Устройство для укрепления грунта Советский патент 1988 года по МПК E02D3/12 

00 Од 00

Изобретение относится к области строительства, в частности к укреплению слабых грунтов путем введения в них порошкообразногостабилизирующего агента. Изобретение направлено на повьшение равнопрочности укрепляемого грунта и снижение степени загрязнения окружающей среды. Это достигается применением приспособления для очистки воздуха от остатков порошкообразного стабилизирующего агента с заборным вентилятором. Перемешивающая лопасть выполнена в виде противоположно расположенных консо-. лей с открытым вниз криволинейного поперечного сечения углублением, а буровая штанга имеет образователь канала для выпуска воздуха вдоль нее, Буровая штанга может иметь дополнительные лопасти с механизмом их отклонения относительно оси штанги. 1 з.п. ф-лы, 20 ил.; ел

СМ

Изобретение относится к строительству, в частности к укреплению слабых грунтов путем введения в них Порошкообразного стабилизирующего агента.

Цель изобретения - повышение рав- нопрочности укрепляемого грунта и снижение степени загрязнения окружающей среды.

На фиг. 1 изображены устройство и схема расположения основного оборудования и линий связи системы управления; на фиг. 2 - бункеры для порошкообразного агента; на фиг, 3 - питатель дозированной подачи порошкообразного агента; на фиг. 4 - крепление перемещающейся лопасти к штанге, общий вид; на фиг. 5 - разрез А-А на фиг. 4; на фиг. 6 - расположение охватьшающего штангу кожуха; на фиг. 7 - конструкция лопасти и штанги, второй вариант;на фиг. 8 - лопасть, третий вариант; на фиг.9 - сечение Б-Б на фиг. фиг.10 - то же, второй вариант; на фиг. 11 - лопасть, четвертьй вариант;на фиг.12 - то же, пятый вариант ,на фиг. 13 - то же, шестой вариант, вид сверху; на фиг. 14 - то же, продольный разрез; на фиг. 15 - распределительное сопло, второй вариант; на фиг. 16 - то же, третий вариант расположения; на фиг. 17 - штанга с закрепленным на ней шнековым буром, третий вариант вьтолнения; на фяг. 18 - штанга .с двумя рядами перемешивающих лопастей четвертый вариант выполнения; на фиг. 19 - конец штанги, основные и дополнительные отклоняемые лопасти, общий вид; на фиг. 20 - расположение на штанге основных и дополнительных лопастей, второй вариант.

Устройство для укрепления грунта имеет расположенную на поверхности укрепляемого грунта 1 передвижную электростанцию 2, передвижной пульт 3 управления, емкость 4 для порошко- -образного агента, например цемента 5 доставляемого транспортным средством 6, которое перед разгрузкой заезжает на эстакаду 7. Возможна подача цемента с помощью трубопровода (не показан).

Устрбйство также содержит питател 8 дозированной подачи цемента с помощью шланга 9 к базовому средству 10, расположенному над укрепляемой зоной 11, приспособление 12 для отделения остатков цемента или другого порошкообразного агента от воздуха, засасываемого заборным вентилятором 13 для направления его в циклон 14 с мешочным фильтром 15.

В качестве базового средства 10 используется одна из известных гусеничных машин с вышкой 16, на которой

д смонтирован двигатель 17 с подъемным приспособлением 18 типа лебедки.

Питатель 8 включает установленные на основании 19 с помощью опоры 20 бункеры 21, опертые на динамометри5 ческие датчики кронштейнов 22 и 23, входной патрубок 2f4 для подачи сжатого воздуха, регулировнчый клапан 25, герметичный сильфон 26, связываюп ий трубопроводом 27 бункеры 21 с ем0 костью 4, расположенную внизу каждого бункера 21 крышку 28 с дозирующим диском 29 и выводным патрубком 30 с запорным клапаном 31.

В вышке 16 расположена полая штан5 га 32, которая с помощью вертлюга 33 связана с двигателем 17 и имеет в виде диаметрально расположенных консолей перемешивающую лопасть 34 для направления ее в заранее пробу0 ренную скважину для образования колонны 35 из смеси 36 цемента с грунтом 1 с получением укрепленного грунта 37.

Перемешивающая лопасть 34 может быть выполнена криволинейного в поперечном сечении очертания с зубьями 38 и 39 вдоль ее нижней кромки, при этом соединенное с внутренней полостью 40 штанги 32 сопло 41 имеет направление его оси вдоль лопасти 34 (фиг. 4).

На штанге 32 имеется образователь канала 42, вьшолненный, например, в виде расположенной вдоль штанги 32 рейки, четырех продольных прямоугольных выступов, образующих в поперечном сечении квадрат (фиг. 5), или продольного углубления.

К штанге 32 над поверхностью грунта присоединена направляющая 43, которая посредством кронштейна 44 через эластичный кольцевой кондуктор 45 соединена.с охватывающим штангу 32 кожухом 46. В последнем имеется подшипник 47 и выпускной патрубок

5 48, соединенный с заборным вентилятором 13 и далее через трубопровод 49 с циклоном 14, в нижней части которого размещен контейнер 50 для

5

0

5

0

порошкообразного стабилизирующего агента.

Второй вариант вьтолнения штанги 32 приведен на фиг, 7, По этому варианту полость 40 выполнена в виде трубы 51, расположенной с зазором 52 в штанге 32, имеющей отверстия 53

Для создания ограничений внешней зоны укрепления может быть применена на конце лопасти 34 перегородка 54, а для улучшения равномерности распределения в грунте 1 стабилизирующего агента целесообразно применение дополнительных перегородок 54, размещенных между концевой перегородкой 54 и штангой 32. В дополни- тельных перегородках 54 могут быть вьшолнены отверстия 55 (фиг, 12),

По шестому варианту выполнения перемешиванлдая лопасть 34 выполнена с продольной перегородкой 56 и изогнутой направляющей 57 для создания криволинейной траектории 58 движения потока стабилизирующего агента в виде аэрозоля,

В зависимости от разных условий укрепления грунта 1 может быть применено и различное расположение сопла 41 по отношению к длине лопасти 34 (фиг. 15 и 16), при этом при расположении сопла 41 в средней части лопасти 34 применяются отклонякицие пластины 59, а на штанге 32 целесообразно установить винтовой шнек 60. В последнем случае на штанге 32 выполняется образователь канала 42 в виде канавки, сообщенной с отверстием у основания лопасти 34.

Для повьш1ения эффективности перемешивания закрепляющего агента у дна скважины с грунтом 1 рекомендуется двухрядное расположение лопастей 34 с закреплением трубы 51 с помощью кронштейна 61 и соединяющими ее с соплом 41 патрубками 62 (фиг. 18), В полости трубы 51 установлена втулка 63 на уплотнительных элементах 64 с головкой 65 и уплот- нительным элементом 66, а между торцом трубы 51 и головкой 65 размещена пружина 67, отжимающая втулку 63 вниз. При упоре головки 65 в дно скважины происходит совмещение нижнего отверстия 68 во втулке 63 с нижним соплом 41, верхнее сопло 41 при этом перекрывается, а при подъеме штанги 32 открывается верхнее

.

10

15

20

25

4108684

сопло 41 и закрьшается нижнее, т,е. сопло 41 нижних лопастей 34.

Целесообразно также использовать конструкцию, приведенную на фиг.19 и 20, которая включает контактирующую с выполненной на штанге 32 резьбой 69 втулку 70 с резьбой 71. На нижнем конце штанги 32 крепится опора 72, к которой шарнирно присоединены дополнительные отклоняемые от оси штанги 32 лопасти 73 и 74, шар- нирно соединенные между собой и втулкой 70. Основная лопасть 34 может быть размещена между втулкой 70 и опорой 72 или несколько вьшхе втулки 70.

Устройство для укрепления грунта работает следующим образом.

На участке работ с помощью бура или другого приспособления предварительно бурится колодец диаметром, равным диаметру описываемой концами перемешивающей лопасти 34. В колодце грунт 1 разрыхляется и в него с помощью вьшши 16 базового средства 10 вводится врадающаяся штанга 32 с одной из требуемых по конструктивному выполнению лопастей 34.

Одновременно из емкости 4 с помощью питателя 8 осуществляется подача порошкообразного стабилизирующего агента, например цемента, шлака или извести,, по шлангу 9 через вертлюг 33 и полость 40 штанги 32 к соп- 35 лам 41 лопастей. Порошкообразный агент от питателя 8 подается в виде аэрозоля в требуемом для укрепления грунта 1 количестве, что достигается соответствующим числом оборотов дозирующего диска 29, Порошкообразный агент из сопла 41 выходит вдоль лопасти 34, при этом поперечное сечение последней имеет такую конфигурацию, которая обеспечивает исключение забивания сопла 41 грунтом 1,

Первоначально вращающаяся штанга 32 с лопастями 34 опускается в колодец, при этом вокруг штанги 32 с помощью образоватепя канала 42, на- 50 пример, в виде рейки создается зазор, через который излишки воздуха поднимаются вверх и попадают в охватывающий штангу 32 кожух 46, Последний устанавливается на поверхность 55 грунта 1 передадачалом погружения штанги 32,

Поднимающийся по каналу 42 воздух содержит взвешенные в нем остатки

30

40

45

51

порошкообразного закрепляющего агента, поэтому он подвергается очистке в циклоне 14, куда он подается вентилятором 13. Очищенный воздух через фильтр 15 поступает в атмосферу, а остатки закрепляющего агента в контейнер 50.

После достижения низа колодца штанга 32 с лопастями 34 поднимается вверх, продолжая интенсивное перемешивание порошкообразного агента с грунтом 1, при этом в грунте за счет реагирования агента с находящейся в грунте 1 водой происходит образование колонны 35 из укрепленного грунта 37.

По окончании укрепления грунта 1 в одном месте базовое средство 10 перемещается к следующему месту укрепляемой зоны 11, где операции по укреплению грунта повторяются в приведенной последовательности.

Необходимое изменение дозы порошкообразного агента и других режимов процесса укрепления грунта 1 осуществляется с помощью передвижного пульта 3 управления. В зависимости от конкретных условий применяется одна из приведенных конструкций штанги 32, лопасти 34, включая и вариант с дополнительными лопастями 73 и 74.

Такое выполнение устройства обеспечивает более равномерное распреде- леиие закрепляющего агента в грунте, в результате чего повышается степень равнопрочности укрепленного грунта. Кроме того,.обеспечивается улавлива08686

ние остатков агента, что позволяет снизить его расход и исключить загрязнение окружающей среды.

Формула изобре.тения

Q базовом средстве полую буровую штангу, емкость для порошкообразного стабилизирующего агента с питателем его дозированной подачи, шланг, соединяющий посредством вертлюга полость

с штанги с питателем агента, расположенные на конце штанги перемешиваю- лопасть, -распределительное сопло для агента в виде аэрозоля и система управления, отличающе0 е с я тем, что, с целью повьш1ения равнопрочности укрепляемого грунта и снижения степени загрязнения окружающей среды, оно снабжено приспособлением для Ъчистки воздуха от ос5 татков порошкообразного стабилизирующего агента с заборным вентилятором, перемешивающая лопасть выпол- нена в виде противоположно расположенных консолей с открытым вниз криволинейного поперечного сечения углублением, а буровая штанга имеет образователь канала для выпуска воздуха вдоль нее.

30

37

34

Фиг.1

24

21

23

/////////// /// ///I /// /7/ /7/ ////// ///I/// ///I/// /// ///

19

Фиг. 2

у /// /// I. 31 50

26 Z5

///I/// ///I/

у /// /// I. 31 50

Фиг. З

I

31

UU 1

J4

А-Д 2- J- 42

4/

42

/

4

Фиг.5

Л «

Фиг. 7

4/ 4 54 л / 4

/ / / / /

X

Ц

//г.//

5J 4 Л 54 34

VVT I

/ / / 7

-ч ,vx.x V-4vJvwwW4XX XNXN

/

/г /2

Б Б

54

5-5

54

Фиг.9

Фиг.10

.52 4/

55 57

XJ

4/ 55 Фuг.f4

57

J4

Фиг.15

J4

59

Фаг.1б

0 32

Фиг. 18

0

42

32

69

54

АО

69

70

73

11

Фиг. 2 О