Устройство для изготовления сваи Советский патент 1992 года по МПК E02D5/36 

Изобретение относится к строительству, в частности к устройству для изготовления свай из местных грунтов спеканием.

Известно устройство для изготовления сваи спеканием. Спекание происходит при сжигании топлива, распыленного форсункой, или при 2000-2500°С от проводников, помещенных в грунт при подаче на них электроэнергии.

Спекание грунтов за счет сжигания топлива при распылении форсункой в пробуренной скважине требует длительного времени: на образование одной сваи диаметром 1,5 - 2,5 м 5 - 10 дней, для образования скважины требуется буровая машина, компрессор, система трубопроводов, насос для подачи горючего под давлением, форсунка, затвор с камерой сгорания.

Известно устройство для спекания грунтов электроплавлением, содержащее электроды, понизительный трансформатор, электрическую сеть трехфазного тока, пусковой ящик, систему реле, а для образования скважины буровую машину. Процесс спекания занимает несколько часов.

Известно устройство, содержащее два электрода из арматурной стали, вставляемых в пробуренную скважину, при неустойчивых грунтах используется обсадьзя труба для предупреждения оползания грунтовых стенок ск-важин, систему электропроводки, генератор высокой частоты и вспомогательное оборудование. Электроды вставляются в пробуренную скважину, а в скважину засыпается песок с добавками, понижающими температуру плавления песка.

Недостатками известного устройства являются использование приводных материалов: песка и добавок, понижающих температуру плавления песка (сульфат натрия и каменный уголь, известняк, известь, каменная соль, сода), а также дорогого основного (генератора высокой частоты), и вспомогательного оборудования, на процесс спекания одной сваи , подготовительные работы: бурение скважин бурильной машиной, засыпку скважины пескУм и добавками подготовленной скважины с их перемешиванием требуется много времени (например, 8-10 мин на процесс спекания), кроме того, недостаточный контроль за процессом спекания и прочностью готового массива.

Целью изобретения является облегчение и ускорение производства работ при изготовлении сваи из местных грунтов и повышение качества возводимой сваи.

сл

ю

За счет образования скважины предлагаемым устройством как скавжинообразо- вателем, повышающим уплотнение грунта, увеличиваются сцепление и прочность его не менее чем в три раза на расстоянии двух диаметров во все стороны от сердечника устройства. Благодаря уплотнению грунта образуется надежный контакт между ним и электродами, Ускорение производства работ достигается за счет накопленных на конденсаторных батареях электрических зарядов большой мощности, ускоряющих изготовление свай не менее чем в 8-10 раз, за счет чего повышается качество возводимой сваи как по материалу, так и по умень- шению ее осадки в 2-3 раза. Обеспечивается контроль за качеством исполнения, так как после подъема устройства из скважины появляется возможность осматривать ее полость визуально и использо- вать разные приспособления, т.е. в процессе производства работ вносить соответствующие корректировки.

Устройство для изготовления сваи, содержащее электроды, электрическую цепь, снабжено сердечником, выполненным из секций со ступенчато уменьшающимся сверху вниз диаметром, а электроды размещены горизонтально или наклонно в нижнем торце каждой секции по периметру ступени, причем электрод верхней секции установлен с возможностью автономного перемещения по ее высоте, при этом электроды каждой пары смежных секций объединены в автономные электрические цепи, которые снабжены конденсаторными батареями, а все цепи электрически объединены между собой и снабжены разъемами.

Устройство для изготовления сваи из местных грунтов отличается тем, что оно снабжено сердечником из секций со ступенчато уменьшающимися сверху вниз диаметром, за счет которого образуется скважина, а горизонтальные и наклонные электроды при образовании скважины играют роль плоскостей, производящих выпор грунта во все стороны и обеспечивающих плотное, качественное соединение с ним для образова- ния электрической цепи. Устройство сочетает в себе рабочий орган для образования скважины и электрическую сеть с электродами, за счет чего количество операций и используемых механизмов при образовании сваи уменьшается.

На фиг.1 показано устройство, вид сбоку; на фиг.2 - принципиальная электрическая схема устройства.

Устройство содержит сердечник 1, выполненный из секции 2 со ступенчато уменьшающимися сверху вниз диаметром,

электроды 3 размещены горизонтально или наклонно в нижнем торце каждой секции 2 по периметру ступени, электрод 4 верхней секции 2 установлен с возможностью автонемного перемещения по высоте, электроды 3 каждой пары смежных секций 2 объединены в автономные электрические цепи 5 (на фиг.2 выделена одна автономная цепь позиций 5 всех ее участков), которые

0 снабжены конденсаторными батареями б, с разъединителями 7, все цепи электрически объединены между собой в цепь 8, которая соединена с источником 9 питания через разъединитель 10,образованная свая 11 из5 готовляется в грунте 12,

Предлагаемое устройство для изготовления сваи выполняется или из металлического, или неметаллического сердечника 1. При изготовлении сердечника 1 из металла

0 последний применяется с температурой плавления не менее 1000°С и облицован с внешней стороны прочным, огнеупорным диэлектриком в виде фарфора или клинкера, или другого материала с такими же свойст5 вами. Если сердечник 1 из неметаллического материала, то он изготовляется, например, из соединений асбестового волокна с другими материалами, создающих диэлектрик с высокой прочностью и огне0 стойкостью.

Например, электроды 3 выполняются из тугоплавких материалов: вольфрам, молибден и соединений кремния: корборунда. силиция и других, они объединены в

5 автономные электрические сети вместе с конденсаторными батареями 6, которые служат в качестве накопителей энергии большой мощности для пропуска импульса тока повышенной силы через грунт 12, нахо0 дящийся между смежными электродами 3, после того, как конденсаторная батарея 6 получила заданную величину электрического заряда. Разряд производится между электродами в электрических сетях, преиму5 щественно расположенных внизу сердечника 1 по направлению вверх, с целью фиксации окончания спекания грунта сваи. За счет совмещения в устройстве скав- жинообразователя для образования сква0 жины в грунтах и устройства для спекания местных грунтов с импульсом тока большой мощности, разряд которого длится в течение 0,1 - 0,01 с в каждой автономной цепи, облегчается возможность изготовления

5 сваи и ускоряется производство работ. После остывания спекшегося грунта до определенной температуры устройство поднимается вверх из грунта, производится механизированная очистка поверхностей сердечника 1 и электродов 3 от остатков

спекшегося грунта 11, после чего устройство снова используется для образования новой сваи.

Формула изобретения Устройство для изготовления сваи спеканием, включающее электроды, соединенные с источником электроэнергии, отличающееся тем, что, с целью облегчения и ускорения производства работ при изготовлении сваи из местных грунтов и повышения качества возводимой сваи, устройство снабжено сердечником, выполненным из

секций со ступенчато уменьшающимся сверху вниз диаметром, а электроды размещены горизонтально или наклонно в нижнем торце каждой секции по периметру

ступени, причем электрод верхней секции установлен с возможностью автономного перемещения по ее высоте, а электроды каждой пары смежных секций объединены в автономные электрические цепи, которые

снабжены конденсаторными батареями, и все цепи электрически объединены между собой и снабжены разъединителями.

Сущность изобретения: устройство снабжено сердечником, выполненным из секций со ступенчато уменьшающимся сверху вниз диаметром, на котором размещены электроды по торцам этих секций, на которые подается электрический заряд большой мощности от конденсаторных батарей по автономным электрическим цепям на каждую секцию, преимущественно снизу вверх 2 ил