УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫТРАМБОВЫВАНИЯ КОТЛОВАНОВ ПОД ФУНДАМЕНТЫ
DEVICE TO RAM PITS FOR FOUNDATIONS

Изобретение относится к строительству, а именно к оборудованию для уплотнения грунта и образованию котлованов при возведении фундаментов.
Известно устройство для образования котлованов под фундаменты, содержащее корпус, связанный с механизмом его подъема (авторское свидетельство СССР N 182066, кл. Е02D 17/00, 1965).
Недостатком этого устройства является высокая трудоемкость его эксплуатации.
Известно устройство для вытрамбовывания котлованов под фундаменты, включающее цилиндрический корпус с хвостовиком в верхней части, имеющим по периметру расширяющиеся кверху каналы уширением и с наконечником в нижней части (авторское свидетельство СССР N 1460170, кл. Е21В 7/24, 1987).
Недостатком данного устройства является низкая производительность и значительная энергоемкость процесса, так как значительные усилия расходуются на извлечение устройства из грунта, особенно в момент отрыва. При этом нарушается целостность стенок котлована, грунт осыпается, скважина теряет форму, что приводит к перерасходу бетона, заливаемого в нее для образования фундамента, и отрицательно сказывается на его качестве.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому устройству является устройство для вытрамбовывания котлованов под фундаменты. Устройство содержит цилиндрический корпус с хвостовиком в верхней части. В нижней части корпуса имеются по периметру расширяющиеся кверху каналы. В нижней части устройства имеется наконечник, неподвижно закрепленный на переходной части. Калибровочный элемент выполнен в виде полуколец, установленных на переходной части с возможностью поворота (патент РФ №2036269, МПК E02D 3/046, E02D 7/00, опубл. 27.05.1995).
Недостатком данного устройства является высокая трудоемкость за счет необходимости очистки вручную переходной части от набившегося грунта с остановкой работы устройства, тем самым снижая его производительность.
Неподвижный наконечник с калибровочным элементом удерживает грунт в переходной части устройства в момент его подъема, тем самым калибровочный элемент остается зажатым грунтом в крайнем верхнем положении, а при рабочем ходе устройства препятствует оттоку воздуха из-под устройства, что приводит к сжатию воздуха, который гасит силу удара устройства, усложняя вытрамбовку глубоких и больших сечений котлованов. Это требует увеличения количества ударов, тем самым увеличивая энергозатраты устройства.
Недостатками данного устройства являются также низкая производительность и значительная энергоемкость процесса.
Поставленной задачей изобретения является повышение производительности, снижение энергоемкости.
Поставленная задача достигается тем, что устройство для вытрамбовывания котлованов под фундаменты включает цилиндрический корпус с хвостовиком в верхней части. Нижняя часть цилиндрического корпуса выполнена в виде усеченного конуса с большим нижним основанием, имеющим по периметру расширяющиеся кверху каналы, и переходной части с поперечным сечением, меньшим поперечного сечения цилиндрического корпуса. На переходной части закреплен наконечник и калибровочный элемент, выполненный в виде полуколец, установленных с возможностью поворота по вертикали. Наконечник выполнен подвижным с возможностью перемещения по вертикали и шарнирно соединен с калибровочным элементом, который в верхней части имеет расширяющиеся наружу каналы.
Расширяющиеся каналы в усеченном конусе и расширяющиеся каналы калибровочного элемента развернуты под одинаковым углом к вертикальной оси устройства.
Выполнение наконечника подвижным с возможностью перемещения по вертикали, а также шарнирно соединенным с калибровочным элементом, позволяет вначале подъема устройства наконечнику под силой своей тяжести опуститься вниз и принудительно перемещать вниз калибровочный элемент. Это взаимное движение наконечника и калибровочного элемента позволяет сбрасывать набившийся грунт в их зоне и свободно подняться до верхнего положения. Это обеспечивает одновременную механическую очистку от набившегося грунта, ликвидируя простои в работе устройства для ручной очистки, тем самым повышая производительность устройства.
Падение устройства до соприкосновения подвижного наконечника с дном котлована позволяет наконечнику, находясь в крайнем нижнем положении, удерживать калибровочный элемент также в крайнем нижнем положения за счет их шарнирного соединения, не мешая быстрому беспрепятственному оттоку воздуха из-под устройства.
Это ликвидирует компрессию воздуха под сбрасываемым устройством, сохраняя его силу удара, тем самым снижая энергоемкость устройства.
Выполнение калибровочного элемента в верхней части с расширяющимися наружу каналами обеспечивает дополнительный сброс сжатого воздуха с переходной части в момент удара наконечника о дно котлована.
Выполнение развернутыми под одинаковым углом к вертикали расширяющихся каналов в усеченном конусе корпуса и расширяющихся каналов в верхней части калибровочного устройства обеспечивает дополнительный отток воздуха из под падающего устройства и разворот устройства вокруг своей оси, тем самым улучшая качество зачистки стенок котлована и сокращая энергозатраты в момент отрыва наконечника от грунта.
На фиг.1 изображен общий вид устройства;
На фиг.2 - сечение А-А на фиг.1;
на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1 во время подъема и свободного падения устройства;
на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.1 в момент удара устройства в грунт котлована.
Устройство для вытрамбовывания котлованов под фундаменты содержит цилиндрический корпус 1 с хвостовиком в верхней части 2. Нижняя часть цилиндрического корпуса выполнена в виде усеченного конуса 3 с большим нижним основанием, имеющим по периметру расширяющиеся кверху каналы 4.
В нижней части устройства установлен подвижный наконечник 5 с возможностью перемещения по вертикали в пазу 11 переходной части 6 устройства с поперечным сечением, меньшим поперечного сечения цилиндрического корпуса. Наконечник 5 соединен с калибровочным элементом 7 шарниром 8. Калибровочный элемент 7 выполнен в виде полуколец, установленных на переходной части 6 с возможностью поворота по вертикали на оси 10. В верхней части калибровочного элемента 7 имеются расширяющиеся наружу каналы 9.
Расширяющиеся каналы 4 в усеченном конусе 3 и расширяющиеся каналы 9 калибровочного элемента 7 развернуты под одинаковым углом к вертикальной оси устройства.
Устройство работает следующим образом.
Устройство устанавливается на ось котлована, после чего повторными ударами устройства вытрамбовывается котлован. При падении устройства подвижный наконечник 5 до удара о грунт под собственным весом находится в крайнем нижнем положении (фиг.3). Через шарнирные соединения 8 он удерживает калибровочный элемент 7 также в крайнем нижнем положении. В этом положении калибровочный элемент 7 не перекрывает зазор между устройством и стенками котлована. Сжимающийся воздух под падающим устройством через каналы 4 в нижней части усеченного конуса и зазора между устройством и стенками котлована свободно уходит, не создавая компрессии, при этом сила удара устройства сохраняется. При ударе подвижного наконечника 5 о дно котлована он перемещается в крайнее верхнее положение и через шарнир 8 поднимает калибровочный элемент 7 также в крайнее верхнее положение (фиг.4). Сжатый воздух в этот момент с зоны переходной части 6 уходит через расширяющиеся каналы 9 калибровочного элемента 7, развернутые под углом к вертикали. Поднятый калибровочный элемент 7 расширяет котлован на диаметр, больший нежели диаметр устройства, что обеспечивает свободный его подъем.
При подъеме устройства наконечник 5 под воздействием собственного веса и благодаря своей подвижности опускается вниз и шарнирными соединениями 8 принудительно опускает калибровочный элемент в крайнее нижнее положение (фиг.3). Это их совместное движение удаляет набившийся грунт в их зоне. Калибровочный элемент 7 в период подъема и сброса трамбовки до соприкосновения наконечника 5 с нижней частью котлована находится в крайнем нижнем положении.
Выполнение расширяющихся каналов 4 в усеченном конусе 3 и расширяющихся каналов 9 калибровочного элемента 7 развернутыми под одинаковым углом к вертикальной оси устройства способствует дополнительно развороту устройства, что обеспечивает меньшую сопротивляемость при подъеме и качественную зачистку поверхности стен котлована.
В эти вытрамбовочные котлованы укладывается бетон и фундаменты готовы на любых грунтах (насыпных, набухающих, просадочных) без землеройных работ, без обратной засыпки, без сборного железобетона, без работы автокранов и автотранспорта.
При разных модификациях устройства в зависимости от диаметра, веса и высоты сброса его возможна вытрамбовка котлованов под фундаменты разного сечения с разной несущей способностью на любую их глубину заложения под разные здания и сооружения, тем самым расширяя функциональные возможности устройства.