буроинъекционная свая с наклонными локальными уширениями

Формула изобретения

Буроинъекционная свая с наклонными локальными уширениями, включающая долото, штанги, соединительные муфты и муфты-коронки, с полостями в буровых лопастях, в которых установлены запорные элементы, отличающаяся тем, что запорный элемент в каждой полости выполнен в виде клапана, состоящего из конусообразного плунжера с возвратной пружиной, закрепленной внутри полости, которая расположена под углом ₁=45÷60° к оси сваи, при этом диаметр выходного отверстия полости в 1,5-2 раза меньше диаметра входного отверстия, а также верхняя кромка буровой лопасти выполнена под углом ₂=30÷45° к перпендикуляру, опущенному на ось сваи, образуя верхнюю режущую кромку буровой лопасти.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при устройстве анкерных креплений котлованов, а также свайных фундаментов.

Известно, что муфты в конструкции грунтовых анкеров только соединяют штанги (см. патент DE 3828335).

Известно, что при устройстве грунтовых анкеров используется одна буровая коронка (долото) (см. патент DE 3400182).

Известно, что при устройстве грунтовых анкеров используется коронка (долото) диаметром, большим, чем диаметр соединительных муфт (см. патент DЕ 382833 5).

Известно, что буровой инструмент, коронка (долото) расположены в конце сваи(см. патент DE 3828335).

Известна конструкция грунтового анкера, включающая в себя долото, штанги и муфты (см. ВСН 506-88 «Проектирование и устройство грунтовых анкеров», Москва 1989. стр.2).

Также известна конструкция мультикорневого грунтового анкера, включающего долото, штанги, соединительные муфты, с полостями в буровых лопастях, в которых установлены запорные элементы (см. патент RU 2452815 - прототип).

Недостатком конструкции является то, что после выдавливания тампонов через поперечные отверстия муфты-коронки продолжает поступать промывочный (рабочий) раствор, что приводит к потерям его напора и излишнему расходу последнего.

Техническим результатом является уменьшение материалоемкости при изготовлении буроинъекционной сваи с наклонными локальными уширениями, а также увеличение несущей способности буроинъекционной сваи под действием выдергивающей и вдавливающей нагрузки.

Технический результат достигается тем, что в буроинъекционной свае с наклонными локальными уширениями, включающей долото, штанги, соединительные муфты и муфты-коронки, с полостями в буровых лопастях, в которых установлены запорные элементы, согласно изобретению, запорный элемент в каждой полости выполнен в виде клапана, состоящего из конусообразного плунжера с возвратной пружиной, закрепленной внутри полости, которая расположена под углом ₁=45-60° к оси сваи, при этом диаметр выходного отверстия полости в 1,5-2 раза меньше диаметра входного отверстия, а также верхняя кромка буровой лопасти выполнена под углом ₂=30-45° к перпендикуляру, опущенному на ось сваи, образуя верхнюю режущую кромку буровой лопасти.

Новизна изобретения заключается в том, что изменена конструкция запорного элемента муфты-коронки, располагаемого в наклонной к оси сваи полости, а также верхняя кромка буровой лопасти выполнена под углом ₂=30-45° к перпендикуляру, опущенному на ось сваи. В муфте-коронке поперечные отверстия имеют клапаны, которые в зависимости от величины давления открываются или закрываются, пропуская рабочий раствор, размывающий грунт под углом к вертикальной оси сваи, благодаря наклонному положению полости, и заполняющий уширения. Использование клапана позволяет избежать гидроудара и уменьшить материалоемкость при изготовлении буроинъекционной сваи с локальными уширениями, а выполнение наклонных локальных уширений при расположении полости буровой лопасти под углом позволяет увеличить несущую способность буроинъекционной сваи на действие выдергивающей или вдавливающей нагрузки.

По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружено

подобного решения, что свидетельствует об изобретательском уровне заявки.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана конструкция буроинъекционной сваи с локальными уширениями. На фиг.2 показана конструкция муфты-коронки. На фиг.3 показано сечение А-А.

Буроинъекционная свая с локальными уширениями содержит тягу из нескольких штанг 1, соединенных между собой муфтами-коронками 2 и соединительными муфтами 3. Отверстия 4 муфты-коронки 2 имеют диаметр, соответствующий диаметру штанг 1. Муфта-коронка 2 имеет буровые лопасти 5, в наклонных под углом ₁=45-60° к оси сваи полостях которых установлены клапаны, состоящие из конусообразного плунжера 6 и пружины 7 для возврата плунжера 6, закрепленного на опорной пластине 8. При этом диаметр выходного отверстия 9 в 1,5-2 раза меньше диаметра входного отверстия 10 полости. Такое соотношение диаметров отверстий позволяет сохранить рабочий напор поступающего раствора. Муфты-коронки 2 установлены в местах, где необходимо выполнить уширение сечения сваи. При этом, в зависимости от вида работы сваи, они могут быть направлены наклонными полостями буровых лопастей вдоль или против направления погружения конструкции буроинъекционной сваи. Бурение возможно как верхней 11, так и нижней режущей кромкой 12 буровых лопастей. Места уширений определяются расчетным способом. На нижней штанге расположено съемное долото 13.

Устройство буроинъекционной сваи с локальными уширениями выполняется в следующей последовательности:

На штангу 1 диаметром D1 накручивают долото 11 и посредством бурильной техники погружают в грунт, затем в местах, где требуется выполнить увеличение сечения сваи, на штангу 1 вместо соединительной муфты 3 накручивается муфта-коронка 2 наклонными полостями буровых лопастей вдоль или против направления погружения конструкции буроинъекционной сваи, в которую завинчивается штанга 1. Промывочный раствор 14, проходя внутри штанг, выходит через сопла в долото 13 и промывает забой скважины сваи. После выхода сваи на требуемую глубину увеличивается давление промывочного раствора 14 в 1,5-2 раза для открытия клапанов и нагнетается рабочий раствор 15, формирующий наклонное локальное уширение буроинъекционной сваи.

Во время нагнетания вся свая может принудительно совершать поступательно-вращательные движения для удлинения уширений сваи.