Способ погружения в грунт строительных элементов и устройство для его осуществления

 

O ll И С А Н И Е (874872

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 07.05.79 (21) 2762269/29-33 с присоединением заявки K— (23) Приоритет— (51) М.К .

Е 02 D 7/22

Госудврствеииык комитет (53) УД К 624.! 59, /. 15 (088.8) Опубликовано 23.10.81. Бюллетень № 39

Ао делам изооретеиий и открытий

Дата опубликования описания 28.10.81

Н. К. Виноградов . (7 2) Автор изобретения (71) 3 иии1ель (54) СПОСОБ ПОГРУЖЕНИЯ В ГРУНТ СТРОИТЕЛЬНЫХ

ЭЛЕМЕНТОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к строительству и.может применяться для погружения винто- вых анкеров и винтовых анкеров с раскрывающимися упорами, используемых при соо.ружении магистральных трубопроводов, проходящих по заболоченной и обводиенной местности, Известен способ и устройство погружения. Этот способ включает установку анкера корпусом внутрь штанги, выполненной в виде трубы, имеющей на наружной поверхности спиральную лопасть, с последующим вращением. При наличии винтовых лепастей у штанги и анкера они при вращении погружаются (ввинчиваются) в грунт. После того как ход вращателя погружающей машины (а с ней и штанги) исчерпан, погружение анкера закончено; штангу вращают ц обратном направлении и она выходит нэ зацепления с анкером и, благодаря наличию спиральной лопасти, вывинчивается из грун.та. Способ реализуется устройством, содержащим штангу и погружающую машину 111.

Недостатком известного способа явля ется невозможность погружения строительных элементов (винтовых анкеров) на достаточную глубину. Вызвано этр тем, что глу2 бина погружения штанги (a с ней и анКера) не может быть больше хода вращателя по гружающей машины. Иметь же большов ход вращателя не позволяют конструктивные особенности (механизм получается высоким, тяжелым, плохотранспортабельным и дорогостоящим). Указанный недостатрк приводит к тому, что ввинчиваемые в грунт . анкеры не обладают той несущей способностью, которую Могли развить, если-бы были погружены глубже. Особенно это сказывает1 ся при погружении винтовых анкеров с рас. крывающимися упорами, для раскрытия которых, после погружения, необходима обратная вытяжка анкера на значительное расстояние, в результате чего уменьшается и без того недостаточная глубина погруже1S ния в грунт.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является способ погружения в грунт строительных элементов, включающий присоединение их к телескопической штанге, наружная и внутренняя секции коЗт торой соединены с вращателем, заглубление секций штанги при вращении на величину наружной секции, прекращение вращения штанги, отсоединение наружной секции

874872 от вращателя, подъем внутренней секции и вращателя, установку между секциями штанги вставки, повторное включение вращения штанги, отсоединение последней от врашателя и последующее ее заглубление.

Известно и устройство для погружения в грунт строительных элементов, включавшее вращатель, телескопическую штангу из соединенных между собой наружной и внутренней секций, причем последняя соединена с врашателем (1).

Недостатками известного технического решения являются сложность установки и большое количество монтажных операций, что усложняет процесс и скорость погружения.

Цель изобретения — упрощение и ускорение процесса погружения при упрощении кон стру кци и устро йст в а.

Зта цель достигается тем, что согласно способу погружения в грунт строительных элементов, включающему присоединение их к телескопической штанге, наружная и внутренняя секции которой соединены с врашателем, заглубление секций штанги при вращении на величину наружной секции, отсоединение последней от вращателя и последующее ее заглубление, эаглубление осуществляют ввинчиванием путем перемещения по внутренней секции прн ее вращении.

Устройство для погружения в грунт строительных элементов, включающее врашатель, телескопическую штангу иэ соединенных между собой наружной и внутренней секций, причем последняя соединена с врашателем, снабжено механизмом блокировки, установленным на корпусе вращателя с возможностью взаимодействия с наружной секцией, снабженной винтовой аопастью на наружной поверхности и оснащенной в верхнеч части втулкой, охватывающей с возможностью продольного перемещения внутренню|о секцию, которая выполнена в виде много= гранного стержня, а охватывающая его втулка имеет отверстие, конфигурация которого соответствует поперечному сечению стержня.

Причем механизм блокировки может быть выполнен в виде прикрепленного к корпусу врашателя кронштейна с монтированпыми на нем подпружиненной защелкой и взаимодействующим с ней посредством двуплечего рычага с приводом ее управления.

Кроме того, привод управления защелкой может быть выполнен в виде гидроцилиндра двойного действия, конец штока которого имеет продольную прорезь и соединен с двуплечим рычагом посредством установленного в прорези пальца, На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 — штанга, продольный разрез; на фиг. 3--то же, поперечны"; на фиг. 4 — механизм блокировки секций штанги, вид со стороны задней стенки корпуса: на фиг. 5 — то же, продольный разрез; на фиг. б — загцелка механизма блокировки сек ций штанги, вид сбоку; на фиг. 7 — 9 — этапы погружения <: устройства» с стройэлементом в грунт (механнзм блокировки секций штанги и винтовая лопасть не показаны).

Устройство включает врашатель I, подвешенный на стреле базовой машины с помощью троса 2; другой конец которого закреплен на барабане лебедки, имеющейся на машине. Й1танга включает наружную секцию 3 в виде трубы, нижний торец которой

1О имеет выступ 4, вступаюший в зацепление с погружаемым стройэлементом, на верхнем конце наружной секции имеется бурт 5, а внутри неподвижно укреплена втулка б, в центре которой выполнено сквозное квадратное (или шестигранное) отверстие. Указаннь м отверстием втулка б одевается на внутреннюю секцию штанги 7 с возможностью перемешения в осевом направлении. В нижней части наружная секция 3 имеет на внешней поверхности винтовую лопасть 8.

Поперечное сечение внутренней секции

7 либо квадратное, либо шестигранное, а вдоль ее геометрической оси по всей длине образован канал для размешения .длинномерных частей погружаемых стройэлементов (например, анкерных тяг). р5 На верхнем торце внутренней секции 7 штанги имеется фланец 9 для крепления к ведущему фланцу 10 ротора врашателя 1, на нижнем конце внутренней секции штанги

7 посредством резьбы закреплен опорный диск 11 для ограничения хода наружной секции 3 штанги. Внутренняя секция 7 несколько короче наружной 3 для обеспечения воэможности размещения в последней погружаемого стройэлемента.

Устройство содержит механизм блокировки секций, прикрепленный к вращателю и

35 выголненный в виде кронштеина 12 с монтированной на нем подпружиненной защелкой

13 и взаимодействующим с ней посредством двуплечего рычага 14 приводом ее управления, выполненным в виде гидроцилиндра лп !5 двойного действия, шток 16 которого имеет продольную прорезь 17 и соединен с двуплечим рычагом посредством установленного в прорези пальца 18.

Гидроцилиндр 15 отверстием, имеющимся в его проушине !9, устанавливается на оси, которая, неподвижно закреплена в кронштейне 12. Такое соединение позволяет гидроцилиндру 15 относительно кронштейна 12 со-вершать качательные движения. Питание гидроцилиндра 15 осуществляется от приво1I3 баэовои M3iHHHbi.

Устройство для .осуществления предлагаемого способа работает следующим образом.

Стройэлемент, подлежаший погружению, вводят внутрь нижнего конца наружной секции 3 штанги и последнюю устанавливают иа грунт.

В случае, когда погружаются стройэлементы, имеюшие длинномерные части (например, анкеры с тягами), последние входят

874872

2S внутрь полости, имеющейся по всей длине внутренней секции 7, после этого можно приступить к завинчиванию стройэлемента. На фиг. 7 показано исходное положение «устройства» перед погружением, где  — величина хода гидравлического вращателя 1 базовой машины (расстояние от крайнего верхнего до крайнего нижнего его положения).

После включения ротора вращателя 1 стройэлемент (вместе со штангой) начинает ввинчиваться в грунт. Завинчивание происходит под действием двух факторов: винтовой лопасти 8, имеющейся на внешней поверхности наружной секции 3, и осевого давления, создаваемого весом вращателя штанги.

На первом этапе погружения, пока винтовая лопасть 8 внедряется в грунт осевое давление совершенно необходимо. Если его не будет, то при достаточной плотности грунта винтовая лопасть 8 не сможет ввинчиваться в него, а будет «буксовать» на поверхности.

По достижении вращателем 1 своего нижнего крайнего положения строиэлемент погружается в грунт на расстояние В, (фнг. 8).

После этого происходит подача рабочей жидкости в гидроцилиндр 15. Под давлением жидкости поршень гидроцилиндра 15 âìåñте со штоком 16 перемещается вправо и тянет с собой нижнее плечо рычага 14, а верхние плечи этого рычага перемещаются влево и передвигают защелку 13 влево, пружина ее . сжимается. Когда защелка 13 отходит влево настолько; что ее носок не удерживает бурт

5 происходит разблокировка секций штанги. .Теперь наружная секция 3 получает возможность своей втулкой 6 перемещаться вниз по внутренней секции 7. инакое перемещение немедленно начинается ибо вращатель l, достигший нижнего крайнего положения,и внутренняя секция 7 больше опускаться ие могут, а винтовая лопасть 8, продолжая ввинчиваться в грунт, тянет вниз наружную секцию 3 вместе со стройэлементом. При этом осевого давления на погружающуюся наружную секцию 3 и стройэлемент уже нет. После того, как наружная секция 3 начнет скользить вниз по внутренней 7, осуществляется подача рабочей жидкости в правую полость гидроцилиндра 15. Поршень гидроцилиндра со штоком 16 перемещается влево. Рычаг 14, отходя обратно, перестает давить в силу чего под действием пружины, защелка 13 занимает первоначальное положение, которое занимала до начала разблокировки секций штанги.

Э

Перемещение наружной секции по внутренней 7 продолжается до тех пор, пока втулка 6 доходит до опорного диска ll; в этот момент дальнейшее погружение строй- . элемента прекращается.

На фиг. 10 изображено окончание второго этапа «способа». Стройэлемент погру- жен в грунт на расстояние лишь немного меньше чем 28 (меньше на толщину втул- ки 6 и опорного диска 11). Таким образом, предлагаемые «способ» и «устройство» позволяют на любой ввинчнвающей машине увеличить глубину погружения стройэлементов, сделав ее почти в 2 раза больше величины хода вращателя.

Подъем штанги осуществляется следующим образом.

При переключении вращения ротора вращателя 1 на обратное направление наружная секция 3, вращаясь. теперь против часовой стрелки, станет вывинчиваться нэ грунта, поднимаясь по внутренней секции 7, при этом ее выступ 4 выходит из зацепления с стройэлементом и последний остается в грунте.

Вначале поднимается лишь одна наружная секция 3, внутренняя секция 7 и вращатель 1 остаются в своем нижнем крайнем по ложении и висят на тросе 2. Так продолжается до тех пор, пока, поднявшись вверх бурт 5 не пройдет к защелке 13. Как только бурт 5 коснется защелки 13 вследствие имеющегося у него скоса, он нач, нет отжимать ее влево, при этом сжимая пружину.

Когда наружная секция 3 поднимется настолько, что бурт 5 станет выше верхней плоскости защелки 13, пружина мгновенно передвинет защелку 13 вправо; она окажется под буртом 5 и «запрет» ему, а следовательно, и наружной секции 3 воэможностью движения по внутренней секции ?, т.е. обе секции штанги станут сблокированными вместе. Как только наружная секция 3 поднимется выше, оиа своим верхним торцом упрется во фланец 9 и с этого момента из грунта будет подниматься не одна наружная секция 3, а вся штанга в сборе и вращатель 1.

По мере их подъема выбирается образую щаяся слабина троса 2. Таким образом, весь подъем штанги и вращателя 1 происходит эа счет вывинчивания из грунта винтовой лопасти 8 наружной секции 3. Исключение из этого составляет преодоление последних

30 — 40см грунта (около его поверхности).

Ибо, когда винтовая лопасть 8 дойдет до этого уровня, то ввиду малой плотности поверхностного слоя и небольшого числа вит- ков лонастн 8, находящихся с ннм в зацеплении, начнется «пробуксовывание» на месте (опорная сила витков лопасти 8 о грунт становится недостаточной для дальнейшего подъема тяжелых вращателя I u штанги). Завершение подъема штанги и вращателя 1 осуществляется тросом 2.

Предлагаемое устройство просто по конструкции и удобно в эксплуатации, позволяет погружать винтовые анкера с раскрывающимися упорами на глубину 8 м. Устройство может быть использовано как навесное оборудование к машинам для завинчивания анкеров, беэ их переоборудования.

874872

Предлагаемый способ погружения эконо

Мичен по сравнению с известными, так как ари его осуществлении отпадает необходимость использования дополнительного оборудования, при этом сокращается время погруЖения.

Формула изобретения, l. Способ погружения в грунт строитель- 30 ных элементов, включающий присоединение их к телескопической штанге, наружная и внутренняя секции которой соединены с вращателем, заглубление секций штанги при вращении на величину наружной секции, от- 1 соединение последней от вращателя и последующее ее заглубление, отличающийся тем, что, с целью упрощения и ускорения процесса погружения, заглубленйе наружной секции осуществляют ввинчиванием путем перемещения по внутренней секции при ее 20 вращении.

2. Устройство для погружения в грунт строительных элементов, включающее враща тель, телескопическую штангу из соединенных между собой наружной и внутренней секций, причем последняя соединена с вращателем, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции устройства, оно снабжено механизмом блокировки, установленным на корпусе вращателя с возможностью взаимодействия с наружной секцией, снабженной винтовой лопастью на наружной поверхности и оснащенной в верхней части втулкой, охватывающей с возможностью продольного перемещения внутреннюю секцию, которая выполнена в виде многогранного стержня, а охватывающая его втулка имеет . отверстие, конфигурация котОрого соответствует поперечному сечению стержня.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что механизм блокировки выполнен в виде прикрепленного к корпусу вращателя кронштейна с монтированными на нем под-. пружиненной защелкой и взаимодействую.щим с ней посредством двуплечего рычага приводом ее управления.

4. Устройство по и. 3, отличающееся тем, что привод управления защелкой выполнен в виде гидроцилиндра двойного действия, конец штока которого имеет продольную прорезь и соединен с двуплечим рычагом посредством установленного в прорези пальца.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Патент США № 3896890, кл. Е 02 D 5/80, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 415362, кл; Е 21 с 1500, 1972 (прототип).

874872

Фиг. 7

Составитель H. Заболоцкая

Редактор И. Юрковецкий Техред A. Бойкас Корректор Г, Назарова

Заказ 9275/49 Тираж 696 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП <Патент». r., Ужгород, ул. Проектная, 4