Способ вибрационного погружения в грунт полимерных шпунта и труб



Способ вибрационного погружения в грунт полимерных шпунта и труб
Способ вибрационного погружения в грунт полимерных шпунта и труб

 


Владельцы патента RU 2517150:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет" (RU)

Изобретение относится к области технологии производства свайных работ и может быть использовано для погружения в грунт полимерных шпунта и труб. Способ вибрационного погружения в грунт полимерных шпунта и труб включает изменение точки крепления вибромеханизма вдоль оси погружаемого элемента, позволяющее уменьшить потери энергии волн колебаний на преодоление сил внутреннего трения в материале шпунта и труб. Перестановку вибропогружателя осуществляют с шагом, величину которого определяют при расчете логарифмического декремента затухания колебаний в материале погружаемого пробного элемента, получаемого при анализе виброграмм свободных затухающих колебаний и вычисления по ним темпа уменьшения амплитуд вибраций на границе каждого шага перестановки вибропогружателя при падении скорости погружения элемента до значения 0,1 м/мин. Технический результат состоит в повышении производительности работ за счет снижения потерь энергии колебаний материала погружаемой шпунтины или трубы, эффективном управлении технологическим процессом во время производства работ. 2 ил.

 

Изобретение относится к области технологии производства свайных работ и может быть использовано для погружения в грунт полимерных шпунта и труб.

Известен способ погружения свай с перестановкой вибромеханизма по оси погружаемого элемента (см. автореферат диссертации Л. Д. Акимовой «Некоторые вопросы комплексной механизации устройства фундаментов опор линий электропередачи высокого напряжения» - Л., 1956. - С.6), который позволяет производить погружение элемента при таком расположении вибромеханизма с центральным проходным отверстием, которое дает возможность уменьшения потерь энергии волн колебаний в теле шпунтины или трубы при вибрационном воздействии.

Недостатками данного способа являются: отсутствие критерия, определяющего расположение вибромеханизма, а также технологической последовательности производства работ по погружению элемента в грунт.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ погружения в грунт труб, при котором крепление вибромеханизма осуществляется в любом месте по длине погружаемого элемента (Совершенствование технологии вибрационного извлечения труб из скважин/ В.В. Верстов, В.В. Топчин, Б.Я. Яковлев и др.// Науч.-исслед. ин-т гидромеханизации, сан.-техн. и специальных строительных работ.- СПб, 1993. - С.43). Этот способ осуществляется применением вибратора с корпусом и наголовником, не замкнутыми в плане, который сбоку наводят на трубу, центрируют и фиксируют на ней. Рассматриваемый способ погружения предусматривает такое крепление вибромеханизма, которое по сравнению с аналогом позволяет устанавливать вибратор в любом месте по длине элемента, что исключает необходимость в ходе производства работ подъема вибромеханизма до уровня верхнего торца погружаемой трубы или шпунтины.

Недостатком вышеуказанного способа является отсутствие критерия для определения рациональных технологических приемов, в частности при перестановке вибромеханизма. Отсутствие такого критерия, который выражается величиной шага последовательных закреплений вибромеханизма вдоль продольной оси погружаемого элемента, не позволяет в процессе производства работ эффективно управлять технологическим процессом, в основе которого лежит преодоление сил сопротивления грунта погружению шпунта и труб при вибрациях и демпфирование части энергии колебаний в материале этих элементов.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является расширение технологических возможностей использования эффективного вибрационного способа для погружения полимерных шпунта и труб за счет снижения потерь энергии колебаний вследствие проявления демпфирующих свойств материала этих элементов.

Сущность изобретения состоит в том, что перестановку вибропогружателя осуществляют с шагом, величину которого определяют при расчете логарифмического декремента затухания колебаний в материале погружаемого пробного элемента, получаемого при анализе виброграмм свободных затухающих колебаний и вычисления по ним темпа уменьшения амплитуд вибраций на границе каждого шага перестановки вибропогружателя при падении скорости погружения элемента до значения 0,1 м/мин, которое характеризует нижний предел эффективности процесса.

Предлагаемый способ вибрационного погружения в грунт полимерных шпунта и труб на всех этапах поясняется чертежом фиг.1, на котором представлена технологическая схема, включающая этапы:

а - на погружаемый элемент 2 действует маховой момент в поперечной плоскости, снижающий эффективность заглубления элемента в грунт 1. По мере заглубления погружаемого элемента в грунт маховой момент уменьшается за счет увеличения сил защемления;

б - вибропогружатель 3 заглубляет полимерную шпунтину или трубу на глубину /, при этом происходит устойчивая фиксация элемента в толще грунта, в результате этого "эффект" поперечного раскачивания шпунтины или трубы 4 существенно уменьшается;

в, г - для последовательного уменьшения степени демпфирования упругих колебаний в теле шпунтины 1 или трубы и ,следовательно, для повышения скорости их погружения передачу колебаний осуществляют при таких точках закрепления вибромеханизма, которые обеспечивают снижение потерь энергии на внутреннее трение в материале погружаемого элемента;

д - погружение шпунтины до проектной отметки с обеспечением технического эффекта, достигнутого на этапах б, в и г.

На фиг.2 представлена примерная виброграмма свободных затухающих колебаний шпунтины или трубы, где: 1 - кривая виброграммы колебаний; A-, Ak+i - значение амплитуды колебаний двух последовательных максимальных отклонений; ΔA - изменение амплитуды колебаний за один период.

Способ вибрационного погружения полимерных шпунта и труб в грунт осуществляется следующим образом. Вначале на объекте строительства производят пробное погружение в грунт того или иного элемента. При этом первоначально на каждом этапе заглубления по снимаемым виброграммам свободных затухающих колебаний (фиг.2) определяют амплитуды колебаний, а по ним находят логарифмический декремент затухания по формуле:

δ = ln A k A k + 1

где δ - логарифмический декремент затухания колебаний; Ak, Ak+i -значения двух последовательных максимальных отклонений амплитуды (точки k и k+1). В зависимости от полученного декремента затухания колебаний, рассчитывают шаг / перестановки вибромеханизма, при котором создается возможность уменьшения потерь энергии от возбуждаемых упругих волн колебаний в теле заглубляемого элемента. При этом обеспечивают эффективное погружение шпунта или трубы при их заглублении на полную высоту.

Как известно, эффективное погружение элемента происходит при (см. Вибрационный метод погружения свай и его применение в строительстве /О.A.Савинов, А.Я.Лускин. Л.: Стройиздат, 1960. - 248 с.) амплитуде колебаний, превышающей 2 мм. Следовательно, для эффективного погружения элемента в грунт необходимо выполнение таких условий, при которых демпфирование колебаний на внутреннее трение в материале (коэффициент поглощения), характеризующийся значением логарифмического декремента затухания колебаний, регулируемый в процессе погружения изменением шага / по длине элемента L, будет лежать в пределах: поливинилхлорид - 0,044, полиэтилен низкого давления - 0,041. Опытами установлено, что указанные величины декремента затухания колебаний соответствуют скорости погружения элемента в грунт, достигшей величины не менее 0,1 м/мин (см. Исследование напряженно-деформируемого состояния полимерных труб при их погружении в грунт динамическими воздействиями / B.В.Верстов, В.В.Топчин // Технология производства специальных строительных работ.- 1987. - С.73).

Предлагаемый способ обладает следующими преимуществами перед известными решениями:

- возможность использовать вибрационное воздействие для погружения элементов из материалов, обладающих значительными демпфирующими свойствами;

- повышение производительности работ за счет эффективного управления технологическим процессом путем поддержания скорости погружения элемента в рациональных пределах от 1,0 м/мин до 0,1 м/мин, что подтверждается результатами исследований и большим производственным опытом вибрационного погружения в грунт элементов с малым лобовым сопротивлением (шпунт, трубы с открытым нижним концом).

Способ вибрационного погружения в грунт полимерных шпунта и труб, включающий изменение точки крепления вибромеханизма вдоль оси погружаемого элемента, позволяющее уменьшить потери энергии волн колебаний на преодоление сил внутреннего трения в материале шпунта и труб, отличающийся тем, что перестановку вибропогружателя осуществляют с шагом, величину которого определяют при расчете логарифмического декремента затухания колебаний в материале погружаемого пробного элемента, получаемого при анализе виброграмм свободных затухающих колебаний и вычисления по ним темпа уменьшения амплитуд вибраций на границе каждого шага перестановки вибропогружателя при падении скорости погружения элемента до значения 0,1 м/мин.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к земляным инженерно-техническим работам, а именно к возведению коротких колонн из заполнителя, а также к контролю качества при их возведении.

Изобретение относится к строительной технике, а именно к устройству, предназначенному для крепления к забиваемому объекту, погружаемому в грунт или извлекаемому из грунта путем создания вибрации.

Изобретение относится к вибраторной системе для изготовления колонн материала в почве, которая имеет удлиненное тело вибратора с имеющей периметр образующей поверхностью, и, по меньшей мере, один проходящий, по меньшей мере, частично вокруг периметра тела вибратора выступ для продавливания вглубь находящегося в кольцевом пространстве под выступом материала при движении вниз тела вибратора.

Изобретение относится к строительству и может быть применено при изготовлении железобетонных фундаментов зданий, домов и других инженерных сооружений с использованием его для изготовления буробетонных свай в грунте; для вибробурения скважин в грунте; для погружения и извлечения металлических труб, ограждающих котлованы строящихся домов, или для погружения свай-оболочек в грунт; для погружения призматических железобетонных свай в грунт и других свайных элементов.

Изобретение относится к вибросейсмической технике и используется в качестве генератора направленных колебаний в виброисточниках для промыслового сейсмоволнового воздействия на нефтегазовые месторождения с земной поверхности и в строительном производстве.

Изобретение относится к вибрационной технике, а именно к устройствам для погружения в грунт и извлечения из него свайных элементов, уплотнения грунтов, балласта, каменных постелей.

Изобретение относится к вибрационной технике, а именно к устройствам для погружения в грунт и извлечения из него свайных элементов, уплотнения грунтов, балласта, каменных постелей.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении бетонных несуще-ограждающих конструкций с наружной гидроизоляцией в грунте.

Изобретение относится к строительному мультивибрационному оборудованию для погружения в грунт свай, свай-оболочек, шпунтов и их извлечения из него. Способ направленного инерционного вибровозбуждения включает получение результирующей асимметричной вертикально направленной вынуждающей силы F, составляющие Fi которой одновременно генерируют с помощью n элементарных вибровозбудителей направленного действия при кратном в виде натурального ряда чисел от 1 до n, отношении угловых скоростей ωi вращения валов i-x элементарных вибровозбудителей к угловой скорости ω1 вала первого элементарного вибровозбудителя и уменьшении размеров статических моментов miri масс mi дебалансов с эксцентриситетами ri при увеличении угловых скоростей ωi. Режим генерирования составляющих Fi вынуждающей силы F осуществляют по закону на базе зависимости в виде непрерывной симметричной или несимметричной функции f(x), разложение которой в ряд Фурье содержит гармоники, определяющие составляющие Fi вынуждающей силы F, содержащие начальную фазу и обеспечивающие необходимый задаваемый коэффициент kа ее асимметрии возбуждающей силы как отношение размеров максимальных модулей вдавливающей вынуждающей силы Fа к подъемной Fп при приемлемом количестве n элементарных вибровозбудителей. Технический результат состоит в обеспечении получать коэффициент силовой асимметрии значительных размеров при меньшем количестве элементарных вибровозбудителей за счет улучшения закона изменения результирующей вынуждающей силы. 2 н. и 4 з.п. ф-лы. 3 ил.

Изобретение может быть использовано при погружении шпунта в слои плотных водоупорных грунтов. Технический результат заключается в обеспечении устойчивости и водонепроницаемости ограждений котлованов различного назначения. Согласно способу погружения шпунта с заглублением в плотный водоупорный грунт посредством вибротехнических средств погружение шпунта ведут последовательно в двухстадийном режиме: в пределах верхней толщи слабых грунтов шпунт погружают в режиме гармонических колебаний с частотой 1000-2500 колебаний в минуту и амплитудой 10-20 мм, а при достижении шпунтом слоя плотного водоупорного грунта режим работы вибротехнического средства переводят на низкочастотный виброударный режим с частотой не менее 420 колебаний в минуту при высоте подскока ударной массы 20-40 мм и выдерживают отношение этой массы вибротехнического средства к его вынуждающей силе равным 0,4. 1 ил.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при возведении ограждающих водонепроницаемых ячеистых перемычек котлованов на акваториях при сооружении искусственных островов, причальных и ограждающих сооружений. Устанавливают тонкостенные стальные оболочки 2 в плотный водоупорный грунт 1 на дно акватории. Закрепляют на свободном торце оболочек 2 вибротехнические средства посредством соединительных элементов. Вибротехнические средства выполнены в виде свободных беспружинных вибромолотов 4. Соединительные элементы выполнены в виде вилочных направляющих 3. Заглубление тонкостенных стальных оболочек 2 производят в виброударном низкочастотном режиме с подскоком ударной массы. Свободные беспружинные вибромолоты 4 подвешивают через стержни 5 с пружинами 6 на жесткую траверсу-пригрузку 7 для дополнительной статической нагрузки на плотный водоупорный грунт 1 и устойчивого режима работы свободных беспружинных вибромолотов 4. Обеспечивается усталостное разрушение плотного водоупорного грунта и снижение сил лобового сопротивления грунта заглублению в него тонкостенных стальных оболочек. 1 табл., 3 ил.

Изобретение относится к вибрационному погружателю, используемому для введения и извлечения формованных стальных принадлежностей, а именно шпунтовых свай, профилей и стальных труб. Технический результат - длительный срок службы вибропогружателя. Вибропогружатель содержит корпус, верхний и нижний комплекты дебалансов, передаточное устройство. Передаточное устройство состоит из передаточного корпуса, зубчатого поршня, ступенчатого вала. 23 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к области машиностроения. Демпфирующее устройство (10) содержит первую секцию (20), содержащую опорный узел первой секции, выполненный с возможностью поддержания вибрационного оборудования (140). Вторая секция (30) содержит опорный узел второй секции, выполненный с возможностью подвешивания демпфирующего устройства. Один или более заполняемых текучей средой поглотителей (40) сообщаются с источником текучей среды. Вибрация вызывает смещение первой секции относительно второй секции. Система управления текучей средой функционально соединена с узлом смещения обратной связи, сообщается и управляет удалением текучей среды из одного или более поглотителей. Достигается повышение износостойкости, изменение демпфирующих свойств в зависимости от величины вибрации. 25 з.п. ф-лы, 22 ил.
Наверх