопровод 8 и гибкий шланг 10 из емкости заполняет камеру 7 и надпоршне1084367 к

Еа,у

rraur

ВНИИПИ Заказ 1940 22 Тираж б44 Подписное

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 вую часть цилиндра 2. При обратном движении штоков 20 и 3 и поршня 5 процесс подачи жидкости в грунт под давлением повторяется. При этом размывочная жидкость замачивает и разрушает забой и нижнюю часть стенок образуемой скважины, и погружение повторяется. По мере дальнейшего затруднения погружения устройства процесс размыва забоя образуемой скважины повторяется до достижения заданной глубины лидерной скважины. После этого предлагаемое устройство извлекается из грунта и в образованную скважину погружают сваю.

Образование лидерных скважин на слабых или просадочных глинистых грунтах производится аналогично образованию скважин в твердых грунтах. Вместо размывочной жидкости для упрочнения массива грунта вокруг образуемой скважины применяют закрепляющий раствор, необходимое количество которого также под давлением нагие- 20 тают на заданной глубине в стенки и забой скважины. После извлечения устройства из грунта в образованную скважину, в закрепленном массиве грунта, погружают сваю или укладывают бетон при устройстве набивной сваи. Сваепогружающий агрегат переводят на следующую точку и цикл повторяют.

Необходимо отметить, что устройство (фиг. 1 и 2) показано в общем случае при использовании его в комплекте со сваезабойными вибровдавливающими и вдавливающими аг- 30 регатами. При использовании его в комплекте сваевдавливающего агрегата возможно задействовать полый шток 3 и поршень 5 от гидроцилиндров базовой машины через наголовник. В этом случае необходимость в гидроцилиндре 19 и штоке 20 отпадает, устройство упрощается, а гибкий шланг для подачи жидкости подсоединяется непосредственно к полому штоку 3.

Конструктивные особенности предлагаемого устройства, выполненного в виде двухкамерной системы с обратными клапанами, позволяет нагнетать жидкости и растворы в массив грунта без холостого прохода поршня, что дает возможность увеличить производительность устройства минимум в 1,5 раза по сравнению с аналогичными устройствами.

Кроме того, применение предлагаемого устройства позволит существенно упростить технологию устройства свайных фундаментов в плотных и слабых просадочных грунтах. 3а счет использования лидерных скважин в слабых просадочных грунтах, упрочненных закрепляющим раствором, нагнетание которого осуществляется предлагаемым устройством, снижается расход бетона на 5055 /о.

Кроме того, положительный эффект заключается в использовании одной базовой машины для образования скважин и нагнетания раствора, так как отпадает необходимость в эксплуатации целого комплекса других машин и механизмов: буровых установок, специальных насосов, трубопроводов и др.