Пристрій для створення розширення в основі буронабивної палі

Реферат: Пристрій для створення розширення в основі буронабивної палі складається із здатного до розширення робочого органу на трубі, що встановлюється у свердловину. Як робочий орган використовується еластичний контейнер, що здійснює поступове, кероване та направлене переважно в бік зон розущільнення ґрунту грушоподібне розширення п'яти свердловини до або після її часткового заповнення бетоном під дією зусилля, що створюється при його наповненні рідиною або газом і рідиною під тиском, причому з метою створення градієнта тиску на стінки і дно свердловини для утворення розширення грушоподібної форми і запобігання випиранню пристрою із свердловини товщина стінок еластичного контейнера змінюється від максимальної біля місця приєднання до муфти з поступовим зменшенням товщини протягом 2/3 його довжини та поступовим, але незначним збільшенням товщини до нижньої його частини. UA 72613 U (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ СТВОРЕННЯ РОЗШИРЕННЯ В ОСНОВІ БУРОНАБИВНОЇ ПАЛІ UA 72613 U UA 72613 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до фундаментобудування, точніше до пальових фундаментів, а саме - до улаштування розширення в п'яті буронабивних паль. Як відомо, для підвищення несучої здатності буронабивних паль у багатьох випадках доцільно збільшити площу їх обпирання. Існує шість основних способів улаштування розширених п'ят паль: 1) механічним трамбуванням бетону в свердловинах; 2) віброударним способом; 3) шляхом пневматичного пресування стовбура набивної палі; 4) спеціальними розбурюючими механізмами; 5) за допомогою камуфлетного вибуху; 6) за допомогою пристрою, який вдавлює ґрунт в основі свердловини [1]. Відоме пристосування для ущільнення й ізоляції порожнин і тріщин у твердому масиві порід і створення повітряних проміжків у свердловинному заряді вибухової речовини [2]. Дане пристосування містить герметичну податливу оболонку з елементом підвішування, утворену набором різнотипних герметично закритих мішків, що вставлені один в одний і згорнуті в рулон, і джерело створення в ній тиску для її радіального розширення, розміщене всередині герметично закритого мішка. Мішки утворюють внутрішню поверхню рулону, виконану у вигляді окремих герметичних пакетів, кожний з яких заповнений одним із компонентів газогенеруючого складу. При цьому герметично закритий мішок, що утворює внутрішню порожнину рулону, містить клапани, що з'єднують його порожнину з порожниною зовнішнього мішка. Найбільш близьким до пристрою, що патентується, є конструкція відомої технології влаштування буроін'єкційних паль фірми "Soilex". Згідно з нею будь-яким способом, що забезпечує цілісність стінок, буриться свердловина, в неї вставляється труба з металічним мішком на кінці, здатним до розширення і виготовленого з дуже тонкого металевого листа; в трубу під тиском подається розчин, що твердіє [3]. Однак дана технологія має ряд недоліків. Для розширення металічного мішка необхідно використовувати лише цементний розчин. Металічний мішок разом з каркасом залишається в свердловині. Паля працює тільки по п'яті, тому при відсутності несучого шару, який може слугувати основою для п'яти палі, її використання є недоцільним. Задачею корисної моделі є розробка пристрою для влаштування розширення в п'яті буронабивної палі з урахуванням необхідності рівномірного ущільнення ґрунту в зоні розширення для запобігання ускладнень в процесі експлуатації фундаменту, підвищення його несучої здатності, спрощення і здешевлення процесу. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що відомий пристрій для створення розширення в основі буронабивної палі, котрий складається із здатного до розширення мішка на трубі, який вставляється в пробурену будь-яким способом, що забезпечує цілісність стінок, свердловину, відрізняється тим, що до труби муфтовими з'єднаннями прикріплюється еластичний контейнер (наприклад, гумовий). Причому розширення п'яти свердловини здійснюється до або після її часткового заповнення бетоном під дією зусилля, що створюється через стінки еластичного контейнера при його наповнені газом і/або рідиною під тиском, достатнім для утворення розширення в п'яті палі. Розширення здійснюється поступово і з можливістю керування процесом. Причому за наявності в масиві ґрунту зон розущільнення, напрямок розширення буде переважно співпадати з напрямком розташування цих зон. Контейнер у транспортному положенні має циліндричну форму і переважно грушоподібну - в робочому (при утворенні розширення). Особливістю конструкції еластичного контейнера є те, що товщина його стінок змінюється від максимальної біля місця приєднання до муфти з поступовим зменшенням товщини протягом 2/3 його довжини та поступовим, але незначним, збільшенням товщини до нижньої його частини. Така конструкція еластичного контейнера дає можливість за рахунок протидії розширенню в зоні потовщення стінок створити градієнт тиску по висоті контейнера на стінки і дно свердловини, утворюючи розширення грушоподібної форми і запобігаючи випиранню контейнера між трубою і стінкою свердловини. Пристрій має дві системи створення тиску: гідравлічну і пневматичну. Причому розширення еластичного контейнера, що здійснюється за допомогою тиску рідини (наприклад, на вуглеводневій основі) при використанні відповідної гідравлічної системи є допоміжним. Основною є система отримання необхідної кількості незаймистої газової суміші високого тиску на основі вуглекислого газу безпосередньо в порожнині контейнера і труби, до якої він приєднаний. Джерелом газу високого тиску при цьому є суміш води і газогідрату, вироблена у відповідному пристрої (газогідратній установці) на будівельному майданчику, чи 3 транспортована в герметичній термоізольованій ємності. При цьому в 1 м газогідрату при 3 відповідних термобаричних умовах зв'язано 160 м газу - гідратоутворювача [4]. Концентрація газогідрату в цій суміші повинна бути максимальною, але задовольняти умову її прокачування по трубопровідній системі пристрою. Необхідний тиск газу в еластичному контейнері 1 UA 72613 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 отримується після дисоціації газогідрату на газ і воду після заповнення водогазогідратною сумішшю еластичного контейнера і товстостінної труби. Дисоціація газогідрату здійснюється шляхом підвищення температури суміші вище рівноважної температури його стабільності при даному складі і тискові, необхідному для створення розширення в п'яті палі. Підігрів здійснюється електричним нагрівачем, розміщеним у порожнині еластичного контейнера і труби. Для попередження випирання еластичного контейнера і видавлювання бетону під час створення тиску кільцевий простір між трубою і стінкою свердловини додатково герметизується пакером з еластичною манжетою, розміщеним над еластичним контейнером. Пакер герметизує порожнину під ним при розширенні еластичного контейнера. Дане ущільнення виконує роль клапана за необхідності подачі бетону у свердловину без вилучення еластичного контейнера. Наприклад, в умовах можливого осипання стінок свердловини її заповнення здійснюється шляхом поступового заміщення об'єму утвореного розширення при поступовому знижені тиску, а отже і об'єму еластичного контейнера. Якщо об'єм запланованого розширення в п'яті палі перевищує максимальний робочий об'єм еластичного контейнера даного типорозміру, проблема вирішується наступним чином: після максимального розширення контейнера проводиться заповнення утвореного розширення бетоном без вилучення труби з контейнером, потім кільцевий простір герметизується і операція по розширенню повторюється кілька разів. Для виконання необхідних маніпуляцій та протидії силі виштовхування контейнера під час операції розширення (особливо на початковому етапі) труба з еластичним контейнером монтується на відповідному агрегаті. На фіг. 1 схематично зображено блок для отримання газогідрату, де 1 - сепараторнакопичувач газогідрату; 2 - реактор гідратоутворення; 3 - ємність з водою; 4 - ємність з газом; 5 - холодильний агрегат; І - потік суміші газогідрату і води. На фіг. 2 схематично зображено пристрій для створення розширення в основі буронабивної палі в транспортному положені, розміщений у свердловині, де 1 - штанга; 2 - труба; 3 свердловина; 4 - пакер у транспортному положенні; 5 - захисний кожух у транспортному положенні; 6 - електричний нагрівальний елемент; 7 - еластичний контейнер у транспортному положенні. На фіг. 3 схематично зображено пристрій для створення розширення в основі буронабивної палі в робочому положенні, розміщений у свердловині, де 1 - штанга; 2 - труба; 3 - свердловина; 4 - пакер у робочому положенні; 5 - захисний кожух у робочому положенні; 6 - електричний нагрівальний елемент; 7 - еластичний контейнер у робочому положенні. На фіг. 4 схематично зображено пристрій для створення розширення в основі буронабивної палі після утворення розширення, де 1 - штанга; 2 - труба; 3 - свердловина; 4 - пакер у робочому положенні; 5 - захисний кожух у робочому положенні; 6 - електричний нагрівальний елемент; 7 - еластичний контейнер після розтягування; 8 - утворене розширення. Джерела інформації: 1. Беленький, С. Б. Проектирование и устройство свайных фундаментов Учебное пособие для строительных вузов /С.Б. Беленький, Л Г Дикман, И.И. Косоруков и др. - М.: Высш. шк., 1983. - 182 с. 2. Патент № 14213U, Україна, МПК 6 Е21В 33/00, Е21В 33/128 Пристосування для ущільнення й ізоляції порожнин і тріщин у твердому масиві порід і створення повітряних проміжків у свердловинному заряді вибухової речовини / Носов Володимир Миколайович, Духін Ігор Васильович, Лотоус Віктор Вікторович, Лотоус Костянтин Вікторович, Мартиненко Володимир Петрович - № 200509158; Заявл. 28. 09. 2005; Опубл. 15. 05. 2006; Бюл. № 5, 2006 р. 3. Рытов С.А. Электроразрядная технология для устройства свай и анкеров. Реконструкция городов и геотехническое строительство. - № 8. -Санкт-Петербург: Издательство "АСВ", 2004 г. 4. Макогон Ю.Ф. Гидраты природных газов / Ю.Ф. Макогон. - М.: Недра, 1974. - 208 с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 1. Пристрій для створення розширення в основі буронабивної палі, котрий складається із здатного до розширення робочого органу на трубі, що встановлюється у свердловину, який відрізняється тим, що як робочий орган використовується еластичний контейнер, що здійснює поступове, кероване та направлене переважно в бік зон розущільнення ґрунту грушоподібне розширення п'яти свердловини до або після її часткового заповнення бетоном під дією зусилля, що створюється при його наповненні рідиною або газом і рідиною під тиском, причому з метою 2 UA 72613 U 5 10 створення градієнта тиску на стінки і дно свердловини для утворення розширення грушоподібної форми і запобігання випиранню пристрою із свердловини товщина стінок еластичного контейнера змінюється від максимальної біля місця приєднання до муфти з поступовим зменшенням товщини протягом 2/3 його довжини та поступовим, але незначним збільшенням товщини до нижньої його частини. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що розширення еластичного контейнера може здійснюватись двома способами: тиском рідини гідравлічної системи агрегату та за рахунок тиску незаймистої газової суміші на основі вуглекислого газу та води, отриманих в результаті дисоціації електричним нагрівальним елементом водогазогідратної суміші в порожнині контейнера і штанги, до якої він прикріплений. 3. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що для запобігання випиранню еластичного контейнера і бетону та за необхідності його подачі у свердловину без вилучення еластичного контейнера кільцевий простір між трубою і стінкою свердловини додатково герметизується пакером із еластичною манжетою, яка в транспортному положенні захищена кожухом. Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3