Спосіб утворення шпар та комплекс механізації для його здійснення

1. Спосіб утворення шпар, що включає проходження стовбура витісненим ґрунтом та наступне утворення в вибої розширення шляхом подання порцій твердіючої суміші і витіснення кожної порції, який відрізняється тим, що витіснення ґрунту та твердіючої суміші виконують шляхом проколу від статичного зусилля, при цьому проходження стовбура здійснюють з одночасним зануренням обсадної труби при утворенні під нею вибійної ділянки для порції твердіючої суміші, а виймають обсадну трубу після утворення ядра з твердіючої суміші. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що порції твердіючої суміші подають ємністю, об'ємом, рівним одній порції, вивантаження якої здійснюють через дно, що виконано з можливістю відкривання. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що стовбур шпари можуть утворювати шляхом передачі 2 (19) 1 3 94160 4 качі, із яких три перемикаючі привідний механізм відповідно на висування башмаків і штовхача, на зворотній рух штовхача, на зворотній рух башмаків і штовхача, що становить цикл, відповідний кроку шпароутворювача, а четвертий кінцевий вимикач, що задіює шпароутворювач, на автоматичний режим, від автономного вмикання та взаємодії з контактним елементом, через його взаємодію з обсадною трубою, до положення спирання на неї зовнішньої секції. 7. Комплекс механізації за п. 6, який відрізняється тим, що в шпароутворювачі перемикач ходу секції являє собою механізм, утримуючий опорні елементи, радіально рухливо вставлені в корпус зовнішньої секції, підпружені в напрямку осі, а в осьову штангу лідерної секції радіально рухливо вставлені проміжні елементи, підпружинені з можливістю засування опорних елементів в складеному положенні секцій, при цьому штовхач спирається одночасно на оголовок осьової штанги і заглибини на опорних елементах, в їх висунутому положенні, для фіксації цього положення, а в опорні елементи вставлені фіксуючі елементи з можливістю руху в напрямку осі від нарізного подання гвинтовими елементами і вставлення в канавки на осьовій штанзі в складеному положенні секцій. 8. Комплекс механізації за п. 6, який відрізняється тим, що механізм висування башмаків, шляхом їх обертального руху, на шарнірі кріплення, нижніми кінцями відносно верхніх, вміщує підшипникові блоки, зв'язані з гідроциліндром привідного механізму, через тяги і проміжний диск, і взаємодіючі з башмаками та корпусом котками по контактним поверхням, нахиленим одна до одної під гострим кутом, причому підшипникові блоки шарнірноважільно зв'язані з башмаками з можливістю їх повернення в вихідну позицію від зворотнього ходу гідроциліндра. 9. Комплекс механізації за п. 5, який відрізняється тим, що механізмом висування опорної рами може бути привідна трособлочна система типу поліспаста. 10. Комплекс механізації за п. 6, який відрізняється тим, що обсадна труба може бути виконана радіально розсувною, у вигляді замкнутої низки повздовжних ланок, зчіпних та проміжних, розміщених почергово, шарнірно-важільно зв'язаних з'єднальними пластинами з можливістю радіального переміщення від осьового взаємопереміщення, причому зчіпні ланки виконані зі зчіпними заглибинами для зачепів виймача, а одна із проміжних ланок виконана з клиновидним виступом на верхньому торці і заглибиною на внутрішній поверхні, біля нижнього торця, для взаємодії з контактним елементом, взаємодіючим з четвертим кінцевим вимикачем. 11. Комплекс механізації за пп. 6, 10, який відрізняється тим, що виймач для обсадної труби утримує зачепи, встановлені в корпусі радіальнорухливо, підпружинені в сторону висування з можливістю встановлення в зчіпні заглибини обсадної труби, причому зачепи трособлочно зв'язані з осьовою штангою, рухливо встановленою в корпусі, клиновидні виступи якого, в стані його спирання, захоплюються обертально рухливими захоплювачами, прикріпленими до осьової штанги, яка з'єднується з трособлочною системою підйомнотранспортного засобу, а захоплювачі виконані з консольними продовженнями за шарнір кріплення, а на корпусі встановлені напрямні ролики з можливістю взаємодії з поверхнею ущільненого ґрунту, утворюючими стовбур шпари. 12. Комплекс механізації за п. 6, який відрізняється тим, що засіб для подання порції твердіючої суміші вміщує ємність з дном, виконаним з можливістю відкривання, сектори якого обертальнорухливі, на шарнірах кріплення, шарнірноважільно зв'язані з тягами, рухливо проведеними через корпус та проміжний диск, на якому встановлені обертально-рухливі захоплювачі з можливістю захоплення клиновидних виступів на торцевій дузі корпусу в стані контакту з ним проміжного диску, при цьому тяги головками спираються на проміжний диск, як в положенні розкритого дна, так і в його закритому положенні, в якому клиновидні виступи звільнені від захоплювачів, які виконані з консольними продовженнями за шарнір їх кріплення, а проміжний диск з'єднується з привідною трособлочною системою, проведеною через каретку, встановлену на напрямному каркасі, поперек осі, і маючу контактні клини, взаємодіючі з консольними продовженнями захоплювачів по нахилених площинах з можливістю звільнення клиновидних виступів на торцевій дузі, причому каретка фіксується в позиції збігу осей ємності та шпароутворювача. 13. Комплекс механізації за пп. 6, 9, який відрізняється тим, що напрямний каркас встановлюється обертально-рухливо, відносно станини, з можливістю фіксації під різним кутом нахилу або горизонтально. 14. Комплекс механізації за пп. 6, 9, який відрізняється тим, що споряджені ланками подовження лідерної та зовнішньої секцій шпароутворювача і комплектом обсадних труб відповідної довжини, а напрямний каркас виконаний повздовжньорозсувним. 15. Комплекс механізації за пп. 6, 7, 9, 13, який відрізняється тим, що електрокабель до привідного механізму шпароутворювача може бути підведеним по типу каната-поліспаста, з зусиллям натягу від ваги рухомої противаги. Технічне рішення, що пропонується, стосується переважно галузі будівництва і може бути використано при спорудженні палевих фундаментів. Поширене застосування набув спосіб утворення шпар для спорудження буронабивних паль з уширеною п'ятою. Свердловину та уширену порожнину в її вибої утворюють методом виймання 5 ґрунту шляхом буріння (1). Основним недоліком способу є виймання ґрунту, що зумовлює можливість застосування лише в сухих стійких ґрунтах і не передбачає утворення оболонки із ущільненого ґрунту. На теперішній час набуває поширеного застосування спосіб вдавлювання паль з використанням силового гідромеханізму та привантаженої платформи, тобто шпару утворюють за рахунок вдавлювання палі (2,3). Основними недоліками способу є : - необхідність подолання тертя по бічній поверхні та зусилля утискування тупим торцем, при її заглибленні; - відсутність уширення стовбуру в вибої. Відомо спосіб влаштування набивних паль без виймання ґрунту, в якому стовбур шпар утворюють забиванням трубчатого корпусу сердечникомбабою, а в вибої його уширюють за рахунок виконання ядра з твердіючої маси шляхом подання її порціями та витіснення кожної порції трубчатим корпусом (4). Недоліками способу є: - динамічність дії; - обмеженість заглиблення рівнем ґрунтових вод; - необхідність подолання тертя по бічній поверхні при вийманні трубчатого корпусу. Відомі способи улаштування паль, в яких при бурінні свердловин додають цементний розчин з утворенням ґрунтоцементної суміші (5,6,7). Основним недоліком способів є відсутність уширення свердловини в вибої з утворенням уширеної п'яти із твердіючої суміші та оболонки із ущільненого грунту навколо уширеної п'яти. Найбільш близьким за сукупністю суттєвих ознак до заявляемого способу є спосіб, який реалізує в своїй роботі пристрій для утворення шпар. Спосіб-прототип полягає в пробиванні стовбуру шпари шляхом почергової деформації ґрунту взаєморухливими секціями прохідницького органу по двом ділянкам поперечного перерізу, вийманні прохідницького органу зі складанням зовнішньої секції від зусилля виймання, розширенні стовбуру шпари в вибої за рахунок утворення ядра із жорсткого матеріалу шляхом його подання порціями та сумісного занурення складених секцій в кожну порцію (8). Недоліки способу такі: - динамічність дії; - обмеженість заглиблення рівнем ґрунтових вод. Найближчим по технічній суті до запропонованих засобів механізації є пристрій для утворення шпар, вміщуючий прохідницький орган з двома секціями, концентрично розміщеними, взаєморухливими поперемінно, взаємодіючими з приводом ударно направленої дії, причому зовнішня секція виконана радіально розсувною (8). Недоліком пристрою-прототипу, як і наведеннях аналогів, є громіздкість та обмеження технологічних можливостей. В основу технічного рішення, що пропонується, поставлена задача створення способу утво 94160 6 рення шпар, який би усунув наведені недоліки прототипу та аналогів. Друга задача, яка поставлена в основу заявленого технічного рішення є суттєве зменшення громоміздкості, енергомісткості, що в поєднанні з розширеними технологічними можливостями, забезпечило б збільшення ефективності фундаментобудівництва. Перша поставлена задача вирішується тим, що в способі утворення шпар вміщуючим проходження стовбуру витісненням грунту та наступне утворення в вибої уширення шляхом подання порцій твердіючої суміші і витіснення кожної порції, витискування грунту та твердіючої суміші виконують шляхом проколу від статичного зусилля, при цьому проходження стовбуру здійснюють з одночасним зануренням обсадної труби при утворенні під нею вибійної ділянки для порції твердіючої суміші, а виймають обсадну трубу після утворення ядра з твердіючої суміші. Крім того, в способі утворення шпар порції твердіючої суміші подають ємністю, об'ємом рівним одній порції, вивантаження якої здійснюють через дно, що виконано з можливістю відкривання. Крім того, в способі утворення шпар проходження стовбуру шпари можуть здійснювати під різним кутом нахилу, або горизонтально, в залежності від положення напрямного каркасу, з опірною рамою та шпароутворювачем, відносно привантаженої станини. Крім того, в способі утворення шпар спочатку виконують ділянки стовбуру шпар вище рівня ґрунтових вод, потім їх подовжують, до несучого шару, подовженим шпароутворювачем з відповідно довшою обсадною трубою, яку виймають після заповнення бетонною сумішшю. Крім того, в способі утворення шпар виконують лідерний стовбур меншого поперечного перерізу шляхом буріння з його заповненням ґрунтоцементним розчином, або вийманням грунту. Таким чином, заявлений спосіб дозволяє уникнути динамічності дії при проходженні стовбуру шпари та витискуванні порцій твердіючої суміші (органом занурення), що можливо при використанні привідного механізму статичної дії, а одночасне занурення обсадної труби з утворенням під нею вибійної ділянки для порцій твердіючої суміші сприяє контрольованості витіснення кожної порції в повному обсязі та запобігає випиранню грунту в стовбур шпари. Транспортування та вивантаження порції твердіючої суміші за допомогою ємності з відкривним дном забезпечує точність кількісного контролю порції та збереження однорідності маси за рахунок уникнення розшарювання при вивантаженні. Проходження стовбуру шпари під кутом нахилу збільшує ефективність посилення основи існуючих фундаментів, наприклад, проходження горизонтальних шпар зумовлює можливість проведення комунікацій під шляхопроводами. Виконання ділянок стовбуру шпар спочатку вище рівня ґрунтових вод, потім їх подовження, до несучого шару, забезпечує можливість використання одного й того ж шпароутворювача шляхом 7 подовження секцій ланками подовження в умовах будівельного майдану. Виконання попередньо лідерної свердловини меншого поперечного перерізу, з заповненням її ґрунтоцементною сумішшю, або без неї, дозволяє звести до мінімуму зусилля для прокола, а утворення ґрунтоцементної скоринки на внутрішній поверхні стовбуру шпари збільшує несучу здатність палі. Друга поставлена задача вирішується тим, що комплекс механізації для утворення шпар, утримуючі базову конструкцію, привідний механізм та прохідницький орган, який виконаний з двома секціями, лідерною і зовнішньою, розміщеними концентрично, рухливими поперемінно або сумісно, через перемикач їх ходу, споряджені обсадною трубою, її виймачем та засобом для подання твердіючої суміші, а привідний механізм та прохідницький орган поєднані органом спирання і сумісно з ним утворюють самохідний шпароутворювач, рухливо встановлений в опірній рамі базової конструкції, яка вміщує також привантажуєму станину та напрямний каркас, в якому опірна рама встановлена рухливо і зв'язана з ним механізмом її висування відносно підошви станини, а шпароутворювач з'єднаний з напрямним каркасом привідною трособлочною системою і опираємий зовнішньою секцією на обсадну трубу в висунутому з неї положенні прохідницького органу на задану кількість кроків, причому привідний механізм шпароутворювача виконаний у вигляді силового гідромеханізму, один із гідроциліндрів якого зв'язаний з механізмом висування башмаків, обертально рухливо встановлених в корпусі органу спирання і виконаних з можливістю спирання на опірні виступи на гілках опірної рами, а другий гідроциліндр з'єднаний зі штовхачем, рухливо проведеним через корпус органу спирання та встановленим в корпус зовнішньої секції, з можливістю взаємодії з секціями через перемикач їх ходу, а штовхач фіксує^мий до зовнішньої секції, в напрямку його зворотного руху, через підпружинені зачепи, в складеному стані секцій, а на корпусі органу спирання встановлені чотири кінцеві вимикачі, із яких три перемикаючі привідний механізм відповідно на висування башмаків і штовхача, на зворотній рух штовхача, на зворотній рух башмаків і штовхача, що становить цикл відповідаючий кроку шпароутворювача, а четвертий кінцевий вимикач задіюючий шпароутворювач, на автоматичний режим, від автономного вмикання та взаємодії з контактним елементом, через його взаємодію з обсадною трубою, до положення спирання на неї зовнішньої секції. Крім того, в засобах механізації для утворення шпар в шпароутворювач і перемикач ходу секцій являє собою механізм, утримуючий опірні елементи, радіально рухливо вставленні в корпус зовнішньої секції, підпружинені в напрямку осі, а в осьову штангу лідерної секції радіально рухливо вставлені проміжні елементи, підпружинені з можливістю засування опірних елементів в складеному положенні секцій, при цьому штовхач опираємий одночасно на оголовок осьової штанги і заглибини на опірних елементах, в їх висунутому положенні, для фіксації цього положення, а в опірні елементи 94160 8 вставлені фіксуючі елементи з можливістю руху в напрямку осі від нарізного подання гвинтовими елементами і вставлення в канавки на осьовій штанзі в складеному положенні секцій. Крім того, в засобах механізації для утворення шпар механізм висування башмаків, шляхом їх обертального руху, навколо шарнірного кріплення, нижніми кінцями відносно верхніх, вміщує підшипникові блоки, зв'язані з гідроциліндром привідного механізму, через тяги і проміжний диск, і взаємодіючі з башмаками та корпусом по їх контактним поверхням, нахиленим одна до другої під гострим кутом, причому підшипникові блоки' шарнірноважільно зв'язані з башмаками з можливістю їх повернення в вихідну позицію від зворотнього ходу гідроциліндра. Крім того, в засобах механізації для утворення шпар механізмом висування опірної рами може бути привідна троеоблочна система типу поліспаста. Крім того, в засобах механізації для утворення шпар обсадна труба може бути виконана радіально розсувною, у вигляді замкнутої низки повздовжніх ланок, зчіпних та проміжних, розміщених почергово, шарнірно-важільно зв'язаних з'єднувальними пластинами з можливістю радіального переміщення від осьового взаємопереміщення, причому зчіпні ланки виконані зі зчіпними заглибинами для зачепів виймача, а одна із проміжних ланок виконана з клиновидним виступом на верхньому торці і заглибиною на внутрішній поверхні, біля нижнього торця, для взаємодії з контактним елементом, взаємодіючим з четвертим кінцевим вимикачем. Крім того, в засобах механізації для утворення шпар виймач для обсадної труби утримує зачепи, встановлені в корпусі радіально рухливо, підпружинені в сторону висування з можливістю вставлення в зчіпні заглибини обсадної труби, причому зачепи трособлочно зв'язані з осьовою штангою, рухливо вставленою в корпусі, клиновидні виступи якого, в стані його спирання, захоплюємі обертально рухливими захоплювачами, укріпленими до осьової штанги, яка з'єднуєма з трособлочною системою під'ємно-транспортного засобу, а захоплювачі виконані з консольними продовженнями за шарнір кріплення, а на корпусі встановлені напрямні ролики з можливістю взаємодії з поверхнею ущільненого ґрунту, утворюючою стовбур шпари. Крім того, в засобах механізації для утворення шпар засіб для подання порції твердіючої суміші вміщує ємність з дном, щовиконано з можливістю відкривання, сектори якого обертально рухливі, на шарнірах кріплення, шарнірно-важільно зв'язані з тягами, рухливо проведеними через корпус та проміжний диск, на якому встановлені обертально рухливі захоплювачі з можливістю захоплення клиновидних виступів на торцевій дузі корпусу в стані контакту з ним проміжного диску, при цьому тяги головками опираємі на проміжний диск як в положенні розкритого дна, так і в його закритому положенні, в якому клиновидні виступи звільнені від захоплювачів, які виконані з консольними продовженнями за шарнір їх кріплення, а проміжний диск з'єднуємий з привідною трособлочною систе 9 мою, проведеною через каретку, встановлену на напрямному каркасі, поперек осі, і маючу контактні клини, взаємодіючі з консольними продовженнями захоплювачів по нахиленим площинам з можливістю звільнення клиновидних виступів на торцевій дузі, причому каретка фіксуєма в позиції збігу осей ємкості та шпароутворювача. Крім того, в засобах механізації для утворення шпар напрямний каркас, виконаний встановлюємим обертально рухливо, відносно станини, з можливістю фіксації під різним кутом нахилу або горизонтально. Крім того, комплекс механізації для утворення шпар споряджені ланками подовження лідерної та зовнішньої секцій шпароутворювача і комплектом обсадних труб відповідної довжини, а напрямний каркас виконаний повздовжно розсувним. Крім того, в засобах механізації для утворення шпар електрокабель до привідного механізму шпароутворювача може бути підведеним по типу каната поліспаста, навантаженого лише противагою. Таким чином, компактність засобів механізації для утворення шпар досягається, перш за все, створенням самохідного шпароутворювача, в якому орган спирання є зв'язуючою ланкою між прохідницьким органом і гідравлічним привідним механізмом, при цьому зв'язок одного із гідроциліндрів привідного механізму з механізмом висування башмаків забезпечує їх обертально висувний рух, а зв'язок другого гідроциліндра з секціями, через перемикач їх ходу, забезпечує взаємоперемінний рух секцій, а три кінцеві вимикачі зумовлюють крокуючий рух шпароутворювача в автоматичному режимі, а четвертий кінцевий вимикач зумовлює фіксований рух на задану кількість кроків, через взаємодію його контактного елементу з обсадною трубою, що забезпечує контрольоване витіснення порції твердіючої суміші в повному обсязі, а виконання опірної рами висувною, відносно підошви станини, зумовлює занурення шпароутворювача на глибину достатню для його подальшого самостійного руху, через спирання башмаками на оболонку із ущільненого ґрунту навколо стовбуру шпари. Виконання перемикача ходу секцій в вигляді механізму з радіально рухливими підпружиненими елементами, взаємодіючими між собою, забезпечує покроковий рух шпароутворювача. Виконання механізму висування башмаків з підшипниковими блоками, взаємодіючими по нахиленим, під гострим кутом, контактним поверхням на башмаках та корпусі органу спирання забезпечує обертально висувний рух башмаків, на шарнірах кріплення, нижніми кінцями відносно верхніх, а шарнірно-важільний зв'язок підшипникових блоків з башмаками забезпечує їх зворотній обертальний рух в складений стан. Виконання механізму висування опірної рами в вигляді привідної трособлочної системи забезпечує безперервність занурення опірних гілок опірної рами в ґрунт. Виконання обсадної труби радіально розсувною з повздовжніми ланками, шарнірно-важільно з'єднаними в площинах паралельних осі, через 94160 10 з'єднувальні пластини, забезпечує радіальний рух ланок від осьового взаємопереміщення, що зменшує тертя по бічній поверхні, а наявність зчіпних заглибин на зчіпних ланках забезпечує їх з'єднання з зачепами виймача, а наявність клиновидного виступу та заглибин в одній із проміжних ланок зумовлює фіксований рух шпароутворювача від четвертого кінцевого вимикача. Виконання виймача для обсадної труби зі зв'язком підпружинених зачепів з привідною трособлочною системою зумовлює їх засунутий стан в підвішеному положенні виймача та висунутий стан, в положенні його спирання корпусом на обсадну трубу, зі вставленням в її зчіпні заглибини, а виконання консольних продовжень захоплювачів за шарнір кріплення забезпечує роз'єднання зачепів з обсадною трубою, а встановлення на корпусі підпружинених напрямних роликів забезпечує фіксацію збігу зачепів зі зчіпними заглибинами у зчіпних ланках обсадної труби. Виконання ємності, для порції твердіючої суміші, з відкривним дном, вміщуючим обертальнорухливі сектори, з'єднуємі з трособлочною системою, зумовлює закритий його стан при транспортуванні, а виконання обертально рухливих захоплювачів на проміжному диску з можливістю захоплення клиновидних виступів на торцевій дузі, в стані спирання ємкості, зумовлює відкривання дна, при підійманні ємкості, а виконання захоплювачів з консольними продовженнями за шарнір кріплення зумовлює вивільнення клиновидних виступів від захоплювачів, а трособлочний зв'язок ємкості з напрямним каркасом через каретку забезпечує переміщення ємкості в положення осі шпари з місця завантаження, а виконання на каретці контактних клинів для взаємодії з консольними продовженнями захоплювачів зумовлює приведення ємкості в стан закритого дна. Встановлення напрямного каркасу обертально рухливо відносно станини полегшує його встановлення в нахилене або горизонтальне положення. Спорядження шпароутворювача ланками подовження лідерної та зовнішньої секцій зумовлює його подовження, при необхідності. Розміщення електрокабеля до привідного механізму шпароутворювача по типу каната поліспаста забезпечує рух кабеля в обох напрямках під постійним зусиллям натягу від противаги та спрощує обслуговування шпароутворювача. Технічне рішення, що заявляється, подано на кресленнях, де зображено: на фіг. 1 - загальний вигляд базової конструкції зі шпароутворювачем у вихідній позиції вертикального встановлення; на фіг.2 - те ж, розріз А - А за Фіг.1 зі схематичним зображенням привідних трособлочних систем в площині осі; на фіг.3 - те ж, розріз А - А за Фіг.1 в позиції розташування завантаженої ємкості для твердіючої суміші по осі утвореної шпари; на фіг.4 - вид А за фіг. 1; на фіг.5 - розріз Б - Б за фіг.4; на фіг.6 - розріз В - В за фіг.4 на фіг.7 - розріз Г - Г за фіг. 1; на фіг.8 - розріз Д - Д за Фіг. 1; 11 на фіг.9 - шпароутворювач на початку кроку; на фіг. 10 - те ж, після ходу лідериої секції; на фіг. 11 - те ж, після ходу зовнішньої секції; на фіг. 12 - подовжений шпароутворювач; на фіг. 13 - вузол А за Фіг.9; на фіг. 14 - розріз Е - Е за Фіг. 13; на фіг. 15 - вибійна ділянка стовбуру шпари з першою порцією твердіючої суміші з зануренням в неї складених секцій; на фіг. 16 - те ж, після проколу першої порції твердіючої суміші; на фіг. 17 - те ж, після проколу передостанньої порції твердіючої суміші; на фіг. 18 - шпароутворювач на привантажуємій базовій конструкції в позиції горизонтального встановлення; на фіг. 19 - фундамент зі шпарами, посилюючими його ґрунтову основу; на фіг.20 - розріз Ж - Ж за Фіг.9; на фіг.21 - вид Б за Фіг.20; на фіг.22 - розріз И - И за Фіг.21; на фіг.23 - розріз К - К за Фіг.21; на фіг.24 - розріз Л - Л за Фіг.21; на фіг.25 - вид В за Фіг.20; на фіг.26 - вид Г за Фіг.20; на фіг.27 - розріз М - М за Фіг.22 (штовхач та опірні елементи шпароутворювача після його кроку - початок циклу); на фіг.28 - те ж, після ходу лідериої секції; на фФіг.29 - те ж, після ходу зовнішньої секції; на фіг.30 - те ж, в стані фіксованих секцій між собою; на фіг.31 - розріз Н -Н за Фіг.29; на фіг.32 - орган спирання, вид збоку; на фіг.33 - розріз О - О за Фіг.32; на фіг.34 - розріз П - П за Фіг.33, в складеному положенні башмаків; на фіг.35 - те ж, у висунутому положенні башмаків ; на фіг.36 - розріз Р -Р за Фіг.34; на фіг.37 - розріз С - С за Фіг.32; на фіг.38 - гідравлічна схема; на фіг.39 - обсадна труба в розсунутому стані; на фіг.40 - те ж, в складеному стані; на фіг.41 - розріз Т - Т за Фіг.39; на фіг.42 - розріз У - У за Фіг.40; на фіг.43 - вид Д за Фіг.39; на фіг.44 - розріз Ф - Ф за Фіг.43; на фіг.45 - розріз X - X за Фіг.43; на фіг.46 - розріз Ц - Ц за Фіг.39; на фіг.47 - виймач для обсадної труби в стані спирання; на фіг.48 - те ж, в підвішеному стані; на фіг.49 - розріз Ш -Ш за Фіг.47; на фіг.50 - ємність для порції твердіючої суміші в стані завантаження, на фіг. 51 - те ж, в стані транспортування; на фіг.52 - те ж, в стані розвантажування; на фіг.53 - розріз Щ-Щ за фіг.50; на Фіг.54 - розріз Ю-Ю за фіг.51. Базова конструкція містить опірну раму 1, яка рухливо, гілками 2, вставлена в напрямний каркас 3, фіксує мий (умовно не показано) до станини 4, привантажуємої блоками 5, а до напрямного каркасу 3 укріплений щит автоматичного керування 6. 94160 12 Опірна рама 1 висувна гілками 2 відносно підошви станини 4. Напрямний каркас 3 встановлюємий на станину 4, через шарнір 7, з можливістю закріплення прямовисно, під різним кутом нахилу, або горизонтально. Напрямний каркас 3 може бути виконаний розсувним в осьовому напрямку (телескопічного типу). Опірна рама 1 може бути зв'язана з напрямним каркасом 3 через привідну трособлочну систему 8, виконану в вигляді поліпластів, які зв'язані з приводом 9 через проміжні каретки 10 і 11. В опірній рамі 1, рухливо вподовж осі, встановлений шпароутворювач 12, зв'язаний з напрямним каркасомЗ через привідну трособлочну систему 13. Шпароутворювач 12 складений з привідного механізму 14, органу спирання 15 і прохідницького органу 16, який складений з лідерної секції 17 та зовнішньої секції 18(фіг.9). Лідерна секція 17 вміщує осьову штангу 19, роз'ємну через пальцеве з'єднання 20. Секції 17 і 18 взаємодіючі зі штовхачем 21 через перемикач їх ходу, вміщуючий опірні елементи 22, радіально рухливо вставлені в корпус 23 зовнішньої секції 18, підпряжені пружинами 24 з можливістю висування в напрямку осі, засуваємі від проміжних елементів 25, радіально рухливо вставлених в осьову штангу 19 і підпружинених пружиною 26 з можливістю висування в напрямку від осі (Фіг.27-29). Опірні елементи 22 виконані з заглибинами 27 для фіксованого спирання на них штовхача 21, який має можливість одночасного спирання і на оголовок осьової штанги 19. В опірні елементи 22 радіально вставлені фіксуючі елементи 28 з можливістю їх висування, через вікна 29, від нарізного подання гвинтовими елементами 30, зі вставленням в канавки 31 на осьовій штанзі 29 (Фіг.30). До лідерної секції 17 укріплені елементи фіксації 32, для фіксації її ходу відносно зовнішньої секції 18, а в корпус 23 вставлені фіксатори 33, підпружинені пружинами 34, вставляємі в вікна 35 штовхана 21 в складеному стані секції (17,18) та висуваємі з вікон 35, через взаємодію по нахиленим площинам, при русі штовхана 21, лише в сторону його прямого (робочого) ходу. На оголовку осьової штанги 19 виконані консольні продовження 36 з можливістю їх взаємодії з опірними елементами 22 в висунутому стані лідерної секції 17 та при засунутому стані штовхача 21. Зовнішня секція 18 опираема на обсадну трубу 37 кришкою 38, укріпленою до корпусу 23. Орган спирання 15 утримує корпус 39, в який вставлені корпусні вставки 40, зафіксовані гвинтовими елементами 41 і 42. В корпусних вставках 40 розміщені башмаки 43 з'єднані з ними, через шарніри 44, з можливістю висування за рахунок обертального руху від механізму їх висування. Механізм висування башмаків 43 вміщує підшипникові блоки 45, розміщені між башмаками 43 та корпусом 39, з'єднані між собою тягами 46, через шарніри 47, через які блоки 45 також зв'язані, важелями 48, з котками 49, розміщеними в напря 13 мних канавках 50 башмаків 43 з можливістю їх обертального руху в вихідний стан від зворотного руху блоків 45, котки 51 яких контактуючі з контактними поверхнями 52 на башмаках 43, а котки 53контактуючі з контактними поверхнями 54 на корпусі 39, причому контактні поверхні 52 і 54 розміщені під гострим кутом в сторону прямого (робочого) руху підшипникових блоків 45. На корпусі 39 встановлені чотири кінцеві вимикачі (фіг.20), із яких кінцеві вимикачі 55 і 56 взаємодіючі відповідно з контактними елементами 57 і 58, встановленими на штовхачі 21, а кінцевий вимикач 59 контактуючий з контактним елементом 60, встановленим на корпусі 23, а кінцевий вимикач 61 контактуючий з контактним елементом 62, встановленим на корпусі 39. Башмаки 43, в висунутому положенні, опираємі на виступи 63 на гілках 2(фіг.13). Підшипникові блоки 45 зв'язані тягами 64 з проміжним диском 65, який тягами 66 зв'язаний з гідроциліндром 67 привідного механізму 14, а гідроциліндр 68 зв'язаний зі штовхачем 21. Гідроциліндри 67 і 68 зв'язані відповідно з гідро розподілювачами 69 і 70 (фіг.38). Обсадна труба 37 (фіг. 39) вміщує зчіпні ланки 71 і проміжні ланки 72, шарнірно важільно зв'язані з'єднальними пластинами 73, причому зчіпні ланки 71 виконані зі зчіпними заглибинами 74, а на одній із проміжних ланок 72 виконаний клиновидний виступ 75, на верхньому торці, і заглибина 76 біля нижнього торця, причому виступ 75 і заглибина 76 взаємодіючі з контактним елементом 62 відповідно на початку та в кінці висування прохідницького органу 16 з обсадної труби 37, на задану кількість кроків. Виймач (фіг.47), для обсадної труби 37, вміщує зачепи 77, радіально рухливо вставлені в корпус 78, підпряжені пружинами 79, виконані з виступами 80, вставляємими в зчіпні заглибини 74, при цьому зачепи 77 трособлочним з'єднанням 81 зв'язані з осьовою штангою 82, рухливо вставленою в корпус 78, клиновидні виступи 83 якого захоплюємі захоплювачами 84, укріпленими до осьової штанги 82 обертально рухливо, на шарнірах 85, та виконаними з консольними продовженнями 86, за шарніри кріплення 85, а на корпусі 78 встановлені напрямні ролики 87, виконані з можливістю взаємодії з поверхнею ущільненого ґрунту, утворюючою стовбур шпари. Ємність 88 (фіг.50), для порції твердіючої суміші, вміщує корпус 89, до якого обертально рухливо, на шарнірах 90, укріплені сектори 91, утворюючі дно, що виконано з можливістю відкривання, причому сектори 91, через шарнірноважільні з'єднання 92, зв'язані з тягами 93, рухливо проведеними через корпус 89 та проміжний диск 94, на якому обертально рухливо, на шарнірі 95, встановлені захоплювачі 96, захоплюючі клиновидні виступи 97, виконані на торцевій дузі 98, укріпленій до корпусу 89, а тяги 93 виконані з головками 99, при цьому захоплювачі 96 виконані з консольними продовженнями 100, за шарнір кріплення 95, а проміжний диск 94 з'єднуємий з привідною трособлочною системою 101 (фіг. 2) проведеною через каретку 102, встановлену на напрямному каркасі 3, виконану з контактними 94160 14 клинами 103, взаємодіючими з консольними продовженнями 100. Лідерна секція 17 може бути подовжена ланкою 104, через пальцеве з'єднання 20, а зовнішня секція 18 може бути подовжена ланкою 105, через фланцеве з'єднання 106, що зумовлює використання відповідно подовженої обсадної труби 107 (фіг. 12). Електрокабель 108 до привідного механізму 14 може бути підведений по типу каната поліспаста з зусиллям натягу від противаги 109 (фіг.6) встановленої в напрямну 110. Електрокабель 108 проведений через рухомий блок 111, спільний з провідною трособлочною системою 13, виконаною в вигляді поліспасту, вставлений в напрямну 112. Крім того, на пульті керування (умовно не показаному) виконані кнопки для керування трособлочними системами 8, 13, 102 : «Пуск» для покрокового руху шпароутворювача 12; «Стоп» для фіксації його в підвішеному положенні; а також виконана кнопка для вмикання шпароутворювача 12 через кінцевий вимикач 61. Заявлений спосіб та праця засобів механізації для його здійснення виконуються таким чином. Під'ємно - транспортні операції по обслуговуванню, зв'язаному з : переїздом на місце будівництва, приведенням в робочий стан базової конструкції, її перестановкою, монтажем блоків привантаження, тощо, виконують за допомогою окремого під'ємнотранспортного засобу (автокрана наприклад). Напрямний каркас 3, з опірною рамою 1 і шпароутворювачем 12, встановлюють на станину 4, через шарнір 7, і фіксують до неї (не показано) в прямовисному положенні. По осі наміченої шпари стійко встановлюють обсадну трубу 37, в розсунутому стані, в якому з'єднальні пластини 73 займають положення в площинах поперек осі. Базову конструкцію 4, в підвішеному стані опускають зі вставленням шпароутворювача 12 в обсадну трубу 37, до спирання на сплановану земну поверхню підошви станини 4. Шпароутворювач 12 опирають наконечником складених секцій (17 і 18), з задіюванням привідної трособлочною системні3. При необхідності, станину 4 привантажують блоками 5. Вмиканням приводу 9 занурюють в ґрунт гілки 2, після чого опірну раму 1 фіксують (не показано) до напрямного каркасу 3. У вихідній позиції шпароутворювача 12 кінцеві вимикачі 55,56,59,61 не контактують зі своїми відповідно контактними елементами 57,58,60,62, а штовхач 21 опирається на оголовок осьової штанги 19. Кнопкою «Пуск» на пульті керування (не показано) тиск подається на зворотній хід гідроциліндрів 67 і 68 через відповідно гідро розподільники 69 і 70,внаслідок чого штовхач 21 займає крайнє верхнє положення, а контактний елемент 57 контактує з кінцевим вимикачем 55 (фіг. 25), який перемикає гідро розподільник 69 на прямий хід гідроциліндра 67 і підшипникові блоки 45 починають рух вгору, через тяги 66 та проміжний диск 65, при цьому котки 51 перекочуються по нахиленим поверхням 52, а котки 53 перекочуються по нахиленим поверхням 54, спричиняючи обертальний рух башмаків 15 43, на шарнірах 44, та рух котків 49по напрямним канавкам 50, через важелі 48. В кінці ходу гідроциліндра 67 башмаки 43 взаємодіють з опірними виступами 63 (фіг. 13), а котки 49 займають позицію в верхніх кінцях напрямних канавок 50. Після цього тиск подається, через гідророзподільник 70, на прямий хід гідроциліндра 68, спричиняючи висування лідерної секції 17 штовхачем 21. При цьому зачепи 33 висуваються з вікон 35 (фіг.28) через взаємодію по нахиленим площинам, а пружини 34стискаються. Висування лідерної секції 17 завершується контактом контактного елементу 58 з кінцевим вимикачем 56, який змінює подачу тиску на зворотній хід гідроциліндра 68, в кінці ходу якого зачепи 33 вставляються в вікна 35, штовхач 21 займає крайнє верхнє положення, зумовлюючи висування опірних елементів 22 і взаємодію їх з консольними продовженнями 36, а контактний елемент 57 знову взаємодіє з кінцевим вимикачем 55, який спрямовує тиск на прямий хід гідроциліндра 68, спричиняючи спирання штовхача 21 на заглибини 27 опірних елементів 22, тим самим утримуючи їх в висунутому стані при їх взаємодії з проміжними елементами 25, в кінці ходу штовхача 21, внаслідок чого проміжні елементи 25 засуваються, стискуючи пружину 26 (фіг.29), і зовнішня секція 18 висувається повністю , а контактний елемент 60 контактує з кінцевими вимикачем 59, який нейтралізує одночасне вмикання кінцевого вимикача 56 та перемикає гідроциліндр 67 на зворотній хід, при якому підшипникові блоки 45 та важелі 48 опускаються до низу, а котки 49, рухаючись по напрямним канавкам 50, обертають башмаки 43в складену позицію. Після цього тиск подається на виконання зворотнього ходу гідроциліндром 68, що зумовлює опускання органу спирання 15до контакту контактного елементу 57 з кінцевим вимикачем 55 (фіг.27), тобто в положення початку циклу (загоряється сигнальна лампочка на пульті керування) і цикл повторюється. На початку заглиблення зовнішня секція 18 переміщується в обсадній трубі 37, а після спирання кришкою 38 на її проміжні ланки 72, вони переміщуються сумісно, при цьому зчіпні ланки 71 мають можливість деякого осьового зсуву, забезпечуючого щільність контакту корпусу 23 з обсадною трубою 37. З переходом спирання башмаків 43 на оболонку із ущільненого ґрунту, реакційне зусилля від проколу сприймається, крім ваги привантаженої базової конструкції, також навколишньою ґрунтовою масою в об'ємі урізаного конусу з кутом нахилу скатної лінії поверхні відповідно куту внутрішнього тертя ґрунту, причому зусилля передається через витиснуті башмаками 43 клиновидні заглибини в оболонці із ущільненого ґрунту. Переміщення в стволі шпари органу спирання 15забезпечується зменшенням тертя по його бічній поверхні витиснутими заглибинами та анкерним зусиллям від затиснення в ґрунті зовнішньої секції 18, опираємої на штовхач 21своїми зачепами 33, розміщеними в його вікнах 35. Після повторення циклів в потрібній кількості, привідний механізм 14 вимикають кнопкою «Стоп» на пульті керування (не показано) в положенні 94160 16 складених секцій 17 і 18 (загоряється сигнальна лампочка). В утвореному стовбурі шпари, під обсадною трубою 37, отримують вибійну ділянку об'єм якої дорівняє сумі об'ємів порції твердіючої суміші та наконечника складених секцій 17 і 18 (фіг. 15). Шпароутворювач 12 виймають, задіюючи привідну трособлочну систему 13, і вмикають привідний механізм 14 на зворотній хід гідроциліндрів 67,68 (в ручному режимі керування), чим встановлюють штовхач 21 в верхнє положення «Початок циклу». Використовуючи гвинтові елементи 30, нарізним поданням фіксуючих елементів 28, до їх вставлення в канавки 31, секції 17 і 18 фіксують між собою (Фіг.30). Тим часом, кареткою 102 переміщують на вісь шпари ємність 88, наповнену порцією твердіючою суміші, після чого каретку 102 фіксують (умовно не показано), а ємність 88 опускають, задіючи привідну трособлочну систему 101, до спирання на дно вибійної ділянки, внаслідок чого проміжний диск 94 опускається, а захоплювачі 96 захоплюють клиновидні виступи 97. При підійманні ємкості 88, сектори 91 розкриваються, на шарнірах кріплення 90, під вагою твердіючої суміші, яка вивантажується, а при повному розкриванні дна головки 99 опираються на проміжний диск 94 (фіг.52). В кінці підіймання ємкості 88 консольні продовження 100 взаємодіють з контактними клинами 103, по нахиленим поверхням, внаслідок чого захоплювачі 96 одержують обертальний рух, на шарнірі кріплення 95, і вивільняють клиновидні виступи 97, а корпус 89 опускається при закриванні секторів 91 через шарнірно-важільні з'єднання 92, а тяги 93 опираються головками 99 на проміжний диск 94 (фіг.51). Після цього каретку 102, з ємністю 88, переміщують за межі шпари для навантаження. Шпароутворювач 12 вмикають на зворотний хід гідроциліндрів 67,68 (загоряється сигнальна лампочка - «Початок циклу») і задіють кінцевий вимикач 61, після чого опускають в шпарі до контакту клиновидного виступу 75 з контактним елементом 62, який контактує з кінцевим вимикачем 61, вмикаючим шпароутворювач 12 на покроковий рух в автоматичному режимі. Одночасно привідна трособлочна система 13 перемикається в зафіксований стан, а наконечник складених секцій (17,18) занурюється в твердіючу суміш. В цьому положенні шпароутворювача 12 башмаки 43 розміщені напроти витиснутих ними в ґрунті заглибин і починають обертально висувний рух на шарнірах 44. Після закінчення відрізка часу на висування башмаків 43, привідна трособлочна система 13 вимикається, а шпароутворювач 12 продовжує працювати на задану кількість циклів, регламентовану ввімкнутим станом кінцевого вимикача 61. Останній цикл закінчується збігом контактного елементу 62 з заглибиною 76 (фіг.46), внаслідок чого відбувається розімкнення контакту контактного елементу 62 з кінцевим вимикачем 61 і виключення привідного механізму 14 (в стані шпароутворювача 12 «Початок циклу»). Твердіючу суміш витискують в повному обсязі з утворенням фігури, зовнішня поверхня якої близька до поверхні параболоїда обертання (фіг. 16). Стійкість утвореної фігури залежить від показників 17 зчіплюваємості та рухливості твердіючої суміші, але можливе часткове обвалення фактично не впливає на кінцевий результат, оскільки витиснута порожнина заповнюється із наступної порції. Подання порцій твердіючої суміші та їх витіснення повторюють кількість разів необхідну для утворення ядра близького за формою кулі (фіг. 17), а для останньої не витискуємо!" порції застосовують суміш рухливішої консистенції для полегшення вставлення арматурного каркасу (умовно не показано). Обсадну трубу 37 виймають виймачем (фіг.47). При опусканні його в шпарі, концентричність положення забезпечується перекочуванням напрямних роликів 87 по суцільним (реберним) ділянкам стовбуру шпари. В підвішеному стані виймача, за осьову штангу82, під дією ваги на трособлочну систему 81, зачепи 77 зсунуті в напрямку осі, що забезпечує вільне спирання корпусу 78 на обсадну трубу 37, внаслідок якого осьова штанга 82 опускається відносно корпусу 78, зачепи 77 висуваються, під дією роз тиснення пружин 79, а виступи 80 вставляються в зчіпні заглибини 74 (фіг.44), при цьому захоплювачі 84, обертаючись на шарнірі кріплення 85 під власною вагою, захоплюють клиновидні виступи 83. При вийманні обсадної труби 37 зчіпні ланки 71 отримують осьовий зсув відносно проміжних ланок 72 (фіг.40), які мають більшу зчіпливість, зумовлену конфігурацією їх поверхні, а радіальний зсув отримують всі ланки (71,72) за рахунок обертального руху з" єднальних пластин 73 в площинах паралельних осі, внаслідок чого бічне тертя обсадної труби 37, при вийманні, може бути зведено до мінімуму, або взагалі відсутнє. При необхідності заглиблення шпар нижче рівня ґрунтових вод, спочатку виконують ділянки їх стовбуру в сухому ґрунті, затим продовжують подовженим шпароутворювачем, в складі шпароутворювача 12 і ланок подовження 104 і 105 відповідно для секцій 17 і 18 (фіг. 12). Для подовження шпароутворювача12, напрямний каркасЗ обертають, на шарнірі 7, в горизонтальне положення і розсувають на розмір подовження. Використовуючи фланцеве з'єднання 106, роз'єднують корпус 23, в ручному режимі керуван 94160 18 ня висувають лідерну секцію 17 і нижню (від'єднану) частину корпусу 23. Використовуючи пальцеве з'єднання 20 роз'єднують штангу 19і пересувають нижні частини секцій 17 і 18 в напрямку від органу спирання 15 на розмір не менше довжини ланки 104. В утворений проміжок вставляють ланки 104 і 105 в «збірному» стані (ланка 104 в ланці 105) і приєднують спочатку ланку 104, через пальцеві з'єднання20, а потім, в ручному режимі керування, засовують лідерну секцію 17 і приєднують ланку 105 через фланцеві з'єднання 106. Використовуючи виймач (фіг.47), в стовбур шпари опускають подовжену обсадну трубу 107, вставляють в неї подовжений шпароутворювач і занурюють на потрібну кількість кроків, а після утворення ядра, в обсадну трубу 107 вставляють арматурний каркас, бетонують відомим способом, після чого обсадну трубу 107 виймають за допомогою виймача. При необхідності посилення ґрунтової основи існуючого фундаменту, напрямний каркас 3 встановлюють під заданим кутом нахилу і виконують спочатку стовбур шпари, а потім його поширюють ядром із твердіючої суміші (фіг. 19). При необхідності проходження горизонтальної шпари, напрямний каркас 3 встановлюють горизонтально, а станину 4 закріплюють наприклад в приямку (фіг. 18). Джерела інформації: 1. Основания и фундаменты. Справочник по общестроительным работам, /под ред.М.И. Смородинова, Стройиздат, 1974, с.217/. 2, Деклараційний патент України № 60878, 7Е02Д7/20, 2003. 3. Патент України на винахід № 75013, Е02Д7/20, 2006. 4. Патент України на винахід №48305, 6Е02Д5/36, 2002. 5. Патент Російської Федерації на винахід № 2147643 Е02Д5/46, 2000. 6. Патент України на винахід № 63282, 7Е02Д5/80,2004. 7. Патент України на винахід № 82742, Е02Д5/34,2008. 8. Патент України на винахід, № 74509, 7Е02Е5/20,2005 - прототип. 19 94160 20 21 94160 22 23 94160 24 25 94160 26 27 94160 28 29 94160 30 31 94160 32 33 94160 34 35 94160 36 37 94160 38 39 94160 40 41 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 94160 Підписне 42 Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601