виброинъекционное устройство для закрепления слабых грунтов

Формула изобретения

Вибрационное устройство для закрепления слабых грунтов, содержащее вибропогружатель-выдергиватель и перфорированный инъектор с растворопроводом, например, в виде трубчатой штанги, отличающееся тем, что оно снабжено опорной рамой, имеющей направляющие с регулируемым углом наклона, гидравлическими цилиндрами подъема, соединенными с вибропогружателем-выдергивателем и установленными с возможностью опоры на опорную раму при его подъеме, гидроцилиндрами зажима для фиксации вибропогружателя-выдергивателя на штанге инъектора, дебалансами с приводами для погружения и выдергивания вибропогружателя-выдергивателя с инъектором, и пневмогидравлическим аккумулятором, гидравлически соединенным с рабочими полостями гидроцилиндров.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству и, в частности, к устройствам для закрепления слабых грунтов в дорожном, гидротехническом, промышленном строительстве, в фундаментостроении.

Известно виброинъектирующее устройство для закрепления слабых грунтов, содержащее вибропогружатель и перфорированный инъектор с растворопроводом в виде трубчатой штанги (Костин В.М. и др. Установка типа "Елочка" (УГВ-1) для физико-химического закрепления слабонесущих грунтов, Транспортное строительство, 1996, 5, с.27).

Закрепление грунта осуществляется путем подачи закрепляющего раствора в перфорированный инъектор и далее в закрепляемый грунт как в процессе вибропогружения, так и в процессе виброизвлечения.

Недостатком известного устройства является то, что тяжелый вибропогружатель-выдергиватель устанавливается на тонкую штангу инъектора, что снижает ее продольную устойчивость, вызывая поперечные колебания. Устройство не может работать наклонно при закреплении грунтов вокруг фундаментов, а при работе устройства постоянно требуется подъемный кран, а иногда и оттяжки для поддержания направления погружения инъектора. Кроме того, невозможна работа устройства в подвалах зданий ввиду его большого габарита по высоте.

Наиболее близким из известных является виброинъекционное устройство для закрепления слабых грунтов, содержащее вибропогружатель-выдергиватель и инвентарный профилированный свайный элемент типа шпунта. Вибропогружатель-выдергиватель устанавливается на свайный элемент и погружает его в грунт. При дальнейшем виброизвлечении свайного элемента с помощью крана образующаяся в грунте полость заполняется закрепляющим раствором (Верстов В.В. и др. Современные вибрационные технологии для устройства набивных свай и траншейных фундаментов с применением вибропогружателя В-402, Монтажные и специальные работы в строительстве, 2000, 9, с.2-7).

Недостатком известкого устройства является расположение вибропогружателя-выдергивателя над длинным свайным элементом, постоянная занятость грузоподъемного крана, ограниченные площади и объемы закрепления грунта при значительном расходе закрепляющего раствора.

Задачей настоящего изобретения является устранение недостатков известного устройства, обеспечение устойчивости штанги инъектора, возможность закрепления грунтов в подвалах зданий, в том числе при наклонном положении инъектора и без необходимости в грузоподъемном кране вообще.

Для решения этой задачи вибрационное устройство для закрепления слабых грунтов, содержащее вибропогружатель-выдергиватель и перфорированный инъектор с растворопроводом, например, в виде трубчатой штанги, снабжено опорной рамой, имеющей направляющие с регулируемым углом наклона, гидравлическими цилиндрами подъема, соединенными с вибропогружателем-выдергивателем и установленными с возможностью опоры на опорную раму при его подъеме, гидроцилиндрами зажима для фиксации вибропогружателя-выдергивателя на штанге инъектора, дебалансами с приводами для погружения и выдергивания вибропогружателя-выдергивателя с инъектором, и пневмогидравлическим аккумулятором, гидравлически соединенным с рабочими полостями гидроцилиндров.

Изобретение поясняется чертежами, где:

на фиг. 1 изображено виброинъекторное устройство для закрепления слабых грунтов при виде спереди;

на фиг.2 изображен механизм изменения наклона инъектора при виде сбоку.

Виброинъекционное устройство для закрепления слабых грунтов состоит из опорной рамы 1 с направляющими 2 с регулируемым углом наклона, траверсы 3, соединяющей концы направляющих 2, вибропогружателя-выдергивателя 4 с роликами 5, охватывающими направляющие 2; дебалансами 6 и их приводами 7; гидроцилиндров зажима 8, гидроцилиндров подъема 9, пневмогидравлического аккумулятора 10, соединенного с гидроцилиндрами 9 гидролиниями 11; инъектора 12 с ростворопроводом 13, проходящим через полость в вибропогружателе-выдергивателе 5 и опорной раме 1; рычага 14, связывающего опорную раму 1 с траверсой 3 направляющих 2, и содержащего отверстия со штырями 15 и винтовую пару 16.

Виброинъекционное устройство для закрепления слабых грунтов работает следующим образом.

Гидроцилиндры 9, опираясь на раму 1, поднимают вибропогружатель-выдергиватель 4 по направляющим 2. Затем гидроцилиндры 8 с зажимами фиксируют вибропогружатель-выдергиватель 4 на штанге 13 инъектора 12, штоки гидроцилиндров 9 поднимаются, включаются приводы 7 и приводятся во вращение дебалансы 6. Идет погружение инъектора 12 в грунт. Вместе с ним опускаются штанга 13 и зафиксированный на ней вибропогружатель-выдергиватель 4 перемещается вниз по направляющим 2. Одновременно из внешней емкости в инъектор 12 через штангу 13 нагнетается закрепляющий раствор, который проникает в грунт.

После того, как штоки гидроцилиндров 9 опустятся на опорную раму 1, гидроцилиндры 8 освобождают зажимы, вибропогружатель-выдергиватель 4 отсоединяется от штанги 13, выдвижением штоков гидроцилиндров 9 вибропогружатель-выдергиватель 4 поднимается, вновь гидроцилиндры 8 зажимами фиксируют вибропогружатель-выдергиватель 4 на штанге 13 и процесс повторяется. При необходимости штанга 13 может быть удлинена наращиванием на нее нескольких секций.

При работе с наклоном инъектора регулируется длина рычага 14 грубо путем перестановки штыря 15 и точнее винтовой парой 16. При этом изменяется угол установки направляющих 2, а следовательно, и угол погружения в грунт инъектора 12. В остальном устройство работает как описано выше.

Для извлечения инъектора гидроцилиндрами 8 вибропогружатель-выдергиватель сначала фиксируется на штанге 13, включаются приводы 7 и приводятся во вращение дебалансы 6. Одновременно включают на подъем гидроцилиндры 9, в связи с чем инъектор 12 со штангой 13 и соединенный с ним вибропогружатель-выдергиватель 4 поднимаются. При этом в грунт через штангу 13 и инъектор 12 может подаваться закрепляющий раствор. Пневмогидравлический аккумулятор 10 при этом осуществляет виброизоляцию воздействия на раму.

После выдвижения штоков гидроцилиндров 9 на полную величину останавливаются дебалансы 6 с приводами 7, гидроцилиндры 8 отсоединяют вибропогружатель-выдергиватель 4 от штанги 13 и вибропогружатель-выдергиватель 4 вместе с гидроцилиндрами 9 опускается вниз. Вновь гидроцилиндры 8 фиксируют вибропогружатель-выдергиватель 4 на штанге 13, процесс повторяется и инъектор 12 извлекается еще на один шаг. Процессы повторяются до полного извлечения инъектора 12 из грунта. По мере подъема штанги инъектора от него отсоединяют составляющие секции труб.

Предлагаемое устройство обеспечивает продольную устойчивость штанги и позволяет довести ее длину до значительных размеров, в том числе за счет наращивания секций за счет обеспечения ступенчатого погружения инъектора, позволяет работать под необходимым углом к вертикали, не нуждается при работе в грузоподъемном кране и обеспечивает работу при стесненных габаритах по высоте.