Устройство для уплотнения грунтов Советский патент 1992 года по МПК E02D3/46 

Изобретение относится к строительству и предназначено для возведения фундаментов в вытрамбованных котлованах и пробитых скважинах, а также для модификации грунтов.

Известна трамбовка для уплотнения грунтов, содержащая корпус с концентрич- но расположенными, с возможностью их вертикального перемещения, секциями с фиксатором каждой из них, штангу с петлей для подъема.

Недостатками данной трамбовки являются низкая эффективность уплотнения и большие энергозатраты.

Наиболее близким к предлагаемому является рабочий орган для уплотнения грунтов, включающий захватное приспособление, корпус с направляющими каналами, в которых параллельно друг другу размещены с возможностью вертикального перемещения ударные цилиндрические штанги с головками, рабочие концы которых выступают за пределы корпуса.

Недостатком рабочего органа являются низкая эффективность и высокие энергозатраты.

Цель изобретения - повышение эффективности уплотнения и снижение энергозатрат.,

На фиг.1 схематично изображено предлагаемое устройство для уплотнения грунтов; на фиг.2 - узел I на фиг.1; на фиг.З - сечение А-А на фиг.2; на фиг.4.- узел II на фиг.1; на фиг.5 - сечение Б-Б на фиг.4.

Рабочий орган 13 включает в себя захватное приспособление 1, корпус - трамбовку 3 с направляющими щеками 2 и направляющими каналами 4. В направляющих каналах 4 параллельно друг другу размещены с возможностью вертикального перемещения ударные стержни 5 с упорными рейками 6 для индивидуального закрепления их на рабочей высоте фиксаторами 7. Фиксаторы 7 выполнены подпружиненными с упорными стопорами, при этом пластины с прорезями для размещения стопоров фиксаторов 7 расположены: на верхней нам

Kf

IN2

О

j.b,

ici

i

i «..«

ружной поверхности ударных стержней 5. Предлагаемая конструкция фиксаторов 7 исключает самовольное их открытие, при этом для исключения люфта стопора фиксатора 7 в пазу ударной рейки 6 на его конец надевают уплотнитель, например, из кордовой резины (фиг.2). Рабочий орган 13 включает также съемные ударные элементы в виде ребер 8, которые прикрепляются на нижние концы ударных стержней 5 с по- мощью болтовых соединений 9 (фиг.З). Рабочий орган 13 присоединяют к грузоподъемному механизму 10 через стрелу 11 и направляющую раму 12, которая заводится в пазы направляющих щек 2 кор- пуса-трамбовки 3 (фиг.4).

Устройство для уплотнения грунтов работает следующим образом.

Исходное положение рабочего органа 13 - когда рабочая высота ударных стерж- ней 5 Нраб.ст. 0, т.е. ударные стержни 5 убраны в корпус-трамбовку 3, лежащую на грунте 14 (фиг.4).

При открытых фиксаторах 7 поднимают корпус-трамбовку 3 на высоту, равную рабо- чей высоте ударных стержней 5 - Нрзб.ст., закрывают фиксаторы 7, тем самым жестко закрепляя ударные стержни 5 в корпусе- трамбовке 3 (фиг.1 и 2). Рабочий орган 13 поднимают на расчетную высоту и сбрасы- вают необходимое количество раз. Цикл уплотнения считается законченным при заглублении рабочего органа 13 в массив грунта 14 на глубину

Нупл- Нраб.ст- Нраб.тр.

где Нупл. глубина уплотнения, м;

Нраб.ст. - рабочая высота ударных стержней, м;

Нраб.тр. - рабочая высота корпуса-трамбовки, м.

Вокруг пробитых скважин образуются локальные уплотненные зоны грунта. Таким способом выполняют фундаменты в пробитых скважинах, (фиг.5).

Если необходимо получить сплошную уплотненную зону грунта, рабочий орган 13 вновь поднимают, заполняют образовавшиеся в грунте скважины жестким материалом и уплотняют его путем сбрасывания рабочего органа 13 с выдвинутыми стержнями 5. Данные операции повторяют расчетное количество раз до достижения уплотненным жестким материалом устья пробитых скважин.

Затем открывают фиксаторы 7, спуска- ют корпус-трамбовку 3 на поверхность грун- та 14 (Нраб.ст. 0) и снова закрывают фиксаторы 7.

Поднимают рабочий орган 13 и заполняют вытрамбованную полость жестким материалом и сбрасывают рабочий орган 13. После одного или нескольких сбрасываний рабочего органа 13 выполняют подсыпку в вытрамбованную полость жесткого материала до достижения им уровня поверхности грунта 14 или расчетного уровня. В итоге образуется уплотненная зона грунта, армированная жестким материалом.

Предлагаемое устройство для уплотнения грунтов обладает большой универсальностью и может быть использовано при модификациях грунтов и возведении различных конструкций фундаментов, например, в вытрамбованных котлованах, щелевых, крестообразных, анкерных, прерывистых и т.д.

С ударными стержнями 5, не выходящими за нижнюю грань корпуса-трамбовки 3, рабочий орган 13 можно использовать для поверхностного уплотнения грунтов или вытрамбовывания котлованов под фундаменты мелкого заложения.

За счет выдвижения рабочих стержней 5 на различную высоту можно выполнить фундаменты разных конструкций и назначения: большего выдвижения центральных ударных стержней 5. - для концентрации передачи внешней вертикальной нагрузки по оси фундамента на более глубокие слои грунта основания; большего выдвижения ударных стержней 5 расположенных по периметру корпуса-трамбовки 3, для развития по площади фундамента уплотненной зоны грунта; выдвижения ударных стержней 5 на разную высоту относительно друг друга - для восприятия моментных нагрузок; использования рабочего органа 13 в комплекте со съемными элементами в виде ребер 8.

Предлагаемое устройство позволяет повысить эффективность процесса уплотнения грунта и снизить при этом энергозатраты за счет увеличения удельного давления, вследствие уменьшения ударной площади с плоской на суммарную стержневую или ребристую.

Наиболее эффективное применение устройства для уплотнения грунтов на строи- тельных площадках с грунтами, разнородными по физико-механическим характеристикам и расположению в плане и по глубине, благодаря быстрому переналаживанию устройства с плоской трамбовки на удлиненную стержневую или ребристую с регулируемой рабочей высотой.

Формула изобретения

Устройство для уплотнения грунтов, содержащее захватное приспособление, трамбовку в виде корпуса со сквозными направляющими каналами, в которых размещены с возможностью вертикального

перемещения ударные стержни, оси которых параллельны, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности уплотнения и снижения энергозатрат, оно снабжено смонтированными в верхней части корпуса подпружиненными фиксаторами

со стопорами, а ударные стержни имеют расположенные на наружной поверхности пластины с прорезями для размещения стопоров фиксаторов и установленные в нижней части съемные ударные элементы в виде ребер.

Использование: устройства для уплотнения грунтов. Сущность: устройство содержит смонтированные в верхней части корпуса подпружиненные фиксаторы со стопорами. Ударные стержни имеют расположенные на наружной поверхности пластины с прорезями для размещения стопоров фиксаторов и установленные в нижней части съемные ударные элементы в виде ребер. 5 ил.

f)j

ipue.i

fi

jff

фиг. 2