НАВЕСНОЙ РАБОЧИЙ КРАН ДЛЯ УСТРОЙСТВА БЕТОННЫХ НАБИВНЫХ СВАЙ
OVERHEAD WORKING CRANE FOR ARRANGEMENT OF CONCRETE FILLING PILES

Изобретение относится к строительной технике и может быть использовано для изготовления бетонных набивных свай диаметром до 350 мм и длиной до 10 метров винтовым продавливанием в слабых водонасыщенных, песчаных и глинистых грунтах со степенью влажности, равной или больше 0,75, а также в органо-минеральных (биогенных) грунтах со степенью влажности, равной или больше 0,65.
Известно устройство для образования скважин в грунте [1] включающее вал, на котором последовательно установлены с возможностью вращения наконечник, рабочие элементы, выполненные в виде цельнометаллических цилиндров и усеченных конусов, жестко закрепленных на валу, продольные оси симметрии которых смещены параллельно продольной оси вращения навесного рабочего органа, усеченные конусы выполнены с равномерно увеличивающимся диаметром в сторону цилиндров, количество которых не превышает двух, и хвостовик. К недостаткам известного устройства следует отнести сложность и дороговизну в изготовлении.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является навесной рабочий орган для винтовой раскатки скважин в грунте [2], который включает наконечник и цельнометаллическую конструкцию, состоящую из последовательно жестко соединенных между собой торцами цилиндрических и конических сегментов и хвостовика, причем конические сегменты выполнены в виде усеченных конусов и установлены с равномерно увеличивающимся диаметром в сторону цилиндрического сегмента. К недостаткам известного устройства можно отнести то, что его невозможно использовать для изготовления набивных свай в песчаных и глинистых грунтах со степенью влажности, равной или больше 0,75, а также в органо-минеральных (биогенных) грунтах со степенью влажности, равной или больше 0,65.
Задачей изобретения является создание навесного рабочего органа для устройства бетонных набивных свай винтовым продавливанием в слабых водонасыщенных, песчаных и глинистых грунтах со степенью влажности, равной или больше 0,75, а также в органо-минеральных (биогенных) грунтах со степенью влажности, равной или больше 0,65.
Сущность изобретения заключается в следующем.
В конструкции навесного рабочего органа для устройства набивных свай, включающего наконечник и цельнометаллическую конструкцию, состоящую из последовательно жестко соединенных между собой торцами цилиндрических и конических сегментов и хвостовика, причем конические сегменты выполнены в виде усеченных конусов и установлены с равномерно увеличивающимся диаметром в сторону цилиндрического сегмента, согласно изобретению цилиндрический сегмент и конические сегменты, граничащие с хвостовиком и наконечником, установлены симметрично продольной оси навесного рабочего органа, а остальные конические сегменты смещены в плоскости поперечного сечения навесного рабочего органа на величину 0,04 d диаметра цилиндрического сегмента, при этом по продольной оси цельнометаллической конструкции выполнен сквозной продольный канал, а навесной рабочий орган дополнительно снабжен переходной соединительной бетонолитной штангой, выполненной в виде несущей трубчатой обоймы с бетонолитным трубчатым каналом и соединенной с навесным рабочим органом через хвостовик и муфту, кроме того, наконечник выполнен в виде цельнометаллического стакана со сквозными отверстиями, острием и пластинчатыми ребрами и подвижно установлен на навесной рабочий орган через бетонолитную съемную муфту.
Такое конструктивное решение навесного рабочего органа, а именно смещение в плоскости его поперечного сечения конических сегментов на величину 0,04 d диаметра цилиндрического сегмента, наличие в цельнометаллической конструкции сквозного продольного канала в комплексе с соединительной бетонолитной штангой и наконечником позволило решить поставленную техническую задачу.
Техническое решение поясняется чертежом, на котором показан общий вид навесного рабочего органа для устройства набивных свай.
Навесной рабочий орган для устройства бетонных набивных свай (далее рабочий орган) содержит цельнометаллическую конструкцию 1, состоящую из хвостовика 2, конических 3, 4, 5 сегментов и цилиндрического сегмента 6. Конические сегменты 3, 4, 5 выполнены в виде усеченных конусов. Конические сегменты 3, 4 и цилиндрический сегмент 6 симметрично расположены относительно продольной оси Z рабочего органа. Конические сегменты 5 смещены в плоскости поперечного сечения рабочего органа относительно осей Х и Y на величину 0,04 d диаметра цилиндрического сегмента 6. Через цельнометаллическую конструкцию 1 по ее продольной оси Z проходит сквозной продольный канал 7, предназначенный для подачи под давлением мелкозернистой бетонной или пескобетонной литой смеси к наконечнику 8. К хвостовику 2 через муфту 9 присоединена переходная соединительная бетонолитная штанга 10, которая представляет собой сварную цельнометаллическую конструкцию в виде несущей трубчатой обоймы 11 и бетонолитного трубчатого канала 12. Переходная соединительная бетонолитная штанга 10 предназначена для соединения с вращателем буровой установки и бетонопроводом от бетононасоса.
Смещающийся наконечник 8 выполнен в виде цельнометаллического стакана со сквозными отверстиями 13, острием 14 и приваренными пластинчатыми ребрами 15. Для подвижного соединения смещающегося наконечника с бетонолитной съемной муфтой (на чертеже не обозначена) в стенке цилиндрической части цельнометаллического стакана имеются два диаметрально расположенных сквозных овальных отверстий, в которых перемещаются шпильки 16. Шпильки 16 имеют свободу перемещения в пределах сквозных овальных отверстий. Овальные отверстия закрываются крышками во избежание попадания в них грунта. Наличие овальных отверстий позволяет смещающемуся наконечнику при прямом и обратном вращении навесного рабочего органа смещаться относительно бетонолитной съемной муфты на 45 градусов и открывать имеющиеся сквозные отверстия 13 для подачи бетонной смеси под давлением. Бетонолитная съемная муфта имеет бетонолитные каналы.
Навесной рабочий орган для устройства бетонных набивных свай работает следующим образом. Вначале устанавливают рабочий орган острием 14 смещающегося наконечника 8 на место расположения набивной сваи в плане свайного поля. Вращателем буровой установки на рабочий орган подается вращение по часовой стрелке. За счет сопротивления грунта создается усилие на пластинчатые ребра 15, которое приводит к смещению смещающегося наконечника 8 на 45 градусов и закрытию сквозных отверстий 13. Вращением по часовой стрелке и продольным давлением с помощью переходной соединительной бетонолитной штанги 10 рабочий орган погружается на проектную глубину. После чего к переходной соединительной бетонолитной штанге 10 присоединяют бетоновод, через который в погруженные переходные соединительные бетонолитные штанги 10, сквозной канал 7 и бетонолитную муфту смещающегося наконечника 8 поступает бетонная смесь. Включают обратное вращение рабочего органа. Смещающийся наконечник 8 за счет сопротивления пластинчатого ребра 15 смещается на 45 градусов и открывает сквозные отверстия 13. За счет одновременного обратного вращения (против часовой стрелки) и подъема рабочего органа вверх бетонная смесь под давлением заполняет образующееся пространство между грунтом и смещающимся наконечником 8, при этом пластинчатые ребра 15 перемещают бетонную смесь и формируют тело набивной сваи. В качестве буровой установки можно использовать следующие типы: ПБУ-1 и ЛБУ-50 и др.
Источники информации
1. Патент России 2080442, кл. E02F 5/20, 1997 г.
2. Патент России №2204659, к. E02F 5/16, Е21В 7/26, 2003 г.