РАСКАТЧИК ДЛЯ УСТРОЙСТВА НАБИВНЫХ СВАЙ
ROLLER FOR ARRANGEMENT OF CAST-IN-PLACE PILES

Изобретение относится к строительной технике, а более точно к раскатчикам для устройства набивных свай при строительстве фундаментов для промышленных и гражданских зданий и сооружений.
Известен раскатчик скважин для устройства набивных свай (Патент РФ №2121546 БИ №31, 1998 г.), содержащий приводной полый вал, соединенный с приводной полой штангой, ряд эксцентриковых втулок, установленных на приводном валу последовательно друг за другом с возможностью их поворота вокруг продольной оси приводного вала на соответствующий угол, ряд конических катков, каждый из которых установлен с эксцентриситетом на соответствующих эксцентриковых втулках указанного ряда, с возможностью вращения относительно этих втулок посредством подшипников качения, при этом каждый конический каток снабжен торцевым уплотнительным элементом.
Недостатком такого раскатчика (аналога) является малая его долговечность (ресурс работы) из-за попадания грунта и влаги внутрь раскатчика, а также частая поломка ведущего полого вала и приводной полой штанги в местах их соединения из-за изгиба (искривления) полой приводной штанги в процессе работы. К недостаткам раскатчика можно отнести и частую закупорку (забивку) проходного отверстия в приводном полом валу бетонной смесью при ее закачке в скважину.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является раскатчик (прототип) для образования скважин в грунте (Патент РФ №2383687, БИ №7, 2010 г.), включающий ведущий вал, на котором закреплены эксцентриковые втулки, конические катки, продольные оси которых расположены под углом к продольной оси ведущего вала, кольца, каждое из которых установлено на подшипниках качения на эксцентриковых втулках с возможностью взаимодействия своей боковой наружной поверхностью сферической формы с выполненной на торце соответствующего катка выемкой с опорной поверхностью сферической формы, при этом эксцентриковые втулки двух соседних катков выполнены как одно целое с фланцем, размещенным между соседними катками и взаимодействующим с боковыми торцами колец, причем между торцевыми поверхностями фланца и боковыми торцами колец установлены торцевые подшипники скольжения, одновременно являющиеся торцевыми уплотнениями, выполненные из антифрикционного материала.
Практика показала, что раскатчик скважин (прототип) имеет те же недостатки, как и аналог, то есть имеет малую долговечность и надежность при устройстве набивных свай в грунтах с различными физико-механическими свойствами и различными заполнителями для формирования сваи.
Целью настоящего изобретения является повышение долговечности и надежности работы раскатчика при устройстве набивных свай в грунтах с различными физико-механическими свойствами и с применением различных заполнителей для формирования свай.
Поставленная цель достигается тем, что между сферической поверхностью колец и сферической поверхностью конических катков установлен дополнительный упругий элемент (например, резиновое кольцо), при этом задний конец полого ведущего вала соединен с полой приводной штангой посредством компенсационной муфты, состоящей из двух зубчатых полумуфт и снабженной дополнительно шарнирной муфтой, воспринимающей осевую нагрузку от полой приводной штанги на полый ведущий вал с возможностью изменения угла наклона полого ведущего вала относительно оси полой приводной штанги, причем на переднем конце полого ведущего вала закреплен колпачок конической формы с возможностью его съема при извлечении раскатчика из скважины в момент заполнения скважины смесью для формирования сваи.
Предлагаемое изобретение поясняется конкретным примером его применения, и прилагаемыми чертежами, на которых изображены:
Фиг.1 - раскатчик скважин для устройства набивных свай;
Фиг.2 - узел А на Фиг.1;
Фиг.3 - узел Б на Фиг.1.
а) Компенсационная муфта в момент совмещения оси полого ведущего вала с осью полой приводной штанги.
б) Компенсационная муфта в момент изменения угла наклона оси полого ведущего вала относительно оси полой приводной штанги.
Фиг.4 - узел В на Фиг.1.
Фиг.5 - схема устройства набивной сваи с применением предлагаемого раскатчика скважин.
а) Бурение скважины.
б) Раскатка пробуренной скважины.
в) Закачка в раскатанную скважину бетонной смеси.
г) Погружение арматурного каркаса в бетонную смесь.
Раскатчик скважин для устройства набивных свай (Фиг.1) включает полый ведущий вал 1 (Фиг.2), на котором закреплены эксцентриковые втулки 2, конические катки 3, продольные оси которых расположены под углом к продольной оси полого ведущего вала, кольца 4, каждое из которых установлено на подшипниках качения 5, на эксцентриковых втулках с возможностью взаимодействия своей боковой поверхностью сферической формы с выполненной на торце соответствующего катка выемкой с опорной поверхностью сферической формы, при этом эксцентриковые втулки двух соседних катков выполнены как одно целое с фланцем 6, размещенным между соседними катками и взаимодействующим с боковыми торцами колец, причем между торцевыми поверхностями фланца и боковыми торцами колец установлены торцевые подшипники скольжения 7, одновременно являющиеся торцевыми уплотнениями, выполненные из антифрикционного материала, при этом между сферической поверхностью колец и сферической поверхностью конических катков установлен дополнительный упругий элемент 8, например, резиновое кольцо, причем задний конец полого ведущего вала соединен с полой приводной штангой 9 посредством компенсационной муфты 10 (Фиг.1), состоящей из двух зубчатых полумуфт 11 (Фиг.3) и снабженной дополнительно шарнирной муфтой 12, воспринимающей осевую нагрузку "Р" (Фиг.3а) от полой приводной штанги на полый ведущий вал с возможностью изменения угла наклона "α" (Фиг.3б) полого ведущего вала относительно оси полой приводной штанги, при этом на переднем конце полого ведущего вала закреплен колпачок 13 (Фиг.1, 4) конической формы с возможностью его съема при извлечении раскатчика из скважины в момент заполнения скважины смесью для формирования сваи.
Работа по устройству набивных свай с применением предлагаемого раскатчика осуществляется следующим образом. Вначале в грунт с помощью шнека 14 (Фиг.5а) пробуривается скважина 15 до проектной отметки, затем пробуренную скважину расширяют раскатчиком (Фиг.5б) с образованием скважины 16 диаметром "D", равным диаметру набивной сваи. При расширении пробуренной скважины грунт раздвигается в радиальном направлении и таким образом создается вокруг скважины уплотненная зона грунта 17. После чего раскатчик извлекается из скважины (Фиг.5в), и одновременно в нее закачивается бетонная смесь 18, при этом съемный колпачок 13 конической форы остается на дне скважины, открывая, таким образом, свободный проход бетонной смеси из отверстия переднего конца полого ведущего вала раскатчика. Затем в бетонную смесь погружается арматурный каркас 19 (Фиг.5г), например, с помощью вибратора 20, и таким образом создается набивная свая 21.