УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ДРЕНЫ

Полезная модель относится к строительству и может быть использована при уплотнении слабых водонасыщенных грунтов в основании насыпей из дренирующего материала, например земляного дорожного полотна
Известно устройство для уплотнения водонасыщенных грунтов, включающее пригружающую плиту с отверстием под тяжелую трамбовку и с размещенными на ней вибраторами, создающими вибрацию плиты [RU, 2149238 C 1, 20.05.2000].
Наиболее близким аналогом полезной модели является устройство для образования вертикальной дрены, содержащее вертикально погружаемую пустотелую трубу с размещенным в ней механизмом для передачи силового воздействия на грунт, выполненным в виде вертикально перемещаемой жесткой плиты, и имеющего приспособление для отвода воды [SU, 1525250 A 1, 30.11.89].
Недостатком известного устройства является необходимость использования нескольких механизмов: для забивки свай и для трамбования песка внутри трубы, что удлиняет сроки строительства и при этом не всегда удается равномерно уплотнять грунт.
Задачей полезной модели является повышение эффективности уплотнения, его равномерности и ускорение процесса уплотнения.
Эта задача решается за счет того, что в устройстве для образования вертикальной дрены, содержащей вертикально погружаемую пустотелую трубу с размещенным на ней шарнирным механизмом для передачи силового воздействия на грунт, шарнирный механизм для силового воздействия на грунт и на тело сооружаемой дрены выполнен челюстным в виде двух или более сегментов, шарнирно
закрепленных на нижнем конце трубы таким образом, что вертикальная ось, проходящая через крайнюю нижнюю точку каждого из них, при полностью раскрытом под действием собственного веса состоянии шарнирного сегментного челюстного механизма расположена внутри трубы, при этом в сложенном состоянии сегменты образуют конус, вершина которого обращена вниз по оси трубы, а основание упирается в нижний торец трубы, закрывая её внутреннюю полость, а в раскрытом под действием собственного веса состоянии шарнирный сегментный челюстной механизм имеет возможность свободно пропускать грунт из внутренней полости трубы в тело дрены, кроме того, устройство снабжено приспособлением для подачи сжатого воздуха во внутреннюю полость трубы. Шарнирный сегментный челюстной механизм может быть также выполнен в виде пирамиды, составленной из нескольких сегментов.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в том, что дрена сооружается с гарантированным качеством уплотнения на значительные глубины. Причем вся операция производится одним механизмом
Сущность полезной модели поясняется чертежом общего вида устройства для образования вертикальной дрены. Устройство для образования дрены состоит из пустотелой трубы 1 с шарнирно прикрепленным к ней сегментным челюстным механизмом 2. Механизм выполнен в виде двух или более сегментов, имеющих возможность свободно поворачиваться под действием собственного веса или сопротивления грунта вокруг шарнира 3. При этом шарнирное соединение выполнено таким образом, что вертикальная ось, проходящая через крайнюю нижнюю точку любого сегмента, при полностью раскрытом под действием собственного веса состоянии шарнирного сегментного челюстного механизма, расположена внутри трубы. В сложенном состоянии сегменты образуют конус, вершина которого обращена вниз по оси трубы, а
основание упирается в нижний торец трубы, закрывая её внутреннюю полость, а в раскрытом под действием собственного веса состоянии шарнирный сегментный челюстной механизм имеет возможность свободно пропускать грунт из внутренней полости трубы в тело дрены. Внутри трубы приваривается трубка 4 для подачи сжатого воздуха.
Устройство работает следующим образом. Труба под действием вибропогружателя погружается в грунт. При соприкосновении сегментов челюстного механизма с грунтом челюсти под воздействием сопротивления грунта смыкаются, закрывая внутреннюю полость трубы, и при дальнейшем движении трубы вниз происходит уплотнение грунта. Затем труба поднимается вверх, челюсти под действием собственного веса размыкаются, открывая нижнее отверстие трубы для свободного пропуска грунта в тело дрены. Через верхнее отверстие в трубу засыпается грунт и цикл повторяется. Для свободного перетекания грунта из внутренней полости трубы в тело дрены и повышения текучести грунта в полость трубы подается сжатый воздух. Выполнение челюстного механизма в виде конуса или пирамиды с вершиной, обращенной вниз, снижает сопротивление грунта и обеспечивает максимальное уплотнение Автоматическое складывание отдельных сегментов механизма в конус или пирамиду при погружении трубы в грунт обеспечивается расположением шарнирного механизма, при котором сила сопротивления грунта на нижнюю точку челюсти создает крутящий момент, направленный внутрь трубы, что приводит к смыканию челюстей.
Предложенная конструкция устройства для образования вертикальных дрен позволяет производить надежные дрены в слабых грунтах с гарантированным качеством.