Рабочий орган для вытрамбовывания котлованов Советский патент 1991 года по МПК E02D3/46 

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам для вытрамбовывания непрерывных котлованов под ленточные фундаменты. Целью изобретения является повышение эффективности работы при вытрамбовывании непрерывных котлованов. В рабочем органе для вытрамбовывания котлованов штамп 1 имеет сутжающееся книзу сечение с симметрично расположенными по его продольной оси кон сольными элементами 2. Нижняя поверхность последних выполнена криволинейной. Длина консольных элементов 2 равна длине штампа по продольной оси. Криволинейная поверхность выполнена с центром кривизны, расположенным ниже консольных элементов и радиусом кривизны, равным их ширине. Высоту и ширину консольных элементов 2 определяют по зависимостям L(0,2-0,3)А, А, (0,12-0,14) А, где L - ширина консольного элемента; hK - высота консольного элемента; А - расстояние от низа штампа до точки пересечения нижней поверхности консольного элемента с боковой гранью штампа. Выпол нение штампа с указанными соотношениями способствует более глубокой проработке грунтового массива при одновременном снижении энергоемкости процесса. 3 ил. 5 (Л

Фиг.1

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам для вытрамбовывания непрерывных котлованов под ленточные фундаменты.

Целью изобретения является повышение

ваются плотность и размеры уплотненной зоны грунта вокруг котлована.

Эффект наложения волн напряжений зависит от соотношения высоты консольных элементов Н„ и их ширины L к высоте

эффективности работы при вытрамбовыва- 5 штампа Л, равного расстоянию от его низа

до точки пересечения боковой грани штампа с нижней поверхностью консольных элементов.

нии непрерывных котлованов.

На фиг. 1 изображен рабочий орган, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - схема взаимодействия рабочего органа с грунтом

Рабочий орган для вытрамбовывания котлованов состоит из трапецеидального штампа 1 с симметрично расположенными относительно продольной оси консольными элементами 2 с криволинейной нижней поверхностью, сверху на котором имеются каретка 3 и блок 4.

Длина консольных элементов равна длине штампа по продольной оси, а криволинейная поверхность выполнена с центром кривизны, расположенным ниже консольных 20 в грунте, создаваемые консольными элеменэлементов, и радиусом кривизны, равным их ширине. При этом высоту и ширину консольных элементов определяют по зависимостям

L(0,2-0,3)h;

/IK (O.I 2-0,14)/i,

где L -- ширина консольного элемента; /г„ -- высота консольного элемента; h - расстояние от низа штампа до точки пересечения нижней поверхности консольного элемента с боковой гранью штампа.

Рабочий орган работает следующим образом.

При помощи маневрирования базовой машины рабочий орган устанавливается по оси будущего котлована. Тяговым силием лебедки через блок 4 штамп 1 с консольными элементами 2 поднимается вверх по направляющей штанге посредством каретки

2Ь

тами при ударе, затухают, практически не увеличивая напряженное состояние грунта в нижней зоне штампа 1.

В случае /.u,3/i резко возрастает удель- ная энергоемкоеib процесса вытрамбовывания, т е. количество затраченной энергии. приходящейся на единицу несущей способности будущего фундамента, поскольку образующееся под консольными элементами при взаимодействии с грунтом упругое ядро выключает из работы боковую поверхность граней штампа 1.

Применение в рабочем органе нижней поверхности консольных элементов криволинейной с радиусом кривизны R, равным ширине консольных элементов L, обеспе- ,, чивает вытрамбовывание котлована с качественными стенками и уменьшает возможность выпора грунта ич под консольных элементов 2. При минимальный угол сопряжения боковых граней штампа и нижней поверхности консольных элементов равен

30

3 до расчетной высоты. Затем производят 40 130°. Это нижняя граница угла сопряжения, сбрасывание штампа 1 по направляющей штанге. Процесс повторяют до получения в грунте полости, повторяющей форму штампа 1 с консольными элементами 2 до глубины, равной общей высоте штампа

В начальной стадии вытрамбовывания,па 1.

исключающая возможность защемления грунта и тем самым обеспечивающая качество стенок котлована. Возможно только увеличение этого угла сопряжения при увеличении угла наклона боковых граней штамкогда с грунтом взаимодействует бесконсольная часть штампа 1, наибольшее уплотнение грунта идет в направлении, перпендикулярном его большей стороне, лри этом

Кроме того, вогнутая криволинейная поверхность способствует направленному вниз распространению волны напряжения, что способствует более глубокой проработке грунобразуются две зоны (фиг. 3); а - уплот- Q тового массива при одновременном снижении нения и б - разуплотнения (выпора) грунта. Вступление в работу консольных элементов 2 обеспечивает уплотнение зоны б до максимальной плотности и создает при ударе волну напряжений, которая накладывается на волну напряжений, создаваемую боковыми гранями штампа 1. При этом происходит рост напряженного состояния грунтового массива в целом и увеличиэнергоемкости процесса.

Размещение рабочего органа длинной стороной вдоль оси непрерывного котлована и консолями, расположенными перпендикулярно ей, позволяет использовать преиму- 55 шества формы предлагаемого рабочего органа, что связано с направлением распространения волны напряжений при взаимодействии его с грунто,; Уплотнение грунта

ваются плотность и размеры уплотненной зоны грунта вокруг котлована.

Эффект наложения волн напряжений зависит от соотношения высоты консольных элементов Н„ и их ширины L к высоте

штампа Л, равного расстоянию от его низа

штампа Л, равного расстоянию от его низа

до точки пересечения боковой грани штампа с нижней поверхностью консольных элементов.

Исследования показывают, что на на- пряженное состояние грунта вокруг боковых граней штампа 1 консольные элемен- гы 2 оказывают значительное влияние, обеспечивающее дополнительную деформацию массива и его уплотнение на расстоянии 7-8 hf (h, - общая высота консолей). т. е общая высота консольных элементов Л л составляет 0,12 -0,14 от высоты нижней части штампа h и это при обеспечении ширины консольных элементов L, составляющей 0,2 0,3 or h. При ,2/i напряжения

5

Ь

тами при ударе, затухают, практически не увеличивая напряженное состояние грунта в нижней зоне штампа 1.

В случае /.u,3/i резко возрастает удель- ная энергоемкоеib процесса вытрамбовывания, т е. количество затраченной энергии. приходящейся на единицу несущей способности будущего фундамента, поскольку образующееся под консольными элементами при взаимодействии с грунтом упругое ядро выключает из работы боковую поверхность граней штампа 1.

Применение в рабочем органе нижней поверхности консольных элементов криволинейной с радиусом кривизны R, равным ширине консольных элементов L, обеспе- чивает вытрамбовывание котлована с качественными стенками и уменьшает возможность выпора грунта ич под консольных элементов 2. При минимальный угол сопряжения боковых граней штампа и нижней поверхности консольных элементов равен

0

0 130°. Это нижняя граница угла сопряжения,

130°. Это нижняя граница угла сопряжения,

исключающая возможность защемления грунта и тем самым обеспечивающая качество стенок котлована. Возможно только увеличение этого угла сопряжения при увеличении угла наклона боковых граней штампа 1.

Кроме того, вогнутая криволинейная поверхность способствует направленному вниз распространению волны напряжения, что способствует более глубокой проработке грунтового массива при одновременном снижении

энергоемкости процесса.

Размещение рабочего органа длинной стороной вдоль оси непрерывного котлована и консолями, расположенными перпендикулярно ей, позволяет использовать преиму- шества формы предлагаемого рабочего органа, что связано с направлением распространения волны напряжений при взаимодействии его с грунто,; Уплотнение грунта

в направлении следующего следа вытрамбовывания гораздо меньше, чем в стороны. Следовательно, на следующей точке вытрам: бовывания возможность возникновения реактивных моментов, передаваемых на базовую машину от грунта, связанная с неравномерной начальной плотностью грунта, минимальна, что увеличивает надежность работы механизма и его срок службы.

Формула изобретения

Рабочий орган для вытрамбовывания котлованов, содержащий штамп, имеющий сужающееся книзу сечение с симметрично расположенными по продольной оси штампа консольными элементами, нижняя поверхность которых выполнена криволинейной,

О О

отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы при вытрамбовывании непрерывных котлованов, длина консольных элементов равна длине штампа по продольной оси, а криволинейная поверхность выполнена с центром кривизны, расположенным ниже консольных элементов, и радиусом кривизны, равным их ширине, причем высоту Л и ширину L копсоль- ных элементов определяют по зависимостям

L(0,2-0.3)A; /iK(0,12-0,14)/i,

где h - расстояние от низа штампа до точки пересечения нижней поверхности консольного элемента с боковой гранью штампа.