Спосіб уведення розчинів у ґрунт, монолітні і фракційні будівельні матеріали, деревину і подібні їй матеріали

Реферат: Спосіб уведення розчинів у ґрунт, монолітні і фракційні будівельні матеріали, деревину і подібні їй матеріали включає встановлення частини інжектора щонайменше у ґрунт, герметичне закріплення згаданої частини інжектора, з'єднання іншої незаглибленої частини інжектора із пристроєм подачі розчину, введення під тиском розрахункової кількості розчину через утворений в інжекторі канал проходження розчину і перешкоджання після цього зворотному рухові згаданого розчину за допомогою зворотного клапана. В якому інжектор конусною частиною з ущільнювачем укручують у твердотільну трубку з конусним наконечником, встановлену в отвір у ґрунті або монолітному будівельному матеріалі, або фракційному будівельному матеріалі, або деревині або подібному їй матеріалі, або укручують безпосередньо в отвір у ґрунті, або будівельному матеріалі, що не осипаються і не обрушуються, а в інжекторі утворюють такий канал проходження розчину, який забезпечує тиск повітря, що проходить цим каналом між подачами розчину, 8-10 атм. UA 106750 U (12) UA 106750 U UA 106750 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до будівництва, а саме до способів для введення в отвори у ґрунті та інших матеріалах основ фундаментів будівель і споруд розчинів, насамперед тверднучих і швидкотверднучих, наприклад речовин, що розширюються внаслідок хімічної реакції, для ущільнення ґрунтів й інших матеріалів і підвищення їх несучої здатності та інших міцнісних характеристик, і може бути використана для стабілізації та закріплення ґрунтів та інших матеріалів основ, ущільнення і посилення слабких ґрунтів з метою підвищення їхніх міцнісних характеристик, підйому та стабілізації фундаментів, ущільнення ґрунтів та інших матеріалів основ для підняття конструкцій, гідроізоляції будівель, укріплення стін тощо. Під терміном ґрунт у цій корисної моделі розуміються будь-які гірські породи, ґрунти і техногенні утворення, що являють собою багатокомпонентну і різноманітну геологічну систему і є об'єктом інженерно-господарської діяльності людини. Під терміном отвір розуміються порожнини, утворені у ґрунті та інших матеріалах шляхом буріння, або порожнини чи тріщини різного походження, наявні у ґрунті та інших матеріалах. Відомий спосіб уведення розчинів у ґрунт, що включає утворення з поверхні ґрунту циліндричного отвору і укріплення його стінок трубою-кондуктором шляхом одночасного її занурення під дією вібрації із розміщеною в ній співвісно допоміжною трубою з конусним наконечником, яку витягують при досягненні необхідної глибини. Після цього у трубу-кондуктор установлюють інжекторну трубу з отворами на нижньому кінці, крізь яку періодично подають 7 розчин, піднімаючи кожного разу інжекторну трубу на визначену висоту (RU 2256028 С1, МПК E02D 3/12, оп. 10.07.2005). Недоліком відомого способу є складність його виконання, внаслідок використання додаткового устаткування, недостатня герметизація стінок отвору трубою-кондуктором, відсутність засобів, які б перешкоджали зворотному ходу інжектованого розчину при виникненні зворотного тиску. Найближчим аналогом способу, що заявляється, є спосіб уведення розчинів у скельний ґрунт, згідно з яким утворюють отвір у ґрунті, в отвір установлюють з'єднану з насосним устаткуванням інжекторну трубу із зворотним клапаном і розширювачем на вільному кінці, при цьому інжекторна труба проходить усередині корпуса інжектора, виконаного у вигляді еластичної оболонки. Інжекторну трубу укручують у отвір за допомогою рукоятки з гайкою, яка переміщується по трубі через різьбове з'єднання. Інжекторну трубу закріплюють і герметизують у отворі за допомогою розширювача, після чого вводять під тиском в інжекторну трубу розрахункову кількість розчину, зворотному ходу якого перешкоджають за допомогою зворотного клапана (US 4260295 С, МПК E02D 3/12, oп. 07.04.1981). У відомому способі досягається перешкоджання зворотному рухові розчину, завдяки наявності зворотного клапана. Недоліками відомого способу, що знижують його ефективність, є таке: - складність його виконання; - герметизація інжекторної труби тільки в нижній частині на рівні розширювача, що не забезпечує достатнього ступеня закріплення і герметизації; - укручування розширювача в отвір у скальній породі по циліндричній поверхні, що утруднює цей процес; - необхідність утворення у ґрунті отворів великого діаметра відповідно до діаметра розширювача, що призводить до значних руйнувань. - завеликі розміри внутрішнього отвору інжектора, який є каналом для проходження розчину і повітря між його подачами, що не забезпечує необхідної швидкості і, відповідно, тиску повітря, який у цьому випадку недостатньо очищує отвір у інжекторі і зворотний клапан від розчину в інтервалах між його подачами; - неможливість використання способу для введення розчинів у отвір у крихкому ґрунті, внаслідок існування ймовірності осипання або обвалення ґрунту у зазор між стінками отвору, які є дуже нестійкими, і корпусом інжектора, що призводить до утруднення або унеможливлення виведення розширювача з отвору, а також унеможливлення дотримання визначеного алгоритму заповнення отвору, а надто при глибинному інжектуванні. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення способу введення розчинів у ґрунт, в якому шляхом уведення нових операцій і зміни виконання існуючих забезпечується підвищення надійності перешкоджання зворотному рухові розчину, надійності закріплення і герметизації інжектора в отворі при можливості його легкого виведення з отвору, підвищення швидкості проходження розчину і повітря крізь інжектор при можливості застосування способу для введення розчину в отвір, утворений як у будь-якому ґрунті, так і у монолітному будівельному матеріалі, такому як бетон, цегла, у фракційному будівельному матеріалі, такому як щебінь, керамзит, а також у деревині або подібному їй матеріалі, забезпечуючи при цьому 1 UA 106750 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 закріплення стінок такого отвору, що спричиняє розширення функціональних можливостей способу, спрощення його виконання, підвищення його ефективності, надійності і продуктивності, підвищення загальної швидкості виконання робіт, зменшення їх собівартості, зменшення руйнування ґрунту та інших матеріалів. Поставлена задача вирішується тим, що в способі введення розчинів у ґрунт, монолітні і фракційні будівельні матеріали, деревину і подібні їй матеріали, що включає встановлення частини інжектора щонайменше у ґрунт, герметичне закріплення згаданої частини інжектора, з'єднання іншої незаглибленої частини інжектора із пристроєм подачі розчину, введення під тиском розрахункової кількості розчину через утворений в інжекторі канал проходження розчину і перешкоджання після цього зворотному рухові згаданого розчину за допомогою зворотного клапана, в якому згідно з корисною моделлю інжектор конусною частиною з ущільнювачем укручують у твердотільну трубку з конусним наконечником, встановлену в отвір у ґрунті або монолітному будівельному матеріалі, або фракційному будівельному матеріалі, або деревині або подібному їй матеріалі, або укручують безпосередньо в отвір у ґрунті або будівельному матеріалі, що не осипаються і не обрушуються, а в інжекторі утворюють такий канал проходження розчину, який забезпечує тиск повітря, що проходить цим каналом між подачами розчину, 8-10 атм. Поставлена задача вирішується також тим, що перешкоджання зворотному рухові інжектованого розчину здійснюють у незаглибленій частині інжектора. Поставлена задача вирішується також тим, що закріплюють наконечник на твердотільній трубці щільним мастилом, наприклад солідолом, при цьому застосовують наконечник, у якого діаметр частини, що вставляється у трубку, на 0,2-0,5 мм менший за внутрішній діаметр трубки. Поставлена задача вирішується також тим, що при інжектуванні на великі глибини використовують декілька твердотільних трубок, які завальцьовують і з'єднують між собою муфтами. Поставлена задача вирішується також тим, що у крихкий ґрунт або фракційні будівельні матеріали, або деревину або подібні їй матеріали вводять речовину, що розширюється внаслідок хімічної реакції і містить у собі суміш поліольного та поліізоціанатного компонентів, змішування яких відбувається безпосередньо перед застосуванням. Поставлена задача вирішується також тим, що у скельний ґрунт або монолітні будівельні матеріали вводять цементні розчини. Поставлена задача вирішується також тим, що згадані отвори для введення розчину виконують як вертикально, так і під кутом до вертикалі. Між сукупністю суттєвих ознак корисної моделі, що заявляється, і технічним результатом, що досягається, існує такий причинно-наслідковий зв'язок. Укручування інжектора конусною частиною з ущільнювачем у твердотільну трубку з конусним наконечником, встановлену в отвір у ґрунті, або монолітному будівельному матеріалі, або фракційному будівельному матеріалі, або деревині або подібному їй матеріалі, або укручують безпосередньо в отвір у ґрунті або будівельному матеріалі, що не осипаються і не обрушуються, забезпечує укріплення стінок отвору, герметичне закріплення інжектора по всій його заглибленій у ґрунт або інші матеріали частині, внаслідок щільного укручування конусної частини в ущільнювач і щільного прилягання останнього до стінок отвору без зазорів, що підвищує надійність такої герметизації. Крім цього, укручування інжектора в отвір по конусній поверхні полегшує процес його встановлення і виведення. Також забезпечується можливість застосування способу не тільки для твердих матеріалів типу скельного ґрунту або монолітних будівельних матеріалів типу бетону, але і для крихких ґрунтів, фракційних будівельних матеріалів типу щебеню, трухлої деревини тощо, використовуючи засіб укріплення стінок утворюваного отвору, що сприяє надійному закріпленню інжектора в отворі, розширенню функціональних можливостей способу і підвищенню його ефективності і надійності. Утворення в інжекторі такого каналу проходження розчину, який забезпечує тиск повітря, що проходить цим каналом між подачами розчину, 8-10 атм, дозволяє ефективно і в достатній мірі очищувати згаданий канал із зворотним клапаном від залишків розчину в інтервалах між його подачами, що підвищує ефективність перешкоджання зворотному руху розчину, при цьому підвищується і швидкість проходження самого розчину, що підвищує продуктивність способу. Крім того, зменшені розміри каналу для проходження розчину дозволяють зменшити, не послаблюючи міцність конструкції в цілому, і зовнішні розміри конусної частини інжектора, що призводить до можливості зменшення діаметра утвореного у ґрунті або інших матеріалах отвору і, відповідно, зменшити руйнування останніх. Технічний результат, що досягається, при реалізації запропонованого способу: розширення функціональних можливостей способу, підвищення його ефективності, надійності і 2 UA 106750 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 продуктивності, підвищення загальної швидкості виконання робіт, зменшення їх собівартості, зменшення руйнування ґрунту та інших матеріалів. Крім того, здійснення перешкоджання зворотному рухові інжектованого розчину у незаглибленій частині інжектора дозволяє укручувати інжектор, а саме його конусну частину, в отвір або трубку з достатньою силою, не турбуючись про цілісність зворотного клапана, що забезпечує надійне і герметичне закріплення інжектора в отворі, а також ефективне перешкоджання зворотному руху розчину за допомогою зворотного клапана, який убезпечений від пошкоджень, а це також підвищує ефективність і надійність способу. А закріплення наконечника на твердотільній трубці щільним мастилом, наприклад солідолом, при застосуванні наконечника, у якого діаметр частини, що вставляється у трубку, на 0,2-0,5 мм менший за внутрішній діаметр трубки, забезпечує утримання наконечника на трубці при її встановленні в отвір у ґрунті або іншому матеріалі і при цьому його легке випадіння під впливом інжектованого розчину або повітря під тиском 8-10 атм, що також сприяє досягненню технічного результату. Спосіб уведення розчинів у ґрунт, монолітні і фракційні будівельні матеріали, деревину і подібні їй матеріали, що заявляється, пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 зображений вигляд спереду інжектора при горизонтальному його розташуванні; на фіг. 2 - вигляд справа інжектора з боку частини, призначеної для з'єднання із пристроєм подачі розчину; на фіг. 3 поздовжній розріз інжектора при його вертикальному розташуванні із зворотним клапаном; на фіг. 4 - поздовжній розріз інжектора з ущільнювачем і твердотільною трубкою, встановленою в отвір у крихкому ґрунті або подібному матеріалі; на фіг. 5 - поздовжній розріз інжектора з ущільнювачем, встановленого в отвір у бетоні або подібному матеріалі; на фіг. 6 - поздовжній розріз інжектора з ущільнювачем, твердотільною трубкою і наконечником. На кресленнях позначено: 1 - корпус інжектора, 2 - частина корпуса, призначена для з'єднання з пристроєм подачі розчину, 3 - конусна частина корпуса, 4 - поздовжній отвір у корпусі, 5 - кулька зворотного клапана у положенні при інжектуванні, 6 - кулька зворотного клапана у положенні після інжектування, 7 - стопор кульки, 8 - отвір у корпусі для стопора, 9 зовнішня різьба конусної частини, 10 - ущільнювач, 11 - трубка, 12 - отвір у бетоні або подібному матеріалі, 13 - наконечник трубки. Спосіб уведення розчинів у ґрунт, монолітні і фракційні будівельні матеріали, деревину і подібні їй матеріали у найкращому варіанті здійснення корисної моделі, що заявляється, який однак не є єдино можливим, реалізують таким чином. У ґрунтіабо монолітному будівельному матеріалі, наприклад бетоні, цеглі, металі тощо, або фракційному будівельному матеріалі, наприклад щебені, керамзиті тощо, або деревині або подібному їй матеріалі, наприклад корку тощо, утворюють шляхом буріння отвір 12 (фіг. 3-6). Отвори 12 для введення розчину можуть виконувати як вертикально, так і під кутом до вертикалі. Попередньо в отвір 12 встановлюють твердотільну трубку 11 з металу, або міцного пластику, або іншого подібного матеріалу, призначену для укріплення і згладжування стінок отвору, з наконечником 13 конусної форми. При цьому в отвір 12, виконаний у ґрунті або будівельному матеріалі, що не осипаються і не обрушуються, наприклад у скельному ґрунті або бетоні, трубку 11 можуть і не встановлювати. Наконечник 13 закріплюють на трубці 11 щільним мастилом, наприклад солідолом, при цьому діаметр частини наконечника, що вставляється у трубку 11, на 0,2-0,5 мм менший за внутрішній діаметр цієї трубки. Наконечник міцно утримується на трубці при її встановленні в отвір у ґрунті або іншому матеріалі і легко випадає під впливом інжектованого розчину або повітря. При інжектуванні на великі глибини можуть використовувати декілька трубок 11, які завальцьовують і з'єднують між собою муфтами (на кресленнях не показано). На кінець конусної частини 3 інжектора, на яку нанесена різьба, злегка накручують ущільнювач 10 у вигляді втулки з щільного тугопластичного матеріалу, встановлюють конусну частину 3 інжектора з ущільнювачем 10 у трубку 11 або безпосередньо в отвір 12 і укручують інжектор в ущільнювач до упора, забезпечуючи герметичне закріплення інжектора в отворі. Після цього з'єднують частину 2 інжектора, яка не заглиблена в отвір, із пристроєм подачі розчину, наприклад інжекторним пістолетом (на кресленнях не показаний), і вводять шляхом натискання на курок інжекторного пістолета під тиском в отвір розрахункову кількість розчину через утворений в інжекторі канал проходження розчину (отвір 4). Таким розчином може бути, наприклад, речовина, що розширюється внаслідок хімічної реакції і містить у собі суміш поліольного та поліізоціанатного компонентів, змішування яких відбувається безпосередньо перед застосуванням (для введення у крихкий ґрунт або фракційні будівельні матеріали, або деревину або подібні їй матеріали), або цементний розчин тощо (для введення у скельний ґрунт або монолітні будівельні матеріали). 3 UA 106750 U 5 10 15 20 25 30 35 40 В інтервалах між подачами розчину в утворений в інжекторі канал проходження розчину всмоктується повітря, яке очищує зазначений канал із зворотним клапаном, при цьому утворюють такий канал проходження розчину, який забезпечує тиск цього повітря 8-10 атм. Для цього мінімальний діаметр каналу має бути не меншим за 2,5 мм, а максимальний не більшим за 5,5 мм. При цьому канал в достатній мірі очищується, а розчин має високу швидкість проходження. При зворотному рухові інжектованого розчину, у випадку виникнення зворотного тиску через закупорювання трубки 11 або переповнення отвору 12, йому перешкоджають за допомогою зворотного клапана, утвореного у будь-якому місці каналу проходження розчину, переважно у незаглибленій частині інжектора. Це може бути клапан, утворений кулькою 5, 6 і стопором 7 (фіг. 3). При цьому розчин не піднімається вгору і не виривається назовні. При вказаних розмірах каналу проходження розчину більший діаметр конусної частини 3 інжектора може бути 12 мм, з таким діаметром утворюють і отвір 12 у ґрунті або будівельному матеріалі, що не осипаються і не обрушуються, наприклад у скельному ґрунті або бетоні, з таким самим внутрішнім діаметром використовують твердотільну трубку 11 для підсилення стінок отвору у ґрунті або іншому матеріалі. Приклад. Відбулася деформація та часткове руйнування багатоповерхового будинку. Будинок просідає і нерівномірно осідає, на несучих зовнішніх і внутрішніх стінах з'явилися тріщини з частковим зміщенням. Під фундаментом будинку з'явилися зони підвищеної водонасиченості, порожнини, часткове розущільнення ґрунту. Після обстеження об'єкту виконують буріння отворів діаметром 16 мм у ґрунті під фундаментом для інжектування у декілька рівнів. В отвір довжиною 4 м встановлюють металеву трубку не меншої довжини із зовнішнім діаметром 14 мм і внутрішнім діаметром 12 мм з металевим конусним наконечником, діаметр якого у частині, що встановлюється у трубку, становить 11,6 мм. Цей зазор заповнюють солідолом. Ущільнювальну втулку із зовнішнім діаметром 12 мм на пару витків накручують на кінець конусної частини інжектора і встановлюють у трубку. Конусну частину інжектора з більшим зовнішнім діаметром 12 мм укручують в ущільнювач до моменту, коли вся конусна частина заглибиться в отвір і над ґрунтом залишиться тільки частина, яку з'єднують з інжекторним пістолетом. Після цього в отвір крізь канал в інжекторі вводять полімерну речовину, що розширюється. Канал виконаний із змінним діаметром: менший 3,0 мм, середній 4,1 мм, більший 5,0 мм. Таким виконанням каналу створюють тиск повітря, що проходить крізь нього між подачами речовини, до 10 атм. Таким чином, на необхідній глибині, під конструкцією, утворюється зона додаткового ущільнення ґрунту, яка вже є основою для подальшого підйому конструкції. Ґрунт, взаємодіючи з полімером, створює або "подушку в ґрунті", або палі. Отже, уведення нових операцій і зміна виконання існуючих забезпечують підвищення надійності перешкоджання зворотному рухові розчину, надійності закріплення інжектора в отворі, підвищення швидкості проходження розчину і повітря крізь інжектор при можливості застосування способу для введення розчину в отвір, утворений як у будь-якому ґрунті, так і у монолітному будівельному матеріалі, такому як бетон, цегла, у фракційному будівельному матеріалі, такому як щебінь, керамзит, а також у деревині, наприклад трухлій, або подібному їй матеріалі, і, як наслідок, розширення функціональних можливостей способу, підвищення його ефективності, надійності і продуктивності, підвищення загальної швидкості виконання робіт, зменшення їх собівартості, зменшення руйнування ґрунту та інших матеріалів. 45 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 1. Спосіб уведення розчинів у ґрунт, монолітні і фракційні будівельні матеріали, деревину і подібні їй матеріали, що включає встановлення частини інжектора щонайменше у ґрунт, герметичне закріплення згаданої частини інжектора, з'єднання іншої незаглибленої частини інжектора із пристроєм подачі розчину, введення під тиском розрахункової кількості розчину через утворений в інжекторі канал проходження розчину і перешкоджання після цього зворотному рухові згаданого розчину за допомогою зворотного клапана, який відрізняється тим, що інжектор конусною частиною з ущільнювачем укручують у твердотільну трубку з конусним наконечником, встановлену в отвір у ґрунті або монолітному будівельному матеріалі, або фракційному будівельному матеріалі, або деревині або подібному їй матеріалі, або укручують безпосередньо в отвір у ґрунті або будівельному матеріалі, що не осипаються і не обрушуються, а в інжекторі утворюють такий канал проходження розчину, який забезпечує тиск повітря, що проходить цим каналом між подачами розчину, 8-10 атм. 4 UA 106750 U 5 10 15 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що перешкоджання зворотному рухові інжектованого розчину здійснюють у незаглибленій частині інжектора. 3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що закріплюють наконечник на твердотільній трубці щільним мастилом, наприклад солідолом, при цьому застосовують наконечник, у якого діаметр частини, що вставляється у трубку, на 0,2-0,5 мм менший за внутрішній діаметр трубки. 4. Спосіб за пп. 1-3, який відрізняється тим, що при інжектуванні на великі глибини використовують декілька твердотільних трубок, які завальцьовують і з'єднують між собою муфтами. 5. Спосіб за пп. 1-4, який відрізняється тим, що у крихкий ґрунт або фракційні будівельні матеріали, або деревину, або подібні їй матеріали вводять речовину, що розширюється внаслідок хімічної реакції і містить у собі суміш поліольного та поліізоціанатного компонентів, змішування яких відбувається безпосередньо перед застосуванням. 6. Спосіб за пп. 1-4, який відрізняється тим, що у скельний ґрунт або монолітні будівельні матеріали вводять цементні розчини. 7. Спосіб за пп. 1-6, який відрізняється тим, що згадані отвори для введення розчину виконують як вертикально, так і під кутом до вертикалі. 5 UA 106750 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6