Устройство для уплотнения массива грунта

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 30.05.80(21) 2925003/29-33 (5.1) М Ктт с присоединением заявки ¹

Е 02 0 3/054

Государственный комитет

С C C P по делам изобретений н открытий (23).Приоритет

Опубликовано 30@982.Бюллетень ¹ 36

Дата опубликования описания 30. 09. 82 (53) УДК 624. 138. . 2 (088. 8) :i

А.А.Шестопалов, Э.И.Деникин, Н.Я.Хархута, А.А.Васильев.,А.Ñ.Ïoëÿêoâ, Л.N.Áoáûëåâ и В,A,Ìàòâååâ (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПЛОТНЕНИЯ МАССИВА ГРУНТА ный трубопроводом с источником давления корпус с размещенными в его полости наковальней и ударником. устройство может быть подвешено к несущей раме посредством тягового элемента, например троса 2).

Недостатком известных устройств является то, что они не имеют возмож 0 ности регулировать и управлять процессом уплотнения вследствие отсутствия оперативной информации о степени уплотнения грунта в процессе производства работ, что приводит также к перерасходу энергозатрат либо к преждевременному разрушению инженерного сооружения вследствие недоуплотнения массива грунта и его просадок.

Цель изобретения — снижение энергоемкости и обеспечение равномер; ности уплотнения.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для уплотнения массива грунта, содержащем соединенный трубопроводом с источником давления корпус с наковальней, в полости которого размещен ударник, корпус снабжен имеющим полость заостренным наконечником, плошадь поперечного

З0 сечения которого в 10-20 раз меньИзобретение относится к промышленному, гражданскому, дорожному и гидротехническому строительству и может быть использовано при возведении искусственных земляных сооружений из грунтовых масс, уплотняемых до требуемых значений плотности.

Известен глубинный вибратор, представляющий собой цилиндрический корпус, в котором размещена на приводном валу дебалансная масса, вызывающая при вращении колебания корпуса, при этом колебания от погруженного в грунт вибратора или пакета вибраторов передаются частицам грунта, нарушая или ослабляя их взаимосвязь. Частицы грунта стараются занять положение, в котором они обладали бы наименьшей потенциальной энергией. Тем самым происходит перегруппировка частиц грунта с одновременным увеличением плотности его массива. При увеличении влажности последнего наблюдается эффект тиксотропии, который проявзтяется в большей степени на слабосвязных грунтах 11j..

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для уплотнения массива грунта, содержащее соединен(Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М.И.Калинина и Центральный научно-исслеЬад тельский-- -: институт организации, механизации и технической помощй "---:=J строительству

962440 ше площади поперечного сечения корпуса, и выполнен в передней части с дополнительной полостью, причем последняя и полость наконечника изолированы от полости корпуса и соединены радиальными каналами с поверхнос тью корпуса, а трубопроводами через вакуумметр — с источником разряжения.

Кроме того, дополнительная полость корпуса и полость наконечника связана между собой при помощи дифференциального манометра.

На фиг.l изображено устройство для уплотнения .массива грунта, общий вид; на фиг ° 2 — схема подключения дифференциального манометра; на 15 фиг.3 — схема соединения источника разряжения с устройством для уплотнения массива грунта.

Устройство для уплотнения массива грунта состоит из корпуса 1, 20 имеющего угол заострения о(. В полости корпуса 1 размещены наковальна 2 и ударник 3, являющиеся элементами привода поступательного перемещения устройства. Корпус 1 имеет заостренный наконечник 4 и выполнен в передней части с дополнительной полостью 5. Наконечник 4 также имеет полость б. Полости 5 и 6 изолированы от полости корпуса 1 и соединены радиальными каналами с поверхностью корпуса 1, а трубопроводами 7 — с источником 8 разряжения, в качестве которого может быть использован насос с рессивером 9, на корпусе которого устанавливается вакуумметр 10. В ниж-З5 ней части корпус рессивера имеет патрубок 11 для сообщения с атмосферой.

Кроме того, полости 5 и 6 могут быть связаны между собой посредством дифференциального, например жидкост- 40 ного, манометра 12.

Работа устройства заключается в следующем.

Корпус 1 устройства погружается в грунт в заданное место или на за- 45 данную глубину, которая может быть установлена заранее путем фиксации отметки трубопровода 7. После заглубления корпуса 1 с помощью насоса создают разряжение в рессивере

9, которое сохраняется в нем и регистрируется вакуумметром 10 (ве.)личина разряжения может быть равна, например, 0,6-0,7 кгс/cM ). После подключения полости 5 к объему рессйвера 9 в нее начинает натекать воздух, защемленный в объеме грунта, прилегающем к отверстию радиального канала корпуса 1. После этого давление в полости и в рессивере выравнивается и несколько меньше первоначального, что можно регистрировать вакуумметром 10.

Скорость изменения давления в рессивере может быть показателем плот ности или пористости грунта в дан- 65 ном месте. Так за показания измерительного устройства можно принять время (в секундах); в течение которого произойдет изменение давления в рессивере 11 от -О,б кгс/см до

-0,3 кгс/см (0,4 ата до 0,7 ата).

Построив зависимость между временем

1(показаниями устройства) и плотностью грунта можно пользоваться ею как тарировочным графиком, по которому можно осуществлять необходимую коррекцию процесса уплотнения грунтового массива, доводя плотность грунта до требуемых значений плотнос— ти.

Таким образом, получают информацию о плотности уплотняемого материала в процессе производства работ и тем самым осуществляют уплотнение грунта до требуемой полости.

Следует отметить, что в ряде случаев производства работ по уплотнению грунта необходимо осуществлять контроль плотности ранее уплотненного грунта. С этой целью подключают к рессиверу 9 полость б наконечника 4. Благодаря тому, что полость 6 вынесена вперед по ходу движения корпуса 1, а поперечное сечение наконечника 4 в 10-20 раз меньше сечения корпуса, 1, измеренная ею плотность соответствует плотности ранее уплотненного грунта. В случае, если плотность недостаточна, следует произвести дополнительное уплотнение предлагаемым устройством, а о приращении плотности грунта в этом случае судят по показаниям вакуумметра, связанного с полостью 5. О завершении процесса уплотнения устройством с размерами корпуса известного диаметра судят по разности ра,зряжения в рессиверах 9. Процесс уплотнения считается завершенным, когда разность показаний разряжения в рессиверах 9 стремится и нулю.

Разность показаний можно визуально регистрировать дифференциальным манометром 12 по разности уровней жидкости в колене ° В случае, когда уровни жидкости в коленах манометра 12 равны, следовательно, работа цо уплотнению грунта завершена и приращение его плотности не происходит. Процесс уплотнения при этом должен быть прекращен в целях исключения повышенных энергозатрат.

При необходимости осуществления контроля ранее уплотненного массива грунта в него погружают устройство с размещенным на конце корпуса 1 наконечником 4. При этом в процессе движения корпус 1 не оказывает влияния на точность измерения ранее достигнутой плотности.

Применение предлагаемого устрой;ства позволит оператору корректиро962440 вать процесс уплотнения добиваться требуемой степени уплотнения грунта в каждой точке массива в кратчайшиЯ срок, оптимизировать процесс уплотнения, снижая стоимость работ и повышая их качество.

Формула изобретения

1. Устрсйство для уплотнения массива грунта, содержащее соединенный трубопроводом с источником давления корпус с размещенными в его полости наковальней и ударником, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью снижения энергоемкости и обеспечения равномерности уплотнения, корпус снабжен имеющим полость заостренным наконечником, площадь поперечного сечения которого в 10-20 раз меньше площади поперечного сечения корпуса, и выполнен в передней части с дополнительной полостью, причем последняя и полость наконечника изолированы от полости корпуса и соединены радиальными каналами с поверхностью корпуса, а трубопроводами через вакуумметр — с источником разряжения.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что дополни1О тельная полость корпуса и полость наконечника связаны между собой при помощи дифференциального манометра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Баркян Д.Д. Виброметод в строительстве. М., Стройиздат, 1963, с. 110-117.

2. Инструкция по устройству набивных свай при помощи пневмопробойников BCH бб 10-78. М., Минстрой СССР, 1978, с. 10, 12.

962440 фиг.3

Составитель В.Чайков

Техред A,À÷ Корректор A.Гриценко

Редактор Н.Кешеля

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

Заказ 7451/44 Тираж 709 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5