РАСКАТЫВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ
ROLLING DEVICE FOR BORED PILES MANUFACTURE

Изобретение относится к строительной промышленности и может быть использовано для изготовления буронабивных свай в промышленном и гражданском строительстве как при возведении оснований и фундаментов новых зданий и сооружений, так и при усилении фундаментов реконструируемых и ремонтируемых зданий.
Известно раскатывающее устройство для изготовления буронабивных свай (SU №1677221, Е21В 3/00, 7/24, 1988 г.), в котором рабочий орган выполнен в виде раскатчика с полым эксцентриковым валом, на шнеках которого с возможностью свободного вращения установлены цилиндрические и конические катки. При этом образование скважины осуществляется путем одновременного выбуривания и раскатки ее стенок. После разработки скважины на глубину до проектной отметки производят подъем рабочего органа, засыпку строительным материалом образовавшейся скважины и уплотнение сыпучего строительного материала.
К недостаткам данной конструкции следует отнести предварительное рыхление грунта и связанное с этим разуплотнение забоя скважины, а также возможность оплывания стенок скважины при проходке неустойчивых грунтов за счет наличия шнека.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является раскатывающее устройство для изготовления буронабивных свай (RU №2080442, Е02А 5/20, Е21В 7/28, 27.05.1993 г.), представляющее собой полый приводной вал с развернутыми вокруг его продольной оси эксцентриковыми шейками. На эксцентриковых шейках установлены цилиндрические и конические катки, образующие которых расположены к продольной оси приводного вала под углом, а головная часть приводного вала, расположенная перед головным катком и выполненная в виде наконечника, имеет на наружной боковой поверхности кольцевую проточку для выпуска строительного раствора из внутренней полости приводного вала через каналы, площадь поперечного сечения которых увеличивается в направлении от продольной оси устройства. Цилиндрические катки раскатывающего устройства расположены между основными и дополнительными коническими катками. Выход каналов для выпуска строительного раствора расположен между катками.
Недостатком этого раскатывающего устройства для изготовления буронабивных свай является ограниченность его применения при проходке скважин в водонасыщенных песках и глинистых грунтах от мягкопластичной до текучей консистенции за счет наличия каналов. Данная конструкция имеет два канала для выхода строительного раствора: один - за головной частью приводного вала, а другой - в верхней части раскатчика между коническими и цилиндрическими катками. При проходке оплывающих грунтов в канал, расположенный за головной частью приводного вала, будет попадать грунт, так как диаметр головного катка больше диаметра головной части. Аналогичная ситуация будет происходить и с верхними каналами. По мере углубления скважины грунт, попавший в каналы, будет уплотняться и создаст пробку из уплотненного грунта, которая не позволит строительному раствору поступать в скважину. Так как давление грунта выше давления в каналах и соответственно в полости вала, то мелкие частицы грунта проникают не только в каналы, но и в полость вала.
Задача изобретения - повышение несущей способности буронабивных свай за счет уплотнения стенок скважины.
Технический результат достигается тем, что в раскатывающем устройстве для изготовления буронабивных свай, включающем полый приводной вал, цилиндрические и конические катки, образующие которых расположены к продольной оси приводного вала под углом, вершина которого ориентирована в направлении к головной части устройства, головная часть приводного вала, расположенная перед головным катком, выполнена в виде наконечника, цилиндрические и конические катки жестко соединены с приводным валом, наконечник выполнен полым и двуспиральным, спиральные лопасти которого заканчиваются резцами, площадь поперечного сечения одной из спиральных лопастей уменьшается к верхней части наконечника перед головным катком, два последних катка перед наконечником выполнены с каналами, образующими общий канал, расположенный под углом, вершина которого ориентирована к головной части приводного вала, а вход канала стыкуется с полостью наконечника.
На фиг.1 изображен общий вид раскатывающего устройства для изготовления буронабивных свай.
На фиг.2 изображено сечение 1-1.
На фиг.3 изображен вид наконечника снизу.
Раскатывающее устройство для изготовления буронабивных свай содержит полый приводной вал 1 (фиг.1). Головная часть приводного вала 1 выполнена в виде полого двуспирального наконечника 2, две спиральные лопасти 3 и 4 которого заканчиваются резцами 5. Два резца 5 расположены симметрично относительно полости 6 наконечника 2, а от резцов 5 начинаются спиральные лопасти 3 и 4 (фиг.3). Площадь поперечного сечения одной из лопастей 3 переменная и уменьшается к верхней части наконечника 2. Над наконечником 2 располагаются конические 7, 8, 9 и цилиндрические 10 катки, которые жестко соединены с приводным валом 1. Образующие конических катков 7, 8 и 9 расположены к продольной оси приводного вала 1 под углом, вершина которого ориентирована в направлении к головной части устройства. Конический каток 7 называется головным катком. Конические катки 7 и 8 выполнены с каналами 11 и 12 (фиг.2), которые образуют один общий канал, расположенный под углом, вершина которого ориентирована к головной части приводного вала 1. Канал 11, расположенный в коническом катке 7, стыкуется с полостью 6 наконечника 2. Каналы 11, 12 и полость 6 имеют одинаковый диаметр.
Раскатывающее устройство для изготовления буронабивных свай работает следующим образом.
Устройство соединяется с приводом, имеющим осевую подачу и передающим вращение полому приводному валу 1. Резцы 5, образующие с плоскостью забоя угол, скалывают грунт и подают породу на лопасти 3, 4. Часть породы попадает внутрь полости 6 наконечника 2 и транспортируется к каналу 11 и далее через канал 12 попадает к коническим каткам 9 (фиг.2). Конические катки 9 раскатывают породу, подаваемую с канала 12. Со спиральной лопасти 3 сбрасывается порода на спиральную лопасть 4 (фиг.1). По спиральной лопасти 4 порода транспортируется к коническим каткам 7 и 8. Конические катки 7 и 8 раскатывают породу, подаваемую с лопасти 4. Катки 7, 8, 9, 10 соединены с приводным валом 1 жестко, что приводит к вращению катков 7, 8, 9, 10 относительно стенок скважины. Катки 7, 8, 9, 10 поступающую породу втирают в стенки скважины, что приводит к уплотнению боковой поверхности скважины, тем самым увеличивается несущая способность свай по боковой поверхности. Цилиндрические катки 10 определяют итоговый диаметр сваи.
После разработки скважины до проектной отметки скважина заполняется бетонной смесью в отличие от прототипа, который может заполняться только строительным раствором. После заполнения бетонной смесью скважины раскатывающее устройство остается в забое скважины, тем самым грунт забоя не разуплотняется, что приводит к повышению несущей способности сваи.