Устройство для погружения полой сваи

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОГРУЖЕНИЯ ПОЛОЙ СВАИ, содержащее соосно расположенные в свае молот и полый цилиндр с подвижно установленным в нем поршнем, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности в работе, оно снабжено закрепленным на верхней торцовой поверхности поршня штоком с набором грузов, упругим элементом, охватывающим наружную поверхность цилиндра и образующим с ним замкнутую полость, которая через радиальные отверстия, выполненные в боковых стенках цилиндра, соединена с его внутренней полостью, и направляющим стержнем с охватывающей его торообразной манжетой, причем стержень нижним концом соединен с молотом, а его верхняя часть свободно смонтирована в цилиндре.

СОЮЗ СОВЕтСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН зсмк Е 02 D 7!02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 3528018/29-33 (22) 28. 12.82 (46) 23.12.84. Бюл. № 47 (72) Е. Г. Бобин (71) Северо-Кавказский ордена Дружбы народов горно-металлургический институт (53) 624.155.15 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 637486, кл. Е 02 D 7/02, 1977. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОГРУЖЕНИЯ ПОЛОЙ СВАИ, содержащее соосно расположенные в свае молот и полый цилиндр с подвижно установленным в нем поршнем, отличающееся тем, что, с целью

„,Я0„„1130673 А повышения эффективности в работе, оно снабжено закрепленным на верхней торцовой поверхности поршня штоком с набором грузов, упругим элементом, охватывающим наружную поверхность цилиндра и образующим с ним замкнутую полость, которая через радиальные отверстия, выполненные в боковых стенках цилиндра, соединена.с его внутренней полостью, и направляющим стержнем с охватывающей его торообразной манжетой, причем стержень нижним концом соединен с молотом, а его верхняя часть свободно смонтирована в цил и ндре.

1130673

1О

25 зо

4О

Изобретение относится к строительству и может быть использовано в устройствах для погружения полых свай.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для погружения полой сваи, включающее соосно расположенные в свае молот и полый цилиндр с подвижно установленным в нем поршнем (1).

Известное устройство недостаточно эффективно при погружении полых свай, так как большая часть энергии единичного удара молота расходуется сначала на преодоление сопротивления выходу раствора в грунт, а затем на инерционное сопротивление поршня и пружины, и только оставшаяся часть энергии — на погружение сваи.

Низкая эффективность забивки сваи обусловлена и тем, что ударная нагрузка молота приходится на нижнюю часть сваи и не распространяется на другие ее части, что приводит к неизбежной концентрации напряжений в отдельных элементах устройства и преждевременному их выходу из строя.

Наконец, эффективность удара молота по поршню невысока ввиду жесткого соударения их поверхностей и отсутствия устройств, исключающих отскок молота.

Цель изобретения — повышение эффективности в работе устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для погружения полой сваи, содержащее соосно расположенные в свае молот и полый цилиндр с подвижно установленным в нем поршнем, снабжено закрепленными на верхней торцовой поверхности поршня штоком с набором грузов, упругим элементом, охватывающим наружную поверхность цилиндра и образующим с ним замкнутую полость, которая через радиальные отверстия, выполненные в боковых стенках цилиндра, соединена с его внутренней полостью, и направляющим стержнем с охватывающей его торообразной манжетой, причем стержень нижним концом соединен с молотом, а его верхняя часть свободно смонтирована в цилиндре.

На фиг. 1 изображено устройство для погружения полой сваи, общий вид; на фиг. 2 — то же, в момент завершения удара; на фиг. 3 — то же, в момент подьема молота.

Устройство для погружения полой сваи

1 свободно расположено в ее полости, а свая 1 имеет башмак 2 и надетый сверху наголовник 3, на котором размещен амортизатор 4.

Устройство для погружения полых свай

1 состоит из полого цилиндра 5, внутри которого размещен шток 6 с поршнем 7. Шток

6 имеет сквозной осевой канал 8, закрытый снизу обратным клапаном 9, а сверху пробкой 10, ввинченной в захватываемый элемент 11. Последний закреплен на верхнем конце штока 6. Шток 6 утяжелен грузилами 12, выполненными в форме дисков с осевыми отверстиями, что позволяет свободно нанизывать их в необходимом количестве на верхний участок штока 6. Между грузилами расположены амортизаторы 13. Нижний диск грузила опирается на втулки 14, которые, в свою очередь, опираются на выступ штока 6. Комплект грузил 12 с амортизаторами 13 расположен внутри корпуса, стакана 15, жестко соединенного с верхним торцом 16 полого цилиндра 5. Сверху стакан 15 перекрыт ограничительным фланцем 17, а внутри стакана 15 на верхнем торце 16 расположен амортизатор 18.

Шток 6 пропущен через осевое отверстие, выполненное в верхнем торце 6 цилиндра 5, в котором расположен сальник 19.

Упругий элемент 20 охватывает снаружи полый цилиндр 5 и закреплен на большей части его длины сверху крепежным поясом 21, а снизу при помощи обруча 22 так, что между внутренней поверхностью упругого элемента 20 и наружной поверхностью полого цилиндра 5 образуется замкнутая полость, в которую может поступать жидкость 23 из полого цилиндра 5 через радиальные отверстия 24, выполненные в боковых стенках полого цилиндра 5.

В нижний торец полого цилиндра 5 ввинчена втулка 25 с сальником 26, через осевое отверстие которой проходит стержень

27 с расширенным верхним концом. На нижнем конце стержня 27 жестко закреплен молот 28, а между верхней торцовой поверхностью молота 28 и нижним торцом полого цилиндра 5 размещена торообразная упругая манжета 29 с выполненной внутри ее фигурной кольцевой полостью. 30. Упругий элемент 20 может быть выполнен со стенками, толщина которых увеличивается к верхней его части.

Устройство работает следующим образом.

С момента отсоединения захватываемого элемента 11 от подъемного механизма сваебойного копра и во время свободного падения устройства внутри сваи 1 вся его гидромеханическая система находится в уравновешенном состоянии. При этом наружные диаметры всех элементов устройства меньше внутреннего диаметра полой сваи 1.

Тем самым обеспечивается беспрепятственное перемещение устройства. Но в первый же момент соприкосновения молота 28 с башмаком 2 вся система начинает претерпевать продольное сжатие. Прежде всего сжимается упругая манжета 29, которая за счет увеличения своего диаметра в радиальном направлении распирается во внутренние стенки полой сваи 1, вступая с ними во фрикционное взаимодействие, чему способствует армированный абразивным материалом поверхностный слой манжеты 29.

1130673

Таким образом, уже в начальной стадии удара часть энергии падающей массы пере, дается не только башмаку 2, но и нижнему участку корпуса сваи 1 через ее стенки.

Упругий отскок молота 28 даже на незначительную высоту при этом исключен благодаря препятствию сильно раскрепленной к этому моменту упругой манжеты 29 в стенки сваи 1.

Движение полого цилиндра 5 резко замедляется, в результате чего жидкость 23 10 под действием сил инерции начинает выходить через радиальные отверстия 24 в замкнутую полость упругого элемента 20, повышая в нем давление. Этому процессу способствует также выход в полость ци- линдра 5 части стержня 27, а затем опускание под влиянием сил инерции штока 6 с поршнем 7 с закрепленными на нем грузилами 12. Прооисходит сильное сжатие жидкости 23 и резкое повышение давления, которое воздействует на внутренние стен- 20 ки упругого элемента 20. Причем волна давления распространяется в полости упругого элемента снизу вверх. Благодаря этому, а также тому, что толщина стенок упругого элемента 20 в нижней части меньше и постепенно увеличивается к верхней его части, обеспечивается распределение энергии единичного удара по всей длине сваи последовательным вводом в ударнофрикционное взаимодействие элементов падающей массы со сваей 1 в направлении от ее нижнего до верхнего участков.

В этот же момент происходит и завершающий удар нижнего торца стакана 15 по наголовнику 3 сваи 1 через амортизатор 4.

Однако ввиду того, что основная энергия падающей массы была до того в основном израсходована на ударно-фрикционное взаимодействие молота 28 с башмаком 2, а также манжеты 29 и упругого элемента 20 с внутренними стенками полой сваи 1, резкого завершающего удара не происходит. Остаток энергии падающей массы производит скорее динамическое вдавливание полой сваи 1 в грунт до расчетного «отказа».

После израсходования всей запасенной за один цикл подъема и сбрасывания энергии падающей массы на забивку, устройство извлекают из полости сваи 1 на 3/4—

4/5 его длины. В момент извлечения все узлы и элементы устройства перемещаются в исходное состояние, способствующее беспрепятственному его подъему. После чего цикл повторяется.

Использование предлагаемого устройства позволит повысить производительность и надежность работ при погружении полых свай.

1130673

17

28

Фиг.1

Фиг.2

19

18

1б

1 12

Составитель В. Королев

Редактор В. Петраш Техред И. Верес Корректор И.Муска

Заказ 91! 7/26 Тираж 643 Подписное

ВНИИПИ Государственноге комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиел ППП сПвтент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4