устройство для возведения свай в слабых грунтах

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ СВАЙ В СЛАБЫХ ГРУНТАХ, включающее корпус с продольными каналами для подачи жидкости и раствора, сообщенными с ними радиальными соплами для жидкости и расположенным в нижней части корпуса вдоль его оси торцевым соплом для раствора, отличающееся тем, что корпус выполнен по форме усеченного корпуса с конической крышкой и снабжен дополнительным продольным каналом для подачи воздуха и сообщенным с ним соплом, которое расположено ниже сопла для подачи жидкости, при этом оба сопла выполнены в виде сплошных кольцевых щелей, а торцевое сопло для подачи раствора выполнено из электромагнитного материала.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству, в частности к возведению свайных фундаментов, опор, "стен в грунте" по струйной технологии, и может быть использовано для устройства других подземных несущих и ограждающих конструкций как для нового строительства, так и при реконструкции.

Известно устройство для нагнетания в грунт вяжущего материала при изготовлении свай, содержащее буровой шнек с продольным проточным каналом для подачи вяжущего раствора. На нижней части шнека надета внешняя труба, снабженная перемешивающими лопастями. На некотором расстоянии вверх от нижнего конца шнека выполнено уширение канала. Между уширением и находящейся под ней частью канала находится затвор клапана, перемещающийся в вертикальном направлении совместно с трубой. За счет перемещения шнека в вертикальном направлении осуществляется перемешивание разбуренного грунта с вяжущим материалом, выбрасываемым через нагнетательные отверстия.

Недостатками этого устройства являются сложность конструктивного и технологического решений, а также проведение манипуляций с затвором клапана. Работа клапана на глубине может не обеспечить надежного возведения свайной конструкции. Кроме того, использование грунта в качестве инертного заполнителя для формиpования тела сваи в слабых водонасыщенных пылевато-глинистых грунтах нецелесообразно.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для возведения грунтобетонных свай, включающее цилиндрический корпус с продольными каналами для подачи воды и раствора с радиальными боковыми соплами. В нижней части корпуса выполнена коническая полость с центральным отверстием. После пробуривания скважины в нее опускают устройство, затем при постепенном подъеме устройства из скважины осуществляется одновременная подача высоконапорной струи через сопла, разрушающей грунт в радиальных направлениях, и заполнение образованных щелей закрепляющим раствоpом через центральное отверстие.

Недостатком данного устройства является образование в нижней части лидерной скважины шлама и разрыхленного при ее устройстве грунта, что снижает несущую способность возводимой конструкции. Радиально расположенные сопла разрушают в виде вертикальных щелей и не могут гарантировать получение необходимой несущей способности возводимой конструкции в слабых грунтах. Кроме того, применение данного устройства в слабых водонасыщенных пылевато-глинистых грунтах затруднительно, так как размыв грунта водой приведет к неконтролируемому оплыванию стенок скважины, струя будет работать в пульпе высокой плотности, а вынос грунтовых частиц не активизирован воздухом. Использование свай, возведенных указанным устройством, потребует введения дополнительной операции по армированию ствола сваи.

Основной задачей изобретения является повышение надежности, качества и несущей способности возводимых в слабых грунтах свай с возможностью регулирования несущей способности как по материалу, так и по "грунту" при одновременном упрощении работы. Кроме того, при использовании указанного устройства значительно сокращаются количество и сложность технологических операций и появляются возможности ведения работ в непосредственной близости от здания, что важно при работах в условии реконструкции. При этом повышается надежность выполнения работ и экономится вяжущее (цемент).

Сущность изобретения заключается в том, что устройство для возведения свай в слабых грунтах включает корпус с продольными каналами для подачи жидкости и раствора, сообщенными с ними радиальными соплами для жидкости и торцовым соплом для раствора, расположенными в нижней части корпуса. Корпус выполнен в форме усеченного конуса с конической крышкой и снабжен дополнительными продольными каналами для подачи воздуха и сообщенным с ним соплом, которое расположено ниже сопла для подачи жидкости. Оба этих сопла выполнены в виде сплошных кольцевых щелей, а торцовое сопло из электромагнитного материала.

Отличительными признаками устройства для возведения свай в слабых грунтах являются следующие: корпус устройства выполнен в виде усеченного конуса, боковые сопла для подачи жидкости и воздуха в виде сплошных кольцевых щелей в корпусе; сопло для подачи воздуха установлено ниже сопла для подачи жидкости; торцовое сопло для подачи раствора выполняется из электромагнитного материала с полем, оказывающим воздействие на составные части раствора; корпус имеет коническую крышку, позволяющую осуществлять дозиpованную и направленную подачу инертного заполнителя в формируемый материал сваи.

На чертеже представлено предлагаемое устройство, продольный разрез.

Устройство для возведения свай в слабых грунтах включает корпус 1 с продольными каналами 2 для подачи жидкости, воздуха 3, раствора 4, сопло 5 для подачи жидкости, сообщенное с каналом 3, торцовое сопло 7, сообщенное с каналом 4, для подачи раствора. При этом торцовое сопло 7 расположено в нижней части корпуса 1 по его оси и изготовлено из электромагнитного материала. В верхней части корпус 1 имеет коническую крышку 8, сам корпус 1 монтируется на подающей трубе 9. Соосно с трубой 9 в верхней части корпуса закреплена труба 10 для подачи инертного заполнителя на резьбовом соединении.

Устройство для возведения свай в слабых грунтах с регулируемой несущей способностью работает следующим образом.

Устройство устанавливают на место, где необходимо возвести сваю, причем труба 10 фиксируется на крышке 8 корпуса 1 при погружении. Через подающую трубу 9 по каналу 4 подается размывающая жидкость к торцовому соплу 7 с определенным первоначальными давлением и расходом, обеспечивающими размыв с заданной температурой. При этом грунт размывается, пульпа изливается в затрубное пространство трубы 10 и устройство погружается в грунт на необходимую глубину (отметку). По достижении необходимой отметки подача размывающей жидкости по каналу 4 прекращается, а производится подача заполняющего раствора с давлением опрессовки забоя, через необходимое время давление снижают. В трубу 10 производится подача инертного заполнителя в определенном (наперед заданном) объеме. Размывающую жидкость по каналу 2 подают к соплу 5, а воздух по каналу 3 к соплу 6 с рабочими давлениями и расходами до образования необходимого диаметра сваи. Затем трубу 10 открепляют от крышки 8 корпуса 1 и поднимают, образуя пространство для подачи заполнителя. Составные части размывающего и заполняющего растворов, проходя через магнитное поле торцового сопла, подвергаются активации.