Способ погружения опускного колодца в грунт и устройство для его осуществления Советский патент 1987 года по МПК E02D7/26 E02D27/18 

опускного колодца в грунт содержит базовую машину 6 с лебедкой 7, подвешенный на ней грейфер 9 с гидросистемой, подвешенную на грейфере с помош:ью выступов раму 10. На раме 10 смонтированы фреза 13 со скребками и механизм ее горизонтального перемещения в виде гидроцилиндров 16 и 17. Причем штоковые полости гид1

Изобретение относится к строительству заглубленных сооружений и может быть использовано при возведении их методом опускного колодца.

Целью изобретения является уменьше- кренов опускного колодца при погружении.

На фиг. 1 изображено устройство для погружения опускного колодца в грунт, вид сбоку, в процессе погружения; на фиг. 2 - то же, вид сверху, причем базовая машина и лебедка с анкерным спуском условно не показаны, а грейфер условно изображен штрих пунктирными линиями; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - взаимодействие грейфера с выступами рамы.

Колодец в виде полой оболочки 1 с уступом 2 или пазом для днища может быть выполнен без скощенной ножевой части, а его стены имеют опорную поверхность 3. На внутренней поверхности стен 4 установлены упоры 5.

Устройство для погружения опускного колодца в грунт включает базовую машину 6 с лебедкой 7, подвешенной на ней посредством канатов 8, грейфер 9 с гидросистемой, раму 10, подвешенную на грейфере с помощью выполненных на ней конусовидных выступов 11 и взаимодействующую с внутренней поверхностью стен 4 колодца катками 12. При этом на челюстях грейфера 9. выполнены отверстия под выступы 11 рамы, а на последней смонтированы фреза 13 со скребками 14 и приводом 15, а также механизм горизонтального перемещения фрезы, выполненный в виде гидроцилиндров 16 и 17, установленных со смещением на вертикальных осях и соединенных между собой щтоковыми полостями. Причем гидродилинд- ры 16 и 17 подпружинены относительно рамы 10 посредством пружин 18 и опираются катками 19, смонтированными на концах щтоков, на внутреннюю поверхность стен 4 колодца в поясе его упоров 5. Гидросистема грейфера 9, снабженная, в частности, реле давления, имеет гидравлический разъем для подключения ее к гидроцилиндрам 16 и 17 механизма горизонтального перемещероцилиндров сообщены между собой, а штоки взаимодействуют с установленными на внутренней поверхности стен 4 колодца упорами 5. Кроме того, лебедка 7 выполнена с анкерным спуском, синхронно взаимодействующим с механизмом горизонтального перемещения фрезы 13.2 с.п. ф-лы, 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

5

ния. Лебедка 7 выполнена с анкерным спуском 20 в виде закрепленного на оси быстроходного вала редуктора лебедки зубчатого колеса 21 и взаимодействующей с ним

скобы 22, с рычаго.м которой соединены уравновешивающие пружины 23 и переключающие электромагниты 24, связанные с реле давления гидросистемы грейфера. За фрезой 13 на раме установлен отвал 25. В

его задней нижней части выполнена площадка 26, а на ближних к центру колодца консолях рамы 10 смонтированы выдвижные опоры 27 с зажимами 28 для опирания рамы на грунт в любом рабочем положении при отцепленном грейфере.

Предлагаемый способ погружения опускного колодца в грунт осуществляется следующим образом.

Подготавливают горизонтально спланированное кольцевое грунтовое основание,

0 непосредственно на котором без временных опор возводят первый ярус опускного колодца, опорная поверхность 3 стен которого имеет площадь, оказывающую давление от веса колодца на грунт, не превышающее нормативного.

5 При круговом перемещении базовой мащины 6 мостового типа грейферо.м 9, под- вещенным для повышения устойчивости к лебедке 7 на четырех канатах 8, откапывают опережающий котлован 29. Зате.м подхваQ тывают этим же грейфером раму 10 на выступы 11, подключают гидросистему грейфера 9 с помощью гидроразъема к гидроцилиндрам 16 и 17 механизма горизонтального перемещения фрезы 15, переносят ра.му 10 в полость колодца, включают привод 15

5 фрезы 13 и тележкой лебедки 7 перемещают раму в радиальном направлении до упора катков 12 во внутреннюю поверхность стен 4 оболочки 1 колодца. В этом исходном рабочем положении фреза 13 располагается под опорной поверхностью 3 колодца.

Затем одновременно с началом кругового передвижения базовой машины 6 включают механизм горизонтального перемещения фрезы. Для этого включают систему грейфера 9 и с помощью электрогидравли0

ческого золотника подают жидкость в поршневую полость одного из гидроцилиндров, например гидроцилиндра 16. Последний, отталкиваясь от упора 5 колодца, перемещает раму 10 по периметру полости колодца против часовой стрелки. Расположение катков 12 рамы и гидроцилиндров 16 и 17 должно при этом обеспечивать поджатие рамы 10 к внутренней поверхности стен 4 колодца, по которой рама 10 и обкатывается на катках 12. Вытесняемая из штоковой полости гидроцилиндра 16 жидкость поступает в штоковую полость гидроцилиндра 17, заставляя его шток втягиваться. В конце цикла перемещения рамы 10 гидроцилиндром 16 каток 19 щтока гидроцилиндра 17 переходит через выступ 5 на упорную сторону последнего, поджимаясь к внутренней поверхности стен 4 колодца с помощью пружины 18. В выдвинутом полностью гидроцилиндре 16 возрастает давление жидкости, отчего срабатывает реле давления, переключающее распределитель гидросистемы на подачу жидкости в другой гидроцилиндр 17. Последний, в свою очередь, начинает отталкиваться от упора 5 колодца, перемещая горизонтально раму 10 даль- ще и заставляя втягиваться щток гидроцилиндра 16 для упора его в следующий по ходу упор 5 колодца.

Одновременно с горизонтальным перемещением рамы 10 с фрезой осуществляют ее вертикальное синхронное перемещение с помощью анкерного спуска 20. При работе грейфера по прямому назначению электромагниты 24 отключены, пружины удерживают скобу 22 в среднем расцепленном с зубчатым колесом 21 положении и лебедка осуществляет спуско-подъемные операции грейфера с помощью электродвигателя. При использовании грейфера для привода перемещения рамы 10 и осуществления подвески последней электрический сигнал с реле давления гидросистемы грейфера при переключении гидроцилиндров 16 и 17 подается не только на электрогидравлический распределитель, но и на электромагниты 24 анкерного спуска. Сердечник электромагнита, втягиваясь, поворачивает скобу 22, давая возможность зубчатому колесу 21 повернуться на половину щага между зубьями и стравить с барабана лебедки 7 длину канатов 8, строго соответствующую горизонтальному пути, пройденному фрезой за ход одногб гидроцилиндра, т. е. соответствующую половине щага между упорами 5 опускного колодца. Величина относительного вертикального перемещения задается соответствующим числом зубьев колеса 21. Соответствие между горизонтальным и вертикальным перемещениями фрезы является неизменным и сохраняется при любом изменении скорости перемещения фрезы, что обеспечивает ей независимое, строгое относительно поверхности земли движение по винтовой линии с диаметром, по концу фрезы близким наружному диаметру опускного колодца, и с заданным шагом.

При таком перемещении рамы фреза 13 разрабатывает тонкой стружкой грунт и выносит его из-под опорной поверхности 3 опускного колодца в предварительно образованный грейфером котлован 29. Отвал 25, установленный за фрезой, способствует раз- равниванию и продвижению разработанного грунта к центру котлована 29. Пружинные скребки 14 фрезы, поджимающиеся к опорной поверхности 3 колодца независимо от величины зазора между нею и фрезой,

5 очищают этот зазор от возможно приставшего к опорной поверхности 3 грунта.

Винтовая линия разработки грунта под опорной поверхностью стен опускного колодца может иметь Один или несколько заходов, реализуемых применением соответст0 вующего числа рам со смонтированными фрезами, жестко и гибко (гидравлически, электрически) связанных между собой. При. разработке грунта по однозаходной винтовой линии вслед за фрездй, .,и, со скоростью

5 ее окружного движенияМ рбисходйт .концентрическое круговое покачивание, так называемый бегущий торцевой крен опускного колодца, не превышающий половины щага винтовой линии и способствующий раскатыванию грунта, уменьшению бокового трения

0 при погружении колодца и облегчению стра- гивания колодца с места в начале очередного цикла операции посадки. При разработке грунта по мно1:озаходной винтовой линии бегуший крен опускного колодца практически сводится к нулю, а устройство усложняется. 1

Кинематика погружения опускного колодца предлагаемым способом и взаимодействия опорной поверхности колодца с грунтом при егс разработке под подошвой

0 колодца как по одно-, так и по многозаход- ной винтовой линии одинакова. Особенность ее в том, что за фрезами при их перемещении под-подошвой колодца остаются клиновидные щели. Площадь грунта между Щелями, на которую опирается своей подощвой

5 колодец, уменьщается, давление колодца на грунт возрастает и при превыщении им предельного сопротивления грунта последний деформируется, колодец опускается. Но поскольку щели под подощвой колодца клиQ новидные, то при опускании колодца площадь его опирания возрастает до момента достижения равновесия между давлением колодца на грунт и несущей способностью грунта. А так как фреза, выбирающая грунт по винтовой линии под подошвой колодца,

5 перемещается непрерывно, то также непрерывно опускается и колодец, причем площадки опирания его на грунт также непрерывно концентрично перемещаются вслед

за фрезой. При этом площадь опорной поверхности опускного колодца должна быть такой, чтобы давление колодца на грунт не превышало нормативного давления для .наиболее слабых из разрабатываемых грунтов.

Шаг винтовой линии разработки грунта зависит от допустимого технологией торцевого крена колодца или его прочности и, в меньшей степени, от числа заходов винтовой линии и в общем случае не должен превышать, более чем в 2 раза, величину допустимого расчетного крена опускного колодца.

При погружении этим способом опускного колодца его посадка возможна и происходит только одновременно с разработкой грунта под опорной поверхностью стен колодца. При остановке разработки грунта под подошвой колодца последний также немедленно останавливается.

После завершения за несколько проходов землеройного органа операции разработки грунта из-под подошвы колодца, перемещения его в котлован и одновременной посадки колодца из положения I в положение II, грейфер отцепляют от рамы 10 и выбирают им перемещенный грунт, одновременно заглубляя котлован до положения III для следующего цикла посадки колодца. Глубина котлована от подошвы колодца должна примерно в 2 раза превышать глубину разрабатываемого за цикл грунта под подошвой колодца. Наружный диаметр котлована определяется допустимой крутизной откоса грунта.

Способ погружения опускного колодца в грунт и устройство для его осуществления позволяют обеспечить автоматическое равномерное погружение опускного колодца в разнородных грунтах с гарантированными и существенно меньшими кренами, а величину допустимых по прочности и технологии расчетных кренов довести до 2-3 см. Это, в свою очередь, позволяет не только использовать безарматурную конструкцию стен

опускных колодцев и ликвидировать соответствующие арматурные работы, но и уменьшить толщину стен опускных колодцев.

Формула изобретения

1.Способ погружения опускного колодца в грунт, включающий сооружение его стен на поверхности грунта и опускание его

под действием собственного веса по мере разработки грунта в еГ-о полости и под опорной поверхностью стен, отличающийся тем, что, с целью уменьшения кренов опускного колодца при погружении, грунт под опорной поверхностью стен колодца разрабатывают по винтовой линии, шаг которой не превышает двухкратной величины допустимого расчетного крена опускного колодца.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что винтовая линия разработки грунта имеет

несколько заходов.

3.Устройство для погружения опускного колодца в грунт, включающее базовую машину с лебедкой и подвещенным на ней

грейфером, с гидросистемой, отличающееся тем, что, с целью уменьшения кренов опускного колодца при погружении, оно снабжено опертой на внутреннюю поверхность стен колодца рамой с выступами, подвешенной посредством последних на грейфере, и смонтированными на раме фрезой со скребками и механизмом ее горизонтального перемещения, выполненным в виде гидроцилиндров, штоковые полости которых сообщены между собой, а штоки имеют возможность взаимодействия с установленными на внутренней поверхности стен упорами, причем лебедка выполнена с анкерным спуском.

4.Устройство по п. 3, отличающееся тем, что анкерный спуск лебедки выполнен с возможностью синхронного взаимодействия

с механизмом горизонтального перемещения фрезы и имеет электромагниты, связанные с реле давления гидросистемы грейфера..

Фиг..

Фиг.З

Редактор К. Волощук Заказ 1397/28

Составитель О. Воронова Техред И. ВересКорректор И. Муска

Тираж 607Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производствеино-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектиая, 4

Фаг. 4

Изобретение относится к области строительства заглубленных сооружений и может быть использовано при возведении их методом опускного колодца. Цель изобретения - уменьшение кренов опускного колодца при погружении. Способ погружения опускного колодца в грунт включает сооружение его стен на поверхности грунта и опускание колодца под действием собственного веса по мере разработки грунта в его полости и по винтовой линии под опорной поверхностью стен, шаг которой не превышает 2-кратной величины допустимого расчетного крена опускного колодца. При этом винтовая линия разработки грунта имеет несколько заходов. Устройство для погружения 21. (Л ОО о о со сх