ЗАМКОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ШПУНТОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Изобретение относится к металлическим шпунтовым элементам, предназначенным для возведения шпунтовых стенок в грунте, опережающих экранов при проведении горных выработок противофильтрационных устройств, металлических диафрагм земляных плотин и других сооружений.
Известна металлическая диафрагма земляной плотины, включающая стенку из шпунтин, соединенных между собой посредством замковых соединений с уплотнениями, выполненными в виде клиновых резиновых элементов, установленных с непосредственным примыканием к зазорам между соседними шпунтинами (см., например, а.с. СССР №452645 М. кл. Е 02 В 3/16, опублик. 1974).
Недостатком замкового соединения этой металлической диафрагмы является сложный профиль поперечного сечения его элементов, что определяет сложность изготовления. Кроме того, клиновые резиновые элементы должны прижиматься к зазору гидростатическим давлением воды,, что не позволяет применить такое замковое соединение при возведении шпунтовых стенок в грунте.
Наиболее близким по технической сущности является замковое соединение шпунтовых элементов, включающее наружный охватывающий и внутренний охватываемый трубчатые элементы, установленные коаксиально с диаметральным зазором и принадлежащие соответственно соседним шпунтовым элементам (см., например, патент США №5333971, М. кл. Е 02 D 5/00, опублик. 1994).
Недостатком данного замкового соединения является его высокая стоимость, определяемая необходимой точностью изготовления охватывающей и охватываемой деталей с тем, чтобы обеспечить требуемое уплотнение зазора
Задача изобретения состоит в снижении стоимости изготовления замковых элементов за счет уменьшения точности их выполнения, а также в повышении гидроизоляционных свойств указанного замкового соединения. Поставленная задача решается тем, что в замковом соединении шпунтовых элементов, включающем наружный охватывающий и внутренний охватываемый трубчатые элементы, установленные коаксиально с диаметральным зазором и принадлежащие соответственно соседним сваям, внутренний охватываемый трубчатый элемент выполнен полым с перфорированной стенкой, а в его нижнее торцевое отверстие установлена заглушка, при этом диаметральный зазор между наружным и внутренним трубчатыми элементами заполнен вспененным гидроизоляционным материалом. В качестве гидроизоляционного материала предпочтительно применение пенополиуретана.
Изобретение поясняется чертежом на котором представлен фрагмент замкового соединения двух шпунтовых элементов 1, 2. На шпунтовом элементе 1 закреплен, например, посредством сварки наружный охватывающий трубчатый элемент 3. Внутри трубчатого элемента 3 размещен коаксиально внутренний охватываемый трубчатый элемент 4, закрепленный также посредством сварки на шпунтовом элементе 2. Трубчатый элемент 4 внутри полый, в его стенках выполнены перфорационные отверстия 5. Нижнее торцевое отверстие внутреннего трубчатого элемента 4 заглушено заглушкой (на чертеже не показаны). Диаметральный зазор между наружным охватывающим и внутренним охватываемым трубчатыми элементами заполнен вспененным герметизирующим материалом 6.
При изготовлении, например шпунтовой стенки, к каждому шпунтовому элементу приваривают один охватывающий трубчатый элемент и один охватываемый трубчатый элемент. Место крепления каждого из трубчатых элементов зависит от конфигурации шпунтового элемента, которая может быть различна. Затем погружают первый и
последовательно каждый следующий шпунтовый элемент в грунт, заводя охватываемый трубчатый элемент 4 внутрь охватывающего трубчатого элемента 3. При этом нижнее торцевое отверстие в охватываемом трубчатом элементе 4 предварительно заглушается заглушкой. После погружения шпунтовых элементов, через верхнее торцевое отверстие внутреннего охватываемого трубчатого элемента 4 посредством напорного насоса производится нагнетание гидроизоляционного материала, например, пенополиуретана в полость охватываемого трубчатого элемента 4. Через перфорационные отверстия в стенке охватываемого трубчатого элемента 4 гидроизоляционный материал проникает в диаметральный зазор между наружным и внутренним трубчатыми элементами. При этом материал вспенивается при полимеризации под действием или грунтовой воды, или полимеризующего дополнительного компонента, и заполняет весь диаметральный зазор. За счет упругости гидроизоляционного материала замковое соединение приобретает возможность ограниченного перемещения, в результате чего шпунтовая стенка, опережающий экран или перегородка имеет возможность приспосабливаться к ограниченным смещениям грунта и выдерживать большие нагрузки за счет ее упругой деформации. Высокая прочность замкового соединения и высокие гидроизоляционные качества обеспечены соответствующим подбором материала для заполнения диаметрального зазора.