Устройство для разработки и извлечения грунта из свай оболочек

Подписная группа278 Н. В. Озеров УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРАБОТКИ И ИЗВЛЕЧЕНИЯ ГРУНТА ИЗ СВАЙ-ОБОЛОЧЕКЗаявлено 21 ноября 1958 г, за612168/29 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРОпубликовано в Бюллетене изобрезений16 за 1961 г. Известны устройства для разработки и извлечения грунта из свай- оболочек, снабженные разрыхлителями и гидроэлеваторными и напор. ными трубопроводами.При таком конструктивном выполнении устройств не было осуществлено программное управление их работой во время выработки грунта из местных уширений скважин, расположенных ниже сваи-оболочки.Устройство, выполненное согласно изобретению, лишено этого недостатка. Сущность изобретения заключается в том, что его разрыхлители выполнены в виде гидромониторов, Гидромониторы шарнирно посажены на нижний конец напорного трубопровода с возможностью вращаться вокруг горизонтальной оси и шестеренчатой передачей соединены с трубой гидроэлеватора, Труба гидроэлеватора имеет механический привод.На фиг. 1 изображен общий вид предложенного устройства; на фиг, 2 - схема работы устройства.Устройство состоит из трубы 1, патрубка 2, трубы 3, гидроэлеватора 4, колена 6, уплотнения 6, диафрагм 7, патрубков 8, гидромониторов 9, зубчатых колес (секторов) 10, зубчатого колеса 11, крышки 12 с кольцом 13 и вырезами 14 и 16, уголка 16, шин 17, ходового винта 22, подшипников 23, колеса 24, переключателя 25, валика 26, подшипников 27, барабанчика 28 и троса 29.Корпус устройства образован трубой 1, имеющей диаметр 216 ял 1 (при диаметре сваи 1 м). По патрубку 2, приваренному к трубе 1, поступает напорная вода, используемая для питания гидромониторов и гидроэлеватора. Сверху и снизу труба 1 закрыта крышками, в которы:; имеются отверстия для пропуска трубы 3. В трубу 3 встроен гидроэлеватор 4 с кольцевым подводом напорной воды. Нижний конец трубы 3,140752обозначенный цифрой 30, является всосом гидроэлеватора, а верхний - заканчивается коленом 5 для отвода пульпы. Нижняя часть трубы соединена с конфузором гидроэлеватора посредством вертикально расположенных ребер. Эти ребра не создают существенных помех для протекания напорной воды и служат для передачи с верхней части трубы 3 на ее нижнюю часть 30 крутящего момента,По контуру отверстий в крышках трубы 1 устроены уплотнения 6, Сверху труба 3 заканчивается серьгой 31, служашей для подвешивания снаряда к крюку 32 крана.Снаружи к трубе 1 прикреплены сквозные диафрагмы 7, которые фиксируют положение снаряда по оси сваи-оболочки 33.Несколько выше нижнего конца трубы 1 к последней приварены два или четыре симметрично расположенных патрубка 8, служащих осями вращения для гидромониторов 9. Гидромониторы жестко связаны с зубчатыми колесами (секторами) 10, которые находятся в зацеплении с зубчатым колесом 11, укрепленным на трубе 3. Вследствие этого поворачивание трубы 3 относительно наружной трубы 1 сопровождается поворачиванием (качанием) гидромониторов. Если принять радиусы зубчатых колес 10 и 11 одинаковыми, то углы поворота гидро- мониторов а будут равны углам поворота трубы 3 относительно трубы 1.Гидромониторы при поворачивании производят размыв грунта по соответствующим дорожкам, определяемым траекториями их концов. Для того, чтобы возможно было осуществить размыв грунта по всей площади забоя, необходимо одновременно с описанными выше кача- тельными движениями гидромониторов медленно поворачивать снаряд в целом относительно оси трубы 1. Минимально необходимый угол такого поворота (Р) будет определяться количеством установленных гидромоциторов. При одной паре гидромониторов необходимо поворачивать снаряд на угол не меньший 180. При двух парах - на угол, несколько превосходящий 90, как это и принято в проекте.Механизмы для поворачивания снаряда в целом и трубы 3 относительно наружной трубы 1 смонтированы, как уже отмечалось выше, на крышке 12. Эта крышка, снабженная кольцом 13 (которое используется в качестве элемента усиления крышки 12, а также в качестве опорного элемента), поддерживается тремя - четырьмя роликовыми опорами, которые прикрепляютгя к свае-оболочке 34 по ее верхнему краю.Каждая опора имеет вид струбцины, закрепляемой на верхнем конце сваи при помощи зажимцых винтов и несущей два ролика; одич ролик (вертикальный) поддерживает вертикальную полку уголка 1 б, а другой (горизонтальный) - предотвращает возможность боковых смегцений крышки 12.В крышке 12 устроены два фигурных выреза. Один вырез - 14 служит для пропуска корпуса снаряда вместе с приваренными к нему полосами-шинами 17, при помощи которых осуществляется программное управление поворачиванием трубы 3 относительно трубы 1. Другой вырез - 15, имеющий форму дуги круга, служит для пропуска через крышку конца рычага 18, приваренного к трубе 3 и используемого в качестве водила при упомянутом выше поворачивании трубы 3 относительно корпуса 1 на переменный угол и. Это поворачивание осугествляется следующим образом,К лису крышки 12 прикреплен рельс 19, по которому совершает возвратно-поступательные движения гайка 20, снабженная вилкой 21, захватывающей конец водила, Перемещение гайки 20 осуществляется при помощи ходового винта 22, который укреплен в подшипниках 23 исоединен с электроприводом при помощи колеса 24 (М). Для измене.ния направления вращения винта 22 (а следовательно, и направления движения гайки вместе с вилкой 21) служит переключатель 25, рукоятка которого в крайних положениях гайки взаимодействует с, шина.ми 17, приваренными к внешним кромкам стенок, которые, в свою очередь, приварены к трубе 1.Не трудно заметить, что если расположить полосы параллельноодна другой, то при опускании снаряда на крюке крана через отверстие в крышке гайка 20 будет совершать возвратно-поступательные движечия, постоянные по величине, и, следовательно, будет поворачивать трубу 3, а вместе с ней и гидромониторы, на один и тот же угол а,. Такое расположение шин 17 необходимо иметь, как это следует из приводимой схемы, на участке снаряда высотой Й, причем низ этого участка должен возвышаться над низом снаряда на величину й, - Л, Здесь й, представляет собой полную длину сваи плюс возвышение над верхом сваи рукоятки переключателя 25; й - максимальная толщина слоя грунта, находящегося внутри сваи и подлежащего удаления при ее погружении.Когда верх участка с параллельным расположением шин 17 опустится до уровня рукоятки переключателя 25, низ гидромониторов окажется на уровне низа сваи.При желании использовать устройство не только для извлечения грунта из внутреннего пространства сваи, но и для образования ушнренной полости под концом сваи (для чего он, в основном, и предьазначается) необходимо дальнейшее опускание снаряда производить с постепенным увеличением угла поворота гидромониторов.Увеличение угла поворота гидромониторов в принятой конструкции соответствует увеличению перемещения гайки 20 по ходовому винту 22, что достигается постепенным увеличением расстояния между шинами 17, от начальной величины аь до конечной величины а,. Высота участка с расходящей.я установкой полос - Л. будет определяться глубиной полости, которую желательно образовать под нижним концом сваи. Конфигурация полос на этом участке (е, - е,) должна быть назначена в соответствии с заданной конфигурацией полости, образуемой в грунте,На фиг. 1 длина участка с изогнутым расположением полос обозначена буквой с, Снаряд показан в положении, близким к окончанию образования уширенной полости (пунктирное положение гидромонигоров), чему соответствует положение рукоятки переключателя 25 поблизости от верха шин 17. Следует заметить, что на фиг. 1 участок с параллельным расположением полос (с,) показан минимальным; это соответствует или использованию снаряда только для образования ушпренной полости (с выполнением земляных работ в процессе погруже. ния сваи при помощи, например, грейфера), или переводу переключателя 25 на участке й при помощи специальных упоров, устанавливаемых на крышке снаряда на требуемом взаимном расстоянии. В этих случаях длина с должна удовлетворять лишь условию с,)с где с, - возвышение рукоятки переключателя над крышкой 12.Как уже отмечалось выше, поворачивание (качание) гидромониторов в вертикальных плоскостях должно сопровождаться постепенным поворачиванием всего снаряда вокруг его оси на угол Р, зависящий от количества установленных на снаряде гидромониторов.От установленного на крышке 12 электропривода (на чертеже не показанного) приводится во вращение валик 26 (М,), укрепленный в подшипниках 27 и несущий на свободном конце барабанчик 28. Этот140752барабанчик охватывается тросом 29, концы которого закрепляются поблизости от верха погружаемой сваи-оболочки. Изменение направления вращения привода (М,) должно осуществляться при помощи концевых переключателей.П редмет изобретения1, Устройство для разработки и извлечения грунта из свай-оболочек, снабженное раскрывающимися разрыхлителями, гидроэлеваторным и напорным трубопроводами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью осуществления программного управления при выработке грунта из местных уширений скважины, осуществляемой ниже сваи обо лочки, его разрыхлители выполнены в виде гидромониторов, посаженных на нижний конец напорного трубопровода, шарнирно - с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси и соедиш.ны шестеренчатой передачей с трубой гидроэлеватора, снабженной механическим приводом.