ИНЪЕКТОР ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТОВ

Предлагаемая полезная модель относится к устройствам для упрочнения и закрепления грунтов и может быть использована в промышленном и гражданском строительстве, при реконструкции зданий и укреплении земляного полотна железных и автомобильных дорог.
Известен забивной инъектор, включающий полый корпус, жестко прикрепленный к нему наконечник, резец треугольного очертания и выходные отверстия, снабженный дополнительным резцом, установленным с зазором относительно основного (патент RU 41743, МПК E02D 3/12, опубл. 10.11.2004).
Недостатками указанного инъектора является снижение производительности работ и увеличенное сопротивление забивке из-за устройства боковых треугольных резцов, при длине верхнего (дополнительного) резца больше длины нижнего (основного) возможно забивание выходных щелевидных отверстий инъектора в процессе забивки, а также наблюдаются прорывы раствора вдоль инъекционных труб в процессе нагнетания.
Наиболее близким аналогом по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство - инъектор для закрепления грунтов, включающий трубу с боковыми отверстиями, буровой наконечник, охватывающие участок трубы винтовые лопасти и отдельные винтовые лопасти-лопатки, клапаны для предохранения отверстий от засорения. Инъектор забуривается в грунт, при этом за счет пробки, образующейся между лопастями из выбуренного грунта, герметизируется скважина, что позволяет вести инъектирование без дополнительных мероприятий (патент А.С. СССР N 1231139, МПК E02D 3/12 "Инъектор для закрепления грунтов", опубл. 15.05.1986).
Недостатками этого инъектора является сложность изготовления и невозможность продолжения бурения после инъектирования, т.е. после каждой инъекции инъектор извлекают, пробки разбуривают и затем забуривают инъектор в следующую заходку, а выбуренный грунт извлекается из скважины. Для этого инъектора отсутствует возможность применения резьбового соединения инъекторных труб, поскольку инъектор извлекается из скважины обратным вращением.
Технической задачей заявляемой полезной модели является повышение эффективности работы устройства.
Поставленная задача решается следующим образом. В устройстве, содержащем полый корпус с выпускными отверстиями, охватывающие корпус непрерывные лопасти и буровой наконечник, корпус выполнен в виде двухстороннего усеченного конуса, состыкованного большими основаниями, при этом лопасть в верхней части корпуса имеет обратное направление навивки относительно нижней части, боковые выпускные отверстия выполнены эллипсообразными и расположены диаметрально противоположно.
Сущность технического решения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен инъектор для закрепления грунтов, на фиг. 2 - разрез А-А, на фиг. 3 - сечение Б-Б.
Инъектор для закрепления грунтов состоит из полого корпуса 1 в виде двухстороннего усеченного конуса, состыкованного большими основаниями, охватывающих корпус непрерывных лопастей 2, 3, при этом лопасть 3 имеет обратное направление навивки относительно лопасти 2, бурового наконечника 4, диаметр которого равен наибольшему диаметру устройства, присоединенного при помощи резьбового соединения к корпусу. В нижней части корпуса 1 выполнены боковые выпускные отверстия 5 на диаметрально противоположных сторонах и закрепленные на корпусе резиновые клапаны 6 для защиты отверстий 5 от засорения.
Устройство работает следующим образом.
Инъектор устанавливают с помощью штанг на буровую установку и осуществляют проходку скважины с помощью его вращения до необходимой глубины без извлечения грунта на поверхность. Разрыхленный буровым наконечником 4 грунт перемещается по винтовой лопасти 2 вверх, в зазор между устройством и стенками скважины, в результате чего в средней части устройства грунт уплотняется, создавая грунтовую пробку. При избыточном количестве грунта, он перемещается выше, и удерживается обратной винтовой лопастью 3, не давая пробке разуплотниться. После погружения инъектора на необходимую глубину, вращение прекращают, подают в него закрепляющий раствор, который под давлением отжимает клапаны 6, поступает через эллипсообразные отверстия 5 и инъектируется в грунт в пределах зоны, ограниченной сверху грунтовой пробкой. По окончании нагнетания заданного объема раствора, вращение инъектора возобновляется, и он постепенно извлекается из скважины, при этом за счет конусности корпуса извлечение инъектора значительно облегчается. Грунт, находящийся в скважине, перемещается по обратной винтовой лопасти 3 и тампонирует ее. При извлечении инъектора, периодически через него подается закрепляющий раствор для образования грунтоцементных элементов (микросвай), дополнительно повышающих прочность грунтового массива.
Благодаря такой конструкции инъектора, нет необходимости извлечения инъектора после каждой заходки, возможно инъектирование как восходящим, так и нисходящим способом. Использование обратной винтовой лопасти и конусности корпуса значительно облегчает извлечение инъектора при бурении скважины без выемки разбуренного грунта. Эллипсообразная форма выпускных отверстий позволит увеличить площадь выпускного сечения, а также предотвратить засорение выпускных отверстий в процессе нагнетания твердеющего раствора. Производить работы возможно малогабаритными мобильными буровыми установками, что позволит осуществлять погружение инъекторов в стесненных условиях.
Перечисленные преимущества позволяют повысить эффективность работ по упрочнению и закреплению, повысить техническую надежность и срок службы инъекторов и инъекционных труб, улучшить условия труда рабочих.
При усилении грунтов с использованием предлагаемого устройства, производительность труда повысится до 30% по сравнению с известным устройством, принятым за прототип.