Способ погружения в грунт строительных элементов и устройство для его осуществления Советский патент 1981 года по МПК E02D7/22 

(54) СПОСОБ ПОГРУЖЕНИЯ В ГРУНТ СТРОИТЕЛЬНЫХ

ЭЛЕМЕНТОВ и УСТРОЙСТВО для ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к строительству и может применяться для погружения винтовых анкеров и винтовых анкеров с раскрывающимися упорами, используемых при соо.ружении магистральных трубопроводов, проходящих по заболоченной и обводненной местности. Известен способ и устройство погружения. Этот способ включает установку анкера корпусом внутрь штанги, выполненной в виде трубы, имеющей на наружной поверхности спиральную лопасть, с последующим вращением. При налнчии винтовых лопастей у штанги и аикера они при вращении погружаются (ввинчиваются) в грунт. После того как ход вращателя погружающей машины (а с ней и штанги) исчерпан, погружение анкера закончено; штангу вращают i обратном направлении и она выходит и зацепления с анкером и, благодаря наличию , спиральной лопасти, вывинчивается из грунта. Способ реализуется устройством, содержащим штангу и погружающую машину 1. Недостатком известного способа является невозможность погружения строительных элементов (винтовых анкеров) недостаточную глубину. Вызвано этр тем, что глубина погружения штанги (а с ней и анкера) « не может быть больше хода вращателя -по гружающей машины. Иметь же большо ход вращателя не позволяют конструктивные особенности (механизм йолучается высоким, тяжелым, плохотранспортабельным и дорогостоящим). Указаниый недостатрк приводит к тому, что ввинчиваемые в грунт анкеры не обладают той несущей способностью, которую Могли развить, если-бы были погружены глубже. Особенно это сказывается при погружении винтовых анкеров с раскрывающимися упорами, для раскрытия которых, после погружения, необходима обратная вытяжка анкера на значительное расстояние, в результате чего уменьщается н без того недостаточная глубина погружения в грунт. I Наиболее близким к предлагаемому техннческим решеннем является способ погружения в грунт строительных элементов, включающий присоединение их к телескопической штанге, наружная и внутренняя секции которой соединены с вращателем, заглубле- ние секций штанги при вращении на величину наружной секции, прекращение вращения штанги, отсоединение наружной секции от вращателя, подъем внутренней секции и вращателя, установку между секциями штакги вставки, повторное включение вращения штанги, отсоединение последней от вращателя и последующее ее заглубление. Известно и устройство для погружения в грунт строительных элементов, включающее вращатель, телескопическую штангу из соединенных между собой нару-жной и внутренней секций, причем последняя соединена с вращателем 1. Недостатками известного технического решения являются сложность установки и большое количество монтажных операций, что усложняет процесс и скорость погружения. Цель изобретения - упрощение и ускорение процесса погружения при упрощении конструкции устройства. Эта цель достигается тем, что согласно способу погружения в грунт строительных элементов, включающему присоединение их к телескопической штанге, наружная и внутренняя секции которой соединены с вращателем, заглубление секций щтанги при вращении на величину наружной секции, отсоединение последней от вращателя и последующее ее заглубление, заглубление осуществляют ввинчиванием путем перемещения по .внутренней секции при ее вращении. Устройство для погружения в грунт строительных элементов, включающее вращатель, телескопическую щтангу из соединенных между собой наружной .и внутренней секций, причем последняя соединена с вращателем, снабжено механизмом блокировки, установленным на корпусе вращателя с возможностью взаимодействия с наружной секЦией, снабженной винтовой лопастью на наружной поверхности и оснащенной в верхней части втулкой, охватывающей с возможностью продольного перемещения внутреннюю секцию, которая выполнена в виде много гранного стержня, а охватывающая его втул ка имеет отверстие, конфигурация которого соответствует поперечному сечению стержня. Причем механизм блокировки мохчет быть выполнен в виде прикрепленного к корпусу вращателя кронштейна с монтированными на нем подпружиненной защелкой и взаимодействующим с ней посредством двуплечего рычага с приводом ее управления. Кроме того, привод управления защелкой мо жет быть выполнен в виде гидроцилиндра двойного действия, конец щтока которого имеет продольную прорезь и соединен с двуплечим рычагом посредством установленного в прорези пальца. На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - щтанга, продольный разрез; на фиг. 3 - то же, поперечный разрез; на фиг. 4 - механизм блокировки секции штанги, вид со стороны задней стенки корпуса; на фиг. 5 - то же, продольный разрез; на фиг. 6 - защелка механизма блокировки сек ций штанги, вид сбоку; на фиг. 7-9 - этапы погружения «устройства с стройэлементом в грунт (механизм блокировки секций штанги и винтовая лопасть не показаны). Устройство включает вращатель I, подвещенный на стреле базовой машины с помощью троса 2, другой конец которого закреплен на барабане лебедки, имеющейся на машине. Штанга включает наружную секцию 3 в виде трубы, нижний торец которой имеет выступ 4, вступающий в зацепление с погружаемым стройэлементом, на верхнем конце наружной секции имеется бурт 5, а внутри неподвижно укреплена втулка 6,- в центре которой выполнено сквозное квадратное (или щестигранное) отверстие. Указанным отверстием втулка 6 одевается на внутреннюю секцию щтэнги 7 с возможностью перемещения в осевом направлении. В нижней части наружная секция 3 имеет на внешней поверхности винтовую лопасть 8. Поперечное сечение- внутренней секции 7 либо квадратное, либо щестигранное, а вдоль ее геометрической оси по всей длине образован канал для размещения длинномерных частей погружаемых стройэлементов (например, анкерных тяг). На верхнем торце внутренней секции 7 щтанги имеется фланец 9 для крепления к ведущему фланцу Ю ротора вращателя 1, на нижнем конце внутренней секции щтанги 7 посредством резьбы закреплен опорный диск 11 для ограничения хода наружной секции 3 штанги. Внутренняя секция 7 несколько короче наружной 3 для обеспечения возможности размещения в последней погружаемого стройэлемента. Устройство содержит механизм блокировки секций, прикрепленный к вращателю и выполненный в виде кронщтейна 12 с монткровзиной на нем подпружиненной защелкой 13 и взаимодействующим с ней посредством двуплечегорычага 14 приводом ее управления, выполненным в виде гидроцилиндра 15 д;зойного действия, щток 16 которого имеет продольную прорезь 17 и соединен с двуплечим рычагом посредством установленного в прорези пальца 18. Гидроцилиндр 5 отверстием, имеющимся в его проущине 19, устанавливается на оси, которая,неподвижно закреплена в кронщтейне 12. Такое соединение позволяет гидроцилиндру 15 относите.пьно кронштейна 12 совершать качательные движения. Питание гидроцилиндра 15 осуществляется от привода -базовой машины. Устройство для осуществления предлагаемого способа работает следующим образом. Стройэлемент, подлежащий погружению, вводят внутрь нижнего конца наружной секции 3 щтанги и последнюю устанавливают на грунт. В случае, когда погружаются стройэлементы, имеющие длинномерные части (например, анкеры с тягами), последние входят внутрь полости, имеющейся по всей длине виутренней секции 7, после этого можно приступить к завннчиваиию стройэлемента. На фнг. 7 показано исходное положение «устройства перед погружением, где В - величина хода гидравлического вращателя базоной машины (расстояние от крайнего верхнего до крайнего нижнего его положения). После включения ротора вращателя 1 стройэлемент (вместе со штангой) начинает ввинчиваться в грунт. Завинчивание происходит под действием двух факторов: винтовой лопасти 8, имеющейся на внешней поверхности наружной секции 3, и осевого давления, создаваемого весом вращателя штанги. На первом этапе погружения, пока винтовая лопасть 8 внедряется в грунт осевое давление совершенно необходимо. Если его не будет, то при достаточной плотности грунта винтовая лопасть 8 не сможет ввинчиваться в него, а будет «буксовать на поверхиости. По достижении вращателем 1 своего нижнего крайнего положения стройэлемент погружается в грунт на расстояние В, (фиг. 8). После этого происходит подача рабочей жидкости в гидроцилиндр 15. Под давлением жидкости поршень гидроцилиндра 15 в месте со штоком 16 перемещается вправо и тянет с собой нижнее плечо рычага 14, а верхние плечи этого рычага перемещаются влево и передвигают защелку 13 влево, пружина ее сжимается. Когда заиЦелка 13 отходит влево настолько; что ее носок не удерживает бурт 5 происходит разблокировка секций штанги. Теперь наружная секция 3 получает возможйость своей втулкой 6 перемещаться вниз по внутренней секции 7. 1акое перемещение немедленно начинается ибо вращатель i, достигший нижнего крайнего положения.н внутренняя секция 7 больше опускаться не могут, а винтовая лопасть 8, продолжая ввинчиваться в грунт, тянет вниз наружную секцию 3 вместе со стройэлементом. При этом осевого давления на погружающуюся наружную секцию 3 и стройэлемеит уже нет. После того, как наружная секция 3 начнет скользить вниз по внутренней 7, осуществляется подача рабочей жидкости в правую полость гидроцилиндра 15. Поршень гидроцилиндра со штоком 16 перемещается влево. Рычаг 14, отходя обратно, перестает давить в силу чего под действием пружины, защелка 13 занимает первоначальное положение, которое занимала до начала разблокировки сек ций штанги. Перемещение наружной секции по внутренней 7 продолжается до тех пор, пока втулка 6 доходит до опорного диска 11; в этот момент дальнейшее погружение стройэлемента прекращается. На фиг. 10 изображено окончание втррого этапа «способа. Стройэлемент погружен в грунт на расстояние лишь немного меньше чем 2в (меньшее на толщину втулки 6 и опорного диска 11). Таким образом, пред;1агаемые «способ и «устройство позволяют на любой ввинчивающей машине увеличить глубину погружения стройэлементов, сделав ее почти в 2 раза больше величины хода вращателя. Подъем штанги осуществляется следующим образом. При переключении вращения ротора вращателя 1 на обратное направление наружная секция 3, вращаясь теперь против часовой стрелки, станет вывинчиваться из грунта, поднимаясь по внутренней секции 7, при этом ее выступ 4 выходит из зацепления с стройэлементом и последний остается в грунте. Вначале поднимается лишь одна наружная секция 3, внутренняя секция7 и вращатель 1 остаются в своем нижнем крайнем по ложении и висят на тросе 2. Так продолжается до тех пор, пока, поднявшись вверх бурт 5 не пройдет к защелке 13. Как только бурт 5 коснется защелки 13 вследствие имеющегося у него скоса, он начнет отжимать ее влево, при этом сжимая пружину. Когда наружная секция 3 поднимется настолько, что бурт 5 станет выше верхней плоскости защелки 13, пружина мгновенно передвинет защелку 13 вправо; она окажется под буртом 5 и «запрет ему, а следовательно, и наружной секции 3 возможностью движения по внутренней секции 7, т.е. обе секции штанги станут сблокированными вместе. Как только наружная секция 3 поднимется выше, она своим верхним торцом упрется во фланец 9 и с этого момента из грунта будет подниматься не одна наружная секция 3, а вся штанга в сборе и вращатель 1. По мере их подъема выбирается образующаяся слабина троса 2. Таким образом, весь подъем штанги и вращателя 1 происходит за счет вывинчивания из грунта винтовой лопасти 8 наружной секции 3. Исключение из этого составляет преодоление последних 30-40см грунта (около его поверхности). Ибо, когда винтовая лопасть 8 дойдет до этого уровня, то ввиду малой плотности поверхностного слоя и небольшого числа витков лопасти 8, находящихся с ним в зацеплении, начнется «пробуксовывание на месте (опорная сила витков лопасти 8 о грунт становится недостаточной для дальнейшего подъема тяжелых вращателя 1 и штанги). Завершение подъема штанги и вращателя I осуществляется тросом 2. Предлагаемое устройство просто по конструкции и удобно в эксплуатации, позволяет погружать винтовые анкера с раскрывающимися упорами на глубину 8м. Устройство может быть использовано как навесное оборудование к машинам для завинчивания анкеров, без их переоборудования.

Предлагаемый способ погружения эконо Мичен по сравнению с извёстиыми, так как лри его осуществлении отпадает необходимость использования дополнительного оборудования, при этом сокращается время погру)кеиия.

Формула изобретения

, 1. Способ погружения в грунт строительных элементов, включающий, присоединение их к телескопической штанге, наружная и внутренняя секции которой соединены с вращателем, заглубление секций штангн при вращении на величину наружной секции, отсоединение последней от вращателя и последующее ее заглубление, отличающийся тем, что, с целью упрощения и ускорения процесса погружения, заглубление -наружной секцин осуществляют ввинчиваиием путем перемещения по внутренней секции при ее вращении.

сиабжено механизмом блокировки, установленным на корпусе вращателя с возможностью взаимодействия с наружной секцией, снабженной винтовой лопастью на наружной поверхности и оснащенной в верхней части втулкой, охватывающей с возможностью продольного перемещения внутреннюю секцию, которая выполнена в виде многогранного стержня, а охватывающая его втулка имеет .отверстие, конфнгурацня которого соответствует поперечному сечению стержня.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 415362, кл. Е 21 с 15/00, 1972 (прототип).

И

10

ю

.5

Фиг. 6

}