Устройство для образования скважин под набивные сваи



Устройство для образования скважин под набивные сваи
Устройство для образования скважин под набивные сваи
Устройство для образования скважин под набивные сваи

 


Владельцы патента RU 2468148:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (СГТУ) (RU)

Изобретение относится к строительству, а именно к возведению фундаментов на набивных сваях при строительстве зданий, мостов и проведении берегоукрепительных работ. Устройство для образования скважин под набивные сваи содержит рабочий орган в виде ступицы с винтовой лопастью и конусным наконечником, жестко соединенным трубчатым валом с выхлопными отверстиями, ориентированными перпендикулярно его оси, с винтовым лидером, винтовая лопасть которого имеет такую же навивку и шаг, что и винтовая лопасть ступицы, привод рабочего органа в виде полой вращающейся штанги, верхний конец которой соединен с источником газодинамического импульса, а нижний - к рабочему органу. Штанга крепится к ступице рабочего органа через съемный фланец, а вал винтового лидера имеет сквозное отверстие, на выходном конце которого на пружине установлен отбойник. Устройство оснащено механизмом разрушения препятствий в виде гидромолота с удлинителем, закрепленного на фланце сменной штанги, внутри которой смонтирован трубопровод для подачи рабочей жидкости гидромолоту. Технический результат состоит в повышении эффективности действия устройства, повышении несущей способности набивной сваи, формируемой в скважине, обеспечении прохождения препятствий при выполнении скважин. 3 ил.

 

Изобретение относится к строительству, а именно к возведению фундаментов на набивных сваях при строительстве зданий, мостов и проведении берегоукрепительных работ.

Известно устройство для проходки скважин под набивные сваи, включающее пневмопробойник с расширителем, установленным на его корпусе [1].

Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности и достигаемому результату является устройство для образования набивных свай, содержащее рабочий орган в виде ступицы с винтовой лопастью и конусным наконечником, жестко соединенным трубчатым валом с выхлопными отверстиями, ориентированными перпендикулярно его оси с винтовым лидером, винтовая лопасть которого имеет такую же навивку и шаг, что и винтовая лопасть ступицы, привод рабочего органа в виде полой вращающейся штанги, верхний конец которой соединен с источником газодинамического импульса, а нижний - с рабочим органом [2].

Недостатком известного устройства является то, что при встрече с препятствием в виде камня или валуна винтовой лидер упирается в него, в результате чего момент на ввинчивание рабочего органа возрастает, что в конечном счете приводит к потере скважины.

Цель изобретения - повышение эффективности действия устройства.

Для достижения поставленной цели полая штанга привода рабочего органа крепится к расширителю через съемный фланец, а вал винтового лидера имеет сквозное отверстие, на выходном конце которого на пружине установлен отбойник, при этом устройство оснащено механизмом разрушения препятствия в виде гидромолота с удлинителем, закрепленного на фланце сменной штанги, внутри которой смонтирован трубопровод для подачи рабочей жидкости гидромолоту.

На рис.1. представлен общий вид устройства для образования скважин под набивные сваи, на рис.2 - вид A рис.1, на рис.3 - общий вид устройства, оснащенного механизмом разрушения препятствия.

Устройство для образования скважин под набивные сваи содержит ступицу 1 с винтовой лопастью 2 и конусным наконечником 3, жестко соединенным трубчатым валом 4 с выхлопными отверстиями 5, ориентированными перпендикулярно его оси с валом 6 винтового лидера, винтовая лопасть 7 которого имеет такую же навивку и шаг, что и винтовая лопасть ступицы (рис.1). Вал винтового лидера имеет сквозное отверстие 8, на выходном конце которого на пружине 9 установлен отбойник 10, а на ступице расширителя закреплено кольцо 11 с внутренним конусом и двумя упорами 12, расположенными на диаметрально противоположных сторонах кольца, в которые входят захваты 13 фланца 14, жестко соединенного с полой штангой 75 (рис.2), на дневной стороне которой смонтирован источник газодинамического импульса 16. Механизм разрушения препятствий (рис.3) выполнен в виде гидромолота 17 с удлинителем 18, закрепленного на фланце 19 сменной штанги 20, внутри которой смонтирован трубопровод 21 для подачи рабочей жидкости гидромолоту.

Для образования скважины (рис.1) отбойник 10 винтового лидера устанавливают в нужную точку и вращают штангу 15. Винтовой лидер, вращаясь вместе со штангой, ввинчивается в грунт, образуя лидерную скважину, и увлекает за собой трубчатый вал 4, а вместе с ним конусный наконечник 3 и ступицу 1 в грунт. При ввинчивании винтовой лопасти 2 ступицы в грунт происходит изоляция лидерной скважины от поверхности грунта, а момент на ввинчивание устройства возрастает. В этот момент срабатывает источник газодинамического импульса 16. Ударная волна микровзрыва заполняет полости штанги, ступицы, трубчатого вала и через отверстия 5 отжимает грунт от трубчатого вала 4, расширяя лидерную скважину до нужного размера. В осевом направлении газодинамическое воздействие на грунт не распространяется, так как торцы расширяемой скважины изолированы с одной стороны винтовой лопастью лидера 7, а с другой - конусным наконечником 3 и винтовой лопастью 2 ступицы, в результате чего осевое давление газа при расширении скважины воспринимается этими элементами, дополнительно нагружая на растяжение трубчатый вал 4. В результате расширения скважины газодинамическим воздействием уменьшается осевое усилие, необходимое на расширение скважины, следовательно, и момент, необходимый на завинчивание рабочего органа. В случае возникновения препятствия перед винтовым лидером в виде камня или валуна, который препятствует осевому перемещению устройства, момент завинчивания рабочего органа достигает максимального значения, проходку скважины прекращают. Реверсируют вращение штанги 15, в результате чего фланец 14 поворачивается относительно ступицы 1, захваты 13 (рис.2) выходят из зацепления с упорами 72 и штангу вместе с фланцем 14 извлекают из скважины. После чего в скважину погружают сменную штангу 20 вместе с закрепленным на ее фланце 19 гидромолотом 17 с удлинителем 18 (рис.3). Удлинитель 18 через конусный наконечник входит в отверстие 8 вала лидера 6 до контакта с отбойником 10. После этого штангу поворачивают, захваты 13 фланца 19 входят в зацепление с упорами 12, фиксируя гидромолот 17 в ступице 1. Трубопровод 21 для подачи рабочей жидкости гидромолоту соединяют с источником давления. Для разрушения препятствия включают привод штанги 20 и гидромолота 17, который через удлинитель 18 воздействует на отбойник 10, разрушая препятствие перед винтовым лидером, а штанга 20, вращая рабочий орган, обеспечивает дальнейшую проходку. Пружина 9 обеспечивает возврат отбойника 10 после удара гидромолота в исходное положение, что позволяет энергию удара гидромолота 17 полностью сконцентрировать на разрушение препятствия. Процесс разрушения препятствия по своему действию аналогичен работе бетонолома. После проходки скважины на участке, предварительно расширенном газодинамическим импульсом, момент на вращение штанги вновь увеличится. Штангу с гидромолотом меняют на штангу с источником газадинамического импульса и ведут проходку скважины в штатном режиме до возможного появления следующего препятствия.

После проходки скважины на проектную глубину реверсируют вращение штанги 15, в результате чего захваты 13 вместе с фланцем 14 поворачиваются на 180° и входят в зацепление с упорами 12 с противоположной стороны (рис.2), обеспечивая вращение устройства в противоположном направлении. Винтовые лопасти лидера 7 и расширителя 2, которые по диаметру больше диаметра скважины, вывинчиваются из нее, оставляя на ее поверхности винтовой след, который увеличит несущую способность набивной сваи, формуемой в такой скважине.

Соединение источника газодинамического импульса с корпусом расширителя увеличивает объем первоначального газодинамического импульса, что позволяет при той же энергии импульса снизить пик давления газов и увеличить время расширения скважины, в результает чего снижается динамика взаимодействия газодинамического импульса с грунтом, повышается эффективность его воздействия на грунт, и, как показали эксперименты, увеличивается объем расширенной скважины, особенно этот эффект проявляется на глинистых грунтах с малой газопроницаемостью.

Применение предлагаемой конструкции позволит значительно увеличить диаметр скважин, получаемый способом уплотнения грунта в стенки скважины, а оснащение рабочего органа гидромолотом с большой энергией удара обеспечит разрушение препятствий значительных размеров и сведет к минимальным потерям скважин в грунтах с включением камней и валунов.

Источники информации

1. Пат. 2186928 Российской Федерации МПК E21B 7/26, E21B 7/30. Устройство для проходки скважины в грунте и способ образования расширения в конце скважины с его помощью / Терсков А.Д., Маслаков П.А., Костылев А.Д., Смоляницкий Б.Н.; заявитель и патентообладатель: Институт горного дела - Научно-исследовательское учреждение СО РАН. - №2001114601/03; заявл. 28.05.2001; опубл. 10.08.2002.

2. Заявка №2009144811/03(063792) МПК E02D 5/56. Устройство для образования буронабивных свай. / Ромакин Н.Е., Землянский А.А.; заявитель Саратовский государственный технический универсистет, заявл. 22.10.10.

Устройство для образования скважин под набивные сваи, содержащее рабочий орган в виде ступицы с винтовой лопастью и конусным наконечником, жестко соединенным трубчатым валом с выхлопными отверстиями, ориентированными перпендикулярно его оси, с винтовым лидером, винтовая лопасть которого имеет такую же навивку и шаг, что и винтовая лопасть ступицы, привод рабочего органа в виде полой вращающейся штанги, верхний конец которой соединен с источником газодинамического импульса, а нижний к рабочему органу, отличающееся тем, что штанга крепится к ступице рабочего органа через съемный фланец, а вал винтового лидера имеет сквозное отверстие, на выходном конце которого на пружине установлен отбойник, при этом устройство оснащено механизмом разрушения препятствий в виде гидромолота с удлинителем, закрепленного на фланце сменной штанги, внутри которой смонтирован трубопровод для подачи рабочей жидкости гидромолоту.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области строительства сооружений со свайным фундаментом, в частности к строительству морских гидротехнических сооружений. .

Изобретение относится к строительному производству, в частности к монтажу заземлителей в электроустановках. .

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для формирования котлованов под возведение фундаментов на слабых и осадочных грунтах, может быть использовано для формирования котлованов в условиях тесной городской застройки.

Изобретение относится к строительству, в частности к устройству свайных фундаментов. .

Изобретение относится к строительству преимущественно свайных фундаментов, также к устройствам для образования отверстий в грунте под насыпями для пропуска трубопроводов.

Изобретение относится к строительству, а именно к строительной технике, и предназначено для погружения свай вдавливанием. .

Изобретение относится к строительству, в частности к устройству свайных фундаментов. .

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при сооружении фундаментов из железобетонных свай в жилищном, промышленном и сельском строительстве, а также для вдавливания шпунтов и им подобных строительных конструкций в грунт любой плотности.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при строительстве фундаментов из железобетонных свай в жилищном, промышленном и сельском строительстве, а также для вдавливания шпунтов и им подобных строительных конструкций.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при вдавливании свай в прослойки плотных грунтов при сопротивлении грунта, превышающем максимальное усилие вдавливающей установки. Способ погружения сваи вдавливанием включает загрузку в рабочий орган вдавливающей установки сваи, которую устанавливают вертикально и зажимают в механизме зажима, сваю погружают на величину хода поршня гидродомкратов механизма вдавливания (до 1,0 м), осуществляют разжим сваи в рабочем органе установки, поднимают штоки гидродомкратов механизма вдавливания в верхнее положение (холостой ход), вновь зажимают сваю и цикл повторяется сначала до погружения сваи на проектную глубину. В прослойках плотных грунтов при сопротивлении грунта погружению, превышающем максимальное усилие вдавливающей установки при достижении минимальной скорости погружения, движение сваи периодически останавливают за счет снижения усилия вдавливания до нулевого значения, извлекают сваю из грунта на величину, равную длине ее стороны, а затем сваю опускают до прежнего уровня при минимальном усилии вдавливания, после этого, доводят усилие вдавливания до максимального значения и погружают сваю на принятый шаг технологического цикла попеременного вдавливания-извлечения-вдавливания. Технический результат состоит в обеспечении надежности процесса погружения свай способом вдавливания путем гарантированного достижения несущего слоя через прослойки плотных грунтов. 1 ил.

Изобретение относится к области строительства и может быть использован при погружении свай вдавливанием в слои плотных грунтов при сопротивлении грунта, превышающем максимальное усилие вдавливающей установки. Способ погружения сваи вдавливанием включает загрузку в рабочий орган вдавливающей установки сваи, которую устанавливают вертикально и зажимают в механизме зажима. Сваю погружают на величину хода поршня гидродомкратов механизма вдавливания (до 1,0 м), осуществляют разжим сваи в рабочем органе установки, поднимают штоки гидродомратов механизма вдавливания в верхнее положение (холостой ход), вновь зажимают сваю и цикл повторяется сначала до погружения сваи на проектную глубину. Вдавливание сваи при наличии в геологическом разрезе слоев плотных грунтов увеличивают усилие вдавливания до значения, равного сумме лобового сопротивления сваи в этих слоях грунтов и бокового сопротивления в пределах всей глубины погружения сваи по разрезу, а также уменьшают скорость вдавливания сваи до минимального значения, определяемого из указанного соотношения. Технический результат состоит в повышении эффективности способа вдавливания свай в слои плотных грунтов. 1 ил.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при укреплении фундаментов внутри здания. Способ вдавливания свай и/или других строительных конструкций включает установку системы анкеровки с опорой и механизмом вдавливания, установку вдавливаемого элемента под механизм вдавливания и вдавливание последнего. В качестве опоры системы анкеровки используют несущую колонну сооружения. Под механизм вдавливания устанавливают два вдавливаемых элемента симметрично относительно опоры. Вдавливание осуществляют одновременно обоих элементов, причем в процессе вдавливания осуществляют постоянный контроль величины их погружения и, в случае необходимости, выравнивание величины их погружения. Технический результат состоит в снижении трудоемкости и упрощении работ по изготовлению оборудования и проведению работ в стесненных условиях при повышении несущей способности существующего свайного фундамента на существующем строении. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к вдавливающему устройству, предназначенному для вдавливания свай, стальных профилей и других удлиненных предметов в грунт. Технический результат - упрощение конструкции с возможностью отсоединения и замены устройства с зажимами или только зажимов. Вдавливающее устройство содержит корпус (1), который может закрепляться на рабочей машине, вибрационное устройство (6), закрепленное на корпусе (1) с помощью демпфирующих прокладок (9), и подвижные зажимы (10), регулируемые на упомянутом вибрационном устройстве (6) для захвата предмета, подлежащего вдавливанию, по меньшей мере, с помощью бокового захвата. Корпус (1) содержит верхнюю часть (2), включающую в себя крепежное приспособление (4), (5) для закрепления его на рабочей машине, и боковые части, направленные от верхней части (2) вниз, причем между боковыми частями вибрационное устройство (6) и зажимы (10); (17, 18) могут быть закреплены через кассету (7), содержащую демпфирующие резиновые прокладки (9). В этом случае крепления содержат крепления (11, 23, 14); (20, 8) или (21, 8) штырь/отверстие, которые могут разъединяться за счет отсоединения упомянутых штырей (11, 20, 21). 7 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх