Пристрій для створення свердловин у грунті

Изобретение относится к строительству, а именно, к устройствам для образования скважин в грунте. Наиболее близким объектом - прототипом является устройство для образования скважин в грунте по а.с. СССР №1818412, М.кл. E02B3/046.31.09.93, которое содержит полый корпус, центральная часть которого выполнена в виде сегментов, соединенных посредством уплотняющих элементов, расположенный в корпусе шток с уширенной верхней частью и связанный с оголовником в нижней части, при этом устройство снабжено упругими элементами, установленными на каждом сегменте с возможностью контакта с уширенной частью штока. Общими признаками с заявляемым объектом являются: полый корпус, в котором размещен шток с уширенной верхней частью и оголовником в нижней части. Недостатками данного технического решения является то, что это устройство предназначено только для пробивки скважин и уплотнения при этом боковых стенок, но конструкция известного устройства не позволяет нагнетать рабочий раствор, например раствор силиката натрия, цементный раствор, в скважину, обеспечивая тем самым закрепление грунта по боковым поверхностям скважины. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования устройства для образования скважин в грунте, в котором, введением в конструкцию гидравлического устройства обеспечивается закрепление4 грунта боковых стенок скважины при ее пробивке, и за счет этого повышается несущая способность фундаментов в пробитых скважинах на действие различных нагрузок. Поставленная задача решается тем, что в устройстве для образования скважин в грунте, содержащем полый корпус, расположенный в корпусе шток, с уширенной верхней частью и связанный с оголовником в нижней части, согласно изобретению, дополнительно размещены камера рабочей жидкости с впускным и выпускными клапанами, канал для подачи рабочей жидкости со штуцером при выходе из корпуса и отверстия в днище корпуса, при этом камера рабочей жидкости установлена с зазором от внутренней поверхности полого корпуса, а выпускные клапаны через зазор гидравлически соединены с отверстиями в днище, при этом уширенная часть штока расположена внутри камеры рабочей жидкости с возможностью совершения возвратно-поступательных движений в ней. На фиг.1 показан разрез устройства для образования скважин в грунте в фазе подъема; на фиг.2 - разрез устройства для образования скважин в грунте в фазе удара о дно скважины. Корпус 1 состоит из двух отлитых из металла частей. В полой части корпуса 1 размещена камера рабочей жидкости 2, которая содержит впускной 3 и выпускные 4 клапаны. Уширенная верхняя часть 5 штока 6 расположена в камере рабочей жидкости 2 и связана с оголовником 7. Днище 8 полого корпуса 1 выполнено с каналами 9. Устройство тросом 10 за кольцо 11 поднимается на заданную высоту для сбрасывания. Во время подъема уширенная верхняя часть 5 штока 6 находится в нижнем положении, при этом впускной клапан 3 открыт, а выпускные клапаны 4 закрыты. Рабочая жидкость 12 поступает по гибкому шлангу 13, соединенным с корпусом 1 через штуцер 14, далее по каналу 15 через клапан 3 заполняет камеру рабочей жидкости 2. При соприкосновении с грунтом 16 оголовник 7, к которому жестко закреплен шток 6 с уширенной верхней частью 5 перемещается вверх, выдавливая рабочую жидкость 12 в зазор 17 между корпусом 1 и камерой рабочей жидкости 2, при этом выпускные клапаны 4 открыты, а впускной 3 - закрыт. Рабочая жидкость под действием уширенной верхней части 5 штока 6, играющей роль поршня, вытесняется из камеры 2 в зазор 17 и через каналы 9 днища 8 под давлением оголовника 7 инъекцируется в грун т боковых стенок скважины. Для предотвращения повреждений днища 8 от ударов, на оголовнике 7 установлены демпферирующие прокладки 18. Уплотняющие прокладки 19 предназначены для герметизации рабочей камеры. В результате циклического процесса подъема и сбрасывания устройства происходит одновременное образование скважины в грунте и инъекцирование рабочей жидкости в грунт, прилегающий к боковым стенкам скважины. Вследствие этого между твердыми частицами грунта устанавливаются прочные, обусловленные вяжущим веществом, связи, которые в значительной степени увеличивают прочность грунта и уменьшают его сжимаемость. Благодаря этому фундамент, устраиваемый в образованной скважине, например путем заполнения скважины бетоном, имеет повышенную несущую способность на различные виды нагрузок, например на вдавливающие и выдергивающие нагрузки - за счет повышения сопротивления сдвигу боковой поверхности фундамента, а намоментные и горизонтальные - за счет повышения реактивного отпора по боковым стенкам скважины. Для осуществления устройства для образования скважин в грунте могут быть использованы металлические цилиндрические трамбовки массой 2 - 6т, диаметром 0,4 - 0,7м, длиной 2 - 5м. Камера рабочей жидкости, диаметром 0,2 - 0,4м, установленная в корпусе с зазором, представляет собой герметический сосуд, в верхней части которого содержатся впускной и выпускные клапаны. Камера рабочей жидкости сообщается через зазор с отверстиями, диаметром 10 - 12мм, в днище трамбовки. Базовой машиной для пробивки скважин в грунте может служить экскаватор Э-10011, Э-652, трактор С-100, Т-150, автомобиль КраЗ и др. Пробивка осуществляется сбрасыванием устройства с высоты 2 - 6м, на глубину 1,5 - 10м. Таким образом, использование данного устройства для образования скважин в грунте позволяет закреплять грунт боковых поверхностей скважины, что повышает несущую способность фундаментов в пробитых скважинах по боковой поверхности.