ИНЪЕКТОР ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ГРУНТА

Полезная модель относится к строительству зданий и сооружений, а именно к устройствам для упрочнения и закрепления грунта, преимущественно в законтурном ряду закрепляемого массива под распределительным несущим элементом.
Известен инъектор для закрепления грунта по способу (патент РФ 2204650 кл. Е 02 D 3/12, 2003), включающий полый корпус с двумя рядами выпускных щелей, расположенных под углом в 180° в плоскости, проходящей через продольную ось полого корпуса инъектора, и жестко закрепленный наконечник. Данный инъектор позволяет образовывать в законтурном ряду закрепляемого массива барьерный ряд, уменьшающий воздействие окружающего грунта при его замачивании на уплотненный массив.
Недостаток данного инъектора заключается в том, что с его помощью сложно закрепить грунт, находящийся на границе контура распределительного несущего элемента и испытывающий в связи с этим большие нагрузки, так как векторы силового воздействия на грунт направлены не в сторону контура, а параллельно ему. При этом наличие концентраторов напряжений в виде прямоугольных щелей на полом корпусе инъектора усложняет технологию его изготовления и обуславливает применение дорогостоящих материалов для изготовления полого корпуса, упрочняющих технологий, увеличенной толщины стенок полого корпуса и т.д.
Наиболее близким по технической сущности является инъектор для закрепления грунта, включающий трубу, полый корпус с выпускными отверстиями, расположенными в шахматном порядке в продольных рядах, лежащих в плоскостях проходящих через продольную ось полого корпуса инъектора, и жестко закрепленный наконечник (см. Рис.14А. Пособие по
химическому закреплению грунтов инъекцией в промышленном и гражданском строительстве (к СНиП 3.02.01-83)/НИИОСП им.Герсеванова, - М.: Стройиздат. - 1986).
Данный инъектор имеет четыре ряда выпускных отверстий, расположенных по окружности полого корпуса инъектора и размещенных в его диаметральной плоскости под углами, равными 90°. Два ряда выпускных отверстий инъектора, расположенных, соответственно через 180°, в плоскости проходящей через продольную ось полого корпуса инъектора размещают, как правило, в законтурном ряду распределительного несущего элемента параллельно его контуру, что обеспечивает создание достаточно надежного барьерного ряда, уменьшающего воздействие окружающего грунта при его замачивании на уплотненный массив. При этом в корпусе инъектора выполнены выпускными именно отверстия, а не щели с углами, что позволяет повысить прочность корпуса инъектора и упростить технологию его изготовления.
Недостаток данного технического решения заключается в его низкой эффективности при закреплении наиболее нагруженного просадочного грунта лежащего на краю распределительного несущего элемента, т.е. по его контуру, в виду того, что только один ряд отверстий направлен в сторону контура. Такая схема инъектирования приводит к созданию больших по площади закрепляемых участков ограниченных, в плане, линиями векторов силового воздействия на грунт от инъекторов, в виде условных прямоугольников, в центре которых прочность грунта невысока из-за отсутствия крупных бетонных тел. Кроме этого, данный инъектор, при использовании его в законтурном ряду, имеет значительный перерасход твердеющего раствора, так как один из его рядов вообще направлен в сторону, противоположную закрепляемому массиву.
Полезная модель направлена на повышение эффективности применения инъекторов для закрепления грунта в законтурном ряду закрепляемого массива за счет того, что в инъекторе для закрепления грунта,
включающем трубу, полый корпус с выпускными отверстиям, расположенными в шахматном порядке в продольных рядах, лежащих в плоскостях проходящих через продольную ось полого корпуса инъектора, и жестко закрепленный наконечник, все продольные ряды выпускных отверстий выполнены на половине окружности полого корпуса, при этом их количество равно пяти и размещены они в диаметральной плоскости полого корпуса инъектора под одинаковыми углами, равными 45°.
Данный инъектор при его размещении в законтурном ряду закрепляемого массива позволяет производить нагнетание закрепляющих растворов в направлении контура распределительного несущего элемента веерообразно, по сектору в 180°. Это способствует повышению прочности закрепляемого грунта как в самом законтурном ряду, так и на границе данного контура, вследствие увеличения количества векторов силового воздействия на грунт до их рационального числа равного пяти, т.е. по количеству соседних инъекторов, участвующих совместно с данным инъектором в образовании упрочненных, условно равных площадей закрепляемого массива, находящихся между векторами силового воздействия на грунт, нисходящими под одинаковыми углами, равными 45°, от инъектора законтурного ряда.
На фиг.1 - показан общий вид инъектора для законтурного ряда; на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1; на фиг.3 - схема закрепления инъектора в грунте; на фиг.4 - схема упрочнения одного из участков улучшаемого массива в плане.
На вышеуказанных фигурах обозначены следующие элементы: 1 - инъектор для законтурного ряда; 2 - труба; 3 - полый корпус; 4 - выпускные отверстия; 5 - продольные ряды; 6 - наконечник; 7 - законтурный ряд; 8 - контур; 9 - распределительный несущий элемент; 10 - скважина; 11 - затрубное пространство; 12 - инъекторы внутри контура 8 распределительного элемента 9; 13 - вектор силового воздействия на грунт закрепляющего раствора.
Инъектор 1 для закрепления грунта, включает трубу 2, полый корпус 3 с выпускными отверстиями 4, расположенными в шахматном порядке в продольный рядах 5, лежащих в плоскостях проходящих через продольную ось полого корпуса 3 инъектора 1, и жестко закрепленный наконечник 6. При этом все продольные ряды 5 выпускных отверстий 4 выполнены на половине окружности полого корпуса 3, их количество равно пяти и размещены они в диаметральной плоскости полого корпуса 3 инъектора под одинаковыми углами, равными 45°.
Устройство работает следующим образом. Инъектор 1 для закрепления грунта размещают в законтурном ряду 7 для направленной инъекции в направлении контура 8 распределительного несущего элемента 9. Инъекторы 1 погружают в скважины 10 меньшей глубины и посредством трубы 2 забивают их до проектной отметки. При этом инъекторы 1 снабжаются наконечниками 6, уменьшающими сопротивление грунта погружению. Во избежание прорыва закрепляющих растворов вдоль тела инъекторов 1 их затрубные пространства 11 надежно тампонируются цементно-песчаным раствором, применяемым для нагнетания в закрепляемый массив. После выдержки в течении суток через данные инъекторы 1 вводят улучшающий и нагнетающий твердеющий растворы в направлении контура 8 распределительного несущего элемента 9 веерообразно, по сектору в 180°, что обеспечивает направленное закрепление грунта не только параллельно контуру 8, для создания барьерного ряда, но и в наиболее нагруженных зонах, лежащих по краю распределительного несущего элемента 9 т.е. по контуру 8. В действительности, введение улучшающих и твердеющих растворов осуществляют через пять рядов 5 отверстий 4, расположенных в шахматном порядке и размещенных в диаметральной плоскости полого корпуса 3 инъектора 1 под одинаковыми углами, равными 45°. При таком количестве рядов 5 и направлении действия их векторов 13 силового воздействия на грунт, вся площадь закрепляемого участка массива на границе контура 8 будет разбиваться на условно равные небольшие площади,
в виде прямоугольных треугольников, сжатые со всех сторон векторами 13 силового воздействия на грунт как от самого инъектора 1, так и от двух соседних инъекторов 1, находящихся слева и справа от него в законтурном ряду 7, и трех инъекторов 12, расположенных внутри контура, обеспечивая тем самым повышение прочностных свойств грунта на границе распределительного элемента 9.