ВИБРОИНЪЕКТОР ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ В ГРУНТЕ УЗКИХ СТЕН Российский патент 2007 года по МПК E02D5/18 

Изобретение относится к области строительства, в частности к изготовлению в грунте способом вибропогружения узких стен из строительного раствора, и может найти применение для создания защитного ограждения при разработке котлованов.

Известен виброинъектор - устройство для создания в грунте узкой щели способом вибропогружения, выполненное в виде установленных в ряд полых труб, соединенных с вибратором и снабженных на нижних концах вертикально установленными плоскими лопастями (ножами), форма и размер которых определяют габариты щели (стены). После вибропогружения на нужную глубину известное устройство извлекают и одновременно подают в образованную щель вяжущий раствор (бетонный раствор) через отверстия - сопла, выполненные в стенках полых труб. Повторяя операции вибропогружения и извлечения устройства в сочетании с принудительной подачей при извлечении в образованную щель бетонного раствора, формируют узкую стенку требуемой длины и конфигурации (US 5141364 C1, E02D 5/18; E02D 7/18; 1992.08.25).

Известен виброинъектор - устройство для изготовления в грунте способом вибропогружения узких стен, включающий соединенную с вибратором полую штангу (копер) с заостренным наконечником, которая снабжена в нижней части вертикально установленными ножами, причем отверстия (сопла) для подачи в образованную щель инъектируемого вяжущего раствора (строительного раствора, бетона) или промывочной жидкости расположены в наконечнике. Форма и размер ножей определяют форму и размер щели (узкой стены). Известное устройство обеспечивает подачу вяжущего раствора через оголовок, снабженного средством для подсоединения к трубопроводу нагнетателя вяжущего раствора, внутрь полой штанги и его инъекцию через сопла в сформированное отверстие в грунте в процессе поднятия штанги. Повторяя операции вибропогружения и извлечения известного устройства в сочетании с принудительной инъекцией при извлечении в образованную щель или отверстие вяжущего раствора, формируют стену требуемой длины и конфигурации (DE 2236901 C1, E02D 5/18, E02D 5/46, E02D 7/18, 1973.02.22).

Недостатком известных устройств является нестабильная работа сопел для подачи строительного раствора или бетона в образовавшуюся щель или отверстия в грунте, поскольку при вибропогружении сопла забиваются грунтом, щебнем и т.п. Это может привести к значительным затратам времени, связанным с необходимостью очистки сопел от посторонних предметов и грунта, а также затратам, связанным с необходимостью снабжения сопел обратными клапанами. Кроме того, вода, которая может находиться в сформированной щели или отверстии в момент подачи в нее связующего раствора, заметно увеличивает водопроницаемость сформированной узкой стены.

Задачей изобретения является исключение вероятности попадания частиц грунта в отверстия, через которые в сформированную щель подается вяжущий раствор, обеспечение отсутствия в щели или отверстии в грунте грунтовой воды в момент подачи вяжущего раствора (цементного раствора, цементного теста и т.п.), упрощение технологии создания стен в грунте, а также повышение устойчивости сформированных стен котлована.

Сущностью изобретения является виброинъектор для изготовления в грунте узких стен, включающий соединенную с вибратором штангу с внутренней полостью для вяжущего раствора и расположенные в нижней части штанги наконечник и направляющие ножи, причем штанга снабжена патрубками, внешние концы которых имеют выход вяжущего раствора, а направляющие ножи выполнены в виде треугольных косынок, расположенных под патрубками и соединенных с ними по всей их длине, а также со штангой. Кроме того, число направляющих ножей равно трем; патрубки расположены перпендикулярно оси штанги; патрубки расположены наклонно оси штанги; два направляющих ножа расположены в одной вертикальной плоскости, а третий - под углом 90° к указанной плоскости; штанга снабжена тремя дополнительными патрубками, расположенными перпендикулярно оси штанги и дополнительными направляющими ножами, выполненными в виде треугольных косынок, расположенных под патрубками и соединенных с ними по всей их длине, а также со штангой; дополнительные патрубки выполнены глухими; дополнительные патрубки и дополнительные направляющие ножи расположены на большем расстоянии относительно наконечника; патрубки на концах выполнены с изгибами под углом 90°; патрубки на концах выполнены с соплами, изгибающими поток вяжущего раствора на угол 90°.

Изобретение может быть проиллюстрировано чертежами, представленными на фиг.1 и 2, где

1 - соединение виброинъектора с вибратором - прицепное устройство;

2 - вход вяжущего раствора - место соединения трубопроводом нагнетателя вяжущего раствора;

3 - штанга с внутренней полостью;

4 - выходы вяжущего раствора;

5 - направляющие ножи;

6 - наконечник;

7 - патрубки;

8 - изгиб патрубка;

9 - сопло;

10 - дополнительные направляющие ножи;

11 - дополнительные патрубки, выполненные глухими;

12 - внутренняя полость штанги - трубопровод для вяжущего раствора.

Изготовление в грунте узкой защитной стены котлована с использованием виброинъектора по изобретению можно проиллюстрировать следующим примером.

По контуру котлована предварительно забивают металлические шпунтовые трубы - сваи.

Используют виброинъектор, снабженный штангой 3 с наконечником 6 и с тремя направляющими ножами 5, расположенными в нижней части штанги 3 с внутренней полостью 12 (фиг.1). Два направляющих ножа 5 расположены вертикально в одной плоскости, а третий нож также вертикальный, расположен в плоскости, повернутой на угол 90° по отношению к плоскости, в которой расположены два первых направляющих ножа. Такое расположение направляющих ножей обеспечивает получение в грунте Т-образной узкой щели. Внутренняя полость 12 штанги 3 имеет вход вяжущего раствора (цементного раствора) 2, который снабжен соединением с трубопроводом стандартного нагнетателя вяжущего раствора. Каждый из направляющих ножей 5 выполнен в виде треугольной косынки, соединенной с одной стороной со штангой 3, а другой стороной - с патрубком 7, который выполнен перпендикулярно оси штанги 3. Соединение ножа 5 и патрубка 7 выполнено по всей длине патрубка, что обеспечивает максимальную прочность конструкции. Внешний конец патрубка имеет выход вяжущего раствора 4. Для обеспечения свободного выхода вяжущего раствора из патрубка последний на конце может быть выполнен с изгибом 8 под углом 90° или с соплом 9, изгибающим поток выходящего вяжущего раствора на 90°.

Для проведения работ обеспечивают соединение 1 (через прицепное устройство) виброинъектора по полезной модели со стандартным вибратором, например, смонтированном на автомобильном кране. Затем виброинъектор при воздействии вибратора погружают в грунт вдоль двух соседних свай, используя их как направляющие. При этом желательно, чтобы расстояние между соседними сваями были не больше удвоенной длины патрубка 7. Одновременно с погружением виброинъектора через вход 2 внутреннюю полость 12, служащую трубопроводом, и выход 4 в образующуюся Т-образную щель нагнетателем подают вяжущий раствор. Подача вяжущего раствора в момент воздействия на частицы грунта вибрации позволяет полностью заполнить пространство между частицами грунта и отжать вмещающую воду, негативно влияющую на механические параметры сформированной защитной стены, а также снижает ее водопроницаемость. После достижения виброинъектором нужной глубины прекращают подачу вяжущего раствора, и виброинъектор извлекают. Для создания стенки операцию повторяют с использованием соседней пары свай. После затвердевания вяжущего раствора формируется цементногрунтовая стенка котлована из Т-образных элементов, имеющая хорошо сцепленные с окружающим грунтом выступы наружу, которые играют роль анкеров и обеспечивают более высокую устойчивость стенки. Для снижения усилий, требуемых для заглубления виброинъектора, патрубки 7 могут быть выполнены наклонными по отношению с оси штанги 3.

Для создания конструкций узких стенок пространственное расположение направляющих ножей виброинъектора, а также их число, равной трем, является оптимальным.

Виброинъектор позволяет выполнить инъекции вяжущего раствора на основе цемента в водонасыщенные мелкозернистые пылеватые пески, супеси и суглинки, находящиеся в текучем состоянии. В результате образуются устойчивые цементногрунтовые монолитные узкие стены, имеющие высокие прочностные и противофильтрационные характеристики и обеспечивающие качественную и безопасную разработку котлована.

Изобретение относится к области строительства, в частности к изготовлению в грунте способом вибропогружения узких стен из строительного раствора и может найти применение для создания защитного ограждения при разработке котлованов. Виброинъектор для изготовления в грунте узких стен включает соединенную с вибратором штангу с внутренней полостью для вяжущего раствора и расположенные в нижней части штанги наконечник и направляющие ножи. Штанга снабжена патрубками, внешние концы которых имеют выход вяжущего раствора, а направляющие ножи выполнены в виде треугольных косынок, расположенных под патрубками и соединенных с ними по всей их длине, а также со штангой. Технический результат состоит в упрощении технологии стен в грунте, повышении устойчивости сформированных стен. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Виброинъектор для изготовления в грунте узких стен, включающий соединенную с вибратором штангу с внутренней полостью для вяжущего раствора и расположенные в нижней части штанги наконечник и направляющие ножи, отличающийся тем, что штанга снабжена патрубками, внешние концы которых имеют выход вяжущего раствора, а направляющие ножи выполнены в виде треугольных косынок, расположенных под патрубками и соединенных с ними по всей их длине, а также со штангой.2. Виброинъектор по п.1, отличающийся тем, что число направляющих ножей равно трем.3. Виброинъектор по п.1, отличающийся тем, что патрубки расположены перпендикулярно оси штанги.4. Виброинъектор по п.1, отличающийся тем, что патрубки расположены наклонно оси штанги.5. Виброинъектор по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что два направляющих ножа расположены в одной вертикальной плоскости, а третий - под углом 90° к указанной плоскости.6. Виброинъектор по п.1, отличающийся тем, что штанга снабжена тремя дополнительными патрубками, расположенными перпендикулярно оси штанги, и дополнительными направляющими ножами, выполненными в виде треугольных косынок, соединенных с дополнительными патрубками и со штангой.7. Виброинъектор по п.6, отличающийся тем, что дополнительные патрубки выполнены глухими.8. Виброинъектор по п.6, отличающийся тем, что дополнительные патрубки и дополнительные направляющие ножи расположены на большем расстоянии относительно наконечника.9. Виброинъектор по п.1, отличающийся тем, что патрубки на концах выполнены с изгибами под углом 90°.10. Виброинъектор по п.1, отличающийся тем, что патрубки на концах выполнены с соплами, изгибающими поток вяжущего раствора на угол 90°.