Устройство для образования скважин и нагнетания в грунт раствора

 

Изобретение относится к строительству , в частности к закреплению грунтов и устройству свай в основаниях зданий и сооружений . Цель изобретения - повышение производительности и надежности. Достигается это тем, что устройство, имеющее трубчатый корпус, рабочий и силовой цилиндры , снабжено золотниковым распределителем и счетчиком расхода рабочей жидкости , а трубы для подвода рабочей жидкости к наконечнику и рабочему цилиндру закреплены снаружи корпуса. Устройство снабжено также двухкамерным гидродинамометром для измерения прочностных свойств грунта. В комплекте с одной базовой сваевдавливающей машиной устройство позволяет ос.ушествлять одновременно проходку скважин, закрепление грунта и определение его прочностных свойств. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. (Л о 4 оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК д ц 4 Е 02 0 3/12, 7/00

/ !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

f ) ! !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3980729/29-33 (22) 27. 11.85 (46) 15.05.87. бюл. № 18 (71) Всесоюзный центральный научно-исследовательский и проектный институт

«Гипронисельпром» (72) В. M. Нестеренко и П. Ф. Иваненко (53) 624.138.24 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 953092, кл. Е 02 D 3/12, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 1084367, кл. Е 02 D 3/12, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОбРАЗОВАНИЯ

СКВАЖИН И НАГНЕТАНИЯ В ГРУНТ

РАСТВ0РА (57) Изобретение относится к строительству, в частности к закреплению грунтов и

„„Я0„„1310478 А1 устройству свай в основаниях зданий и сооружений. Цель изобретения — повышение производительности и надежности. Достигается это тем, что устроиство, имеюшее трубчатый корпус, рабочий и силовой цилиндры, снабжено золотниковым распределителем и счетчиком расхода рабочей жидкости, а трубы для подвода рабочей жидкости к наконечнику и рабочему цилиндру закреплены снаружи корпуса. Устройство снабжено также двухкамерным гидродинамометром для измерения прочностных свойств грунта. В комплекте с одной базовой сваевдавливающей машиной устройство позволяет осуществлять одновременно проходку скважин, закрепление грунта и определение его прочностных свойств. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

310478

1

Изобретение относится к строительству, в частности к закреплению грунтов и устройству свай в основаниях зданий и сооружений.

Цель изобретения — повышение производительности и надежности.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2— разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б — Б на фиг. 1; на фиг. 4 — разрез В- — В на фиг. 1.

Устройство для образования скважин и нагнетания в грунт раствора содержит корпус 1, соосно присоединенный к нему рабочий цилиндр 2 с поршнем 3 и штоком 4, привод поршня в виде силового гидроцилиндра 5, наконечник 6 с установленным в нем клапаном 7, напорными отверстиями 8 и каналами 9 и 10. Наконечник 6 присоединен к цилиндру 2, который соединен с корпусом 1 на резьбе или с помощью соединительной втулки 11.

Надпоршневая полость 12 цилиндра 2 перекрыта диафрагмой 13, сообщается через отверстие 14 в диафрагме 13, патрубок 15 и клапан 16 с распределительной камерой 17, которая образована в корпусе 1 нижней крышкой силового гидроцилиндра 5 и установленной в корпусе 1 диафрагмой 18.

Кроме того, надпоршневая полость 12 через отверстие 14, патрубок 15, отвод 19, клапан 20 и трубопровод 21 сообщается с каналом 9 и напорными отверстиями 8 наконечника 6. Подпоршневая полость 22 цилиндра 2 через канал 10, трубопровод 23 и патрубок 24 с клапаном 25 сообщается с распределительной камерой 17. Для поступления рабочей жидкости в камеры 17 предназначен боковой патрубок 26. На силовом гидроцилиндре 5 установлен гидродинамометр 27 с нижней 28 и верхней 29 замкнутыми камерами, поршнем 30 и штоком 31 с закрепленным на нем оголовком 32.

Нижняя 28 и верхняя 29 камеры через патрубки 33 и 34 сообщаются с манометрами 35 и 36. Надпоршневая 12 и подпоршневая 22 полости цилиндра 2 через трубки 37 и 38, заделанные соответственно в отвод 19 и патрубок 24, связаны с золотниковым распределителем 39, золотник 40 которого выполнен с плунжером 41, камерой 42 и продольными проточками 43.

Г!лунжер 41 передает движение на механический счетчик 44 количества жидкости.

Кроме того, золотниковый распределитель 39 имеет выход через трубку 45 и трехходовой кран 46 на манометр 36.

Устройство работает следующим образом.

При образовании лидерных скважин погружение устройства в грунт производят силовым механизмом сваевдавливающего агрегата. Усилие вдавливания передается на оголовок 32. При заглублении устройства в грунт изменяется сопротивление грунта вдаВ-5

2 ливанию, при этом давление в нижней камере 28 гидродинамометра 27 также изменяется и постоянно фиксируется манометром 35. Для определения физико-механических характеристик грунта естественного сложения в определен ной точке грунтового массива, в частности сопротивления грунта по острию сваи и трения по боковой поверхности, по манометру 35 в этой точке определяют общее усилие вдавливания. 3атем вдавливание приостанавливают и осуществляют выдергивание устройства на

5 — — 10 см, передавая усилие от базовой машины на оголовок 32 и шток 31. При этом давление поршня 30 передается жидкости, находящейся в верхней камере 29 гидродинамометра 27. Возникающее в камере 29 давление передается через патрубок 34 на манометр 36. Г1о показаниям манометра 36 определяют выдергивающее усилие, равное трению по боковой поверхности устройства.

Разность общего сопротивления, определенного по манометру 35, и трения по боковой поверхности, определенного по показаниям манометра 36, дает сопротивление по наконечнику устройства. Отнеся полученные величины трения и сопротивления по наконечнику к соответствующим площадям, получаем удельное трение по боковой поверхности и удельное сопротивление по острию, параметры, необходимые для определения несущей способности свай. При образовании лидерных скважин возможен рост общего усилия вдавливания до величины, когда погружение устройства затрудняется вплоть до полного отказа. Для облегчения образования лидерных скважин в плотных грунтах используют энергию высоконапорных тонких струй жидкости, разрушая и одновременно замачивая плотный грунт под наконечником 6. Для этого подключается в работу силовой гидроцилиндр 5, задействованный от гидросистемы базовой машины.

При подаче масла от гидросистемы базовой машины, например, в подпоршневую полость силового гидроцилиндра 5 начинается подъем штока 4 и поршня 3 в цилиндре 2. В надпоршневой полости 12 цилиндра 2 возникает давление, под действием которого клапан 16 закрывает доступ в распределительную камеру!7, а клапан 20 открывается, и рабочая жидкость через отверстие 14 в диафрагме 13, патрубок 15, открытый отвод 19, трубопровод 21 и канал 9 в наконечнике 6 поступает в отверстия 8, из которых истекает в виде высоконапорных струй. Одновременно небольшое количество рабочей жидкости через трубку 37 поступает в золотниковый распределитель 39 и через продольный паз 43 перемещает золотник 40, открывая доступ в патрубок 45, из которого рабочая жидкость через трехходовой кран 46 передает давление на манометр 36, который в этом случае показывает избыточное давление рабочей жид1310478

3 кости в надпоршневой полости 12. В то время, как происходит выталкивание рабочей жидкости из надпоршневой полости 12, в подпоршневой полости 22 образуется вакуум, под действием которого открывается клапан

25 и рабочая жидкость из распределительной камеры 16 через патрубок 24, трубопровод 23 высокого давления и канал 10 в наконечнике 6 заполняет подпоршневую полость 22. Одновременно рабочая жидкость из золотникового распределителя сливается через трубку 38 в подпоршневую полость 22.

При обратном воздействии силового гидроцилиндра 5 через шток 4 на поршень 3 цилиндра 2 в подпоршневой полости 22 образуется избыточное давление, под действием которого клапан 7 открывается, а клапан 25 закрывается. Рабочая жидкость через открытый клапан 7 поступает в отверстия 8 наконечника 6, из которых истекает под большим давлением, разрушает и замачивает грунт. Избыточное давление в подпоршневой полости 22 перемещает золотник 40 в другое положение, что позволяет рабочей жидкости через трубку 38 передать давление на манометр 36. В процессе выталкивания рабочей жидкости из подпоршневой полости 22 перемещением поршня 3 вниз в надпоршневой полости образуется вакуум, под действем которого клапан 16 открывается, а клапан 20 закрывается (клапан 20 закрывается также под действием давления в подпоршневой полости 22), в результате чего рабочая жидкость из распределительной камеры 17 через патрубок 15 и отверстие 14 в диафрагме 13 поступает в надпоршневую полость 12.

Количество размывающей жидкости или закрепляющего раствора, поступающих в грунт за один или несколько циклов, фиксируется механическим счетчиком 44, который приводится в движение плунжером 41 и протарирован на расход жидкости.

Таким образом, за несколько циклов подъема и опускания поршня 3 с помощью силового гидроцилиндра 5 осуществляется проходка скважины до проектной отметки. После этого устройство извлекают и в образованную скважину погружают сваю.

В слабых грунтах одновременно с ïðîходкой скважины осуществляют закрепление грунта нагнетанием растворов.

Предлагаемое устройство в комплексе с одной базовой вдавливающей машиной позволяет осуществлять одновременно проходку скважин, закрепление грунта, а также определение прочностных свойств грунта в процессе проходки скважин, что обеспечивает повышение производительности труда. Кроме того, предлагаемое устройство характеризуется повышенной надежностью работы.

Формула изобретения

1. Устройство для образования скважин и нагнетания в грунт раствора, содержащее трубчатый корпус с боковым патрубком и присоединенными к корпусу снизу рабочим и сверху силовым цилиндрами с поршнями и соединяющим их штоком, наконечник с отверстиями и обратным клапаном, размещенную в корпусе диафрагму с обратным клапаном и присоединенным к нему патрубком, подводящие коммуникации к наконечнику, надпоршневой и подпоршневой полостям рабочего цилиндра, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности и надежности, оно снабжено золотниковым распределителем с резп гистраторами расхода и давления, подводящие коммуникации к наконечнику и подпоршневой полости рабочего цилиндра выполнены из труб, продольно присоединенных к наружной поверхности корпуса и рабочего цилиндра, причем трубы через обрат35 ные клапаны сообщены с полостью корпуса над диафрагмой, присоединенный к диафрагме патрубок — с надпоршневой полостью рабочего цилиндра, а золотниковый распределитель — с трубами.

2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что оно снабжено присоединенным к верхнему торцу силового цилиндра двухкамерным гидродинамометром с выходящим вверх штоком.

1310478 идоосисте чы азооой кошпны

ewocmu c аоочеи жидносвью

1310478

Составитель М. Хасин

Редактор А. Лежнина Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов

Заказ 1756/28 Тираж 607 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4