Устройство для глубинного уплотнения и закрепления грунта (его варианты)

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 119) 111) 315) Е 02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ХОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ Е ИЗОБРЕТЕ ДЕТЕЛЬСТВ ститут воцного 2,5 (088.8 )ицетельство ССС2 3/12, 1978тельство СССР13 3/12, 1964(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЛУБИННОГОУПЛОТНЕНИЯ И ЗАКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА(57) 1, Устройство для глубинного уплот.нения и закрепления грунта, включающеевертикально установленную трубу, радиально прикрепленные к ней ярусами перемешиваюшие и полы нагнетательные элементы и хвостовик, соединенные с верхнимконцом трубы вибропо."ружатель и входнойпатрубок,о тлича юшееся тем,что, с целью повышения эффективности,труба снабжена закрепленным на ее нижнйм конце фланцем, размещенным надфланцем упорным кольцом и прилегающими к кольцу верхней и нижней цилиндрическими пружинами, хвостовик выполненв вице плотно охватывающего фланецвертикально подвижного стакана, имеющеОПИ САНИ АВТОРСКОМ(56) 1. Авторское св687177, кл. Е 022. Авторское свиде185276, кл, Е 02 го контактирующие с внодними концами пружин упоры, расположенные в его нижней части выпускные отверстия и винтовые лопасти и смонтированные внутри перепускные клапаны, перекрывающие торец трубы и выпускные отверстия, а полые нагнетательные элементы закреплены на стакане, выпускные отверстия которого сообщены с полостями соответс)- вуюших нагнетательных элементов.2. Устройство для глубинного уплотнения и закрепления грунта, включающее вертикально установленную трубу, радиально прикрепленные к ней ярусами перьмешиваюшие и полые нагнетательные эле менты и наконечник, соединенные с верхним концом трубы вибропогружатель и входной патрубок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффектив ности, соединение трубы с вибропогружателем выполнено в вице вертлюга с сальниковым уплотнением, перемешивающие элементы - клиновидными в сечении с центрально-симметричными скосами, а нагнетательные элементы - с тангенциаль но расположенными на концах соплами, образующими сегнерово колесо.3. Устройство по п. 2, о т л и ч а - ю ш е е с я тем, что нагнетательные элементы расположены межцу первым и вторым снизу ярусами перемешиваю щих элементов.20 Изобретение относится к строительству, в частности к уплотнению и закреплению крупных массивов слабых грунтовтипа рыхлых заиленных песков, супесей,супесчаных илов при освоении ранее затоплонных территорий.Известно устройство цля закреплениягрунтов, включающее трубу с перфорированной нижней частью, в которой размещен цебалансный вибратор, соециненный с гицротурбиной, привоцимой в цействие движущимся по трубе закрепляющим раствором 1,Нецостатком цанного устройства является ограниченный радиус цействия,Кроме того, использование гицротурбины,привоцимой в цействие закрепляющимраствором, снижает надежность устройства и затрудняет эксплуатационное обслуживаниее.Наиболее близким к изобретению яеляется устройство цля глубинного уплотнения и закрепления грунта, включакщеевертикально установленную трубу, радиально прикрепленные к ней ярусами пере- "мешивающие и полые нагнетательные элементы и наконечник, соециненные с верхним концом трубы вибропогружатель ивхоцной патрубок 2 .Нецостатками известного устройства 30являются неконтролируемая неравномерность распрецеления закрепляющего раствора в обрабатываемом грунте, особенно в нижней зоне закрепляемого массива, значительные потери раствора через верхние ярусь трубок в начальнойфазе погружения устройства, нецостаточная надежность инъекционной части, обусловленная большим количеством выпускных отверстий, работающих в условиях 40неравного противоцавления, что снижаетего эффективнос ть.Цель изобретения - повышение эффективнос ти.Поставленная цель достигается тем,45что по первому варианту в устройствецля глубинного уплотнения и закреплениягрунта, включающем вертикально установленную трубу, рациально прикрепленныек ней ярусами перемешивающие и полыенагнетательные элементы и хвостовик,соециненные с верхним концом трубы вибропогружатель и входной патрубок, трубаснабжена закрепленным на ее нижнем конце фланцем, размещенным нац фланцем 55упорным кольцом и прилегающими к коль.цу верхней и нижней цилинцрическимипружинами, хвостовик выполнен в виде плотно охватывающего фланец вертикально поцвижного стакана, имеющего контактирующие с внешними концами пружин упоры, расположенные в его нижней части выпускные отверстия и винтовые лопасти и смонтированные внутри перепускные клапаны, перекрывающие торец трубы и выпускные отверстия, а полые нагнетательные элементы закреплены на стакане, выпускные отверстия которого сообщены с полостями соответствующих нагие та тельных элемен тов.В устройстве по второму варианту соецинение трубы с вибропогружателем выполнено в вице вертлюга с сальниковым уплотнением, перемешиваюшие элементы - клиновицными в сечении с центрально-симметричными скосами, а нагнетательные элементы - с тангенциально расположенными на концах соплами, образующими сегнерово колесо.При этом нагнетательные элементы расположены между первым и вторым снизу ярусами перемещивающих элементов. На фиг. 1 изображено устройство по первому варианту, общий виц; на фиг. 2- нижнее положение хвостовика и перепускных клапанов; на фиг. 3 - верхнее положение хвостовика и перепускных клапанов; на фиг. 4 - устройство по второму варианту, общий виц; на фиг, 5 - разрез А-А на фиг. 4.Устройство цля глубинного уплотнения и закрепления грунта по первому варианту имеет вертикально установленную тру-. бу 1, соециненный с ее верхним концом вибропогружатель 2, преимушес твенно низкочастотный, прикрепленные к трубе 1 ярусы перемешивающих элементов 3, расположенный на ее нижнем конце фланец 4 с уплотнителем по его торцу, расположенное нац фланцем 4 упорное кольцо 5, охватывающие трубу 1 и прилегающие к кольцу 5 цилиндрические пружины- верхнюю 6 и нижнюю 7, хвостовик, выполненный в вице плотно охватывающего фланец вертикально поцвижного стакана 8 с упорами 9 и 10, контактирующими соответственно с внешними торцами пружин 6 и 7, смонтированные внутри стакана 8 перепускные клапаны 11 и 12, из которых клапан 11 перекрывает торец трубы 1, а клапан 12 - выпускные отверстия 13, выполненные в нижней части стакана 8, соециненные с послецним полые нагнетательные элементы 14,расположенные в нижней части стакана8 винтовые лопасти 15 и закрепленныйна трубе 1 входной патрубок 16,Устройство по второму варианту имеет вертикально установленную трубу 1 7,вибропогружатель 18, соеаиненный струбой 17 при помощи вертлюга 19 ссальниковым уплотнением (не показано),прикрепленные к трубе 17 ярусы перемешивающих элементов 20 с клиновицными центрально-симметричными скосами, установленные межцу первым и вторым ярусами снизу перемешивающие элементы 20, нагнетательные элементы 21 с тангенциально расположенными на концах соплами 22, образующими сегнерово колесо, и входной патрубок 23, соециненный при помощи гибкого шланга 24 с насосным оборудованием 25,Устройство по первому варианту работает слепуюшим образом.Смонтированное устройство с помощью поаъемного оборуаования устанавливают на участке работ и поасоепиняют жоаной патрубок 16 к источнику нагнетания закрепляющего раствора, и после заполнения трубы 1 раствором включают вибропогружатель 2 и начинают погружение устройства в грунт. В процессе движения (колебания) трубы 1 вниз клапан 11 закрывает нижний торец трубы 1, а внутри стакана 8 фланцем 4 созаается давление, открывающее клапан 12 и выталкивающее закрепляющий раствор через отверстия 13 в полые нагнетательные элементы 14 и аалее в грунт (фиг. 2). В процессе цвижения (колебания) трубы 1 вверх клапан 12 закрывается, а клапан 11 открывается, и новая порция раствора через трубу 1 засасывается в полость стакана 8 (фиг. 3). Таким образом, пульсирующее аавление, необходимое аля инъектирования в грунт за.крепляюшего раствора, создается ньпосреаственно в стакане 8 вслепствие колебательного движения трубы 1 с фланцем 4.1Благодаря наличию спиральных лопастей 15 погружение устройства сопровождается меаленным поворотом стакана 8 вокруг вертикальной оси, что в сочетании с расположением полых рапиальных поперечных элементов 14 поа углом не более 900 друг к другу обеспечивает равномерное в плане насыщение закрепляющим раствором обрабатываемого объема грунта, Регулирование величинъ пульсирующего аавления в стакане 8 мо 50 55 5 10 15 20 25 30 35 40 45 жет осуществляться изменением цлины полых нагнетательных элементов 14 от носительно перемешивающих элементов 3. Рекоменцуется, чтобы плина элементов 14 превышала алину элементов 3 не ме нее чем на 15%,После постижения проектной отметки полыми элементами 14 выключают оборупование цля попачи раствора и устройство извлекают при работающем вибропогружателе 2 с периоцическими изменениями скорости и направления его движения в целях аостижения повышенной плотъности грунта. В случае необходимости дополнительные порции закрепляющего раствора в грунт попают при повторных погружениях устройства.После извлечения устройства его пере носят на новое место и все операции повторяются в указанной послеаовательнос ти. Устройство по второму варианту рабо-, тает следующим образом.Смонтированное устройство также с помощью поцъемного оборудования устанавливают нац местом уплотнения грунта и после включения вибропогружателя 18, создающего вертикальные колебания, начинают погружать его в грунт, По цости жении перемешиваюшими элементами 21 отметки верха закрепляемого грунта включают насосное оборуцование 25 ипроцолжают цальнейщее погружение уст- ройства при оцновременном инъектировании в грунт закрепляющего раствора.Благодаря реакции струй, вытекающихиз сопел 22, инъектируемого раствора иреакции грунта по скосам перемешиваюших элементов 20 погружение устройства происходит с одновременным его вращением вокруг. вертлюга 19, что обеспечивает равномерную поцачу закрепляющего раство. ра и закрепление грунта. В случае н обхопимости на расчетных отметках увеличивают или уменьшают подачу закрепляющего раствора аля получения проектнойэпюры прочности грунта по глубине. После постижения устройством зааанной глубины начинают его .извлечение при работаюшем вибропогружателе 18 с периоаическими изменениями скорости и направленияего авижения в целях аостижения повышенной плотности грунта. Извлеченное усъройство перемещают в место послепуюшего укрепления грунта и все операции повторяются в изложенной последовательности.Такое выполнение вариантов устройст ва обеспечивает равномерное регулируемое закрепление грунта при олновременном интенсивном вибрационном уплотнении. Поцача раствора к верхнему концу трубы 5 может произвоциться при минимальном давлении, Это позволяет использовать обычные растворонасосы и низконапор ные шланги, что расширяет область при.менения устройства, упрощает технологию о и организацию процесса, повышает его надежность при опновременном увеличениирадиуса закрепления. С помощью устройства уплотняемому и закрепляемому массиву грунта может быть прицана зацанная проектом конфигурация: отцельные столбы, стенки, сетчато-.кольцевая структура, сплошной массив в зависимости от поставленных задач и инженерно-геологических условий.1081279иг. 5Составитель А, Прямков Рецактор А, Шишкина Техрец А.Ач Корректор А. Зимокосов Заказ 1489/26 Тираж 644 Поцписное ВНИИПИ Госуцарственного комитета СССРпо целам изобретений и открытий113035, МоскваЖ, Раушская наб., ц. 4/5Филиал ППП Патент", г, Ужгороц, ул, Проектная, 4