устройство для погружения и извлечения металлических свай при проведении статических испытаний металлических свай, погруженных в вечномерзлый грунт вдавливающими и выдергивающими нагрузками

Формула изобретения

Устройство для погружения и извлечения металлических свай при проведении статических испытаний металлических свай, погруженных в вечномерзлый грунт вдавливающими и выдергивающими нагрузками, содержащее погруженные в грунт на одинаковом расстоянии относительно друг друга три сваи, размещенные на одной прямой, механизм вдавливания сваи в грунт, выполненный в виде гидравлического домкрата, установленного на вдавливаемой в грунт центральной свае, и механизм извлечения свай из грунта, выполненный в виде двух гидравлических домкратов, установленных на опорных плитах между крайними сваями, при этом эти два гидравлических домкрата установлены на одинаковом расстоянии от крайних свай, последние жестко соединены посредством упорной двутавровой балки, все три гидравлических домкрата установлены под упорной балкой с упором в последнюю, гидравлически все три гидравлических домкрата соединены между собой последовательно, на первом гидравлическом домкрате установлен обратный клапан, а на последнем - контрольный манометр, причем при подаче в гидравлические домкраты жидкой среды под высоким давлением на крайние сваи создается выдергивающая их нагрузка, а на центральную сваю - вдавливающая нагрузка.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к прокладке трубопроводов, в частности газопроводов, в условиях вечной мерзлоты на опорах, выполненных на сваях с определением предельных выдергивающих и вдавливающих нагрузок на сваи.

Известна установка для погружения свай, включающая базовую машину и смонтированный на ней вдавливающий механизм (см., патент РФ №1612057, опубл. 1988 г.).

Однако данная установка создает недостаточное усилие вдавливания, что сужает область ее использования.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для погружения и извлечения свай, содержащее механизм вдавливания свай в грунт и механизм извлечения свай из грунта (см., например, патент РФ №2188276, опубл. 2002 г.).

Данная установка позволяет погружать и извлекать из грунта сваи. Однако она не позволяет проводить статические испытания металлических свай, погруженных в вечномерзлые грунты вдавливающими и выдергивающими нагрузками.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является обеспечение возможности последовательного проведения статических испытаний металлических свай вдавливающими и выдергивающими нагрузками посредством одной установки.

Указанная задача решается за счет того, что устройство для погружения и извлечения металлических свай при проведении статических испытаний металлических свай, погруженных в вечномерзлый грунт вдавливающими и выдергивающими нагрузками, содержит погруженные в грунт на одинаковом расстоянии относительно друг друга три сваи, размещенные на одной прямой, механизм вдавливания сваи в грунт выполнен в виде гидравлического домкрата, установленного на вдавливаемой в грунт центральной свае, и механизм извлечения сваи из грунта выполнен в виде двух гидравлических домкратов, однотипных центральному домкрату и установленных на опорных плитах между крайними сваями, при этом эти два гидравлических домкрата установлены на одинаковом расстоянии от крайних свай, последние жестко соединены между собой посредством упорной двутавровой балки, все три гидравлических домкрата установлены под упорной балкой с упором в последнюю, гидравлически все три гидравлических домкрата соединены между собой последовательно, на первом гидравлическом домкрате установлен обратный клапан, а на последнем - контрольный манометр, причем посредством центрального гидравлического домкрата определяют вдавливающее усилие для центральной сваи и посредством крайних домкратов определяют выдергивающее усилие для крайних свай.

Проведение статических испытаний - достаточно трудоемкий процесс. При этом обычно сначала проводят статические испытания сваи вдавливающими нагрузками, а в качестве анкерных опор используют другие соседние, установленные в грунте, сваи. Затем самостоятельно проводят испытания свай выдергивающими нагрузками. Учитывая необходимость создания значительных нагрузок, что особенно характерно при проведении испытаний в условиях вечной мерзлоты, приходится использовать металлоемкое, громоздкое оборудование. В то же время установки, которые могут одновременно создавать как вдавливающие, так и выдергивающие нагрузки на сваи, не дают возможности проведения именно статических испытаний металлических свай. Описанное выше устройство позволило провести последовательно статические испытания вдавливающими и выдергивающими нагрузками, при этом нет необходимости разбирать и переналаживать устройство. Единственное необходимое условие - установка в грунте 3-х свай на одной прямой, предпочтительно на одинаковом расстоянии относительно друг друга. В результате путем установки трех гидравлических домкратов под упорной балкой, жестко закрепленной на 2-х крайних сваях, вначале определяют вдавливающую нагрузку на центральную сваю, а затем выдергивающую нагрузку на крайних сваях. Таким образом, описанное выше устройство позволило провести статические испытания без использования дорогостоящего оборудования.

На чертеже представлено описываемое устройство для погружения и извлечения металлических свай.

Устройство для погружения и извлечения металлических свай при проведении статических испытаний металлических свай, погруженных в вечномерзлый грунт вдавливающими и выдергивающими нагрузками, содержит погруженные в грунт на одинаковом расстоянии относительно друг друга три сваи 1 и 12, размещенные на одной прямой, механизм вдавливания сваи в грунт, выполненный в виде гидравлического домкрата 3, установленного на вдавливаемой в грунт центральной свае 12, и механизм извлечения сваи из грунта, выполненный в виде двух гидравлических домкратов 3, однотипных центральному домкрату 3 и установленных на опорных плитах 5 между крайними сваями 1, при этом эти два гидравлических домкрата 3 установлены на одинаковом расстоянии от крайних свай 1, последние жестко соединены между собой посредством упорной двутавровой балки 2 с ребрами жесткости 4. Все три гидравлических домкрата 3 установлены под упорной балкой 2 с упором в последнюю. Гидравлически посредством рукава 11 высокого давления все три гидродомкрата 3 соединены между собой последовательно и подсоединены к источнику подачи жидкой среды под давлением. На первом гидравлическом домкрате 3 установлен обратный клапан 8, а на последнем - контрольный манометр 9. Посредством центрального гидравлического домкрата 3 определяют вдавливающее усилие для центральной сваи 12 и посредством крайних домкратов 3 определяют выдергивающее усилие для крайних свай 1. Крайние домкраты 3 могут быть установлены на проставке 6, размещенной между опорной плитой 5 и гидравлическим домкратом 3. Положение свай 1 и 12 контролируется посредством реперной системы 7 и индикатора 10, например, часового типа ИЧ-50.

Работа устройства реализуется следующим образом.

Выбираются или устанавливаются три металлические сваи (две крайние 1 и центральная 12), расположенные на одной прямой на одинаковом расстоянии относительно друг друга. На центральную сваю 12 устанавливают один из гидравлических домкратов 3. К двум крайним сваям 1 крепится, например приваривается, упорная балка 2, которая может быть выполнена из двутавра или двух спаренных двутавров №50 или №60. Двутавр может быть усилен ребрами жесткости 4. Под упорной балкой 2 с упором в последнюю и грунт на одинаковом расстоянии от крайних свай 1 устанавливают еще два гидравлических домкрата 3. Домкраты 3 последовательно гидравлически соединяют между собой и подключают к источнику высокого давления. При подаче в гидравлические домкраты жидкой среды под высоким давлением на крайние сваи 1 создается выдергивающая их нагрузка, а на центральную сваю 12 вдавливающая нагрузка.

Данное изобретение позволяет без демонтажа оборудования провести определение предельных величин как вдавливающих, так и выдергивающих нагрузок, что позволяет получить необходимую информацию проведения различного рода работ, например при прокладке наземного трубопровода на опорах в условиях вечной мерзлоты.