УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА

Техническое решение относится к области строительства, в частности к укреплению просадочных грунтов в трудно доступных местах использования и стесненных условиях рабочей зоны, например, под действующим жилым строением.
На данный момент большую остроту приобретает проблема производства восстановительных работ по укреплению просадочных грунтов в трудно-доступных местах со стесненными условиями рабочей зоны, например, под действующими жилыми домами. Данная проблема стоит довольно широко во всей области промышленно-гражданского строительства расположенных на слабых грунтах. Традиционное оборудование не обеспечивает удобно реализуемое с достаточной эффективностью производства восстановительных работ и возможного дальнейшего динамического развития всего комплекса работ по восстановлению просадочных грунтов под действующими жилыми строениями. Так как вопрос особо актуален, то решать эту задачу назрело время. Экономическая целесообразность решения этих вопросов диктуется высокими показателями расходной части при проведении восстановительных грунтов. По этому вопросу представляет особый интерес перспективного устройства, которое достаточно эффективно способствует решению поставленной задачи. Данное техническое решение целесообразно перспективно и представляет практическую ценность и высокую потребность.
Известен инъектор для нагнетания в грунт закрепляющих растворов, включающий тампонажную и перфорированную трубы, разделенные по высоте внутренней перегородкой, наконечник и наголовник, причем перфорированная труба выполнена с переменным сечением, возрастающим снизу вверх ступенями, а в верхней части каждой ступени выполнены проточки, в зоне которых размещены сквозные отверстия, расположенные в смежных степенях на противоположных сторонах [1].
Недостатком известного иньектора является невысокая эффективность, значительная конструктивная сложность, не обеспечивает полной ликвидации просадочных свойств грунта под восстановленным строением т.к. не пригодно для прямого использования при восстановительных работах под действующим жилым строением.
Известен инъектор для закрепления лесовых просадочных грунтов, включающих наконечник, тампонажную трубу с лыской и отверстиями для выпуска крепления, наконечник которого снабжен расположенными со стороны лыски резцом с треугольным очертанием его поперечного сечения и высотой, равной 0,33 диаметра наконечника, а тампонажная труба выполнена с радиусом наружной поверхности, равным сумме радиуса наконечника и высоты резца [2].
Недостаток известного технического решения проявляется в том, что оно обладает низкой функциональной эффективностью, большими трудозатратами и неоправданными техноко-экономическими затратами т.к. не обеспечивается согласующегося сбалансированного сочетания требований технологического процесса, применяемого оборудования ограниченной доступной возможности и их взаимодействия для обеспечения завершения полного цикла восстановительных работ по гарантированному обеспечению укрепления просадочных грунтов под действующим жилым строением.
Известно устройство для нагнетания раствора в грунт, принятое за прототип, содержит нагнетательную трубу с боковыми отверстиями и перекрывающими отверстия манжетами, расположенную внутри нагнетательной трубы подводящую трубу с отверстиями, охватывающие последнюю кольцевые упоры и примыкающие к ним расширяемые чашеобразные уплотнители, размещенную между уплотнителями распорную втулку с отверстиями и поджатыми пружинами коническими расширителями уплотнителей [3].
Недостатком известного устройства является низкая функциональная эффективность данного оборудования и высокие технико-экономические затраты, из-за сложности и значительной затрудненности в обеспечении проведения работ по восстановлению просадочного грунта, что в конечном счете не гарантирует рациональность его использования.
Задачей заявляемого технического решения является повышение эффективности обеспечения выполнения проведения работ по восстановлению просадочных грунтов в трудно-доступных местах и естественных условиях рабочей зоны.
Решение поставленной задачи достигается тем, что заявляемое техническое решение «Устройство для закрепления просадочного грунта» содержит существенные признаки, которые достаточно полно раскрыты в описании. По отношению к прототипу, заявляемое техническое решение имеет отличительные признаки, заключающиеся в том, что инъектор выполнен в виде функционального сочетания сборочно-ориентированных сопряжений рабочих элементов в местах жесткой фиксации, включающих запорные кромки, кольцевые выступы в избирательном интервале зоны ствола иньектора в сторону от его перфорированной части с отклонением поперечно-ярусных осей отверстий под нисходящим угловым наклоном по меньшей мере не менее 10°, уплотнительные кольца и баллонной герметизации с элементами уплотнения, в виде системы соединений через промежуточные элементы трубчатых размерных структур с осевой симметричной направленностью иньектора, конечная свободная часть которого, связана с гибким трубопроводом подачи раствора и баллонетом герметизации, выполненного с ограниченной формой взаимосвязи и с повышенной равнопрочностью, причем уплотнительный пластичный герметично-непроницаемый чехол баллонете герметизации охватывает краевыми отворотными обтекателями кольцевые выступы и уплотнительные кольца на теле иньектора в доступных пределах взаимной зоны деформации, а одно из уплотнительных колец имеет канал для пропуска трубки пневмошланга.
Отличительные существенные признаки, в совокупности с известными, опеспечивают возможность существенно повлиять на повышение эффективности обеспечения выполнения работ по восстановлению просадочных грунтов в трудно-доступных местах и стесненных условиях рабочей зоны.
Между отличительными признаками и поставленной задачей существует причинно-следственная связь, при которой технико экономический результат обусловлен достижением положительного эффекта.
В частности выполнение инъектора в виде функционального сечения сборочно-ориентированных сопряжений рабочих элементов в точках жесткой фиксации, образует стройную систему конструктивных элементов элементов функционального сочетания их общих взаимосвязей в едином исполнении и высокую готовность к действию и эффективного воздействия на динамическое развитие производства восстановительных работ. Кроме того, обеспечивают оперативно реализуемое повышение производительности и высокую надежность производства по укреплению просадочного грунта. А вцелом, обеспечивает высокую эффективность производства и экономическую целесообразность применения.
Наличие в избирательном интервале, зоны ствола инъектора, рабочих элементов в виде запорных кромок и кольцевых выступов, обеспечивает высокую, стабильную герметизацию и равномерность передачи нагрузки при общем финансировании взаимосвязей. Способствует оперативному обеспечению возможного оптимального уплотнения и герметизации при оптимальном развитии усилия обжатия и высокой эксплуатационной надежности.
Наличие отклонений поперечно-ярусных осей отверстий под нисходящим угловым наклоном по меньшей мере не менее 10°, способствует в промежуточных разветвлениях выполнять в стандартном режиме совмещение взаимосвязей в активных центрах контактных зон с их направленной динамической стабилизацией активности взаимодействия на грунт. Кроме того, позволяет обеспечивать направленное формирование обжатия просадочного грунта с определенным распределением в глубину зоны просадочного грунта под сооружением и обеспечивает идентичность ориентации относительно сопрягаемых отверстий в пределах контактных взаимосвязей, что в конечном итоге способствует эффективности ведения работ по соответственного просадочного грунта.
Наличие уплотнительных колец и баллонета герметизации с элементами уплотнения в виде системы соединений через промежуточные элементы трубчатых размерных структур, с осевой симметричной направленностью инъектора, обеспечивает оптимальную герметизацию, при фиксированном положении взаимосвязей и распределением деформации. Обеспечивает высокую технологичность работы всех составляющих на конечный результат, направленной на повышение эффективности производства восстановительных работ, за счет обеспечения основных принципов общеориентированных элементов конструктивного исполнения инъектора.
Наличие иньектора, конечная свободная часть которого связана с питанием гибкого трубопровода подачи раствора и баллонетом герметизации, выполненного с ограниченной формой взаимосвязей и с повышенной павнопрочностью, обеспечивает повышение эффективности взаимосвязей и герметизации при повышенной равнопрочности и жизнеобеспечения и эксплуатационной надежности. Кроме того обеспечивает оперативное повышение уплотнения и герметизации при оптимальном развитии усилия обжатия, высокой эксплуатационной надежности и рациональность использования.
Применение уплотнительного эластичного герметичного - непроницаемого чехла баллонета который охватывает краевыми обтекателями кольцевые выступы и уплотнительные кольца на теле иньектора в доступных пределах взаимной зоны деформации, позволяет обеспечивать высокую эффективность экономического технологического взаимодействия и возможного динамического развития восстановить работу по укреплению просадочного грунта. Способствует повышению эксплуатационной надежности процесса и возможного фиксирования надежного состояния за счет общей эффективности производства всех взаимосвязей общих размерных структур.
Наличие в одном из уплотнительных колец канала для пропуска пневмошланга, имеет высокую функциональную значимость, так как содействует выполнению общей целевой функции оперативного взаимодействия и координации действия целенаправленного действия сил силового принудительного воздействия в общем процессе развития противодействия и обеспечения плотной герметизации в активной контактной взаимосвязи.
Каждый из рассматриваемых существенных признаков, а их взаимосвязь в совокупности является достаточной для обеспечения новизна. Новизна технического решения по ее задаче характеризуется формой компановки составляющих элементов иньектора и их конструктивного - технологические взаимосвязи, благодаря чему может быть полезна и иметь значительную применимость при восстановлении просадочных грунтов под действующим жилым строением.
Предложенное к рассмотрению техническое решение обладает прогрессивностью, что подтверждается общей компановкой. Закрепление просадочного грунта, конкретной формой элементов взаимосвязей и их взаимным расположением. Кроме того, техническое решение является общеполезным, технически осуществимым и может составлять значительный потребительский спрос в строительном производстве.
Восстановление просадочного грунта под строением предложенным к рассмотрению техническим решением можно осуществлять с применением известным имеющимся современным оборудованием и материалами.
Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемого технического решения, прямо не известна из выявленного уровня техники.
Комплексный подход к оценке технического решения показывает, что оно может быть многократно использовано для обеспечения интенсивного укрепления просадочного грунта под действующим жилым строением при оптимальном удобстве выполнения фронта работ в труднодоступных местах со стесненными условиями работ зон, под действующим жилым строением и заслуживает целесообразность широкого практического применения.
Сущность предложенного технического решения поясняется графическим материалом где:
на Фиг.1. Показан общий вид устройства с разрезом.
На Фиг.2. Показан вид устройства в работе.
Устройство для закрепления просадочных грунтов в целом выполнено в виде функционального сочетания сборно-ориентированных сопряжений рабочих элементов технологической остнастки в местах жесткой взаимосвязи. Устройство содержит инъектор 1, в виде функционального сочетания сборно-ориентированного сопряжения рабочих элементов в участках жесткой взаимосвязи, который имеет ствол с рядом отверстий, на котором дополнительно укреплен баллонет 2 герметизации с элементами поджатая и фиксации. Одна из сторон инъектора 1 является рабочим подающим участком с центральным пустотелым стволом и перфорированным участком радиальных каналов 3 в определенно-позиционном положении и разветвлений пустотных отводов поперечно ярусных концевых радиальных каналов 3 под углом по меньшей мере не менее 10° и направленные в сторону затрубного стволового инъекторного пространства с ограниченной базовой размерностью по длине параметра инъектора 1 действующей в его рабочей части. Ствол инъектора 1 может наращивать и иметь набор унифицированных элементов технологической комплектации.
Наружная поверхность инъектора 1, в сторону от его перфорированной части, имеет запорные кромки 4, выполненные в виде соосно проточных канавок, и кольцевые выступы 5, рас положенные с определенным расстоянием отставания друг относительно друга в избирательном интервале зоны ствола инъектора 1. Кольцевые выступы 5 выполнены в виде боковых упорно-позиционных конструкций элементов, охватывающих часть профиля мозможного сопряжения контактных поверхностей взаимной фиксации, в общем осевом направлении. Ствол инъектора 1 связан с рабочим гибким шлангом 6 магистрального трубопровода подачи раствора. Так же инъектор 1 включает баллонет 2 герметизации и уплотнительное кольцо 7. баллонет 2 представляет собой в виде замкнутой технологической камеры объемно-внуиренней полости уплотнения, в виде трубчатой упруго-эластичной трансформированной оболочки 8 корневой прорезиненной поверхностью. Общая оптимальная длина определена из условий согласно требуемого обеспечения возможной плотности уплотнительного контакта и стабильного уплотнения. Оболочка 8 одевается на поверхность штанги инъектора 1 в зоне с осевой симметричной направленностью и охватывает часть поверхности инъектора 1 и в таком виде фиксируется и удерживается зажимными концами боковых стенок с эластичной оболочкой 8 и образует объемную полость. Баллонет 2 выполнен с ограниченной формой взаимосвязи и с повышенной равнопрочностью. Причем уплотнительные упруго-эластичные трансформируемые оболочки 8 баллонета 2 охватывают, совместно с краевыми отворотными обтекателями 9, кольцевые выступы 5 и уплотнительные кольца 7 на теле инъектора 1 в доступных пределах возможной зоны деформации, соединенных через определенную промежуточную часть поверхности иньектора 1 с малой базой участков взаимосвязей контактных поверхностей, кольцевых выступов 5, уплотнительных колец 7. Уплотнительные кольца 7 и баллонет 2 герметизации, в системе соединений взаимосвязаны, через промежуточные элементы трубчатых размерных структур, с осевой симметричной направленностью иньектора 1 и элементами затяжки 10. Конечная свободная часть иньектора 1 связана с гибким магистральным трубопроводом 6 подачи раствора и баллонетом 2 герметизации, выполненного с ограниченной формой взаимосвязи и с поверхностной равнопрочностью. Краевые отворотные обтекатели 9 выполнены в виде обрамления нижней трубчатой вставкой оболочки 8 баллонета 2 герметизации и введены как присоединительные уплотнительные элементы жесткой связи. Одно из уплотнительных колец 7 баллонета 2 герметизации имеет канал, для пропуска трубки пневмошланга 11 в торцевой части. Установка трубки пневмошланга 11 выполнена с достаточно - смещенным уплотнением, посредством полного перекрытия подходного канала для трубки пневмошланга 11. Трубка пневмошланга 11 направлена в сторону вывода его на поверхность грунта 12 и месту раздачи запитки воздухом. Один конец трубки пневмошланга 11 введен в уплотнительная плотность баллонета 2, а другой в систему общего пневмопровода.
Механические элементы затяжки 10 на участке поверхности краевых отворотных обтекателей 9 выполнены в виде затяжных хомутов 13 для охвата, обжатия и затяжки общих контактных боковых поверхностей баллонета 2.
Практическая работа начинается с подготовки устройства к эксплуатации. Для этого, сначала начинают его подготовительную сборку. Далее берут инъектор 1 и на его гладкую свободную, в стороне от перфорации, часть, в местах расположения запорных кромок 4 и одевают рабочие элементы в избирательном интервале уплотнительного кольца 7 баллонета 2, краевые отворотные обтекатели 9 и элементы затяжки 10, а в одном из уплотнительных колец 7 вставляют трубку пневмошланга 11, затем инъектр 1 подсоединяют к гибкому шлангу 6 центральной раздачи раствора и подсоединяют пневмошланг 11 к магистральному пневмопроводу. После проводят общую проверку всех комплектующих элементов иньектора 1, проводят полную затяжку хомутов затяжных элементов 10 и проверку действия баллонета 2, путем подачи в него сжатого воздуха, через пневмошланг 11, создания определенного развития усилия возможного раздачи оболочки 8 баллонета 2. Затем давление сбрасывают внутри баллонета 2. Устройство готово к работе и направляется на место непосредственной его эксплуатации. После подготовки к работе всего технологического оборудования, растворной станции, компрессорной и других сопутствующих контролирующих систем, приготовления глубинных скважин 14, инъектор 1 вставляют в ствол проема глубинной скважины 14 и опускают на требуемый уровень горизонта закачки раствора, обеспечивая герметизацию определенного участка путем подачи воздуха по пневмопроводу в баллонет 2. Стенки оболочки 8 баллонета 2 вспучиваются, трансформируются бочкообразно и тем самым принудительно входят в контакт путем соприкосновения, с поверхностью стенки глубинной скважины 14 и сильно ее обжимают, образуя оптимальную плотность прилегания и герметизации. После обеспечения герметизации скважины 14 начинают производить под технологическим давлением запитку раствора от центральной магистрали трубопровода, через гибкий шланг 6, ствол инъектора 1, его радиальные каналы 3 и далее под углом, направленным в скважину 14 и далее воздействуют на просадочный грунт 12 под жилым строением 13, обеспечивают стабильность его закрепления.
Вся работа ведется в принудительно-напряженном состоянии. Пристенная фиксация приграничных сопряжений формирующих элементов в замкнутом объеме, в режиме радиального обжатия и создания оптимального развития усилия продвижения раствора во внутрь поровых давлений среды грунта 12 и противодействует силам сопротивления просадочного грунта 12. обработку ведут по всей глубине просадочного грунта 12 в относительно экспресивном подводе напора и закачки раствора в зоне ствола скважины 14 с обеспечением объемно-поверхностной фиксации просадочного грунта 12. по завешению первого цикла закачки раствора в нижней уровне горизонта, осуществляется подъем ствола инъектора 1 до требуемой определенной технологической зоны горизонта закачивания раствора и обеспечивают воздействие связанное с предварительным обеспечением. Инъектированная закачка раствора на определенном участке горизонта производится до полного отказа в поглощении. После полной закачки раствора на первичном уровне горизонта давления подачи раствора сбрасывают, освобождают герметизирующее устройство т.е. сбрасывают пневмодавление в баллонете 2. Инъектор 1 подымается до нового участка горизонта вверх по стволу скважины по одной общей осевой, в зависимости от требуемой технологии перемещения в общем процессе восстановления просадочного грунта 12. вновь обеспечивается герметизация рабочей зоны скважины 14 и подачи раствора. Давление закачки раствора обеспечивают согласно установленного технологического регламента степени силового нагружения данного уровня горизонта. В процессе работы требуется вести контроль за расходом раствора и режимом наполнения.
Практическое значение технологического решения заключается в том, что на его основе решается задача по повышению темпов проведения восстановительных работ и обеспечивается возможность эффективно закреплять просадочный грунт 12 под жилым строением 13.
Источники информации принятые во внимание:
1. А.С. SU №492621. Е02Д 3/12. 1975 г.
2. А.С. SU №1444473. Е02Д 3/12. 1988 г.
3. А.С. SU №1216284. Е02Д 3/12. 1984 г. (прототип)