Устройство контроля углов откоса котлована

Полезная модель относится к измерительным устройствам, а именно, к устройствам контроля углов откоса котлованов до проведения работ и контроля за безопасной крутизной откосов во всем рабочем периоде.
Основными причинами несчастных случаев при земляных работах являются завал работников в выемке (котловане, траншее) в результате обрушения стенок котлована.
Сооружение котлованов требует достоверного контроля устойчивости его стенок. Скачкообразное изменение нагрузок на стенки может привести к их обрушению, при этом в движение приходит часть грунта, расположенного перед стенкой, ограничивающей котлован, и грунт, находящийся за стенкой.
Для обеспечения безопасности и своевременного вывода людей из опасной зоны при проведении земляных работ, очень важно определить начальную стадию возникновения оползня или обрушения стенок котлована, которая характеризуется: изменением очертаний и линейных размеров откосов, просадкой грунта, появлением трещин.
Из уровня техники известно устройство контроля углов откоса котлована (патент РФ №144031, заявка: 2012148201/28 от 14.11.2012, опубл. 10.08.2014 Бюл. №22), содержащее плоский корпус, закрепленный на штативе, лазерный указатель, установленный на корпусе с возможностью вращения относительно оси, перпендикулярной оси указателя в плоскости параллельной плоскости корпуса, и средство определения положения корпуса относительно горизонта, при этом на поверхность корпуса нанесена угломерная шкала, а средство определения положения корпуса выполнено в виде отвеса, установленного на корпусе шарнирно.
Недостатками данного устройства являются следующие:
- отсутствие возможности определения ранней стадии обрушения стенок котлована и оповещения об этом персонала, а также подверженность отвеса влиянию ветра, что может привести к неправильной установке устройства;
- необходимость постоянного определения параллельности лазерного луча и стенки котлована для целей измерения точного безопасного угла откоса в период проведения работ;
- отсутствие видимого лазерного луча в яркую солнечную погоду;
- необходимость подсветки угломерной шкалы в темное время суток;
- установка устройства у бровки траншеи.
Совпадающие признаки: штатив, угломерная шкала, лазерный указатель.
Отличительные признаки: цифровой угломер, датчик безопасности, раздвижная рейка, пузырьковый уровень, выдвижная штанга, стойка крепления, планка крепления.
Известен прибор для контроля крутизны откосов ремонтного котлована, выбранный в качестве наиболее близкого аналога (патент РФ №121920, заявка: 2012120449/28, 17.05.2012, опубл. 10.11.2012 Бюл. №31), содержащий корпус, круглую шкалу, закрепленную на корпусе, указатель, установленный на оси в центре круглой шкалы с возможностью поворота, лазер. На корпусе размещен пузырьковый уровень, например, на верхнем краю корпуса. Лазер размещен на указателе таким образом, что его луч находится в плоскости, перпендикулярной круглой шкале, в которой расположен конец указателя.
Недостатками указанного прибора являются:
- отсутствие возможности определения ранней стадии обрушения стенок котлована и оповещения об этом персонала;
- необходимость постоянного измерения параллельности лазерного луча и стенки котлована, для определения точного безопасного угла откоса в период проведения работ;
- отсутствие видимого лазерного луча в яркую солнечную погоду;
- необходимость подсветки угломерной шкалы в темное время суток;
- установка устройства у бровки траншеи.
Совпадающие признаки: корпус, штатив, угломерная шкала, пузырьковый уровень.
Отличительные признаки: цифровой угломер, датчик безопасности, раздвижная рейка, выдвижная штанга, стойка крепления, планка крепления.
Задачей, решаемой заявляемой полезной моделью, является создание средства, обеспечивающего достоверный контроль за изменением крутизны откоса и осуществляющего визуальный контроль крутизны откоса в светлое и темное время суток.
Технический результат - повышение безопасности при проведении земляных работ.
Технический результат достигается тем, что в устройстве контроля углов откоса котлована, содержащем подставку, на которой установлен штатив с закрепленной на нем выдвижной штангой со стойкой крепления и цифровым угломером, включающим лазерный указатель электронный дисплей и пузырьковый уровень, раздвижную рейку и датчик безопасности, при этом над цифровым угломером на стойке крепления закреплены дополнительная угломерная шкала и датчик безопасности, а к цифровому угломеру прикреплена планка, на которой закреплена раздвижная рейка.
Датчик безопасности предпочтительно выполнить с концевым выключателем натяжного типа, соединенным с катушкой с нейлоновой нитью, закрепленной на планке.
Дополнительная угломерная шкала может быть выполнена с верхней и нижней градацией безопасных углов откосов в зависимости от типов грунтов.
Выдвижную штангу предпочтительно выполнить с возможностью регулировки относительно горизонтальной плоскости.
Датчик безопасности может содержать светодиоды и средство звуковой сигнализации.
Наличие в заявляемом устройстве датчика безопасности, выдвижной штанги со стойкой крепления, цифрового угломера, оснащенного лазерным указателем, электронным дисплеем, пузырьковым уровнем и планкой крепления, раздвижной рейки и дополнительной угломерной шкалы, позволяют повысить безопасность при проведении земляных работ, а также повысить достоверность контроля за счет обеспечения визуального контроля в светлое и темное время суток.
Проведенный патентный поиск показал, что совокупность существенных признаков заявляемой полезной модели неизвестна из уровня техники, следовательно, полезная модель удовлетворяет условию патентоспособности «новизна».
На фиг. 1 схематически представлено устройство контроля углов откоса котлована в предпочтительном исполнении, где указаны:
1 - подставка;
2 - штатив;
3 - выдвижная штанга;
4 - резьбовой болт для фиксации выдвижной штанги и регулировки горизонтальной плоскости;
5 - таблица безопасной крутизны откосов;
6 - винтовые струбцины;
7 - цифровой угломер;
8 - резьбовой болт для крепления стойки к выдвижной штанге;
9 - стойка крепления;
10 - дополнительная угломерная шкала;
11 - крепление дополнительной угломерной шкалы к стойке;
12 - лазерный указатель;
13 - электронный дисплей;
14 - пузырьковый уровень;
15 - планка;
16 - раздвижная рейка;
17 - резьбовой болт для крепления раздвижной рейки к планке;
18 - резьбовой болт для фиксации длины раздвижной рейки;
19 - катушка;
20 - нейлоновая нить;
21 - крепление катушки к планке;
22 - датчик безопасности;
23 - концевой выключатель натяжного типа;
24 - световая сигнализация;
25 - звуковая сигнализация.
Устройство контроля углов откоса котлована состоит из подставки 1, с закрепленным на ней штативом 2, на котором установлена выдвижная штанга 3, выполненная с возможностью регулировки горизонтальной плоскости резьбовыми болтами 4. На выдвижной штанге 3 закреплена стойка крепления 9, дополнительная угломерная шкала 10 и цифровой угломер 7.
На штатив 2 нанесена таблица 5 безопасной крутизны откосов по отношению высоты к заложению и глубине выемки котлована для различных видов грунтов. Выдвижная штанга 3 оснащена винтовыми струбцинами 6 для крепления цифрового угломера 7 и винтовыми болтами 8 для крепления стойки 9. Штатив 2 может быть выполнен из профильной трубы 15×15 и 45×30 с винтовыми болтами М 8. Выдвижная штанга может быть выполнена из профильной трубы 40×20 с винтовыми струбцинами. Стойка крепления 9 может быть выполнена из профильной трубы размером 15×15.
На верхней части дополнительной угломерной шкалы 10 установлено крепление 11 для закрепления дополнительной угломерной шкалы к стойке 9. На дополнительную угломерную шкалу 10 нанесена верхняя и нижняя градация безопасных углов откосов в зависимости от типов грунтов. Шкала цифрового угломера 7, являющаяся основной, отвечает за контроль в светлое время суток, дополнительная угломерная шкала 10 и лазерный указатель 12 отвечают за контроль в темное время суток. Цифровой угломер 7 может быть выбран заводского производства, изготовленного по принципу шарнирного типа с электронным дисплеем 13, пузырьковым уровнем 14 и лазерным указателем 12. На верхней подвижной части цифрового угломера 7 клепками (на чертеже не показаны) закреплена планка 15, которая может быть выполнена из профильной трубы 15×15. Раздвижная рейка 16 оснащена резьбовым болтом 17 для крепления к нижней части планки 15 и резьбовым болтом 18 для фиксации раздвижной рейки в раздвинутом состоянии.
Катушка 19 с нейлоновой нитью 20 фиксируется на верхней части планки 15 при помощи крепления 21. Датчик безопасности 22 включает в себя концевой выключатель натяжного типа 23, средства 24 и 25 световой и звуковой сигнализации Средство световой сигнализации 24 может быть выполнено в виде светодиодов, а звуковой сигнализации 25 в виде динамика.
Датчик безопасности 22 установлен на верхней части стойки 9 при помощи зажима (на чертеже не показан), закрепленного на данном датчике с тыльной стороны.
Сборка и установка устройства на грунте осуществляется следующим образом.
Подставка 1 устанавливается на грунт на безопасном расстоянии до края траншеи от 0,4 до 1 метра в зависимости от типа грунтов.
На подставку 1 устанавливается штатив 2.
На верхнюю часть штатива 2 устанавливается выдвижная штанга 3.
На выдвижную штангу 3 устанавливается стойка 9, закрепляемая резьбовыми болтами 8.
К выдвижной штанге 3 и стойке 9 устанавливается дополнительная угломерная шкала 10 с лазерным указателем 12.
На выдвижную штангу 3 устанавливается цифровой угломер 7.
Цифровой угломер 7 и дополнительная угломерная шкала 10 крепятся винтовыми струбцинами 6 выдвижной штанги 3.
Раздвижная рейка 16 устанавливается на планку 15 и закрепляется резьбовым болтом 17.
Раздвижная рейка 16 раздвигается до дна котлована/траншеи и фиксируется резьбовым болтом 18.
Перемещением выдвижной штанги 3 по штативу 2 раздвижная рейка 16 размещается вплотную к откосу котлована/траншеи.
С помощью резьбовых болтов 4 штатива 2 осуществляется выбор горизонтальной плоскости выдвижной штанги 3 с ориентацией на пузырьковый уровень 14 цифрового угломера 7.
Включается цифровой дисплей 13 на цифровом угломере 7 и осуществляется контроль угла откоса по показаниям цифрового дисплея и дополнительной угломерной шкалы, согласно данным таблицы безопасной крутизны откосов 5.
На планку 15 цифрового угломера 7 устанавливается крепление 21 катушки 19 с нейлоновой нитью 20.
На стойку 9 при помощи штатного зажима устанавливается датчик безопасности 22.
Петлей, выполненной из нейлоновой нити 20, соединяют катушку 19 с концевым выключателем натяжного типа 23 датчика безопасности 22.
Катушкой 19 выбирается натяжение нейлоновой нити 20 и фиксируется натяжка.
Включается датчик безопасности 22.
Работа заявляемого устройства осуществляется следующим образом:
Устройство устанавливается на любые виды грунтов как в летний, так и зимний период, наличие выдвижной штанги 3 позволяет устанавливать устройство на безопасном расстоянии (0,4-1 м) от края траншеи. Наличие на штативе 2-х резьбовых болтов 4 для регулировки горизонтальной плоскости не требует ровной горизонтальной площадки. Таблица 5 безопасной крутизны откосов по отношению высоты к заложению и глубине выемки котлована для различных видов грунтов позволяет определить крутизну откоса проверяемого котлована. Электронный дисплей 13 и лазерный указатель 12 позволяют контролировать крутизну откосов в темное время суток, а наличие пузырькового уровня 14 - установку угломера в горизонтальной плоскости. На дополнительную угломерную шкалу 10 нанесена верхняя и нижняя градация безопасных углов откосов в зависимости от типов грунтов. Верхняя шкала при включении лазерного указателя 12 отвечает за работу в темное время суток, нижняя шкала за работу в светлое время суток.
Например, устройство устанавливается на безопасном расстоянии от края траншеи, равном 0,5 метра в зависимости от вида грунта (глина). Выдвижной штангой регулируется горизонтальная плоскость угломера и плотное прилегание раздвижной рейки к откосу. Согласно вида грунта (глина) и глубины котлована, например, 2,7 метра, определяется угол откоса по таблице 5 безопасной крутизны откосов. Для безопасного проведения работ он может быть выбран не более 76°. Включается датчик безопасности. Устройство готово к работе.
При начальной стадии развития обрушения стенок котлована/траншеи (Фиг. 1) возникает давление на внутреннюю поверхность раздвижной рейки 16, что приводит к перемещению нижней части раздвижной рейки 16 в направлении А, а верхней части рейки 16 в направлении Б, натяжению нейлоновой нити 20, включению концевого выключателя натяжного типа 23 датчика безопасности 22 и срабатыванию световой 24 и звуковой 25 сигнализации датчика безопасности 22.
Обеспечение возможности визуального контроля крутизны откосов по дополнительной угломерной шкале 10 в светлое и темное время суток и наличие датчика безопасности 22 со звуковым и световым сигналом, реагирующим на любые изменения крутизны откоса котлована по отношению к месту производства работ, значительно повышают безопасность при проведении работ в котловане.
Полезная модель не ограничена оборудованием и работой, раскрытыми в описании. Возможны иные формы и варианты выполнения устройства в объеме приведенных существенных признаков заявленной полезной модели (применение датчиков безопасности с концевым выключателем натяжного типа, использование иных приборов световой и звуковой сигнализации и т.д.)
Заявляемое устройство может найти широкое применение при контроле углов откоса котлованов и безопасной крутизны откосов на всем периоде проведения работ. Данное устройство позволяет повысить безопасность при проведении земляных работ.