Устройство для погружения свай Советский патент 1977 года по МПК E02D7/12 

1

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении свайных оснований.

Известен способ производства оснований фундаментов, согласно которому при погружении блока фундамента в грунт используют реактивную силу закрепленных на нем ракет, которые срабатывают при падении блока, сброшенного с вертолета по направляющим, закрепленным на автомашине. Однако для реализации известного способа необходимо дорогостоящее оборудование; вертолет, автомашина с направляющими.

Известно также устройство для забивки сваи пол водой, имеющее оснащенную твердаам топливом реактивную камеру с выхлопным соплом и захват ,для сваи. Известное устройство, закрепленное на свае, погружает ее за счет реактивной силы, создаваемой при истечении продуктов сгорания твердого топлива из камеры сгорания через сопло Лаваля.

Это устройство недостаточно эффективно в работе при повышенной вязкости грунта, когда возрастает сила сцеп ления и боковое, трение между сваей и грунтом. Кроме того, этим устройством невозможно извлекать из грунта сваи

и шпунт, использованные во временных сооружениях.

Цель изобретения-повышение производительности за счет воздействия на погружаемую сваю ударно-вибрационной нагрузкой.

Это достигается тем, что в известном устройстве, содержащем реактивную камеру с выхлопным соплом и захват дли

сваи, в полости реактивной камеры установлены подпружиненный поршень и направляющий цилиндр, которые образуют дополнительную реактивную камеру, причем в направляквдем цилиндре выполиены отверстия, через которые сообщаются полости дополнительной и основной реактивных камер. В дополнительной реактивной камере происходит многократное возвратно-поступательное перемещение поршня в направляющем цилиндре, за счет повьЕиения давления при сгорании твердого топлива и сброса его при истечении продуктов сгорания через отверстия в направляквдем цилиндре,

которое создает вибрацию, передаваемую на сваю.

В результате совместного воздействия на сваю реактивной тяги основного двиг гателя вдоль оси и вибрации дополнитеЛьного двигателя, сводится к минимуму

сцепление сваи с грунтом, что способствует ее перемещению,

, Кроме TofO, с целью обеспечения возможности извлечения сваи, на основной реактивной камере концентрично з соплу посредством винтовых штанг закреплено дополнительное сопло с заглушкой критического сечения.

На чертеже изображена принципйаль- |о ная схема устройства для погружения свай.

Устройство содержит реактивную камеру 1, сопло 2 с критическим сечением 3, захват 4 для сваи 5, дополнителы ную реактивную камеру 6, которая образована поршнем 7 и направляющим цилиндром 8, жестко связанным с корпусом 9, яополкительное сопло 10, аьтолнеяное в виде газоповоротного устройст-Ь) ва, заглушку 11 критического сечения сопла. Поршень 7 закреплен гайкой 12 йа штоке 13, центрируемом во втулке 14, и подпружинен тарельчатымипружинами 15,-. которые поджаты через шайбу 1б гайКОЙ 17, В стенках направляющего цилинд-г ра B j выполнены отаерстия 18 в виде поперечных щелей, 42яужащие для сообщения между полостя ш основной и дополнительной реактивных кам®Р;« Кольцо 19 с винтовыми каналами-щелями 20 обеспечивает изменение частоты колебаний за счет регулировки проходного сечения, образуемого отверстиями 18 и 20, и фикси;руется гайкой 21. Кольцо 19 от-, делено от основной реактивной камеры кольцевым щитком 22,

Втулка 23 служит для регулировки исходного положения поршня 7 и совместно с вкладышем 24 обесяечивает кольцевое проходное сеч&няе 25 между под- Ю поршневой зоной 26 н кольдевой расширительной камербй 27 со-единеякой отверстиями 28 с полостью дополнительной реактивной камеры.6,

Сопло 10 может перелагаться относи- 45 тельно сопла 2 при помощи винтовых тяг 29, закрепленньгх на фланце сопла 10, гаек 30, 31 я втулок 32, установленных на пило-нзх 33f размещенных на сопле 2.50

Заглушка 11 имеет винтовой хвостовик 34 и может перемев аться в гайке 35, установленной на пилонах 36, размещенных на- фланце сопла 10., Лля фиксации заглушки служит контргайка 37, gg

Полости реактивных ка.«р. 1 и б заполнены шашками 38 и 39 твердого топлива, например НМФ-2, Воспламенение производится электрозапалами 40.

Устройство работает следующим обазом.

После установки устройства захваом 4 на сваю 5 полвижное сопло 10 пеемещением вдоль оси при помощи виновых тяг 29 прижимается к соплу 2, ритическое сечение 3. которого регули- С5

рует коническая заглушка 11 перемещением винтового хвостодика 34. в гайке 35. При помощи электрозапалов 40 одновременно воспламеняются пороховые шашки 38 и 39 твердого топлива. Дав,ление в дополнительной реактивной камере 6 подбирается выше, чем давленйе в реактивной камере 1, Газ из реактив ной камеры б через отверстие 28 попадает в кольцевьпо камеру 27 и через кольцевое сечение 25 между вкладышем 2 к втулкой 23 проходит в.подпоршневую 1зону 26, с повышением давления в полости 26 поршень 7 перемещается, ежимает тарельчатые пружины 15 и открывает отверстия 18 и 20. При этом газ вых:дит в полость рвактивной камеры 1, происходит мгновенный сброс давления в подпоршневой зоне 26 и поршень 7 возвращается в исходное положение под действием собственного веса, действия тарельчатых пружин 15 и давления газа в реактивной камере 1, Отработанный газ, смешиваясь с газом, полученньм :при сгорании твердого топлива в камере 1, устремляется в критическое сечение 3 сопла 2 и создает реактивную силу, погружающую сваю. В подпоршневой зоне 26 вновь повышается давление, поршень 7 перемещается, сжимая тарельчатые пружины 15 до момента сброса давления за счет истечения газа через открытые поршнем отверстия 18 и 20,

В процессе горения шашек 38 происходит многократное возвратно-поступательное перемещение подвижных частей, создающее вибрацию, которая через корпус 9 и захват 4 передается на сваю 5

Для извлечения сваи (шпунта) из грунта в установленном на сваю (шпунт) устройстве подвижное сопло 10 перемещением вдоль оси при помощи винтовых тяг 29 отодвигается от сопла 2, критическое сечение которого закрывается заглушкой 11 перемещением ее винтового хвостовика 34 в гайке 35. Отработанный газ, проходя через сопло 2 и газоповоротное устройство сопла 10, создает реактивную силу, направленную На извлечение сваи из грунта.

Воздействие устройства на погружаемую сваю ударно-вибрационной нагрузкой совместно с осевой реактивной силой повышает производительность возведения свайных оснований.

Применение твердого топлива, обладающего большой энергоемкостью, в качестве источника знергии позволяет ис.юльзовать устройство на отдаленных от промышленных центров строительных площадках с большим объемом работ, например, при возведении свайных оснований мостовых опор, шпунтовых ограждений, укрепительных сооружений бере|ГОв водоемов и при строительстве при1чалов.