ЗАБИВНОЙ ИНЪЕКТОР Российский патент 2003 года по МПК E02D3/12 

Изобретение относится к устройствам для упрочнения и закрепления грунта, в частности слабых грунтов.

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 размешен наконечник с хвостовиком, установленным со свободной посадкой (пакет 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, а также обеспечить в слабых грунтах достаточную зону уплотнения.

Наиболее близким по своей сущности и достигаемому техническому результату является забивной инъектор, включающий полый корпус с выпускным отверстием, выполненным в его нижней части, и наконечник с хвостовиком, размещенным в выпускном отверстии корпуса (а.с. SU 1114348 A, E 02 D 3/12, опубл. 15.09.84, E 02 D 3/12).

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, а также обеспечения достаточной зоны уплотнения в слабых грунтах.

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, а также создания дополнительных разрывов грунта в зонах его ослабления.

Это достигается тем, что в забивном инъекторе, включающем полый корпус с выпускным отверстием, выполненным в нижней части корпуса, и наконечник, размещенный в выпускном отверстии корпуса и снабженный хвостовиком, последний закреплен в корпусе посредством подпружиненного фиксатора.

Закрепление хвостовика наконечника в корпусе посредством подпружиненного фиксатора позволяет в слабых грунтах обеспечить отделение наконечника от корпуса на необходимой высоте инъектирования за счет давления подаваемого в инъектор раствора. При этом исключается забивание корпуса грунтом при погружении инъектора и возникновение сопротивления истечению раствора в грунт, т. к. при отделении наконечника 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, а в слабых грунтах - дополнительные зоны разрыва грунта в зонах его ослабления, что приводит к повышению эффективности инъектирования. Отделение наконечника после подъема его на заданную высоту предотвращает забивание выходного отверстия слабым грунтом. 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, в частности в слабых грунтах, за счет расширения зоны применения: инъектор позволяет не только закреплять грунты жидким раствором, но и уплотнять его крупноскелетными составами, а также за счет создания дополнительных зон разрыва грунта при предохранении выходного отверстия от забивания его слабым грунтом.

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 5, например из стали, с углом заострения 120^o, размещенный в выпускном отверстии 4. Наконечник выполнен с хвостовиком 6, закрепленным в корпусе 1 посредством пружинного, например шарикового, фиксатора 7, обеспечивающего отделение наконечника 5 от корпуса 1 на необходимой высоте инъектирования.

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 закрепления хвостовика 6 посредством пружинного шарикового фиксатора 7 в корпусе 1 наконечник 5 отделяется от корпуса 1 на заданной глубине погружения при подаче по трубопроводу 2 в полость корпуса 1 под давлением раствора для укрепления или уплотнения (жидкого или крупноскелетного) грунта, 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 отделении наконечника 5 от корпуса. Кроме того, раствор обеспечивает разрушение структуры грунта в зонах его ослабления в образовавшейся скважине, что также исключает сопротивление истечению раствора и увеличивает площадь контакта раствора с грунтом и позволяет повысить эффективность уплотнения и закрепления слабого грунта. 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 уплотняющего материала с уплотняемым грунтом, в силу чего происходит его разрыв в наиболее ослабленных местах (зонах ослабления), что увеличивает эффективность уплотнения грунта.

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, а также обеспечения зон разрыва в наиболее ослабленных местах грунтового основания.

Изобретение относится к устройствам для упрочнения и закрепления грунта, в частности слабых грунтов. Забивной инъектор включает полый корпус с выпускным отверстием, выполненным в его нижней части, и наконечник с хвостовиком, размещенным в выпускном отверстии корпуса. Новым является то, что хвостовик наконечника закреплен в корпусе посредством пружинного фиксатора для обеспечения отделения наконечника от корпуса на необходимой высоте инъектирования за счет давления подаваемого в корпус раствора. Техническим результатом изобретения является возможность беспрепятственного выхода раствора в грунт за счет резкого снижения сопротивления истечению раствора из корпуса через выпускное отверстие, а также создания дополнительных разрывов грунта в зонах его ослабления. 2 ил.

Забивной инъектор, включающий полый корпус с выпускным отверстием, выполненным в его нижней части, и наконечник с хвостовиком, размещенным в выпускном отверстии корпуса, отличающийся тем, что хвостовик наконечника закреплен в корпусе посредством пружинного фиксатора для обеспечения отделения наконечника от корпуса на необходимой высоте инъектирования за счет давления подаваемого в корпус раствора.