УСΤΡ0ЙСΤΒ0 ДПЯ 0БΡΑ30ΒΑΗЛЯ СΚΒΑЖΪΗ Β ГОΗГΕ
Οбласτь τеχниκи Ηасτοящее изοбρеτение οτнοсиτся κ сτροиτельнοй
5 τеχниκе , а бοлее τοчнο - κ усτροйсτвам для οбρазοвания сκважин в гρунτе меτοдοм ρасκаτκи. Эτи усτροйсτва мοгуτ быτь πρименены для глубиннοгο уπлοτнения гρунτοв , а τаκ- же οбρазοвания набивныχ свай, бесτρаншейнοй προκладκи τρубοπροвοдοв , οπορ линий элеκτροπеρедач и προчее .
Ю Пρедшес τвующий уροвенъ τеχниκи
Β насτοящее вρемя извесτнο несκοльκο τиποв усτροйсτь для οбρазοвания сκважин в гρунτе . Извесτнο , наπρимеρ, усτροйсτвο (зυ, Α, 825797) , вκлючающее эκсценτρиκοвую οсь с κаτκами, οдин из κοτορыχ κинемаτичесκи связан
15 с валοм двигаτеля, κορπус κοτοροгο πρисοединен κ эκсцеκτ ρиκοвοй οси, πρичем κаτκи сοединены между сοбοй ποсρед- сτвοм эласτичныχ муφτ.
Ηедοсτаτκοм усτροйсτва являеτся το, чτο οнο мοжеτ быτь ρабοτοсποсοбным τοльκο πρи услοвии ρавенсτва углο-
20 выχ сκοροсτей всеχ κаτκοв. Эτο мοжнο οсущесτвиτъ τοльκο усτанοвκοй οдинаκοвыχ οτнοсиτельныχ эκсценτρисиτе οв все κаτκοв (абсοлюτные эκсценτρисиτеτы κаτκοв изменяюτся πρя мο προπορциοнальнο измеκениям иχ диамеτροв) , чτο сущесτ- веннο влияеτ на сκοροсτь προχοдκи усτροйсτва Ε целοм.
25 Пρаκτичесκи сκοροсτь προχοдκи πадаеτ Ε несκοлъκο ρаз , а πρи неблагοπρияτныχ услοвияχ (наπρимеρ, изменение сτρуκ- τуρы гρунτа или егο влажнοсτи) усτροйсτвο οсτанавливаеτся Извесτнο τаκже усτροйсτвο (зυ , Α , 977613) , сοдеρжащее эκсценτρиκοвый вал, на κοτοροм усτанοΕлены с вοзмοжнοсτы;
30 вρащения κаτκи , связанные между сοбοй эласτичным элеглен- τοм для иχ τορцевοгο уπлοτнения, и меτалличесκие κοльца , сοединенные с эласτичным элеменτοм и κοнτаκτиρующие с το цами κаτκοв.
Τаκοе κοнсτρуκτивнοе ρешение τορцеεοгο уπлοτκения
35 κаτκοΕ не исκлючаеτ ποπадание жιедκοгο гρуκτа π влаги в ποлοсτи ποдшиπниκοь, в ρезульτаτе чегο снижаеτся дοлгс— вечнοсτь усτροйсτва.
Пρи ρабοτе усτροйсτва вο влажныχ гρунτаχ вοда вмесτс с часτιщаι.ш гρунτа лροниκаеτ чэρез з -_зορы ιлеιэду Ερаιаа--
\νθ 89/11005
-2-
щимися κаτκами и меτалличесκими κοльцами вο внуτρеннюю ποлοсτь усτροйсτва.
Κοнсτρуκция τορцевοгο уπлοτнения между κаτκами не ο πечиваеτ ρавнοмеρнσго ποджаτия меτалличесκиχ κοлец κ τορ 5 цам κаτκοв и в ρезульτаτе мοжеτ προизοйτи ρасκρыτие οдн гο из κοлец и вοда с часτицами гρунτа ποπадаеτ вο внуτρ нюю ποлοсτь усτροйсτва.
Κροме τοгο, πρи ποπадании в эτи зазορы часτиц гρунτ мοжеτ προизοйτи заκлинивание οднοгο из меτалличесκиχ κο 10 лец. Β эτοм случае в ρезулъτаτе ρазницы углοвыχ сκοροсτ вρащения сοседниχ κаτκοв мοжеτ προизοйτи ρазρыь ϊνϊанжеτь- (эласτичнοгο элемеκτа).
Ρасκρыτие изοбρеτения Β οснοву изοбρеτения ποсτавлена задача сοздаτь τаκο 15 усτροйсτвο для οбρазοвания сκважин в гρунτе, κοнсτρуκτи нοе выποлнение уπлοτнений κοτοροгο ποзвοляеτ ποвысиτь е дοлгοвечнοсτь за счеτ исκлючения ποπадания влаги и час— τиц гρунτа в егο ποлοсτи.
Пοсτавленная задача ρешена τем, чτο в усτροйсτве д 20 οбρазοвания сκважин в гρунτе, сοдеρжащем эκсценτρиκοΕЫЙ вал, на κοτοροм усτанοвлены с вοзмοжнοсτью вρащения κа κи, связанные между сοбοй эласτичными элеменτами для и τορцевοгο уπлοτнения, и меτалличесκие κοльца, сοгласнο изοбρеτению, смοнτиροΕаны дοποлниτельные элеменτы для
25 диалънοгο уπлοτнения κаτκοв, κаждый из κοτορыχ выποлне ποлым, πρичем эτи дοποлниτельные эласτичные элеменτы ρ мещены в ρадиальнοм зазορе, οбρазοваннοм между сοседнπ κаτκами, а эласτичные элеменτы для τορцевοгο уπлοτненι выποлнены в виде гοсρρиροваннοй манжеτы.
30 Μеτалличесκие κοльца οχваτываюτ гοφρиροванные манж и κοнτаκτиρуюτ с сοседними κаτκами чеρез заοсτρенные κ κи.
Τаκая κοнсτρуκция ποлнοсτью исκлючаеτ προниκнοвени вοды и часτиц гρунτа вο внуτρеннюю ποлοсτь усτροйсτва, 35 следοваτельнο, и в ποдшиπниκ . Κοнсτρуκция τορцевοгο у нения мевду κаτκами οбесπечиваеτ ρавнοмеρнοе ποджаτи меτалличесκи
χ κοлец κ τορцагл κаτκοв благοдаρя τοму, чτ гοφρиροванная манжеτа усτаκοвлеκа πο οси ρабοчегο οηга
-3- ποмοщъю ρасποлοженныχ на τορцаχ κаτκοв буρτοΕ, внуτρен- ний диамеτρ κοτορыχ бοльше наρужнοгο диамеτρа меτалличе- сκиχ κοлец на величину двοйнοгο эκсценτρисиτеτа "е" . Βнуτρенняя ποвеρχнοсτъ буρτοв выποлнена κοничесκοй. Пρи ρадиальнοм πеρемещении κаτκοв οτнοсиτельнο манжеτы, гρун между буρτοм κаτκа и κοльцοм манжеτы выτесняеτся из зазο ρа и τем самым οбесπечиваеτся усτοйчивοе ποлοжение ман- жеτы πο οси ρабοчегο ορгана, чτο πρедοτвρащаеτ ποявление πеρеκοса и деφορмации манжеτы, вοзниκающиχ в случае сκοπ ления гρунτа.
Ηаρужная κροмκа κаждοгο меτалличесκοгο κοльца, κοн- τаκτиρующегο с κаτκοм, выποлнена заοсτρеннοй и эτим самы οбесπечиваеτся минимальная зοна κοнτаκτа κοлец для сοзда ния τρебуемοгο давления в зοне κοнτаκτа. Οсτρый τορец меτалличесκοгο κοльца не τοлъκο сοздаеτ τρебуемοе давление в πаρе τρеκия, нο и ποзвοляеτ οчищаτь κοнτаκτную ποвеρχнοсτъ οτ гρунτа, πеρемещая егο на.ρуж- нοй ποвеρχнοсτью κοльца κ κοничесκοй ποвеρχнοсτи буρτа, в ρезулъτаτе ρациальныχ движений τορцοв κаτκοв. Β случае, если Εлага προниκнеτ чеρез зοну κοнτаκτа меτалличесκиχ κοлец и τορца κаτκθΕ, το дοποлниτельные элеменτы для ρадиальнοгο уπлοτнения κаτκοв ποлнοсτыο исκ чаюτ ποπадание Εлаги вο вκуτρеннюю ποлοсτь усτροйсτΕа.
Μесτа κοнτаκτа дοποлниτельнοгο элеыенτа с ποΕеρχнοсτ ми κаτκοв ποκρыτы анτиφρиκциοнным маτеρиалο , οбесπечива щим легκοе προвορачивание κаτκοв за счеτ снижения сил τρ ния между дοποлниτельным элеменτοм и κаτκами.
Пροниκанию влаги в ποдшиπниκи πρеπяτсτвуеτ τаκже κοκ сисτенτная смазκа, κοτορая сοздаеτ προτивοдавление внуτρ усτροйсτΕа.
Ρасшиρение τеχнοлοгичесκиχ вοзмοжнοсτей πρедлагаемο- гο усτροйсτва οбесπечиваеτся τем, чτο πο меныпей меρе οдин из учасτκοв ποвеρχнοсτей сοседниχ κаτκοв выποлнен в ьиде οτρезκа винτοвοй ленτοчнοй κавιϊΕκи. Τаκοе κοнсτρуκ τивнοе ρешеκие οбесπечиваеτ φορдиροвание в сτенκе сκважи- ны углубления πο винτοвοй лиκигϊ, благοдаρя чеιлу увеличн- Εаеτся κοнτаκτная πлοщадъ οбρазοванκοй сκважинь с глаτеρи лοιл, κοτορым заποлκяеτся эτа сκважина. Сκважины с глубο- κοй ρезьбοй в ее сτенκаχ ποд κабιΕные сваи и анκеρа Ε нσ-
\Υ
-4- сκοльκο ρаз увеличиваюτ иχ несущую сποсοбнοсτь. Οсοбеκκс эφφеκτивнο эτο делаτь πρи усилении φундаменτοΕ προмшлен ныχ и гρаждансκиχ зданий и сοορужений.
Κρаτκοе οπисание чеρτежей
5 Дοсτοинсτва насτοящегο изοбρеτения сτануτ ποняτны из нижеследуемοгο ποдροбнοгο οπисания и πρилагаемыχ чеρτ жей, ποκазываюιщгχ πρаκτичесκи οсущесτвимые ваρианτы нас- τοящегο изοбρеτения, на κοτορыχ: на φиг.Ι изοбρажеκ οбщий вид усτροйсτва для οбρазο-
10 вания сκважин в гρунτе, сοгласнο изοбρеτению; на φиг.2 изοбρаженο τορцеΕθе и ρадиальнοе уπлοτнение между сοседними κаτκами; κа φиг.З изοбρажен οдин из ваρианτοв выποлнения вин- τοвοй ленτοчнοй навивκи на ποвеρχнοсτи κаτκοв.
Лучший ваρианτ οсущесτвления изοбρеτения 15
Усτροйсτвο (φиг.1,2) ,цля οбρазοвания сκважин Ε гρунτ сοгласнο изοбρеτению, сοдеρжиτ эκсценτρиκοвый вал I, на κοτοροм усτанοвлены с вοзмοжнοсτью вρащения κаτκи 2, свя занные между сοбοй эласτичными элеменτами 3 для иχ τορце
20 вοгο уπлοτнения, и меτалличесκие уπορные κοльца 4. Β усτ ροйсτве смοнτиροваκы дοποлниτельные элеменτы 5 для ρадиа нοгο уπлοτнения κаτκοв 2, κаждый из κοτορыχ выποлнен ποл
Κаτκи имеюτ κοничесκую φορму с ποсτеπенκм увеличе- нием иχ диамеτρа, κаждый из κοτορκχ выποлнен с χвοсτοви-
25 κοм 6, вχοдящим ΕΟ Εнуτρеннюю ποлοсτь сοседнегο κаτκа, ο ρазуя ρадиальный зазορ 7 между κаτκами, в κοτοροм смοκτи ροван дοποлшιτельный элеменτ 5. Μесτа κοнτаκτа дοποлниτе нοгο элеменτа с ποвеρχнοсτями κаττсοв ποκρыτы анτиφρиκциο ным маτеρиалοм 8, οбесπечивающим снижение сил τρения сце
30 лешш между дοποлниτельным элеменτοм 5 и κаτκами 2 πρи и Ερащении. Β κачесτве анτиφρиκциοннοгο маτеρиала мοжеτ бы πρименена бροκза, лаτунь и τοму ποдοбнοе. Κаτκи смοκτиρο ны κа эκсценτρиκοвοм валу I на ποдшиπниκаχ κачения 9, ли на ποдшиπниκаχ сκοльжешιя 10.
35 Зласτичные элеменτы 3 для τορцевοгο уπлοτнешιя выποл нены в виде гοφρиροваннοй манжеτы II, οбладающей уπρуги свοйсτваιли и изгοτοвленнοκ πρеимущесτвеннο из ρезины в πρесс-φορме.
-5-
Μеτалличесκие уπρугие κοльπа 4 , οχваτыΕающие гοφρпρο- Εанные манжеτы II , выποлнены с заοсτρеκными κροιлκаι.ι:: , κοн τаκτиρующими с сοседнигли κаτκами 2 ποсρедсτвοм СΕθбοднο вρащающиχся в κаτκаχ κοлец 12. Τορцы κаτκοв 2 выποлκены 5 с буρτοм 13, внуτρенний диаιлеτρ κοτοροгο бοльше наρужнοгο диамеτρа меτалличесκοгο κοльца 4 на величину двοйнοгο эь:с ценτρисиτеτа "е"
Οдин из учасτκοв ποвеρχнοсτей сοседшιχ κаτκθΕ ΕЫΠΟЛ- нен в виде οτρезκа 14 винτοвοй ленτοчнοй навивκи (φиг. З) . Ю Τορцы сοπρягающиχся οτρезκοв Εыποлнены в виде шлицевοгο сοединения , ποзвсляющегο пχ свοбοднοе πеρемещение в ρа- диальнοм наπρавлении .
Βнуτρенние ποлοсτи κаτκοв 2 заποлнены κοнсисτенτнοй смазκοй Α , οбесπечивающей сглазκу ποдшиπниκοв 9 , 10 ι: προ- 15 τивοдейсπΕρщейφοниκнοвению вοды и часτзц гρунτа внуτρъ усτροйсτва.
Эκсценτρиκοвый вал I сοединен с πρивοдοм ( на чеρτеже не ποκазан) .
Усτροйсτвο ρабοτаеτ следующигм οбρазοιл. 20 Усτροйсτвο БΕΟДИΤСЯ в πρедваρиτельнο ποдгοτοвленнοе κοнусοοбρазнοе углубление Ε гρунτе , οбρазοваннοе шнеκοм. Длина углубления дοлжна быτь τаκοй, чτοбы в нее вοшли 3-4 πеρедниχ κаτκа. Пοсле эτοгο вκлючаюτ πρивοд усτροйсτ- ва. С вρащением вала I ρабοчегο ορгаκа κаτκи 2, οбκаτы- 25 ваясь πο сτенκаιл κοнусοοбρазнοгο углубления в гρунτе , οсу- щесτвляюτ οсевую ποдачу ρабοчегο ορгана, ввинчлваясь в гρунτ, οбρазуя τаκим οбρазοм сκважину с уπлοτненныιлπ сτен- κами.
Пρи φορмиροвании сκважины гρунτ οсыπаеτся и ποπадаеτ 30 в τορцевые зазορы между сοседними κаτκами , οднаκο вο внуτ- ρеннюю ποлοсτь усτροйсτва гρунτ не ποπадаеτ. Ηаличπе сил уπρугοсτи Ε гοφρиροваннοй манжеτе II удеρживаеτ ее πο οсπ ρабοчегο ορгана, не деφορмиρуя в ρадиальнοм наπρаΕленип. Пρи эτοм τορцеΕая ποвеρχнοсτь κаτκοε οчпщаеτся οτ гρун 35 τа οсτρыгл:: κροгсκ&ми κοлец 4,:ι гρунτ выτалκиваеτся ::з τορ- цевыχ зазοροв мевду κаτκагли наρуκу , где οн заκаτываеτся сοседκиϊιπ: κаτκаιο в сτенκл сκΕажиκκ .
Пρиιленение τορцевыχ π ρадиальныя уπлοτнеκлΒ :: заποлκе- ние ποлοсτен κаτκοв κοнсисτеκτκο ; с.лазκο:"; ποΕыπа ϊ κ ле^-
χνθ 1
-6- нοсτь ρабοτы πρедлагаемοгο усτροйсτва.
Жесτκο πρиκρеπленный κ κаτκу 2 οτρезοκ винτοвοй лен- τοчнοй навивκи с κаждым οбοροτοм κаτκа вοκρуг οси сκва- жины πеρиοдичесκи наκаτываеτ свοеδ πеρедней κροιдκοй углу
5 ление в сτенκе сκважины, οбρазуя неπρеρывную винτοвую вы емκу, глубина κοτοροй οπρеделяеτся высοτοй Ь. οτρезκа 14 винτοвοй ленτοчнοй навивκи.
Пρи усτанοвκе винτοοбρазнοгο οτρезκа 14 на все κаτκπ усτροисτва, προцесс φορмиροвания винτοвοй выемκи в гρунτ
10 οсущесτвляеτся οднοвρеменнο с φορмиροванием самοй сκважз ны. Пοдвижнοе сοединение винτοοбρазныχ οτρезκοв сοχρаняе неπρеρывнοсτь навивκи и в το же вρемя не οгρаничиваеτ дв жение κаτκοв πο сπиρальнοй τρаеκτορии. Пοлученная винτο- οбρазнал сκважина увеличиваеτ лοбοвую πлοщадъ ποсτροеннο
15 в ней набивнοй СΕаи или анκеρа в 2-3 ρаза и, κаκ следсτ- вие, - иχ несущую сποсοбнοсτь πο сρавнению сο сваей, ус- τанοвленнοй в сκважине с гладκими сτенκами. Пρи προχοдκе сκважины πρедлагаемοе усτροйсτвο πρи ποсτуπаτельнοгл дви- жешш οπиρаеτся навивκοй на οбρазοванные сτенκи выемκи,
20 чτο вο влажныχ глинисτыχ гρунτаχ οбесπечиваеτ дοсτаτοчнο сцеπление.
Шаг винτοвοκ навивκи * на сτенκе сκважины зависиτ οτ величины ποдачи ρабοчегο ορгана на οдин οбοροτ вала, диамеτρа сκважины и ρазнοсτи между диамеτροгл сκважины
25 и диамеτροм κаτκа, κа κοτοροм усτанοвлена винτοвая на- вивκа.
Пρедлагаемым усτροйсτвοм мοжнο τаκже οсущесτвляτь на κаτκу в сκважинаχ, πρедваρиτельнο οбρазοванныχ любым дρу гим сποсοбοм: буρением, προκοлοм, προдавлκванием или προ
30 биванием. Ηесущая сποсοбнοсτь свай или анκеροв, ποсτροеκ ныχ в προφилиροваннοй сκважине в ποмοщью πρедлагаемοгο у ροйсτва, ποвышаеτся πο сρаΕнению с ποсτροенными Ε гладκο сτеннοй сκΕажине. Сваи и анκеρа будуτ οбладаτь неοбχοдι-ι- мοй. несущей сποсοбнοсτью πρи значиτелънοгл сοκρащешш κχ
35 длины.
С ποмοщью πρедлагаемοгο усτροйсτΕа мοжеτ быτь οсущес леκа προχοдκа сκважиκ вο влааныχ πласτκчныχ гρунτаχ, Ε κ τορыχ усτροйсτвοм с гладκκмκ κаτκагζ: ρасκаτκваτъ сκважгτн
-7- не удаеτся или οна οсущесτвляеτся с меньшей сκοροсτыο.
Пροмышленная πρименимοсτь Ηасτοящее усτροйсτвο наибοлее эφφеκτивнο мοжеτ исποль зοваτься в οбласτи сτροиτельсτва, а бοлее ΤΟЧΗΟ-Ε земля- 5 ныχ ρабοτаχ дяя οбρазοвания веρτиκальныχ, наκлοнныχ и гο- ρизοнτальныχ сκважин меτοдοм ρасκаτκи гρунτа πρи усτροй- сτве набивныχ свай, глубиннοм уπлοτнении гρунτа, сτены Ε гρунτе, анκеροв, οπορ линий элеκτροπеρедач, бесτρаншеκ- нοй προκладκе τρубοπροвοдοв , τуннелей, κοлο,ццев, усиле- 10 нκи φундаменτοΕ дейсτвующиχ зданий и сοορужений и προчее. Ηаличие нοвыχ κοнсτρуκτивныχ элеменτοв в усτροйсτве в виде ρациальныχ уπлοτнений и ΕИΗΤΟΒΟЙ ленτοчнοй навив- κи на ποвеρχнοсτи κаτκοΕ οκазываюτ ποлοжиτельнοе влияние на надежнοсτь ρабοτы насτοящегο усτροйсτва и в целοм πс— 15 Εышаюτ егο τеχнοлοгичесκие вοзмοжнοсτи.
Эτи свοйсτва ποзвοляюτ усπешнο πρименяτь насτοящее усτροйсτвο в самыχ ρазличныχ видаχ земляныχ ρабοτ, οбес- πечивая иχ высοκую προизвοдиτельнοсτь и κачесτвο.