ЗАБИВНОЙ ИНЪЕКТОР Российский патент 2003 года по МПК E02D3/12 

Изобретение относится к устройствам для упрочнения и закрепления грунта.

Известен забивной инъектор, включающий полый корпус с выпускными отверстиями в нижней его части и наконечником (Костерин Э.В. Основания и фундаменты. М.: Высшая школа, 1990. С. 151-156).

Недостатком указанного устройства является низкая эффективность инъектирования из-за падения давления во время нагнетания закрепляющих растворов, а также забивания выпускных отверстий материалом для уплотнения или закрепления грунта, особенно крупноскелетными, вязкими растворами.

Известно также устройство, в котором в выпускном отверстии размещен наконечник с хвостовиком, установленным со свободной посадкой (патент US 1598300, 31.08.1926).

Недостатком указанного устройства является низкая эффективность, т.к. указанное устройство не позволяет вводить под давлением уплотняющие и закрепляющие растворы как жидкие, так и крупноскелетные.

Известен также забивной инъектор, включающий полый корпус с выпускными отверстиями, выполненными в нижней его части, и наконечник, жестко закрепленный на штоке, установленном в корпусе с возможностью продольного перемещения (патент СССР 1114348, Е 02 D 3/12, опубл. 15.09.84, БИ 34 - прототип).

Недостатком указанного инъектора является низкая эффективность инъектирования, т.к. он предназначен для инъектирования в грунт жидких растворов (силикаты, клеи и т.д.) и практически не применим для крупноскелетных растворов, используемых для глубинного уплотнения (с песком, щебнем и т.д.). Это связано с высоким сопротивлением истечению раствора из мелких выпускных отверстий в корпусе и их забиванием.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение эффективности инъектирования за счет расширения зоны применения инъектора: не только для закрепления грунтов жидкими растворами, но и для уплотнения грунтов крупноскелетными растворами.

Техническим результатом, позволяющим решить поставленную задачу, является возможность беспрепятственного выхода раствора в грунт за счет резкого снижения сопротивления истечению раствора из корпуса через выпускное отверстие.

Решение поставленной задачи достигается за счет того, что в забивном инъекторе, включающем полый корпус с выпускным отверстием, выполненным в его нижней части, и жестко закрепленный наконечник, согласно изобретению наконечник выполнен в виде пружины с углом заострения 120^o, закрепленной в выпускном отверстии корпуса.

Выполнение наконечника в виде пружины позволяет исключить забивание корпуса инъектора грунтом при забивании инъектора и возникновение сопротивления истечению раствора в грунт, т.к. при подъеме инъектора на заданной глубине освобождается выпускное отверстие по всему сечению полого корпуса и раствор любой дисперсности беспрепятственно поступает из корпуса в образовавшуюся при подъеме инъектора скважину в грунте, создавая зону инъектирования, высота которой определяется видом грунта и технологией его уплотнения или закрепления, что приводит к повышению эффективности инъектирования. Использование в образованной зоне инъектирования стенки скважины позволяет увеличить площадь контакта раствора с грунтами и за счет этого - уменьшить сопротивление грунта, что особенно важно при использовании для глубинного уплотнения крупноскелетного материала (песчано-цементный, глинопесчаный и другие растворы).

Таким образом, предложенный забивной инъектор позволяет повысить эффективность инъектирования за счет расширения зоны применения: инъектор позволяет не только закреплять грунты жидким раствором, но и уплотнять его крупноскелетными составами, а также сохранить производительность в сравнении с устройствами с отделяемым наконечником и повысить ее по сравнению с прототипом.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан забивной инъектор, общий вид; на фиг.2 - схема инъектирования грунта.

Забивной инъектор содержит полый корпус 1, выполненный, например, из звеньев труб длиной 1-1,5 м, соединенный с трубопроводом 2 с насосом (не показан) для подачи раствора в зону инъектирования 3 и имеющий в нижней части выпускное отверстие 4; наконечник в виде пружины 5, например из стали, с углом заострения 120^o, при этом наконечник жестко закреплен в выпускном отверстии 4 корпуса 1. Устройство работает следующим образом.

Корпус 1 забивного инъектора погружают в грунт на заданную глубину посредством забивного устройства (не показано). Наконечник 5, установленный в выходном отверстии 4 корпуса 1, препятствует при забивании инъектора проникновению грунта в полость корпуса 1. При помощи извлекателя (не показан) корпус 1 забивного инъектора извлекают из грунта на высоту зоны инъектирования 3. При этом за счет выполнения наконечника 5 в виде пружины открывается выпускное отверстие 4 на заданной глубине погружения при подаче по трубопроводу 2 в полость корпуса 1 под давлением раствора для укрепления или уплотнения (жидкий или крупноскелетный), который беспрепятственно поступает через открытое выпускное отверстие 4, заполняя образовавшуюся в грунте скважину. При этом исключается сопротивление истечению раствора из корпуса 1 в грунт за счет освобождения выпускного отверстия 4 при распрямлении наконечника 5, выполненного в виде пружины. При поступлении в грунт раствора образуется зона 3 уплотненного или закрепленного грунта.

Опыт инъектирования жидкого или крупноскелетного раствора в неоднородных грунтах показал, что при использовании предлагаемого забивного инъектора не происходит забивание полого корпуса грунтом и раствором, повышается производительность работы, исключается сопротивление истечению раствора и увеличивается площадь контакта материала для уплотнения или закрепления с грунтом.

Таким образом, предложенное изобретение позволит повысить эффективность инъектирования за счет применения инъектора не только для закрепления жидкими растворами, но и для глубинного уплотнения грунта крупноскелетным раствором и повышения производительности работы за счет исключения забивания грунтом и раствором полого корпуса инъектора.

Изобретение относится к устройствам для упрочнения и закрепления грунта. Забивной инъектор включает полый корпус с выпускным отверстием, выполненным в его нижней части, и жестко закрепленный наконечник. Новым является то, что наконечник выполнен в виде пружины с углом заострения 120^o, закрепленной в выпускном отверстии корпуса. Технический результат изобретения состоит в возможности беспрепятственного выхода раствора в грунт за счет резкого снижения сопротивления истечению раствора из корпуса через выпускное отверстие. 2 ил.

Забивной инъектор, включающий полый корпус с выпускным отверстием, выполненным в его нижней части, и жестко закрепленный наконечник, отличающийся тем, что наконечник выполнен в виде пружины c углом заострения 120^o, закрепленной в выпускном отверстии корпуса.