РАСКАТЧИК ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НАБИВНЫХ СВАЙ
ROLLER TO MAKE CAST-IN-PLACE PILES

Изобретение относится к строительной технике и может быть использовано для устройства раскатных вертикальных, наклонных и горизонтальных скважин без выемки грунта и изготовления за один рабочий цикл набивных свай.
Известен навесной рабочий орган для винтовой раскатки скважин в грунте, выполненный в виде вала, содержащего соосно расположенные хвостовик и наконечник, между которыми последовательно установлены рабочие элементы, выполненные в виде цельнометаллических цилиндров и усеченных конусов, количество цилиндров не превышает двух, усеченные конусы выполнены с равномерно увеличивающимся диаметром в сторону цилиндров, продольные оси симметрии рабочих элементов смещены параллельно продольной оси вращения навесного рабочего органа на величину, равную 0,03 диаметра цилиндра, последовательно повернуты относительно друг друга на 90°, а сами рабочие элементы жестко соединены между собой, высота каждого из цилиндров и усеченных конусов составляет 0,8 диаметра цилиндра, при этом продольные оси симметрии усеченного конуса, соединенного с хвостовиком, и наконечника совпадают с продольной осью вращения навесного рабочего органа, а наконечник выполнен в виде усеченного конуса с приваренным по его меньшей окружности острием в виде укороченного сверла (патент РФ №2204659 С1, дата приоритета 11.04.2002, дата публикации 20.05.2003, авторы Саурин А.Н. и др., RU).
Недостатком известного аналога является его низкая эффективность, обусловленная недостаточной надежностью из-за нарушения целостности вала, а также невозможностью изготовления набивной сваи за один рабочий цикл.
В качестве прототипа принято раскатывающее устройство, включающее полый приводной вал с радиальными выходными каналами и с развернутыми вокруг его продольной оси эксцентриковыми шейками, установленные на эксцентриковых шейках приводного вала с возможностью вращения цилиндрические катки для реверса устройства и по обе стороны от них в противоположных направлениях конические катки, при этом образующие конических катков расположены к продольной оси приводного вала под углом, вершина которого одной части конических катков ориентирована в направлении к головной части устройства, а другой части конических катков вершина угла ориентирована в направлении к хвостовой части устройства, головная часть приводного вала расположена перед головным катком и выполнена в виде наконечника, снабженного на наружной боковой поверхности кольцевой проточкой для выпуска строительного раствора из внутренней полости приводного вала через радиальные выходные каналы, площадь поперечного сечения которых увеличивается в направлении от продольной оси устройства (патент РФ №2080442 С1, дата приоритета 06.07.1993, дата публикации 27.05.1997, авторы Свирщевский В.К. и др., прототип, RU).
Недостатком прототипа является его низкая эффективность, обусловленная, во-первых, сложностью, трудоемкостью и дороговизной в изготовлении в связи с наличием цилиндрических и конических катков, установленных на эксцентриковых шейках приводного вала с возможностью вращения; во-вторых, высокой трудоемкостью в эксплуатации из-за подверженности плотной закупорке раскатываемым грунтом имеющейся на наружной поверхности наконечника кольцевой проточки для выпуска строительного раствора, что влечет сбои процесса бетонирования набивной сваи, так как требуются извлечение и промывка наконечника; в-третьих, недостаточной надежностью в связи с подверженностью устройства попаданию между вращающимися катками частиц грунта и влаги, а также строительного раствора, что приводит к выходу из строя раскатывающего устройства и снижению производительности при устройстве набивных свай.
Задачей изобретения является повышение эффективности раскатчика для изготовления набивных свай путем повышения его надежности, снижения трудозатрат при изготовлении и ремонте, а также обеспечения повышения производительности при устройстве набивных свай.
Для решения поставленной задачи в раскатчике для изготовления набивных свай, включающем вал с хвостовиком и соосно расположенным с ним наконечником, между которыми расположены последовательно развернутые вокруг продольной оси вала эксцентриковые рабочие элементы в виде двух цилиндров и усеченных конусов, продольные оси симметрии которых смещены параллельно продольной оси вала, усеченные конусы выполнены с равномерно увеличивающимся диаметром в направлении от наконечника к цилиндрам и от хвостовика к цилиндрам, вал снабжен полостью для подачи строительного раствора и радиальными выходными каналами, выполненными с увеличивающейся площадью поперечного сечения в направлении от продольной оси вала, согласно изобретению цилиндры и усеченные конусы выполнены совместно с валом, причем их продольные оси симметрии смещены параллельно продольной оси вращения вала на величину, равную 0,1 диаметра цилиндра, и последовательно повернуты относительно друг друга на 90°, вал выполнен полым на участке, ограниченном цилиндрами, в хвостовой части, а радиальные выходные каналы выполнены в цилиндрах со стороны максимального смещения стенки цилиндра к продольной оси вала.
Согласно изобретению каждый из цилиндров и усеченных конусов выполнен одинаковой высоты, равной от 0,8 до 1 диаметра цилиндра.
На фиг.1 схематично изображен раскатчик для изготовления набивных свай, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1.
Раскатчик для изготовления набивных свай представляет собой сопрягаемый с отечественным буровым оборудованием навесной рабочий орган для винтовой раскатки скважины и заполнения ее строительным раствором за один рабочий цикл. Раскатчик включает вал 1, снабженный хвостовиком 2, соосно расположенным с ним наконечником 3 и эксцентриковыми рабочими элементами, расположенными между ними. Эксцентриковые рабочие элементы выполнены совместно с валом 1 в виде двух цилиндров 4 и усеченных конусов 5, причем усеченные конусы расположены по обе стороны от цилиндров 4. При этом продольные оси симметрии цилиндров 4 и усеченных конусов 5 смещены параллельно продольной оси вращения вала на величину, равную 0,1 диаметра цилиндра 4, и последовательно повернуты относительно друг друга на 90°. Усеченные конусы 5 выполнены с равномерно увеличивающимся диаметром в направлении от наконечника 3 к цилиндрам 4 и от хвостовика 2 к цилиндрам. Для подачи строительного раствора вал 1 выполнен с полостью 6 в хвостовой части на участке, ограниченном цилиндрами 4, и снабжен радиальными выходными каналами 7, выполненными в цилиндрах 4 со стороны максимального смещения стенки цилиндра к продольной оси вала. При этом радиальные выходные каналы 7 обеспечивают беспрепятственный выпуск строительного раствора в скважину и, кроме того, выполнены с увеличивающейся площадью поперечного сечения в направлении от продольной оси вала, что способствует легкому удалению образующихся во время проходки скважины грунтовых пробок. Каждый из цилиндров 4 и усеченных конусов 5 выполнен одинаковой высоты, равной от 0,8 до 1 диаметра цилиндра. Соблюдение этого условия обеспечивает равномерную нагрузку на рабочие элементы и равномерную подачу строительного раствора по винтовой поверхности.
Раскатчик для изготовления набивных свай работает следующим образом.
Готовый к эксплуатации раскатчик устанавливают с помощью штанги на буровую машину и осуществляют с помощью его вращения проходку скважины без удаления грунта путем винтовой раскатки на установленную глубину. Далее осуществляют извлечение раскатчика из скважины с одновременной подачей в нее строительного раствора через полость 6 вала 1 и радиальные выходные каналы 7. Заполнение набивной скважины осуществляют при вращении вала 1. При этом рабочие элементы вала продвигают строительный раствор по винтовой поверхности в основание скважины и далее по ее высоте по мере извлечения раскатчика из скважины, а усеченные конусы 5 хвостовой части облегчают извлечение и способствуют сохранению целостности стенок скважины.
Преимущество заявляемого раскатчика для изготовления набивных свай по сравнению с известными аналогами заключается в достижении большего технического результата при изготовлении набивных свай, который выражается в повышении надежности раскатчика, снижении трудозатрат при его изготовлении и ремонте, а также в повышении производительности при устройстве набивных свай.