Устройство для формирования грунтоцементных тел
Полезная модель относится к области строительства и предназначена для крепления ограждающих стен и котлованов в условиях слабых и неустойчивых грунтов.
Технической задачей создание конструкции устройства, обеспечивающего увеличение несущей способности грунтоцементных тел при одновременном сокращении срока выполняемых работ.
Устройство включает грунтовой анкер, состоящий из трубчатых винтовых штанг, соединенных между собой муфтами, инъектор, выполненный в виде корпуса с буровым наконечником, представляющим собой буровое долото с отверстиями для выхода бурового раствора и режущими зубьями из твердосплавного материала, в корпусе инъектора выполнены поперечные и/или наклонные форсунки, а внутри корпуса установлен шариковый клапан для прекращения подачи бурового раствора в буровое долото, на свободном конце грунтового анкера установлен опорный узел в виде гайки с шайбами конического и сферического профиля и пластины.
Полезная модель относится к области строительства и предназначена для крепления ограждающих стен котлованов в условиях слабых и неустойчивых грунтов.
В большинстве случаев для формирования рабочего тела анкера и достижения проектных значений несущей способности анкера по грунту требуются специальные мероприятия, выполняемые на стадии установки анкеров. Для увеличения несущей способности анкера необходимо сформировать рабочее тело анкера (обеспечить заделку в виде «груши») и произвести доуплотнение рабочего тела. Известные технологии формирования рабочего тела и доуплотнения, использованные на различных объектах строительства в сложных инженерных гидрогеологических условиях строительства, разнообразны и требуют внесения в конструкцию анкера значительных изменений, что приводит к удорожанию выполняемых работ и используемых конструкций анкеров.
Наиболее близким по конструкции к предлагаемой полезной модели является устройство для формирования грунтоцементных тел (инъекционный анкер), состоящее из трубчатых винтовых анкеров, соединенных между собой муфтами, и буровой коронки, см. Рекламный проспект «Инъекторный анкер «ISCHEBECK» TITAN», ischebek 2000 год.
Однако, известное устройство также позволяет сначала формирование рабочего тела, а затем доуплотнение. Создание грунтоцементного тела большого диаметра (объема) с применением известной конструкции неизбежно приведет к увеличению срока и удорожанию проводимых работ.
Технической задачей полезной модели является создание конструкции устройства, обеспечивающего увеличение несущей способности грунтоцементных тел при одновременном сокращении срока выполняемых работ.
Техническая задача достигается тем, что в устройстве для формирования грунтоцементных тел, включающем грунтовой анкер, состоящий из трубчатых винтовых штанг, соединенных между собой муфтами, инъектор выполнен в виде корпуса с буровым наконечником, представляющим собой буровое долото, при этом буровое долото выполнено с отверстиями для выхода бурового раствора и режущими зубьями из твердосплавного материала, в корпусе монитора выполнены поперечные и/или наклонные форсунки, а внутри корпуса установлен шариковый клапан для прекращения подачи бурового раствора в буровое долото, причем на свободном конце грунтового анкера установлен опорный узел в виде гайки с шайбами конического и сферического профиля и пластины.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид устройства, на фиг.2 - конструкция инъектора и схема разбуривания скважины с промывкой буровым раствором, на фиг.3 - конструкция инъектора и схема заполнения скважины тампонажным раствором.
Устройство представляет собой полый грунтовой анкер (анкерную тягу) 1, собранный до проектного размера из штанг трубчатого сечения, соединенных между собой с помощью муфт 2. Трубчатое сечение штанги, по сравнению с полнообъемным стержнем
равновеликой площади сечения, является более рациональным при работе грунтового анкера 1 на изгиб, срез и боковое трение вместе с окружающим раствором запрессовки и грунтом. На поверхности трубчатых штанг нанесена крупная резьба, например, трапециевидного профиля, которая позволяет комплектовать грунтовые анкеры 1 с помощью цельных и резаных кусков трубчатых штанг. Соединительные муфты 2 снабжены внутренней резиновой кольцевой прокладкой-фиксатором (на чертеже не показано), обеспечивающей равномерность закручивания штанг. По свободной длине составляющие грунтовой анкер 1 штанги защищены пластиковой трубой 3. Для обеспечения процесса забуривания в грунт, выноса разбуриваемой породы и укрепления скважины грунтовой анкер снабжен инъектором 4, выполненным в виде корпуса, на рабочем конце которого рамещен буровой наконечник 5 в виде бурового долота. Буровое долото выполнено с отверстиями 6 для выхода бурового раствора и режущими зубьями 7 из твердосплавного материала. В корпусе инъектора 4 выполнены поперечные и/или наклонные форсунки 8. Внутри корпуса инъектора 4 установлен шариковый клапан 9, предназначенный для прекращения подачи бурового раствора в буровое долото. Закрепление грунтового анкера 1 на анкеруемом объекте 10 производится путем навинчивания до упора на свободный конец грунтового анкера 1 гайки 11 с предварительно установленными шайбами сферического и конического профиля 12 и 13. Подобное соединение образует шарнир, что уменьшает вероятность среза стали грунтового анкера 1 в узле крепления. Для равномерного распределения усилия в конструкции опорного узла используют пластину 14. В процессе работы устройства идет формирование грунтоцементного тела 15 (рабочая зона).
Предлагаемое устройство функционирует следующим образом и включает ряд следующих последовательно выполняемых операций.
Первоначально осуществляют формирование буровой скважины - промывка буровым раствором идет под давлением 0,4 МПа с линейной скоростью 0,6 м/мин. Забуривают в грунт трубчатую штангу с инъектором 4 и буровым наконечником 5. Через внутреннюю полость штанги подают буровой раствор под давлением 0,4 МПа. Буровой раствор (см. фиг.2) через отверстия 6 в буровом наконечнике 5 и через отверстия 8 в корпусе инъектора 4 проникает в грунт и размывает его с образованием буровой скважины. Продолжая бурение с промывкой буровым раствором наращивают грунтовой анкер 1 (наращивание производится присоединением через муфту 2 очередной полноразмерной штанги; количество штанг должно обеспечить длину, равную или превышающую длину рабочей зоны 15 анкера. После забуривания штанг, составляющих рабочую зону 15 грунтового анкера 1, продолжается бурение с промывкой и наращиванием трубчатых штанг, оснащенных по длине пластиковой трубой 3 с защитой муфтовых соединений кабельной изоляционной лентой.
Формирование зоны заделки грунтового анкера 1 с цементацией рабочей зоны начинается по достижении проектной длины. По достижении проектной длины повышается давление подачи цементного раствора (В/Ц=0,5-0,6 МПа) с одновременным включением в работу шарикового клапана 9. Шариковый клапан 9 перекрывает проходное отверстие и цементный раствор в буровой наконечник 5 не поступает, а поступает через отверстия 8 корпуса инъектора 4 в рабочую зону 15 грунтового анкера 1. Производится подъем трубчатых штанг с вращением при давлении цементного раствора 6,0-30,0 МПа высот от 2 до 8 м от низа скважины без демонтажа трубчатых штанг. По завершению цементации рабочей зоны 15 грунтового анкера 1 трубчатые штанги возвращаются в проектное положение.
Предлагаемая конструкция устройства позволяет создать грунтоцементное тело большого диаметра за счет обеспечения подачи цементного раствора под более высоким давлением (это обеспечивается за счет установки инъектора с шариковым клапаном). Предлагаемая конструкция также позволяет проводить и процесс разбуривания буровой скважины. По-существу обе операции - разбуривание буровой скважины и доуплотнение - можно проводить одним устройством без дополнительных временных затрат на переоборудование, что значительно сокращает сроки проведения работ и при этом повышается несущая способность анкеров.
Устройство для формирования грунтоцементных тел, включающее грунтовой анкер, состоящий из трубчатых винтовых штанг, соединенных между собой муфтами, инъектор, отличающееся тем, что инъектор, выполнен в виде корпуса с буровым наконечником, представляющим собой буровое долото, при этом буровое долото выполнено с отверстиями для выхода бурового раствора и режущими зубьями из твердосплавного материала, в корпусе монитора выполнены поперечные и/или наклонные форсунки, а внутри корпуса установлен шариковый клапан для прекращения подачи бурового раствора в буровое долото, причем на свободном конце грунтового анкера установлен опорный узел в виде гайки с шайбами конического и сферического профиля и пластины.
