Ін’єктор для закріплення ґрунту

Винахід належить до будівництва, точніше до пристроїв для закріплення ґрунту шля хом введення у ґрунт розчинів, що закріплюють, а також речовин, що заповнюють пори ґрунту. При закріпленні ґрунту на глибину до 20м застосовують ін'єктор, який складається з наголовника, колон глухи х ланок труб, перфорованої ланки, наконечника і з'єднувальних частин - ніпелів. Для зменшення ущільнення ґрунту та полегшення введення розчину у масив, що закріплюється, перфорована ланка має менший діаметр, ніж глухі ланки ін'єктора. [див. Б.А.Ржаницын «Химическое закрепление грунтов в строительстве», Москва. Стройиздат. 1986г. стр.143-144]. Недоліком відомого ін'єктора є його низька надійність з погляду закупорювання отворів перфорованої ланки частками ґрунту, яке збільшується з глибиною занурення ін'єктора у ґрунт, що закріплюється, внаслідок чого інструмент виходить з ладу і потребує виймання зі свердловини і прочищення отворів, що значно зменшує продуктивність праці. Відомий також ін'єктор для закріплення ґрунту, який має корпус з глухи х тр уб, перфоровану ланку з вертикальними пазами та наконечник. У пазах перфорованої ланки виконані отвори для проходження розчину, які прикриті еластичними накладками, що перешкоджають закупорці отворів частками ґрунту, [ди в. А.С. СРСР №308148 кл.Е02D3/12]. Недоліком даного ін'єктора є невелика якість закріплення ґрунту, з умовлена нерівномірним надходженням розчину крізь отвори через неоднаковий тиск ґрунту на еластичні накладки. Крім цього незахищені еластичні накладки часто пошкоджуються через значне навантаження при зануренні ін'єктора у ґр унт. Відомий також ін'єктор, що містить у собі трубчастий корпус, складений з глухи х ланок та перфорованих ланок з поздовжніми пазами і отворами у них, які рівномірно розташовані вздовж корпуса. У пазах містяться еластичні накладки, охоплені притискними півкільцями, розташованими між отворами, і закріпленими на корпусі за допомогою гвинтів. Притискні півкільця захищають еластичні накладки від ушкодження при просуванні ін'єктора у ґрунт, що закріплюється і одночасно зменшують тиск ґрунту на них, внаслідок чого досягається рівномірність подання розчину, що закріплює, [див. А.С. СРСР №1041633 кл.Е02D3/12]. Даний ін'єктор є найбільш близьким до заявленого винаходу, і тому вибраний заявником як прототип, Застосування відомого ін'єктора забезпечує рівномірне закріплення ґрунту. Недоліком прототипу є часті поломки вузла кріплення півкілець через те, що гвинти, які кріплять притискні півкільця до корпусу перфорованої ланки, працюють на зрізання, і при забиванні ін'єктора у ґрунт не забезпечують тривалу несучу здатність, що призводить до зриву півкілець. Для усунення вказаних недоліків необхідно було розв'язати технічну задачу для зменшення у декілька разів сили, що зрізує гвинти, якими закріплено притискні півкільця до корпусу перфорованої ланки ін'єктора. Поставлену технічну задачу вирішено за рахунок виконання на корпусі перфорованої ланки між отворами поперечних кільцевих пазів висотою, що дорівнює висоті охоплених поперечних півкільцевих накладок, а глибиною, що дорівнює 0,5-0,7 їхньої ширини. Півкільцеві охоплювальні накладки розташовані у поперечних кільцевих пазах і закріплені за допомогою гвинтів до корпусу. З метою виключення само-розгвинчування закріплюючих гвинтів у процесі роботи ін'єктора, вони зафіксовані шпильками, що проходять з натягом крізь отвори у головках гвинтів і отвори у кільцевих накладках. У результаті знайденого технічного вирішення, кільцеві накладки при забиванні і вийманні ін'єктора, внаслідок тертя об стінки свердловини передають зусилля не на гвинти, що закріплюють, а через горизонтальну площину кільцевої накладки на горизонтальну площину поперечного кільцевого паза, у який вони заглиблені на 0,5-0,7 своєї ширини. Таким чином, зусилля, що прикладене до наголовника ін'єктора при його забиванні чи вийманні, призводить до деформації зминання поверхні півкільця, яка на порядок менша деформації зрізання гвинта, що закріплює. Запропонована конструкція більш ніж у 10 разів збільшує ресурс ін'єктора та забезпечує надійність його роботи практично на будь-якій глибині. Співвідношення діаметрів наконечника 7, півкілець 5 та корпуса 1 зі зменшенням діаметра від наконечника до півкілець і корпусу перфорованої ланки, забезпечує утворення зазора між корпусом і стінками свердловини, тим самим досягнуто рівномірність розподілу розчину, що закріплює. Конструкція ін'єктора пояснюється кресленнями, де на Фіг.1 зображено загальний вигляд ін'єктора. На Фіг.2 - перець. 1-1 на Фіг.1 без еластичних накладок і без притискних півкілець. На Фіг.3 - перерв 2-2 на Фіг.1 без еластичних накладок. На Фіг.4 - переріз 3-3 на Фіг.1 з еластичними накладками і притискними півкільцями і фіксуючими шпильками. Ін'єктор містить у собі трубчастий перфорований корпус 1 з поздовжніми пазами 2 на його поверхні і з виконаними у пазах отворами 3, що рівномірно розташовані вздовж корпусу 1. У пазах 2 розташовані еластичні накладки 4, які охоплені притискними півкільцями 5, які у свою чергу розташовані у поперечних кільцевих пазах 6, що виконані на корпусі 1. Поперечні кільцеві пази 6 виконані на корпусі з шагом, що дорівнює 0, 8-1,7 його діаметра, зовнішній діаметр півкілець дорівнює 0,7-0,9 діаметра наконечника 7. Півкільця 5 закріплені на корпусі 1 за допомогою гвинтів, зафіксованих від відгвинчування шпильками 9, що проходять з натягом крізь отвори у головках гвинтів 8 і отвори у півкільцях 5, які виконані за дотичною до трубчасто го корпусу 1. Корпус перфорованої ланки 1 за допомогою ніпеля 10 з'єднано з загостреним наконечником 7, діаметр якого більший ніж діаметр перфорованого корпусу 1 і менший ніж діаметр глухої труби 11, до якої за допомогою з'єднувального ніпеля 10 кріпиться корпус 1. Ін'єктор виготовляють зі сталі марки СТ-45. При роботі ін'єктор занурюють у ґрунт, що закріплюється, способом вдавлення або забивання на потрібну глибину верхньої зони закріплення, після чого в ін'єктор під тиском подають розчин, що закріплює, або заповнює пори ґрунту. Після подачі у ґрунт необхідної дози розчину нагнітання припиняють, заглиблюють ін'єктор у наступну зону, провадять у ній ін'єкцію розчину і повторюють цей цикл до потрібної глибини. При зануренні в ґрунт притискні півкільця, що заглиблені у кільцевий паз на 0,5 - 0,7 своєї ширини, сприймають зусилля тертя ґрунту і передають це зусилля на площину кільцевого паза і цим самим розвантажують гвинти, що закріплюють від зрізу вального зусилля і поламання вузла кріплення притискних півкілець. При подачі в ін'єктор розчину під тиском еластичні накладки 4 розтягуються, частково виходять з пазів 2, даючи можливість виходу розчину у ґрунт з отворів 3. Після нагнітання розчину накладки 4 під дією своєї пружності повертаються у попереднє положення у пазах 2 і витискають залишки розчину через отвори 3 у порожнину корпусу 1. Випробуванням ін'єктора при закріпленні основи фундаменту будинку тубдиспансера у м. Нікополь встановлено, що заявлений ін'єктор дозволяє проводити надійне закріплення ґрунту при багаторазовому його використанні без поломок (більш ніж 500 свердловин на глибину до 20м). Ін'єктор є простим у виготовлені, те хнологічним і не потребує коштовних матеріалів. Запропонований ін'єктор може знайти широке застосування не тільки для закріплення ґрунту, але й для подачі живильних розчинів, що застосовуються у агроте хніці, гідротехніці і нафтовій промисловості.