УСТАНОВКА ДЛЯ НАБИВНЫХ СВАЙ И АНКЕРОВ

Полезная модель относится к строительству и может быть использована при изготовлении и реконструкции фундаментов зданий и инженерных сооружений.
Известен способ изготовления набивной сваи (патент РФ №2039156 МПК 6 E 02 D 5/34 опубл. 09.07.1995 г.), в котором описано устройство с помощью которого осуществляется этот способ, состоящее из генератора импульсов, рабочего разрядника, который соосно устанавливается по направляющим арматурного каркаса и с ним, либо за ним опускается в скважину с перемещением его по этим направляющим, высоковольтного кабеля, который подсоединены соответственно к электроимпульсной установке и растворонасосу разрядник, помещающийся в лидерную скважину, заполненную электропроводящим раствором.
Недостатком этого устройства, что изготовление набивной сваи является возможность ее изготовления только в водонасышенных грунтах, в которых можно создать ударные воздействия от электрического разряда, причем уплотнение стенок в основании скважины, например в песчаном грунте без заполнения ее твердеющим раствором не возможно.
0
р
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является устройство (Б.В.Бахоидин, Х.А.Джантимиров. Новые электроразрядные технологии в геотехническом строительстве // Основания, фундаменты и механика грунтов, №4-4, 1998 г., с.47-51) состоящее из генератора импульсов, снаряда-излучателя и кабеля соединяющего их, снаряд - излучатель имеет разрядник, помещающийся в лидерную скважину, заполненную электропроводящим раствором, причем параметры импульсов, используемых для производства свай электрогидравлическим способом (амплитуда напряжения U=5-10 кВ, разрядная емкость генератора С=250-1000 мкФ, что соответствует энергии импульса от 15 до 50 кДж).
Недостатком этого устройства являются большие массогабаритные характеристики установки, низкие срок службы и соответственно производительность процесса, потому что для формирования конфигурации сваи и уплотнения грунта вокруг нее применяются большие величины энергии импульса.
Основным техническим результатом предложенного решения является уменьшение массогабаритных характеристик установки за счет уменьшения энергии источника импульсов, увеличение надежности разрядника рабочего снаряда - излучателя и увеличение общей производительности установки, что связано с меньшим количеством спускоподъемных операций необходимых для ремонта или замены изоляции разрядника.
Указанный технический результат достигается тем, что в установке для изготовления набивных свай и анкеров включающей генератор импульсов
и рабочий снаряд-излучатель, состоящий из разрядника, в котором размещен высоковольтный и заземленный электроды, и помещенный в лидерную скважину, частично или полностью заполненную электропроводящим твердеющим раствором, согласно предложенному решению разрядник рабочего снаряда-излучателя включен в зарядную цепь конденсаторной батареи генератора импульсов, причем рама на которой закреплен заземленный электрод разрядника рабочего снаряда излучателя изолирована по внутренней стороне сменной изоляционной конструкции, а в высоковольтный электрод введена изоляционная вставка.
Пример конкретного выполнения
На фиг.1 представлена схема предложенного устройства, на фиг.2 внешний вид, полученных свай по прототипу, на фиг.3 - внешний вид, полученных свай по предложенному устройству.
Установка состоит из выпрямительного устройства 1, присоединенного к конденсаторной батареи 2, шарового разрядника 3 генератора, и рабочего снаряда-излучателя 4 с рабочим промежутком 5, помещенного в лидерную скважину 6, заполненную электропроводящим твердеющим раствором 7. Рама 8 рабочего снаряда-излучателя 4, изолирована по внутреней поверхности изоляционной вставкой 9, а в конце высоковольтного электрода 10 имеется диэлектрическая вставка 11.
Установка работает следующим образом:
В лидерную скважину 6 помещается по центру рабочий снаряд-излучатель 4, в скважину заливается электропроводящий твердеющий раствор 7, с пульта управления включается высоковольтный трансформатор, который через выпрямительное устройство 1 заряжает конденсаторную батарею 2 до уровня напряжения, установленного на шаровом разряднике 3. При достижении требуемого напряжения шаровый разрядник 3 пробивается и к рабочему промежутку 5 прикладывается высоковольтный импульс, который пробивает рабочий промежуток 5 снаряда-излучателя 4. В каждом положении разрядник-излучателя подавалось 30 импульсов. Сваи через 3 дня извлекаются и измеряются их диаметры в основании.
Нами были проведены испытания сравнительные испытания прототипа и предложенного устройства. При испытании диаметр лидерной скважины составлял 135 мм, а глубина 35 м, тип грунта-маловлажный песок, в качестве электропроводящего раствора применяли цемент М400 с водоудерживающей присадкой в количестве 0,02% от массы смеси. В таблице представлены результаты испытания прототипа и предлагаемого устройства.
Наименование
Энергия W в имп.(кДж)
Число поданных имп.(шт.)
Диаметр пилотной скважины (мм)
Диаметр уширенной сваи (мм)
Предложенная установка U=30 кВ, С<sub>р</sub>=10 мкФ
4,5
30
110
212
Прототип U=10 кВ, С<sub>р</sub>=300 мкФ
15
30
110
210
Контрольная свая
-
-
110
110
Из результатов, представленных в таблице видно, что и в первом и во втором варианте установки уширение сваи одинаково, а энергия импульса по предложенному решению и соответственно энергоемкость процесса уменьшились в 3,3 раза. Кроме того, изоляция высоковольтного электрода в прототипе вышла из строя. В ней наблюдались сквозные каналы и отколы в основании изоляции высоковольтного электрода.
Таким образом, использование зарядного тока конденсаторной батареи и диэлектрической вставки в качестве инициирующего фактора позволили уменьшить энергию импульса и соответственно энергоемкость в 3,3 раза по сравнению с прототипом.