Устройство для выштамповывания котлованов Советский патент 1992 года по МПК E02D3/46 E01C19/34 

Изобретение относится к строительству, а именно к фундаментостроению, и может быть использовано для ударного штампования котлованов в грунте под столбчатые фундаменты зданий и сооружений.

Цель изобретения - повышение качества уплотнения грунта.

На фиг. 1 изображено устройство для выштамповывания котлованов в разрезе; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1.

Устройство для выштамповывания котлованов содержит корпус 1 в виде усеченного конуса с осевой вертикальной полостью 2. Корпус 1 соединен в нижней части с кольцевым днищем 3, в отверстии 4 которого

размещен стакан 5, выполненный с фланцем 6. У верхней кромки отверстия 4 установлена уплотняющая прокладка 7. Стакан 5 имеет дно 8, а боковые его стенки перфорированы - имеют отверстия 9 для отвода воздуха. Над стаканом 5 закреплена перегородка 10, разделяющая полость 2 на верхнюю 11 и нижнюю 12 камеры и оборудованная упорами 13, ограничивающими величину задвижки стакана 5 в камеру 12.

Концентрично корпусу 1 в камере 11 вмонтирован полый цилиндр 14. В полости цилиндра 14 установлен с возможностью перемещения порш ень 15, подпружиненный посредством пружины сжатия 16 отнох| о ел ю

Ю 00

сительно перегородки 10. В нижней части цилиндра 14 вмонтирована наковальня 17. Зазор 18 между корпусом 1 и цилиндром 14 разделен вертикальными ребрами 19 на ка- налы 20, 21. Часть из каналов, а именно каналы 20, соединяют надпоршневую полость 22 цилиндра 14 с нижней камерой 12, а каналы 21 - подпоршневую полость 23 с атмосферой. Для соединения каналов 20 с надпоршневой полостью 22 и нижней камерой 12 в верхней части стенок цилиндра 14 и в перегородке 10 образованы сквозные отверстия 24, Соединение же каналов 21с подпоршневой полостью 23 и атмосферой производится при помощи отверстий 25, выполненных в нижней части стенок цилиндра 14 и крышке 26 корпуса 1. Отверстия 24 и 25 расположены между ребрами 19 цилиндра 14.

На крышке 26 жестко установлена каретка 27 с катком 28, при помощи которых устройство перемещается в направляющих базовой машины.

Устройство снабжено фиксатором для удержания поршня 15 в нижнем положении, который выполнен в виде шарнирно закрепленных на цилиндре 14 защелок 29, пропущенных через отверстия 30 в стенках цилиндра 14 и взаимодействующих с коль- цевой проточкой 31 поршня 15. Рычаги защелок 29 подпружинены пружинами растяжения 32 относительно цилиндра 14 и соединены посредством гибких тяг 33, пропущенных через отверстия 25 в крышке 26, с захватным элементом 34 в виде траверсы, к которой присоединены тяговый трос 35 лебедки базовой машины.

Для придания перегородке 10 необходимой жесткости в нижней камере 12 мои- тированы вертикальные ребра жесткости 36.

Процесс выштамповывания котлованов устройством осуществляется следующим образом.

С помощью лебедки базовой машины посредством тягового троса 35 устройство поднимается по направляющей штанге и сбрасывается вниз. Вначале с грунтом контактирует полый стакан 5, т.к. он выступает за пределы днища 3 при опирании на упоры 13. После чего корпус 1, двигаясь вниз, перекрывает полость котлована и таким образом стекает воздушный объем котлована от сообщения с атмосферой, а защемленный овздух через отверстия 9 в стенках стакана 5 перекачивается в нижнюю камеру 12 и далее через отверстия 24 в каналы 20 и надпоршневую полость 22 цилиндра 14. Затем с грунтом взаимодействует плита днища 3 (корпус 1 устройства). Причем в момент

соприкосновения с грунтом корпус 1 и поршень 15 имеют практически одинаковые скорости. При взаимодействии корпуса 1 с грунтом на последний передаются динамические нагрузки большой интенсивности, под действием которых корпус 1 вместе с грунтом перемещается вниз. В процессе совместного движения грунта и корпуса 1 трамбовки скорости последних убывают быстрее, чем скорость поршня 15. В результате чего на корпус 1 через пружину 16, перегородку 10 и ребра 36 поршень создает дополнительное давление, которое передается на уплотняемую поверхность грунта, что позволяет увеличить время действия развивающихся в грунте напряжений. При этом в процессе перемещения поршня 15 вниз относительно корпуса 1 создается разрежение в надпоршневой полости 22 цилиндра 14, а тем самым и в каналах 20, нижней камере 12 и полости стакана 5. Создаваемое разрежение способствует торможению поршня 15, выполняя роль демпфера, вследствие чего еще в большей степени увеличивается время действия развивающихся в грунте напряжений и их величина. Кроме того, благодаря разности давлений в стакане 5 и окружающем его грунте, происходит отсасывание воздуха из пор последнего, что способствует более интенсивному уплотнению, т.к. значительно снижается действие оставшегося в порах воздуха, стремящегося восстановить объем и разрушить уплотнение частиц, образовавшееся после его сжатия ударной динамической нагрузкой.

В процессе перемещения поршня 15 вниз воздух из подпоршневой полости 23 цилиндра 14 выталкивается через отверстия 25 и в каналы 21 в атмосферу, не создавая препятствий перемещений поршня 15.

На заключительной стадии поршень 15 наносит удар по наковальне 17, при этом в грунте создаются максимальные напряжения и степень уплотнения грунта, и под действием пружины 16 поршень 15 начинает подниматься вверх.

При подъеме кольцевой проточки 31 на уровень защелок 29 последние под действием пружин 32 поворачиваются относительно шарнира и заходят в проточку 31, фиксируя поршень 15 в нижнем положении.

По завершении удара посредством лебедки базовой машины с помощью троса 35 поднимают захватный элемент 34, в результате чего тяги 33 поворачивают защелки 29 до выхода их из проточки 31 поршня 15, при этом поршень 15 под действием пружины 16 поднимается вверх, создавая избыточное давление в надпоршневой полости 22 цилиндра 14. Под действием избыточного давления сжатый воздух выталкивает стакан 5 из камеры 12 до упора фланца 6 в плиту днища 3, создавая подъемное усилие, облегчающее отрыв устрйоства от стенок котлована при дальнейшем его извлечений. Величина хода стакана 5 принимается из условия обеспечения отрыва устройства от грунта при извлечении его из грунта.

В нижнем положении зафиксированный поршень 15 должен находиться выше наковальни 17, т.к. в процессе поворота заглушек 29 при снятии фиксатора поршень 15 несколько опускается вниз.

Благодаря снабжению устройства цилиндром с подпружиненным относительно заглушки поршнем и соединению надпорш- невой полости цилиндра с нижней камерой полости корпуса, а подпоршневой полости цилиндра - с атмосферой в процессе уплотнения при нанесении удара трамбовкой создается разрежение воздуха в надпоршневой полости и в стакане, что позволяет увеличить время действия развивающихся в грунте напряжений и обеспечить удаление воздуха из пор грунта, В совокупности увеличение времени действия развивающихся в грунте напряжений и удаление воздуха из под грунта при ударе трамбовки приводят к повышению качества уплотне- 5 ния грунта.

Формула изобретения Устройство для выштамповывания котлованов, содержащее корпус в виде соединенного с кольцевым днищем и крышкой полого усеченного конуса с концентрично расположенным относительно него полым цилиндром с ребрами на наружной его поверхности, перфорированный стакан, размещенный в отверстии днища и перегородку, отличающееся тем, что, с целью повышения качества уплотнения, оно снабжено установленным в полости цилиндра с возможностью перемещения подпружиненным поршнем и фиксатором положения поршня, причем перегородка закреплена над стаканом под полым цилиндром, а крышка, перегородка и полый цилиндр в верхней и нижней его части по боковой поверхности выполнены с отверстиями, при этом отверстия в крышке и перегородке расположены между ребрами цилиндра.

0

5

0

5

Использование: ударное штампование котлованов в грунте под столбчатые фундаменты зданий и сооружений. Сущность изобретения: устройство для выштамповыва- ния котлованов содержит корпус в виде соединенного с кольцевым днищем и крышкой полого усеченного конуса с концентрич- но расположенным относительно него полым цилиндром с ребрами на наружной его поверхности, перфорированный стакан, размещенный в отверстии днища и перегородку. Устройство снабжено установленным в полости цилиндра, с возможностью перемещения, подпружиненным поршнем и фиксатором положения положения поршня. Перегородка закреплена над стаканом под полым цилиндром, а крышка, перегородка и полый цилиндр в верхней и нижней его части к боковой поверхности выполнены с отверстиями, причем отверстия в крышке и перегородке расположены между ребрами цилиндра. 3 ил. со С

/J

J4

35

А А

, i4