Устройство для уплотнения массива грунта Советский патент 1982 года по МПК E02D3/54 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПЛОТНЕНИЯ МАССИВА ГРУНТА

Изобретение относится к ПРОМЕЛШленному, гражданскому, дорожному и гидротехническому строительству и может быть использовано при возведении искусственных земляных сооруМсений из грунтовых масс, уплотняемых до требуемых значений плотности.

Известен глубинный вибратор, представляющий собой цилиндрический корпус, в котором размещена на приводном валу дебалансная масса, вызывающая при вращении колебания корпуса, при этом колебания от погруженного в грунт вибратора или пакета вибраторов передаются частицам грунта, нарушая или ослабляя их взаимосвязь. Частицы грунта стараются занять положение, в котором они обладали бы наименьшей потенциальной энергией. Тем самнп происходит перегруппировка частиц грунта с одновременным увеличением плотности его массива. При увеличении влажности последнего наблюдается эффект тиксотропии, который проявляется в большей степени на слабосвязных грунтах .

Наиболее близким к предлагаемсичу является устройство для уплотнения массива грунта, содержащее соединенный трубопроводом с источником давления корпус с размещенными в его полости наковальней и ударником. Устройство может быть подвешено к несущей раме посредством тягового элемента, например троса С 2.

Недостатком известных устройств является то, что они не. имеют возможности регулировать и управлять про10цессом уплотнения вследствие отсутствия оперативной информации о степени уплотнения грунта в процессе производства работ, что приводит также к перерасходу энергозатрат либо к

15 преждевременному разрушению инженерного сооружения вследствие недоуплотнения массива грунта и его просадок .

Цель изобретения - снижение энер20гоемкости и обеспечение равномерности уплотнения.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для уплотнения массива грунта, содержащем соединен25ный трубопроводом с источником давления корпус с наковальней, в полости которого размещен ударник, корпус снабжен имеющим полость заостренным наконечником, площадь поперечного

30 сечения которого в 10-20 раз меньше площади поперечного сечения корпуса, и выполнен в передней частив, с дополнительной полостью, причем по следняя и полость наконечника изоли рованы от полости корпуса и соедине ны радиальными каналами с поверхнос гью корпуса, а трубопроводами через вакуумметр - с источником разряжени Кроме того, дополнительная полость корпуса и полость наконечника связана между собой при помощи дифференциального манометра. На фиг.1 изображено устройство Для уплотнения массива грунта, общий вид; на фиг.2 - схема подключения дифференциального манометра; на фкг.З - схема соединения источника разряжения с устройством для уплотнения массива грунта. Устройство для уплотнения массива грунта состоит из корпуса 1, имеющего угол заострения of. В полости корпуса 1 размещены ваковальна 2 и ударник 3, являющиеся элементами привода поступательного перемещения устройства. Корпус 1 имеет заостренный наконечник 4 и выполнен в передней части с дополнительной полостью 5. Наконечник 4 также имеет полость б. Полости 5 и б изолированы от полости корпуса 1 и соединены радиальными каналами с поверхностью корпуса 1, а трубопроводами 7 - с источником 8 разряжения, в качестве которого может быть использован насо с рессивером 9, на корпусе которого устанавливается вакуумметр 10. В ниж ней части корпус рессивера имеет пат рубок 11 для сообщения с атмосферой Кроме того, полости 5 и б могут быть связаны между собой посредством дифференциального, например жидкост ного, манометра 12. Работа устройства заключается в следующем. Корпус 1 устройства погружается в грунт в заданное место или на заданную глубину, которая может быть установлена заранее путем фиксации отметки трубопровода 7. После заглубления корпуса 1 с помощью насоса создают разряжение в рессивере 9, которое сохраняется в нем и регистрируется вакуумметром 10 (ве-Личина разряжения может быть равна, например,. 0,6-0,7 кгс/см) . После додключения полости 5 к объему реесивера 9 в нее начинает натекать воздух, защемленный в объеме грунта прилегающем к отверстию радиального канала корпуса 1. После этого-давление в полости и в рессивере выравнивается и несколько меньше первона чального, что можно регистрировать вакуумметром 10. Скорость изменения давления в рес сивере может быть показателем плотности или пористости грунта в данном месте. Так за показания измерительного устройства можно принять время (в секундах); в течение которого произойдет изменение давления в рессивере И от -0,6 кгс/см до -0,3 кгс/см (0,4 ата до 0,7 ата) . Построив зависимость между временем ((показаниями устройства) и плотностью грунта можно пользоваться ею как тарировочным графиком, по которому можно осуществлять необходимую коррекцию процесса уплотнения грунтового массива, доводя плотность грунта до требуемых значений плотности . Таким образом, получают информацию о плотности уплотняемого материала в процессе производства работ и тем самым осуществляют уплотнение грунта до требуемой полости. j Следует отметить, что в ряде случаев производства работ по уплотнению грунта необходимо осуществлять контроль плотности ранее уплотненного грунта. С этой целью подключают к рессиверу 9 полость б наконечника 4. Благодаря тому, что полость б вынесена вперед по ходу движения корпуса 1, а поперечное сечение наконечника 4 в 10-20 раз меньше сечения корпуса, 1, измеренная ею плотность соответствует плотности ранее уплотненного грунта. В случае, если плотность недостаточна, следует произвести дополнительное уплотнение предлагаемым устройством, а о приращении плотности грунта в этом случае судят по показаниям вакуумметра, связанного с полостью 5. О завершении процесса уплотнения устройством с размерами корпуса известного диаметра судят по разности разряжения в рессиверах 9. Процесс уплотнения считается завершенным, когда разность показаний разряжения в рессиверах 9 стремится к нулю. Разность показаний можно визуально регистрировать дифференциальным манометром 12 по разности уровней жидкости в колене. В случае, когда уровни жидкости в коленах манометра 12 равны, следовательно работа по уплотнению грунта завершена и приращение его плотности не происходит. Процесс уплотнения при этом должен быть прекращен в целях исключения повышенных энергозатрат. При необходимости осуществления контроля ранее уплотненного массива грунта в него погружают устройство с размещеннЕлм на конце корпуса 1 наконечником 4. При этом в процессе движения корпус 1 не оказывает влияния на точность измерения ранее достигнутой плотности. , Применение предлагаемого устройicTBa позволит оператору корректировать процесс уплотнения добиваться требуемой степени уплотнения грунта в каждой точке массива в кратчайши{ срок, оптимизировать процесс уплотнения, снижая стоимость работ и повышая их качество.

Формула изобретения

корпуса, и выполнен в передней части с дополнительной полостью, причем последняя и полость наконечника изолированы от полости корпуса и соединены рсщиальными каналами с поверхностью корпуса, а трубопроводами через вакуумметр - с источником разряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5

с. 110-117.

Г фиг.