УСТРОЙСТВО ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ ШПУНТОВОЙ СВАИ ПРИ ВОЗВЕДЕНИИ ШПУНТОВОГО СБОРНО-РАЗБОРНОГО ОГРАЖДЕНИЯ

Полезная модель относится к оборудованию для выполнения ремонтных работ на магистральных нефтепроводах и нефтепродуктопроводах (МН и МНПП) в условиях обводненности и слабых грунтов (II и III тип заболоченности), а именно к устройствам позиционирования шпунтовой сваи при возведении шпунтового сборно-разборного ограждения.
Известно шпунтовое сборно-разборное ограждение для обустройства котлована [патент на изобретение RU 2530142 C2, опубл. 10.10.2014, МПК: E02D 17/04], содержащее четыре стойки, направляющий каркас и шпунтовые сваи. Стойки установлены по углам ремонтного котлована. Направляющий каркас состоит из четырех двутавровых балок с отверстиями в стенке, через которые двутавровые балки надеты на стойки. В стойках выполнены отверстия, в которые вставлены удерживающие пальцы для фиксации двутавровых балок на заданной высоте. Шпунтовые сваи вдавлены в грунт и расположены вдоль двутавровых балок вокруг направляющего каркаса с формированием замкнутого шпунтового ограждения.
Известен также кондуктор для погружения свай бескопровым способом [патент на полезную модель RU 126335 U1, опубл. 27.03.2013, МПК: E02D 7/12], который включает прямоугольную плоскую раму со спаренными бревнами по ее длинным сторонам и поперечными связями, а также съемные стальные хомуты для удержания свай, установленные на спаренных бревнах. Каждый хомут выполнен из двух прямоугольных вертикальных рам с верхними и нижними дугами, закрепленных ершами и прижатых горизонтальными болтами к спаренным бревнам. На дугах размещены листовые упоры и зажимы для свай с подпружиненными штоками квадратного сечения, на концах которых закреплены изогнутые под сечение сваи поперечины, а также свинченные с подвижными неподвижные цилиндрические стаканы, обеспечивающие регулируемый упор для подпружиненных штоков.
Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели является устройство для создания шпунтовой стенки котлована [патент на изобретение RU 2122071 C1, опубл. 20.11.1998, МПК: E02D 11/00, E02D 7/00, E02D 9/00], содержащее механизм погружения и извлечения шпунтов, механизм подъема и опускания стенки, направляющие стойки, гидроцилиндры и кондуктор. Механизм погружения и извлечения выполнен в виде нескольких гидроцилиндров. Корпуса гидроцилиндров снабжены общей рамой, установленной в направляющих стойках с возможностью перемещения по ним. Длина рамы равна длине шпунтовой стенки. По контуру котлована производится разметка. Кондуктор уложен по разметке и на нем установлены направляющие стойки. Шпунты подсоединены к наголовникам. Рама с гидроцилиндром и шпунтами, поднимаемая за серьгу посредством подъемного крана, установлена в направляющих стойках.
Недостатком наиболее близкого аналога является выполнение конструкции кондуктора одноуровневой, что недостаточно для эффективного направления и удержания шпунтов в заданном положении.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является обеспечение безопасности и снижение затрат времени на производство работ при обустройстве котлована в условиях обводненности (II и III тип заболоченности).
Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленной полезной модели, является исключение отклонения по вертикали шпунтовой сваи при ее заглублении в грунт без использования вибропогружателя.
Указанная задача решается, а технический результат достигается тем, что устройство позиционирования шпунтовой сваи при возведении шпунтового сборно-разборного ограждения включает четыре стойки шпунтового ограждения, на которых установлен направляющий каркас, четыре дополнительные стойки, установленные поверх одного из торцов каждой из стоек шпунтового ограждения, кондуктор, установленный на дополнительных стойках выше уровня направляющего каркаса и выполненный в виде балки с отверстиями, через которые она установлена на дополнительные стойки, и направляющего швеллера, сопряженного с балкой посредством узла крепления с обеспечением гарантированного зазора между ними, при этом на боковой поверхности направляющего швеллера по его протяженности выполнены сквозные отверстия для установки ограничителей, а на боковой поверхности балки по ее протяженности выполнены глухие отверстия для фиксации ограничителей, причем сквозные отверстия в направляющем швеллере и глухие отверстия в балке расположены оппозитно и разнесены вдоль протяженности направляющего швеллера и балки соответственно на расстояние не менее длины шпунтовой сваи в ее поперечном сечении, установленной между балкой и направляющим швеллером в промежутке, образованном двумя ближайшими ограничителями, а узел крепления балки и направляющего швеллера включает размещенную между ними втулку, длина которой не менее ширины шпунтовой сваи в ее поперечном сечении.
Кроме того, в стойках и дополнительных стойках выполнены отверстия, в которых установлены опорные пальцы для фиксации на заданной высоте направляющего каркаса и кондуктора соответственно.
Дополнительные стойки установлены поверх одного из торцов каждой из стоек шпунтового ограждения при помощи соединения стаканного типа и фиксируются в нем посредством прижимного фиксатора либо сквозного фиксатора.
Кроме того, ограничители, устанавливаемые в отверстия балки и направляющего швеллера, выполнены в виде быстро извлекаемых пальцев с откидными защелками.
Дополнительно, кондуктор может иметь возможность установки шпунтовых свай, представляющих собой разрезной сектор цилиндрической трубы.
Кроме того, кондуктор может иметь возможность установки шпунтовых свай, представляющих собой пары разрезных секторов цилиндрической трубы, соединенных между собой по одному из продольных торцов сварным соединением с образованием в сечении m-образного профиля.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежами: фиг. 1 - общий вид устройства позиционирования шпунтовой сваи при возведении шпунтового сборно-разборного ограждения, фиг. 2 - кондуктор (вид сбоку), фиг. 3 - кондуктор (вид сверху), на которых позициями обозначены:
1 - стойка шпунтового ограждения,
2 - направляющий каркас,
3 - дополнительная стойка,
4 - соединение стаканного типа,
5 - прижимной фиксатор,
6 - сквозной фиксатор,
7 - отверстие для установки опорного пальца,
8 - кондуктор,
9 - балка,
10 - отверстия балки для установки на дополнительные стойки,
11 - направляющий швеллер,
12 - узел крепления,
13 - шпилька,
14 - прижимная гайка,
15 - втулка,
16 - шпунтовая свая,
17 - боковая поверхность направляющего швеллера,
18 - сквозные отверстия для установки ограничителей,
19 - ограничитель,
20 - боковая поверхность балки,
21 - глухие отверстия для фиксации ограничителей.
Заявляемое устройство предназначено для позиционирования и направления шпунтовой сваи при возведении шпунтового сборно-разборного ограждения. Устройство применяют только при заглублении шпунтовых свай экскаватором, но не при использовании вибропогружателя.
Устройство включает четыре стойки 1 шпунтового ограждения, на которых установлен направляющий каркас 2. Четыре дополнительные стойки 3 установлены поверх свободного не заглубленного в грунт торца каждой стойки 1 шпунтового ограждения при помощи соединения стаканного типа 4 и фиксируются в нем посредством прижимного фиксатора 5, например, типа «барашек», либо сквозного фиксатора 6, например, типа «шпилька». В стойках 1 и дополнительных стойках 3 выполнены расположенные рядами отверстия 7 для установки опорных пальцев, что позволяет фиксировать направляющий каркас 2 на заданной высоте.
Кондуктор 8, установленный на дополнительных стойках 3 через вставленные в отверстия 7 опорные пальцы выше уровня направляющего каркаса 2, выполнен в виде балки 9 с отверстиями 10 для установки на дополнительные стойки 3, и направляющего швеллера 11, сопряженного с балкой 9 посредством узла крепления 12. Узел крепления 12 балки 9 и направляющего швеллера 11 выполнен в виде шпильки 13 с прижимной гайкой 14. Гарантированный зазор между балкой 9 и направляющим швеллером 11 обеспечивается благодаря размещенной на шпильке 13 в промежутке между ними втулки 15, длина которой не менее ширины шпунтовой сваи 16 в ее поперечном сечении.
На боковой поверхности 17 направляющего швеллера по его протяженности выполнены сквозные отверстия 18 для установки ограничителей 19. На боковой поверхности 20 балки по ее протяженности выполнены глухие отверстия 21 для фиксации ограничителей 19. Сквозные отверстия 18 в направляющем швеллере 11 и глухие отверстия 21 в балке расположены оппозитно друг другу. Сквозные отверстия 18 разнесены друг от друга вдоль протяженности направляющего швеллера 11, а глухие отверстия 21 разнесены друг от друга вдоль протяженности балки 9 на расстояние не менее длины шпунтовой сваи 16 в ее поперечном сечении. Ограничители 19, устанавливаемые в отверстия балки 9 и направляющего швеллера 11, выполнены в виде быстро извлекаемых пальцев с откидными защелками.
Шпунтовые сваи 16, устанавливаемые в кондукторе 8 между балкой 9 и направляющим швеллером 11, расположены в промежутке, образованном двумя ближайшими ограничителями 19. Шпунтовые сваи 16 могут быть выполнены в виде разрезного сектора цилиндрической трубы. Кроме того, шпунтовые сваи 16 могут быть выполнены в виде пары разрезных секторов цилиндрической трубы, соединенных между собой по одному из продольных торцов сварным соединением с образованием в сечении m-образного профиля. Заглубляемый в грунт конец каждого сектора цилиндрической трубы выполнен заостренным.
Заявленное устройство работает следующим образом.
Для формирования шпунтового ограждения производят забивку стоек 1, сборку направляющего каркаса 2 и фиксацию его на стойках 1 на месте возведения шпунтового ограждения. Четыре стойки 1 шпунтового ограждения устанавливают в углах вырываемого ремонтного котлована. В отверстия 7 стоек вставляют опорные пальцы, затем устанавливают на стойки 1 направляющий каркас 2, опирающийся на удерживающие его на стойках 1 опорные пальцы.
На стойки 1 шпунтового ограждения через узел соединения стаканного типа 4 устанавливают дополнительные стойки 3 и закрепляют их фиксаторами (сквозными 6 либо прижимными 5). Затем в отверстия 7 дополнительных стоек на требуемой высоте устанавливают опорные пальцы. Балку 9 кондуктора через выполненные в ней отверстия 10 одевают на дополнительные стойки 3 и фиксируют на опорных пальцах.
По периметру направляющего каркаса 2 с его наружной стороны устанавливают шпунтовые сваи 16. Шпунтовые сваи 16 устанавливают в кондукторе 8 между балкой 9 и направляющим швеллером 11 так, чтобы кромка шпунтовой сваи 16 касалась направляющего каркаса 2. Между балкой 9 и направляющим швеллером 11 кондуктора в выполненные в них сквозные отверстия 18 и глухие отверстия 21 соответственно заводят ограничители 19 в виде быстро извлекаемых пальцев и фиксируют их откидными защелками. Ограничители 19 служат для ограничения положения шпунтовой сваи 16 относительно балки 9 и обеспечения ее ориентации в заданном направлении установки. После заглубления шпунтовых свай 16 ковшом экскаватора до уровня балки 9 кондуктора ограничители 19 снимают, и устанавливают их далее по протяженности балки 9 на расстояние не менее длины шпунтовой сваи 16 в поперечном сечении для погружения следующей шпунтовой сваи 16. Установку необходимого количества шпунтовых свай 16 производят по схеме, описанной выше.
После установки и частичного заглубления шпунтовых свай 16 по требуемой длине ремонтного участка кондуктор 8 демонтируют, и устанавливают на следующий участок ремонтного котлована.
После установки и частичного заглубления в грунт шпунтового ограждения по всему периметру ремонтного котлована кондуктор 8 и дополнительные стойки 3 демонтируют. После чего погружают шпунтовые сваи 16 до уровня направляющего каркаса 2.
В результате достигается исключение отклонения по вертикали шпунтовой сваи при ее заглублении в грунт без использования вибропогружателя.