Устройство для образования полостей в грунте Советский патент 1981 года по МПК E21B7/30 E02D5/44 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ ПОЛОСТЕЙ В Г РУНТН

Изобретение относится к строительству и может быть использовало нри устройстве Свайных фундаментов, а также при возведении заглубленных сооружений методим стена в . Наиболее близким к предлагаемому по технической суи.1ности является устройство для образования полостей в грунте, включающее раму с установленным на ней гидроцилиндром, соединенный с его штоком клиновый ползун, нажимные башмаки с роликами и вдавливающий клин 1J. Устройство работает следующим образом. Под действием штока гидроцилиндра клиновый ползун перемещается вниз, его наклонные поверхности передают усилие на ролики нажимных бащмаков и выдвигают их в стороны, что вызывает уплотнение грунта в сте)ках скважины (траншей). При дальнейшем движении клинового ползуна происходит внедрение в грунт вдавливающего клина. Реакция усилия внедрения клина передается рамой устройства на направляюг 1ие стержни баи1маков и уравновешивается силой тр( между рабочей поверхноС1 ью ба имсчков и грунтом. При обратном .х-оле Т()к; гилро 1илиндра нажимные башмаки возвращаются в исходное положение и происходит продвижение устройства вниз под действием сил тяжести. Недостатками устройства является то, что большие реактивные усилия, возникающие в процессе внедрения вдавливающего клина, приводят к деформации и поломкам направляющих стержней нажимных башмаков. Происходит это вследствие того, что при полном выдвижении башмаков направляющие стержни почти полностью выходят из рамы и в шестах сопряжения их с рамой создаются больщие удельные дав/ieния. Кроме того, консольное приложение нагрузки к стержням вызывает поломки а местах их крепления, к башмакам. Устранение этого недостатка удлинением направляющих стержней невозможно, так как НУ длина ограничена шириной рамы и шириной траншеи. При работе в различных грунтовых условиях требуется регулировать степень выдвижения нажимных башмаков для изменб нйя усилия их прижатия или для иаменения ширины выполняемой скважины (траншеи) Конструкция известного устройства не поз,воляет производить изменение степени выдв 1жения 1ажимных башмаков. При образовании скважин под сваи в рыхлых грунтах требуется создание уширсния в пяте сваи, что невозможчо обеспечить с помощью указанного устройства. Цель изобретения -- повышение надежности устройства, обеспечение возможности регулирования ширины траншеи и образование уширения в нижней части скважины. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для образования полостей в грунте, включающем раму, установленный на ней гидроцилиндр, соединенный с его штоком клиновый ползун, нажимные башмаки с роликами и вдавливающий клин, нажимные башмаки соединены с рамой с помощью рычагов, закрепленных шарнирно в верхней части рамы, а клиновой ползун выполнен составным из шарнирно укрепленных на его остове подвижных щек, стянутых между собой пружиной, при этом остов ползуна оснащен жестко установленными на нем гайками с винтовыми упорами. Кроме того, оно снабжено двумя пара-ми сменных распорных элементов, каждый из которых выполнен из верхней и нижней плит, соединенных между собой шарнирно и установленных с двух противоположных сторон рамы, причем шарниры нижних плит закреплены на раме в нижней ее части, а шарниры верхних плит прикреплены к клиновому ползуну с помощью кронштейна. На. фиг. 1 изображено устройство для образования полостей в грунте; разрез; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - клиновой ползун; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 3; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 3. Устройство включает плоскую раму 1, в верхней части которой шарнирно закреплен корпус гидроцилиндра 2. Шток гидроцилиндра 2 закреплен с остовом 3 клинового ползуна. На остове 3 шарнирно установлены с помощью осей 4 боковые щеки 5, соединенные между собой пружиной 6. В верхней части остова 3 между его поперечными ребрами установлены гайки 7, в которые ввернуты винтовые упоры 8. На продольных балках рамы 1 жестко укреплены направляющие 9, которые входят в продольные пазы остова 3 клинового ползуна. В верхней части рамы шарнирно укреплены рычаги 10, жестко соединенные с нажимным башмаками 11 и стянутые между собой пружинами 12. На нажимных башмаках 11 установлены опорные ролики 13. В нижней части рамы 1 установлен с возможностью вертикального перемещения вдавливающий клин 14, который может быть демонтирован, тогда вместо него устанавливаются распорные плиты 15 и 16, соединенные между собой шарнирно. Плиты 16 своими нижиимн шарнирами закрепляются иа рйме I, а верхние шарниры плит 15 крепятся к кроылтейну 17, который с помощью бо/ь тов 18 жестко соединен с остовом 3 клинового ползуна. Работа устройства по образованию скважин или траншей производится следующим образом. Устройство с помощью грузоподъемных средств опускается в планерную скважину (траншею), глубина которой должна быть достаточной для погружения его до уровня верхних Кромок нажимных башмаков 11. После этого, в гидроцилиндр 2 подается рабочая жидкость и его шток выдвигается. Под действием усилия ш1-ока клиновой ползун перемещается вниз по направляющим 9. Щеки 5 клинового ползуна передают усилие на опо))ные ролики 13 и нажимные башмаки 11 выдвигаются, осуществляя уплотнение грунта в стенках траншеи. Полное выдвижение башмаков II заканчивается после того, как ход клинового ползуна превысит длину его клиновой части. При дайльнейшем движении ползуна нижний торец остова 3 доходит до торца вдавливающего клина 14, под действием усилия гидроцилиндра 2 происходит внедрение клина 14 в грунт. Реакция сопротивления грунта внедрению клина 14 уравновешивается силами трения между стеиками траншеи и башмаками 11, которые в этот момент находятся в крайнем выдвинутом положении. При обратном ходе щтока гидроцилиндра клиновой ползун движется вверх, нажимиые башмаки И пружинами 12 возвращаются в исходное положение, давление на грунт прекращается и все устройство под действием силы 1/1жести опускается внизна величину хода клина 14. Затем цикл рабочего хода повторяется. При каждом цикле рабочего хода клин 14, внедряясь в грунт, образует лидерную скважину, в которую продвигается устройство и с помощью башмаков 11 увеличивает ширинускважины до требуемого размера, производя уплотнение грунта. Регулировка степени выдвижения нажимных башмаков с целью изменения ширины скважины (траншеи) осуществляется с помощью винтовых упоров 8, которые вывинчиваются из гайки 7 при необходимости увеличения ширины траншеи и ввинчиваются в гайку 7 для уменьшения ширины траншеи. После разработки с помощью устройства скважины заданной глубины для образования ущирения под пяту сваи устройство поднимается из траншеи для установки распорных плит. Оборудование устройства распорными плитами производится в следующем порядке. PacnopH ie плиты верхние 15 и нижние 16 предварительно соединяются между собой и с кронштейном 17. Клин 14 демонтируется, для этого снимаются закрепленные болтами цоперечные планки, соединяющие продольные рамы I. После снятия клина 14 кронштейн 17 крепится к остову 3 ползуна болтамн 18, а нижние проушины плит 16 закрепляются в отверстиях рамы с помощью пальцев. Устройство, оборудованное распорными плитами, опускается в скважину.

Образование уширени производится следующим образом.

При подаче рабочей жидкости в гидроцилиндр 2 происходит выдвижение штока, клиновой ползун перемещается вниз вместе с кронштейном 17. Распорные плиты 15 и 16 раздвигаются, причем нижние плиты 16 совершают вращательное движение вокруг шарниров в раме 1. Башмаки 11 в этот период также выдвигаются и упираются в стенки скважины, что предотвращает самопроизвольный подъем устройства в процессе образования уширения.

После образования уширения,устройство поднимается из траншеи, поворачивается на 30° и вновь опускается для образования уширения в нормальном направлении.

Использование устройства для образования траншей позволит производить работы по возведению заглубленных сооружеНИИ методом стена в грунте без применения глинистой суспензии для удержания стенок. траншеи от обрушения, что значительно упростит технологический процесс и позволит повысить качество возводимых сооружений.

Формула изобретения

Устройство для образования полостей б грунте, включающее раму, установленный на ней гидроцилиндр, соединенный с его штоком клиновой 1олзун, нажкмпые башмаки с роликами и вдавливающий клин, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства н обеспечения возможности регулирования ширины траншеи, нажимные башмаки соединены с рамой с помощью рычагов, шарнирно закрепленных в верхней части рамы, а клиновой ползун выполнен составным из шарнирно укрепленных на его остове подвижных щек, стянутых между собой пружиной, при этом остов ползуна оснащен жестко установленными гайками с винтовыми упорами.

принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2571902/03, кл. Е 02 D 17/146, 197а.