Устройство для изготовления грунтоцементных свай под водой Советский патент 1989 года по МПК E02D15/06 

1

изобретение относится к гидротехническому строительству, в частности., к устройствам для изготовления грунтоцементных свай под водой, и может быть использовано при строительстве и реконструкции причальных набережных, пирсов и других сЬоруже- ний в морских, речных портах, расположенных в зонах распространения сла бьрс грунтов, преимущественно илов.

Цель изобретения - упрощение технологии производства работ и снижение трудозатрат.

На фиг.1 изображено устройство на стадии погружения, продольный раз- рез} на фиг.2 - то же, в другой плос кости на фиг.З - устройство на стадии извлечения, продольный разрез; на фиг.4 - то же, в другой плоскости; на фиг.5 - узел соединения штан- ги с корпусом полой направляющей в стадии погружения устройства-, на фиг.6 - то же, в стадии извлечения.

Устройство для изготовления грунтоцементных свай под водой включает смонтированные на понтоне буровую мачту с вращателем, компрессор (не показаны), полую направляющую 1, вы- псшненную с поперечным сечением,имеющим в плане удпиненную по одной из осей форму, механизм погружения и извлечения полой направляющей, соосно размещенную в ее полости штангу 2 с рабочим органом 3 на конце. При этом рабочий орга н 3 в плане соответ- ствует поперечному сечению полой на- правляющей 1 и имеет клиновидную форму нижней поверхности, а на верхней поверхности закреплен уплотнитель.

На верхнем конце полой направляю- щей 1 закреплена герметичная крышка 4

имеющая центральное отверстие для пропуска штанги 2с уплотнением 5, упорный подшипник 6 и фиксаторы 7. На крышке 4 имеются загрузочный люк с заглушкой 9 и патрубок 10 с вентилем 11. Механизм погружения и извлечения полой направляющей выполнен, например, в виде гидроцилиндров.

На штанге 2 в верхней ее части выполнен кольцевой выступ 12, взаимодействующий с фиксаторами 7 крьшки 4 полой направляющей, по центральной оси которой смонтированы скользяш 1е опоры штанги - люнеты 13.

Устройство работает следующим об- .зом.

Перед началом изготовления сваи штангу 2 приводят в верхнее положение относительно полой направлякицей 1 и фиксируют это положение с помощью фиксаторов 7, упираемых в углубления на кольцевом выступе 12 штанги. Этому относительному положению штанги 2 : и полой направляющей 1 соответствует ; плотный контакт нижней кромки направляющей 1 с верхней поверхностью рабочего органа 3, достигаемый тем, что нижняя кромка направляющей при этом входит в уплотнитель на верхней поверхности рабочего органа 3.

После этого открьюают вентиль 11 и заглушку 9 и через загрузочный люк 8 загружают в полость направлякщей 1 расчетное количество вяжущего в порошкообразном, комковатом, пастообразном или жидком состоянии. В качестве вяжущего могут быть использованы любые вещества, применяемые для закрепления грунтов: цемент, негаше- ная известь, силикатные растворы, синтетические смолы и т.д. После загрузки вяжущего заглушку 9 и вентиль 11 закрывают и вертикальным статическим усилием погружают полую направляющую 1 в грунт так, чтобы рабочий орган 3 оказался на отметке нижнего торца изготавливаемой сваи.

После этого вывинчивают фиксаторы 7, выводя их тем самым из контакта с кольцевым выступом 12, открываю вентиль 11, на патрубок 10 надевают напорный воздухопровод и подают по нему сжатый воздух от компрессора. Давление сжатого воздуха поднимает направляющую 1 относительно штанги 2 вплоть до того момента, когда упорный подшипник 6 войдет в контакт с нижней поверхностью кольцевого выступа 12.При этом между нижней кромкой направляю1щей 1 и верхней поверхностью рабочего органа 3 образуется зазор, через который вяжущее начинает вьщавливаться из полости направляющей 1 в грунт. Включают вращатель штанги 2, начиная тем самым перемешивать вяжущее с грунтом, и механизм извлечения направляющей 1 из грунта. При этом направлякнцая 1 постепенно извлекается из грунта одновременно с выдавливанием сжатьи воздухом вяжущего в грунт и перемешиванием грунта с вяжущим рабочим органом 3. Скорость подъема направляющей 1 и интенсивность подачи вяжущего в грунт регулируют посредством изменения давления воздуха и усилия, прикладываемого к направляющей 1 от механизма его извлечения.

Когда полость направляющей 1 оказывается недостаточной для изготовления всей сваи, процесс извлечения направляющей прекращают, не допуская его опорожнения, затем открывают заглушку 9 и через загрузочный люк 8 в полость направляющей загружают дополнительное количество вяжущего, заглушку 9 закрывают, после чего про .должают процесс изготовления сваи, описанный вьпие, вплоть до достижения рабочим органом 3 проектной отметки головы изготавливаемой сваи.

Далее устройство перевозят на новую точку и процесс повторяется. Устройство обеспечивает изготовление грунтоцементных свай под слоем воды в слабых грунтах с высоким во- досодержанием - преимущественно в илах. Высокая прочность и коррозион

5

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ная стойкость изготавливаемых свай обеспечиваются за счет введения в грунт закрепляющих веществ в порошкообразном или комковатом виде, т.е. без воды, которая в традиционно применяемых устройствах играет только технологическую роль, а прочность грунтоцемента при этом из-за избытка воды снижается.

Преимуществом предлагаемого уст- ройства является возможность использования закрепляющих веществ, быстро затвердевающих при контакте с водой,,..поскольку до момента выдавливания их из полой направляющей в грунт закрепляющие вещестйа с водой не контактируют. Наряду с этим сохраняется возможность использования закрепляющих веществ в пастообразном и жидком состоянии, если это необходимо в конкретных инженерно-геологических условиях. В этих случаях каче-- ство изготавливаемых свай повышается, поскольку может быть использован, например, водоцементный раствор с пониженным водоцементным отношением или силикат :ый раствор повьш ен- ной концентрации. Положительный эффект достигается при упрощении тех- нолс гии и собственно устройства - вращатель здесь передает на штангу только вращающий момент и может быть выполнен в виде простейшего электропривода со скользящей по хвостовику штанги шестерней.

Отпадает необходимость в сальнике-вертлюге и приспособлениях для приготовления закрепляющего раствора, поскольку закрепляющее вещество загружается в полость направляющей навалом через загрузочный люк. Исключаются простои оборудования, неизбежные при традиционном способе из-за забивания трубопроводов и сопел комками вяжущего. Становится практически невозможным выход оборудовалия из строя из-за схватывания закрепляющего раствора внутри устройства при сл гчайном прекращении его работы, например, вследствие прекращения подачи электроэнергии на стройплощадку.

Формула изобретения

f

Устройство для изготовления грунтоцементных свай под водой, включающее смонтированные на понтоне буровую мачту с вращателем и полую направляющую с механизмом ее погружения и извлечения, соосно размещенную в полости направляющей штангу с рабочим органом на конце, отличающееся тем, что, с целью упрощения технологии производства работ и снижения трудозатрат, полая направляющая выполнена с поперечным сечением, имеющим в плане удлиненную по одной из осей форму, а рабочий орган в плане соответствует поперечному сечению полой направляющей, имеет клиновидную форму нижней поверхности, при этом верхняя его поверхность снабжена уплотнителем.

Устройство относится к области гидротехнического строительства и используется при изготовлении грунтоцементных свай под водой. Цель изобретения - упрощение технологии производства работ и снижение трудо- .затрат. Устройство для изготовления грунтоцементных свай под водой содержит смонтированные на понтоне буро

Фиг.

Сжа/7к а eo3&tfi

Фаг. Ч

/

S

I л I 11 e

I

Фи. 5

pS sssssys

/

w

фиг.6