Способ возведения из секций свай-оболочек и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК E02D7/20 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении свайных фундаментов мостовых опор, укреплении берегов водоемов и т.п.

Целью изобретения является повышение эффективности работ в структурно-неустойчивых грунтах.

На фиг.1 - 5 изображены стадии возведения составной сваи-оболочки; на фиг.6 - устройство для осуществления способа воз- веде ния составной сваи, общий вид; на фиг.7 - сечение А-А на фиг.1 (механизм подачи секций свай-оболочек; на фиг.8 - механизм подами секционных свай-оболочек в рабрчем положении; на фиг.9 - секция сваи-оболочки, продольный разрез; на фиг. 10 - то же, план.

Способ осуществляют следующим образом (см.фиг.1).

Производят принудительное погружение, например молотом 1 до проектной отметки рабочего органа, выполненного в виде обсадной трубы 2 с сердечником 3 (см.фиг.1). Затем сердечник 3 извлекают (см.фиг.2), подводят механизм подачи 4 секций 5 свай-оболочек к обсадной трубе 2 и опускают башмак 6 и секции 5 сваи-оболочки (см.фиг.3). При помощи механизма извлечеч ю «ч ю о

00

ния 7 производят извлечение обсадной трубы 2 (см.фиг.4), при этом готовая составная свая 8 остается в грунтовом массиве (см.фиг.5).

Устройство для осуществления способа (см.фиг.6) включает базовую машину 9 со стрелой 10, каретку 11с гидравлической лебедкой 12, копровую мачту 13, оголовок 14, механизм наведения 15 копровой мачты, механизм подъема 16 копровой мачты, молот 1, рабочий орган в виде обсадной трубы 2 и сердечника 3, механизм подачи 4 секций - свай-оболочек, механизм извлечения 7 оболочки 2. Механизм подачи 4 секционных свай-оболочек сострит из вращающейся кассеты 17(см.фиг,7,8)супорами 18, основания 19, гидроцилиндра вращения 20 кассеты 17, гидроцилиндра поворота 21 основания 19, рычага 22.

Копровая мачта 13 установлена в ползунах каретки 11, соединенной со стрелой 10, и каретки механизма наведения 15. При помощи механизма подъема 16 копровая мачта 13 перемещается по ползунам в

транспортное или рабочее положение, на копровой мачте 13 установлены молот 1 с рабочим органом в виде обсадной трубы 2, механизм извлечения 7. оболочки и механизм подачи 4 секций свай-оболочек, шар- нирно закрепленный на мачте 13. Гидроцилиндр поворота 21 шарнирно закреплен с копровой мачтой 13 и с рычагом 22 основания 19. На основании 19 шарнирно установлена вращающаяся кассета 17с упорами 18 и гидроцилиндр вращения 20 кассеты 1.7, шарнирно закрепленный на основании с возможностью кинематического взаимодействия с упорами 18. Основание 19 шарниром 2,3 соединено с копровой мачтой 13.

Секция сваи-оболочки (см.фиг.9,10) состоит из трубчатого ствола 24, перфорированной диафрагмы 25, в которой выполнены сквозные отверстия 26 и прокладки из уплотняющей мастики 27.

Суммарная площадь отверстий 26 определена зависимостью:

Сущность изобретения: в способе возведения из секций свай-оболочек образование скважины осуществляют путем погружения обсадной трубы с установленным в ней сердечником, который затем извлекают, а перед монтажом секций в обсадную трубу устанавливают башмак, при этом используют секции с перфорированной диафрагмой в верхней части, суммарная площадь отверстий в которой определена по приведенной зависимости. Устройство для осуществления способа включает рабочий орган в виде о.бсадной трубы и сердечника, механизм подачи секций свай-оболочек, механизм извлечения обсадной трубы. Механизм подачи секций свай-оболочек состоит из вращающейся кассеты с упорами, основания, гидроцилиндра вращения кассеты, гидроцилиндра поворота основания, рычага. 2 с.п.ф-лы, 10 ил. СП

Г

Ро+fo

где v - скорость опускания секций сваи- оболочки, м/с;

fo - площадь поперечного сечения внутренней полости обсадной трубы, м2;

Ро - атмосферное давление, Па;

Т - температура окружающей среды, °К;

R - универсальная газовая постоянная, Дж/кг-К;

m - масса сваи, кг;

g - ускорение свободного падения, м/с2;

п - показатель политропы.

Устройство работает следующим образом.

При помощи механизма наведения 15 наводят рабочий орган в виде обсадной тру- бы 2 на ось будущей составной сваи и механизмом подъема 16 копровую мачту 13 опускают на поверхность грунта. Ударами поршня-бойка молота 1 погружают обсадную трубу 2 с сердечником 3 до проектной отметки. Гидравлической лебедкой 12 извлекают сердечник 3 из обсадной трубы 2. Гидроцилиндром 21 поворачивают кассету 17с секциями сваи:оболочки в рабочее положение, при этом устройство подачи сек- ций сваи-оболочки выполнено таким образом, что при повороте кассеты 17 оси секций сваи-оболочки совпадают с осью обсадной трубы, что обеспечивает свободное опускание секций сваи-оболочки во внутреннюю полость обсадной трубы 2. Поворотом кассеты 17, при помощи возвратно-поступательного взаимодействия штока гидроцилиндра 20 с упорами 18, осуществляют совмещение осей секций сваи-оболочки и обсадной трубы, а затем опускание башмака 6 и секций 5 во внутреннюю полость обсадной трубы 2. После образования составной сваи при помощи механизма извлечения 7 обсадную трубу 2 извлекают. Далее установку перемещают на новое место возведения следующей составной сваи и технологический цикл повторяют в последо- вательности, описанной выше,

Применение описанной секционной сваи-оболочки позволит повысить эффективность производства работ по устройству составных свай за счет быстрой установки секций свай-оболочек под собственным весом во внутреннюю полость обсадной трубы рабочего органа, исключив дополнительные операции на их строповку, расцепление и крепление между собой стальными поясками, а так же предохранить их от разрушения.

Выполнение сквозных отверстий с суммарной площадью поперечного сечения, оп- ределяемой по приведенной выше зависимости, позволит обеспечить плавное опускание секций свай-оболочек во внутренней полости обсадной трубы рабочего органа, предохранить их от разрушения при соударении друг с другом и исключить дополнительные грузозахватные механизмы, а также такие виды работ, как строповка секций, наведение их и опускание во внутреннюю полость обсадной трубы с последующим расцеплением стропов.

Применение описанного способа позволит гарантированно до проектной отметки погрузить в грунтовый массив рабочий орган, контролировать в процессе его погружения несущую способность будущей состав- ной сваи за счет сил сопротивления внедрению рабочего органа в грунт и высоты подброса поршня-бойка в процессе забивки и предохранить секции сваи-оболочки от разрушения за счет плавной установки внутри обсадной трубы рабочего органа при опускании их под собственным весом со сжатием воздушного пространства под сваей-оболочкой, повысить производительность устройства для возведения составных свай.

Выполнение устройства с рабочим органом в виде обсадной трубы и сердечника, механизмом подачи секционных свай-оболочек позволит повысить эффективность ведения данного вида работ за счет принудительного погружения рабочего органа до

где v - скорость опускания секций сваи- оболочки, м/с;

fo - площадь поперечного сечения внутренней полости обсадной трубы, м2;

РО - атмосферное давление, Па;

Т-температура окружающей среды, °К;

R - универсальная газовая постоянная, Дж/кг-К;

m - масса сваи, кг;

g - ускорение свободного падения, м/с2;

п - показатель политропы.

проектной отметки, предохранить секции сваи-оболочки от разрушения, повысить производительность оборудования по устройству составных пустотелых свай.

Использование механизма подачи секционных свай-оболочек позволяет обеспечить точную наводку секций на ось обсадной трубы рабочего органа, а затем их быстрый монтаж внутри ее, исключив дополнительные грузоподъемные механизмы, тем самым уменьшить себестоимость работы по устройству составной сваи.

Ф

Формула изобретения

повышения эффективности работ в структурно-неустойчивых грунтах, образование скважины осуществляют путем погружения обсадной трубы с установленным в ней сердечником, который затем извлекают, и перед монтажом секций в обсадную трубу устанавливают башмак, при этом используют секции с перфорированной диафрагмой в верхней части, суммарная площадь отверстий в которой определена зависимостью

обсадной трубы с механизмом его извлечения, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы, оно снабжено механизмом подачи секционных

свай-оболочек, который выполнен в виде шарнирноустановленной на основании кассеты с упорами, гидроцилиндра поворота основания, шарнирно закрепленного на мачте и связанного с основанием через рычаг, и шарнирно размещенной на основании гидроцилиндра вращения кассеты с возможностью взаимодействия его штока с соответствующим упором кассеты, а обсадная труба снабжена коаксиально установленным сердечником.

ss/ ////// /// ss/ F/X /// /// Л

У/Х 7/S /// fy

s/ F/X /// /// Л

У/Х 7/S /// fy/

® Фиг.6

/// ///

1797998

Л-А

фиг.Ю