Способ монтажа криволинейных бетонных конструкций в грунте и устройство для его осуществления

 

Союз Советсиик

Социапистичесиик

Респ

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и>863769 (61) Дополнительное к авт. свиа-ву— (22) Заявлено 26.07. 79 (21) 2801б30/29-33 с присоединением заявки 7Й(23) П риоритет—

Опубликовано 15.09.81 ° Бвллетень Фт 34

Дата опубликования описания 17 09 81"--(И)М. Кл.

Ркудэестваявй еиетет

СССР вв лелаи изебретеккй и efgyHTNs (5З ) УД (624, 155. .15 (088.8) (72) Авторы изобретения

А.Е. Земляк и А.Х. Теплицкий

Ворошиловградский филиал Научно-исследовательского " :т института строительного производства Госстроя Украинской ССР (7! ) Заявитель (54) СПОСОБ МОНТАЖА КРИВОЛИНЕЙНЫХ БЕТОННЫХ

КОНСТРУКЦИЙ В ГРУНТЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к строительному производству и может быть использовано для монтажа криволинейных конструкций в грунте при усилении фундаментов, устройстве буронабивных свай, устройстве анкеров и т.п.

Известен способ монтажа криволинейных бетонных конструкций в грунте, включакбций бурение вертикальной скважины, вдавливание из скважины

10 под углом к ней в грунт инъектора и подачу в образовавшиеся полости бетона через инъектор при его извлечении из грунта.

Известны устройства для осуществления описанного способа, состоящие из находящейся в направляющей трубе многозвенной цепи и фиксатора звеньев цепи перед их вводом в грунт.

Внутри звеньев цели выполнена осевая проточка для подачи бетона в образовавшуюся при вдавливании инъектора полость (1 ).

Недостатком данного способа и устройства является низкая прочность образуемж конструкций, обусловленная отсутствием арматуры в полостях, продавленных из вертикальной скважины.

Кроме того, известный способ не обеспечивает образование конструкций в грунте большой протяженности по горизонтали, не регулируется глубина образуемых полостей и угол их наклона.относительно вертикальной скважины, что существенно сужает область применения способа, так например, известный способ не позволяет монтировать горизонтальные бетонные конструкции из вертикальной скважины при усилении фундаментов.

Цель изобретения — повышение прочности криволинейных бетонных конструкций в грунте и расширение области применения способа.

Эта цель достигается тем, что сог ласно способу монтажа криволинейных бетонных конструкций в грунте, вклю863769 чающему бурение скважины, установку в нее направляющей трубы с предварительно соединенным с ней кожухом и размещение внутри них полой многозвенной цепи, соединенной с приводом и инъектором, внедрение последнего в стенку скважины и подачу в образовавшуюся полость бетонного раствора через инъектор при его извлечении, одновременно с внедрением инъектора в грунт производят внедрение продольной и спиральной арматурной проволок, перед извлечением инъектора закрепляют концы арматурных проволок в грунте с помощью анкера, а при извлечении инъектора производят образование арматурного каркаса путем одновременной навивки спиральной арматурной проволоки на продольную проволоку и соединения их контактной сваркой.

В устройстве для монтажа криволинейных бетонных конструкций в грунте, содержащем направляющую трубу и шарнирно соединенный с ней кожух, расположенную внутри них полую многозвенную цепь, соединенную с приводом и инъектором,, фиксатор и пропущенный внутри цепи и соединенный с инъектором бетоновод, инъектор оснащен анкером, втулкой, наконечником с продольными отверстиями для пропуска продольных арматурных проволок и сварочным аппаратом, причем звено цепи, соединенное с инъектором, снабжено кожухом с кольцевым электродом, монтированным на внутренней поверхности и соединенным со сварочным аппаратом, а втулка установлена с возможностью вращения между кожухом и наконечником и выполнена с наклонным пазом для навивки спиральной и арматурной проволоки, причем фиксатор звеньев выполнен в вице замковой цепи, звенья которой снабжены пальцами, сопряженными с отверстиями, выполненными на звеньях многозвенной цепи, а на внутренних боковых поверхностях налравляющего кожуха выполне" ны выступы, расположенные между многозвенной и замковой цепями, а кожух снабжен закрепленным на нем стержнем с трубкой с отверстием, надетой на стержень, и регулировочным винтом, шарнирно соединенным с направляющей трубой и пропущенным..через отверстие трубKH °

На фиг.1 изображена схема монтажа криволинейных бетонньг конструкций

ЭЗ

4$

4 в грунте и устройство для его осуществления, общий вид на фиг ° 2в конструкция головки для сварки арматуры и подачи бетонной смеси, разрез А-А на фиг.l на фиг.3 - разрез

Б-Б на фиг.! на фиг.4 — узел I на фиг.! на фиг.5 — разрез В-В на фиг.! на фиг.6 — разрез Г-Г на фиг.l.

Устройство для монтажа криволинейных бетонных конструкций в грунте состоит иэ многаэвенной цепи 1, конечное звено которой соединено со штоком 2 реверсивного привода, а начальное — с вводимой в грунт головкой 3 и замковой целью 4, причем начальные звенья цепей 1 и 4 соединены между собой. На звеньях замковой цепи 4 выполнены пальцы 5, а в звеньях цепи l выполнены отверстия 6, сопряженные с пальцами 5. Многозвен" ная цепь l размещена в направляющей трубе 7 с шарнирно закрепленным на ней направляющим кожухом 8. Замковая цепь 4 размещена в направляющем элементе, например, в отдельной полости

9 направляющей трубы 7. На внутренних боковых поверхностях направляющего кожуха 8 выполнены клиновидные выступы 10, находящиеся между многозвенной цепью 1 и замковой цепью 4. На направляющем кожухе 8 жестко закреплен стержень !1, на который надевается трубка 12, в поперечное отверстие которой входит регулировочный винт

l3 шарнирно закрепленный на направляющей трубе 7. В верхней части трубки 12 закреплена гибкая тяга 14, выходящая на поверхность. В каждом звене многозвенной цепи 1 выполнена осевая продольная полость, внутри которой проходят бетоновод 15, шланги 16 с арматурной проволокой 17 и охватывающая их спиральная проволока 18.

Головка 3 состоит из наконечника

19, к которому присоединены бетоновод

l5 шланги !6 и инъектор 20 для введения бетона в полость, например натрубок с клапаном. В наконечнике 19 выполнены каналы для прохождения проволоки 17. На наконечнике 19 установлена втулка 21 с возможностью вращения без осевого перемещения. Это обеспечивается тем, что втулка 21 находится между наконечником 19,, кожухом 22 и стопорной шайбой 23. Спиральная проволока 18 навивается на наконечник 19 и проходит через наклонную прорезь

24, выполненную во втулке 21. На внуч5 ренней поверхности кожуха 22 закреп.лена диэлектрическая втулка 25 с запрессованным внутрь нее кольцевым электродом 26.

Втулка 21 предназначена для фиксации полого наконечника 19 относительно кольцевого электрода 26, т.е. для сохранения между ними постоянного зазора, в котором проходят проволоки 17 и 18, а также для пропуска через головку 3 спиральной проволоки 18. Для выполнения этих двух функций втулка

21 имеет форму цилиндра и имеет в торце отверстие или паз для пропуска проволоки 18. Поскольку при перемещении головки 3 относительно спиральной проволоки 18 сечение последней плоскостью, перпендикулярной к оси головки 3, перемещается по окружности, то и паз втулки 21 также перемещается.

Поэтому втулка 21 закреплена между кожухом 22 и полым наконечником 19 с возможностью вращения без осевого перемещения, и в ее торце выполнен паз так, чтобы при перемещении головки 3 относительно спиральной прЬволоки 18 его поверхность скользила по проволоке 18 и приводила таким образом втулку 21 во вращение. Электрод 26 снаружи прижат диэлектрической шайбой 27, находящейся в крышке 28, навинчивающейся на кожух 22. В кожухе 22 и втулке 25 выполнено внутреннее отверстие, по которому проходит изолированный проводник 29, соединяющий электрод 26 с одной из клемм сварочного аппарата.

Арматурная проволока 17 и спиральная проволока 18 соединены с анкером 30, состоящим из шарнирно соединенных в вершине пластин. Фиксация пальцев 5 в отверстиях 6 осуществляется при помощи разрезных шайб 31, входящих в проточки, выполненные в отверстиях 6 и сопряженных .с проточками в пал цах 5. Анкер 30 состоит из нескольких пластин, сложенных в виде пирамиды, соединенных в вершине шарнирно шарнирами одностороннего действия и упиракщихся основаниями в головку 3, и является наконечником головки 3 при ее вдавливании в грунт. Основания пластин анкера 30 выступают sa габариты головки 3.

863769

Монтаж криволинейных бетонных конструкций в грунте с помощью предлагаемого способа и устройства осуществляется следующим образом.

Перед производством работ при помощи регулировочных гаек 32 задают требуемый угол наклона направляющего кожуха 8, т.е. угол введения головки 3 в стенку скважины. Затем устройство опускают в скважину на тре» буемую глубину. При этом многозвенная цепь 1 должна быть втянута в направляющую трубу 7. Включают привод, в

10 результате чего шток 2 выталкивае г цепь 1 из направляющей трубы 7. При этом цепь ),попадая в направляющий кожух 8, втягивает в него замковую цепь 4, обеспечивая попадание пальцев

15 5 в отверстия 6 на звеньях цепи 1, в результате чего соединенные цепи

1 и 4 приобретают жесткость в плоскости, перпендикулярной их продольной оси.

20 Шток 2 перемещают до тех пор, пока головка 3 не вдавится в стенку скважины на требуемую глубину.

После этого перемещают шток 2 в противоположном направлении, в ре25 зультате чего головка 3 начинает извлекаться из образованной при ее вдавливании полости в грунте. При извлечении головки 3 из образованной полос ти, основания пластин врезаютсг в грунт, пластины поворачиваются вокруг шарнира, соединяющего их на угол, меньший 90, в результате чего анкер

30 заклинивается в грунте, Поскольку анкер 30 с головкой 3 не соединен, а соединен только с проволоками 17 и 18, то анкер 30 свободно отделяется от головки 3 при извлечении устройства из образованной полости. При извлечении устройства закрепленные на анкере 30 арматурная проволока 17 и спиральная проволока 18 начинают вытягиваться из головки 3. Посколь- . ку продольная арматурная проволока

17 и спиральная проволока 18 закреплены иа анкере 30, который заклинен в грунте, то при извлечении головки

3 иэ образованной полости они остаются неподвижнымн, вытягиваясь иэ головки 3. При этом продольная арма50 турная проволока 17 вытягивается прямолинейно, а спиральная проволо- „. ка 18, имеющая форму спирали, под действием приложенного к ней осевого усилия fsa счет вытягивания устрой55 ства) проходит через паз 24 на втулке 21. Поскольку один конец проволоки 18 закреплен неподвижно на анкере 30, сама проволока 18 имеет фор9

Формула изобретения

7 86316 му спирали, а втулка 21 установлена с возможностью вращения, то проволока 18 вращает втулку 21 и навивается за счет этого на натянутые проволоки

l7> прижимаясь к ним. Так как расстоя- 5 ние между наконечником 19 и электродом 26 меньше суммарной толщины проволоки 17 и 18, а одновременно с включением обратного хода IToKd 2 включается сварочный аппарат, то в зоне io между наконечником 19 и электродом

26 происходит обжатие проволок 17 и 18, в результате чего через место их контакта проходит электрический ток и осуществляется контактная свар- i5 ка. Так как проволока 18 имеет форму спирали, то вытягиваясь из головки

3, она входит в контакт и сваривается поочередно со всеми продольными проволоками 17. Расстояние между 20 местами сварки проволоки l 8 на каждой проволоке 11 зависит от шага, с которым навита в спираль проволока 18. В результате этого в грунте образуется арматурный кар- 25 кас из проволок 17 и 18 цилиндрической формы.

При извлечении оловки 3 из полости в грунте после закрепления анкера

24 по бетоноводу ) через инъектор 30

20 в полость нагнетают бетонный раствор.

По мере извлечения головки 3 из полости и сварки арматурного каркаса происходит заполнение полости бетон- 35 ным раствором, в результате чего в грунте образуется монолитная железобетонная конструкция.

После окончания бетонирования полости и полного втягивания многоэвенной цепи 1 в направляющую трубу 7, при помощи тяги 14 снимают трубку 12 со стержня 11 и начинают подъем устройства по скважине. При этом происходит поворот направляющего кожуха

8 вокруг оси его закрепления, арматурные проволоки 17 и спиральная проволока 18 изгибаются и дальнейшая сварка арматурного каркаса и укладка бетона производятся по оси скважины.

Таким образом, в грунте образуется . криволинейная монолитная железобетонная конструкция ° После окончания свар 55 ки арматурного каркаса и укладки бетона отключается сварочный аппарат, прекращается подача бетона и отреэаются аоматурные проволоки 17 и 18.

Для изготовления последующей линейной железобетонной конструкции в грунте к продольным проволокам 17 и спиральной проволоке 18 присоединяют новый анкер 30 и повторяют вышеописанные операции, Обеспечивая натяжение арматурных проволок 17 при изготовлении арматурного каркаса в грунте и одновременное его бетонирование, получают в грунте предварительно: напряженную железобетонную конструкцию.

Выбором параметров устройства в зависимости от решаемой технологической задачи можно получить железобетонные конструкции с несколькими отростками на разной глубине под разными углами к скважине и различной протяженности.

Таким образом, предлагаемые способ и устройство имеют широкую область применения, а получаемая конструкция имеет повышенную прочность за счет установки арматурных каркасов.

1. Способ монтажа криволинейных бетонных конструкций в грунте, включающий бурение скважин, установку в нее направляющей трубы с предварительно шарнирно соединенным с ней кожухом и размещение внутри них полой многозвенной цепи, соединенной с приводом и инъектором, внедрение последнего в стенку скважины и подачу в образовавшуюся полость бетонного раствора через инъектор при его извлечении, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности сооружаемой конструкции и расширения области применения, одновременно с внедрением инъектора в грунт производят внедрение продольной и спиральной арматурных проволок,,перед извлечением инъектора закрепляют концы арматурных проволок в грунте с помощью анкера, а при извлечении инъектора производят образование арматурного каркаса путем одновременной навивки спиральной проволоки на продольную проволоку и соединения их контактной сваркой.

2. Устройство для монтажа криволинейных бетонных конструкций в грунте, содержащее направляющую трубу и шарнирно соединенный с ней кожух, расположенную внутри них полую многозвенную цепь, соединенную.с приводом

9 8637 и инъектором, фиксатор и пропущенный внутри цепи и соединенный с инъектором бетоновод, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, инъектор оснащен анкером, втулкой, наконечником с продоль- 5 ными отверстиями для пропуска продольных арматурных проволок и сварочным аппаратом, причем звено цепи, соединенное с инъектором, снабжено кожухом с кольцевым электродом, монти- !О рованным на внутренней поверхности и соединенным со сварочным аппаратом, а втулка установлена с возможностью вращения между кожухом и наконечником и выполнена с наклонным пазом iS для навивки спиральной арматурной проволоки, 3. Устройство по п.2, о т л и ч аю щ е е с я тем, что фиксатор звеньев многоэвенной цепи выполнен в виде 2о

69 10 замковой цепи, звенья которой снабжены пальцами, сопряженными с отверстиями, выполненными на звеньях многозвенной цепи, а на внутренних боковых поверхностях направляющего кожуха выполнены выступы, расположенные между многоэвенной и замковой цепями.

4. Устройство по п,2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что кожух снабжен закрепленным на нем стержнем с трубкой с отверстием, надетой на стержень, и регулировочным винтом

t шарнирно соединенным с направляющей трубой и пропущенным через отверстие трубки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

М 719285, кл. Е 02 j) 15/04, 1978.

863769

/Х

/б

/7 ур

Ю

Puz. У

8 - Р

Г-Г

Фиг, b

ВНИИПИ Заказ 7722/46 Тираж 696 Подписное

Рйлиал TKIHI Патент,r.Óêãoðoä.óë.ÏðîåêTíàÿ,4