Устройство для погружения коротких свай

 

Устройство относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано для погружения коротких свай в прибрежных зонах. Цель изобретения - повышение производительности. Устройство включает корпус с наголовником в виде ствола 1 с гладким внутренним каналом 2. закрытым с одного конца массивной разрядной камерой 3 с электродами 4. В канале ствола 2 размещены два поршня, основной нижний 5 - имеющий клиновый

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s Е 02 D7/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

5 (21) 4789117/33 (22) 05.02.90 (46) 30.01,92. Бюл. М 4 (71) Ленинградское высшее инженерное морское училище им. адм. С.О.Макарова (72) Г.А.Рябинин, А.А.Пригожинский, А,Б.Каракаев, Б.Д.Ветров, B.Â.Êóçüìèí и К.В.Петров (53) 624.155.15(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 854078, кл. Е 02 0 7/10, 1980.

Авторское свидетельство СССР

hk 274718, кл. Е 02 0 7/06, 1969.

„„5LI 1709018 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОГРУЖЕНИЯ КОРОТКИХ СВАЙ (57) Устройство относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано для погружения коротких свай в прибрежных зонах. Цель изобретения — повышение производительности, Устройство включает корпус с наголовником в виде ствола 1 с гладким внутренним каналом 2, закрытым с одного конца массивной разрядной камерой 3 с электродами 4. В канале ствола 2 размещены два поршня, основной нижний 5 — имеющий клиновый

1709018

20

30

40 захват 6 для сочленения с оголовником 7 сваи 8, и демпфирующий верхний 9- расположенный между основным поршнем 5 и разрядной камерой 3, выполненный из двух дисков 10 с компрессионными кольцами 11, между которыми расположен амортизирующий элемент в виде кольца 13 иэ эластичного материала. Для обеспечения надежного

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может быть использовано для погружения коротких свай в прибрежных зонах.

Известны электрогидравлические устройства для погружения или извлечения свай, корпус устройства в которых представляет собой верхнюю муфту с каналами и демпферами, амортизатор и нижнюю муфту, закрепленную на погружаемой или извлекаемой свае; корпус устройства в которых представляет собой муфту, в верхней части которой во втулках расположены каналы разрядов с электродами, а в пазу корпуса установлен приводной диск, позволяющий устанавливать каналы на необходимый угол; корпус устройства в которых представляет собой жестко закрепленную на свае муфту. в верхней части которой расположены каналы с изоляторами и электродами, В каналах телескопически подвижно установлены гидроцилиндрические гильзы, обеспечивающие удлинение каналов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее корпус с наголавником и разрядной камерой с электродами, подключенными к высоковольтному источнику питания, Недостатком этого устройства является относительно малая производительность и низкая эффективность использования при заведении в грунт коротких свай (от 4 до 6 м). Вызвано это тем, что известные устройства имеют преимущественно большие си- 35 ловые характеристики, чем это требуется для данных работ, что ведет здесь к их малоэффективности. Кроме того, они обладают значительными весогабаритами, что влияет на увеличение цикла подготовительных работ и снижению производительности.

Цель изобретения — повышение производител ь ности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем корпус с наголовником и разрядной камерой с электродарасчленения оголовника 7 сваи с клиновым захватом 6 основного поршня 5. с внутренней стороны открытого конца канала ствола

2 смонтированы отбойные упоры 13. Для улучшения условий разгона основного поршня 5 со сваей 8 в канале ствола 2 последний выполнен перфорированным. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. ми, подключенными к высоковольтному источнику питания, наголовник выполнен в виде ствола с гладким внутренним каналом, установленными в нем один над другим поршнями, верхний из которых демпфирующий, образован двумя дисками с компрессионными кольцами и размещенным между ними амортизирующим элементом, а нижний выполнен с клиновым захватом, для головы сваи. Для обеспечения надежного расчленения оголовника сваи с клиновым захватом основного поршня, с внутренней стороны открытого конца канала ствола смонтированы отбойные упоры. Кроме этого, с целью улучшения условий разгона основного поршня со сваей в канале ствола, последний выполнен перфорированным. Такое конструктивное решение позволяет с минимальными энергозатратами производить погружение коротких свай в грунт и существенно быстрее известных устройств, так как имеет минимальный цикл подготовительных работ.

Кроме этого, устройство обладает сравнительно невысоким весогабаритами..

На чертеже представлено устройство для погружения коротких свай, общий вид, Устройство включает источник питания (на чертеже не показан), состоящий из высоковольтного трансформатора, выпрямителя и блока конденсаторов, связанных с распределителем и электродами. Наголовник устройства выполнен в виде ствола 1 с гладким внутренним каналом 2, закрытым с одного конца массивной разрядной камерой 3 с электродами 4. В канал ствола 2 вводятся два поршня. основной нижний 5- имеющий: клиновый захват 6 для сочленения с оголовником 7 сваи 8, заводимой с открытого конца канала ствола, и демпфирующий (верхний) 9 — расположенный между основным поршнем 5 и разрядной камерой 3, жестко смонтированный иэ двух дисков 10 с компрессионными кольцами 11, между которыми расположен амортизирующий элемент в виде кольца 12 из эластичного материала. Для обеспечения

1709018

40 надежного расчленения оголовника сваи 7 с клиновым захватом 6 основного поршня 5, с внутренней стороны открытого конца канала ствола 2 смонтированы отбойные упоры 13. Для улучшения условий разгона основного поршня 5 со сваей 8 в канале ствола 2 последний выполнен перфорированным. Подача электроэнергии на электроды

4 осуществляется по кабелям 14 и 15. Свая

8 имеет наконечник 16.

Устройство работает следующим образом.

Ro окончании подготовительных работ— подачи демпфирующего поршня 9 под разрядную камеру 3 и заполнения последней разрядной жидкостью (водой или маслом), сочленения оголовника 7 сваи 8 заводимой с открытого конца канала ствола 2 с клиновым захватом 6 основного (нижнего) поршня, установки наконечника 16 сваи 8 на точку заведения и предварительного эаглубления ее под действием массы корпуса устройства (при этом основной поршень 5 продвигается по каналу ствола вверх и упирается снизу в демпфирующий (верхний) поршень 9, перекрывающий в свою очередь разрядную камеру 3), включается блок питания. Энергия, накопленная конденсаторами, через распределительное устройство по кабелю подается на электроды 4, расположенные в разрядной камере 3. Ка электродах инициируется электрический разряд, создающий в камере зону высокой температуры и давления и образующий парогазовую сферу, резкое расширение которой и порождает ударный импульс тяги, передающий через демпфирующий поршень 9, необходимый для увеличения длительности воздействия импульса по времени, основ-. ному поршню 5. Основной поршень 5 со сваей В под действием ударного импульса тяги, разгонясь в канале ствола 2, погружает сваю в грунт. При этом, при подходе нижней части основного поршня S к открытому концу канала ствола,.происходит его удар по отбойным упорам 13, следствием чего является расчленение оголовника сваи 7 с кли,новым захватом 6. После чего свая 8 продолжает погружаться в грунте уже самостоятельно, под действием сип инерции.

Для погружения следующей сваи, весь цикл подготовительных работ будет заключаться в сочленении оголовника сваи с клиновым захватом основного поршня и установки наконечника сваи на точку заведения, так как при заполнении разрядной камеры

50 3 разрядной жидкостью демпфирующий поршень 9 уже не сможет от нее оторваться, вследствие действия сип поверхностного натяжения разрядной жидкости, и все время будет перекрывать камеру. Причем,его ход

55 по каналу ствола будет определятся только максимальным объемом парогазовой сферы, образующейся в канале при инициировании в камере разряда, так что при схлапывании парогазовой сферы, демпфирующий поршень 9. передав ударный импульс основному поршню 5 ° опять втягивается назад, перекрывая разрядную камеру 3.

Предлагаемое устройство позволяет в

5 4-5 раз повысить производительность работ при погружении коротких свай. Данный положительный эффект был получен при экспериментировании с опытным образцом в стендовых условиях. Экспериментирование

10 велось на различных видах грунта с использованием источника питания, позволяющего инициирование разрядов энергией до 60.кДж.

Разработка и исследование устройства проведено в проблемной лаборатории электро15 гидравлики ЛВИМУ и ВКИИГСе, Формула изобретения

1. Устройство-для погружения коротких свай, содержащее корпус с наголовником и разрядной камерой с электродами, подключенными к высоковольтному источнику питания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности, нагоповник выполнен s виде ствола с гладким внутренним каналом, установленными в нем один над другим поршнями, верхний из «оторых, демпфирующий. образован двумя дисками с компрессионными кольцами и размещенным между ними амортизирующим элементом, а нижний выполнен с клиновым захватом для головы сваи.

2. Устройство no n.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что ствол снабжен отбойными упорами, смонтированными на его конце с внутренней стороны.

3. Устройство по пп.1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что ствол выполнен перфорированным.