Устройство для изготовления песчаных дрен Советский патент 1992 года по МПК E02D5/38 E02D7/00 

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам для изготовления вертикальных песчаных дрен, и может быть использовано для ускорения консолидации оснований при возведении зданий и сооружений на слабых водонасыщенных грунтах.

Цель изобретения - обеспечение изготовления дрены переменного сечения повышенной длины и снижение материалоемкости устройства.

На фиг,1 показан вид устройства спереди; на фиг.2 - вид сзади; на фиг.З и 6-9 даны поперечные разрез устройства; на фиг. 10 - песчаная дрена в аксонометрии.

Устройство содержит обсадную трубу 1 с открытым нижним торцом и сердечник 2 с крестообразным поперечным сечением. В полости обсадной трубы размещена диафрагма, выполненная из расположенных в го- ризонтальной полости секторов 3-6.

Секторы 3-6 закреплены на внутренней поверхности трубы с зазором относительно полок сердечника на равном расстоянии друг от друга по высоте трубы. Каждый выше расположенный сектор смещен в горизонтальной плоскости относительно нижерасположенного на 90° а одну и ту же сторону. Нижний торец трубы выполнен четырехступенчатым так, чтобы расстояние по вертикали от плоскости секторов до нижней кромки трубы соответствовало условию

aЈS+ JiR/4,

где а - расстояние от секторов до ниж ей кромки трубы;

S - шаг расстановки секторов диафрагмы по вертикали;

R - внутренний рад/tyc трубы.

На верхнем торце трубы размещена площадка 7 для установки вибропогружателя

v| VI

ю

vj

Работает устройство следующим образом.

Обсадная труба 1 с сердечником 2 погружается в слабый грунт с помощью вибропогружателя через заранее отсыпанную песчаную пригрузку толщиной не менее а. Песок через открытый нижний торец попадает в полость трубы. При этом четыре части полости, отделенные друг от друга полками сердечника, заполняются песком поочередно, так как нижняя текущая кромка трубы в них расположена на различной высоте. Сначала песок попадает в ту четверть, где закреплен сектор диафрагмы 3. Когда устройство достигает глубины а, песок упирается в сектор 3 и его поступление в эту часть полости трубы прекращается. Нижерасположенный грунт начинает раздвигаться в стороны. Соблюдением условия hnS:a, где hn - толщина песчаной пригрузки, исключается попадание слабого грунта в полость обсадной трубы. Вторая четверть обсадной трубы под диафрагмой 4 заполняется песком при погружении устройства в интервале глубин от S до (S + а) и т.д.

При достижении устройством подошвы слабого грунта погружение прекращается. Обсадная труба при включенном вибраторе извлекается на поверхность. Сердечник, не связанный с трубой, и песок, находящийся в ее полости .остаются на месте. После этого делается технологический перерыв. Во время перерыва грунт по периферии дрены, сжатый при погружении устройства, разуплотняется и занимает пустоты, образовавшиеся после извлечения обсадной трубы. Эти пустоты заполняются также за счет осыпания песка пригрузки. Извлечение сердечника одновременно с обсадной трубой привело бы к оплыванию дрены в скважине и, кроме того, затруднило бы выход песка через ее нижний торец. Продолжительность перерыва определяется видом дренируемого слабого грунта и влажностью песка пригрузки. Для повышения производительности работ одну обсадную трубу мож н о испол ьзо вать с несколькими сердечниками.

После завершения технологического перерыва сердечник извлекается на поверхность. В грунте остается песчаная дрена, составленная из четырех элементов, смещенных относительно друг друга в горизонтальной плоскости и по вертикали. Длина элементов равна а, поперечное сечение представляет собой сектор радиусом R, равным внутреннему радиусу обсадной трубы. Для беспрепятственной фильтрации воды по дрене площадь контакта смежных элементов должна быть не меньше площади их поперечного сечения

cR ttR2/4,

отсюда

a S + лК/4.

В случае небольшой мощности слаб го грунта устройство погружается не на е :ю высоту и несколько верхних элементов доены полностью или частично не изготовляются.

С помощью предлагаемого устройс ва возможно изготовление дрен переменного сечения. Для этого диафрагму следует разделить на секторы с различными центральными углами.

Формула изобретения Устройство для изготовления песчаных дрен, содержащее обсадную трубу с открытым нижним торцом и размещенную в его полости диафрагму, отличающееся тем, что, с целью обеспечения изготовления дрены переменного сечения повышенной длины и снижения материалоемкости устройства, оно снабжено размещенным в полости трубы сердечником с крестообразным поперечным сечением, а диафрагма выполнена в виде расположенных в горизонтальной плоскости секторов, закрепленных со

смещением на 90° по высоте трубы на ее внутренней поверхности на равном расстоянии друг от друга и с зазором относительно полок сердечника, причем расстояние по вертикали от плоскости секторов до

нижней кромки трубы определяют из ее отношения + лН/4, где а - расстояние от секторов до нижней кромки трубы;

S - шаг расстановки секторов диафрагмы по вертикали;

R - внутренний радиус трубы.

Использование: изготовление вертикальных песчаных дрен, Сущность изобретения: устройство содержит обсадную трубу с открытым нижним торцом и размещенную в его полости диафрагму. В полости трубы размещен сердечник с крестообразным поперечным сечением. Диафрагма выполнена в виде расположенных в горизонтальной плоскости и закрепленных со смещением на 90° по высоте трубы на ее внутренней поверхности на равном расстоянии друг от друга и с зазором относительно полок сердечника секторов. Расстояние по вертикали от плоскости секторов до нижней кромки трубы определяют из соотношения а 2:3 т jrR/4, где а - расстояние от секторов до нижнейкромкитрубы;8-шаг расстантв- ки секторов диафрагмы по вертикали; R - , внутренний радиус трубы. 10 ил.

Фив. 1

1

/г

фиг. 2

А-4

Is 7

фигЗ

ff-ff

фиг 4

r-r

/V/

Фиг.6

в-в

ФигЗ

Ы

ФигЛ

Ј-Ј

Фиг.8

1779707

ж-ж

/

Фиг 9