RU2027826C1

RU2027826C1 - Device for ramming loose mixture when installing pile

Info

Publication number: RU2027826C1
Authority: RU
Inventors: В.В. Очинский; В.М. Чикишев; А.Д. Гербер; Г.А. Рожкова; М.Г. Денисов; Ю.П. Никифоров; И.М. Бекиров; В.К. Вильгельм; В.П. Малюгин; В.А. Стогов; В.Б. Гамарник
Original assignee: Очинский Виктор Всеволодович; Чикишев Виктор Михайлович; Гербер Александр Давидович; Рожкова Галина Александровна; Денисов Михаил Григорьевич; Никифоров Юрий Петрович; Бекиров Игорь Маратович; Вильгельм Виктор Карлович; Малюгин Владимир Павлович; Стогов Владимир Александрович; Гамарник Виталий Борисович
Priority date: 1991-09-06
Filing date: 1991-09-06
Publication date: 1995-01-27

Abstract

FIELD: construction; erection of piles foundation. SUBSTANCE: device for ramming loose mixture has percussive part consisting of main section 7 fastened to body and having through hole 8, and movable section 10 located in recess 9 of main section for vertical motion and secured to rod passing through hole 8. Rod has shutoff valve 12 on its free end. Body water reservoir 14 located above percussive part and furnished with level gage 15 and communicated through shutoff valve 12 with hole 8 of main section 7. Body is additionally provided with chamber for accumulation of water portion for moistening rammed portion of loose concrete mix. Chamber is communicated through shutoff valve 12 of movable section 10 with hole 8 of main section of percussive part and piston with packing ring having holes communicated with water reservoir and through check shutoff valves with chamber for accumulation of water portion. Volume of this chamber is preset by varying length of rod 11. EFFECT: higher efficiency. 2 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к строительству, в частности к свайному фундаментостроению. The invention relates to construction, in particular to pile foundation engineering.

Известно устройство для втрамбовывания сыпучей бетонной смеси при возведении сваи, включающее корпус с нижней ударной частью [1]. A device for ramming granular concrete mixture during the construction of piles, comprising a housing with a lower impact part [1].

Наиболее близким к предлагаемому является устройство [2], включающее корпус и установленный в нижней его части составной ударный элемент. Closest to the proposed device is [2], which includes a housing and a composite impact element installed in its lower part.

Недостатком этих устройств является сложность процесса возведения сваи, связанная с отсутствием возможности увлажнения сыпучей массы в процессе ее порционного втрамбовывания. The disadvantage of these devices is the complexity of the process of construction of piles, associated with the lack of the ability to moisten the granular mass during its portioned ramming.

Целью изобретения является повышение несущей способности сваи по материалу и упрощение процесса возведения сваи. The aim of the invention is to increase the bearing capacity of piles on the material and simplify the process of construction of piles.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для втрамбовывания сыпучей бетонной смеси ударная часть выполнена составной из неподвижно закрепленной на корпусе основной секции с центральным сквозным отверстием и сообщенным с ним уширенным пазом, открытым со стороны нижней поверхности, и размещенной в ее пазу с возможностью вертикального перемещения дополнительной секции, закрепленной на пропущенном через отверстие в основной секции стержне, на свободном конце которого установлен запорный клапан, причем корпус выполнен с расположенным над ударной частью, заполненным водой резервуаром, сообщенным через запорный клапан подвижной секции с отверстием основной секции. This goal is achieved by the fact that in the device for tamping loose concrete mix, the impact part is made up of a component made of a fixed section fixed to the main section body with a central through hole and a widened groove communicated with it, open from the bottom surface, and placed in its groove with the possibility of vertical movement an additional section, mounted on a rod passed through an opening in the main section, at the free end of which a shut-off valve is installed, and the housing is arranged nnym above shock part, water-filled reservoir, communicated through a check valve movable section with the opening of the main section.

В устройстве для втрамбовывания сыпучей бетонной смеси с целью повышения технологичности порционной подачи воды для увлажнения втрамбованной порции сыпучей бетонной смеси корпус дополнительно оснащен камерой для накопления порции воды, размещенной между ударной частью и резервуаром и сообщенной через запорный клапан подвижной секции с отверстием основной секции ударной части, и поршнем, связанным с корпусом через уплотнительное кольцо с возможностью вертикальных перемещений и имеющим отверстия, сообщенные с резервуаром, причем стержень дополнительной секции выполнен с возможностью регулирования длины, а поршень соосно закреплен на его свободном конце. In the device for ramming bulk concrete to increase the manufacturability of the portioned water supply to moisten the rammed portion of the bulk concrete mixture, the housing is additionally equipped with a chamber for accumulating a portion of water placed between the shock part and the tank and communicated through the shut-off valve of the movable section with the hole of the main section of the shock part, and a piston connected to the housing through a sealing ring with the possibility of vertical movements and having holes in communication with the reservoir, and the rye of the additional section is made with the possibility of adjusting the length, and the piston is coaxially fixed at its free end.

Известных технических решений, идентичных по отличительным признакам заявляемым объектам, по патентной и технической литературе не выявлено, что обеспечивает критерий новизны. Known technical solutions that are identical in distinguishing features to the claimed objects, the patent and technical literature is not identified, which provides a criterion of novelty.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство; на фиг. 2-5 - схема работы устройства по первому варианту выполнения; на фиг. 6 и 7 - схема работы устройства по второму варианту выполнения. In FIG. 1 shows the proposed device; in FIG. 2-5 - diagram of the operation of the device according to the first embodiment; in FIG. 6 and 7 is a diagram of the operation of the device according to the second embodiment.

Втрамбовывания сыпучей смеси при возведении сваи осуществляется следующим образом. Ramming the granular mixture during the construction of piles is as follows.

В грунте образуют скважину, например, забивкой обсадной трубы 1 с вставленным сердечником (не показан), поднимают сердечник и засыпают в пространство между стенками обсадной трубы и сердечником порцию сухой бетонной смеси 2, после чего ударной частью 3 устройства втрамбовывают ее в грунт, затем в устье обсадной трубы подают воду 4 и увлажняют втрамбованную смесь. Количество воды определяют по объему порции, составу бетонной смеси и влажности окружающего грунта. Например, для сухих грунтов и обычных тяжелых бетонов количество воды, подаваемой в порцию, может быть определено по теоретическому водоцементному отношению для этой порции (минимум В/Ц=0,2 см). После инфильтрации воды во втрамбованную в грунт порцию сыпучей бетонной смеси и образования увлажненного ядра в 5, в устье обсадной трубы подают следующую порцию сыпучей бетонной смеси и повторяют цикл. A well is formed in the ground, for example, by driving a casing 1 with an inserted core (not shown), a core is lifted and a portion of dry concrete mixture 2 is poured into the space between the walls of the casing and the core, after which the impact part 3 of the device rams it into the ground, then the casing mouth serves water 4 and moistens the rammed mixture. The amount of water is determined by the volume of the portion, the composition of the concrete mixture and the humidity of the surrounding soil. For example, for dry soils and ordinary heavy concrete, the amount of water supplied to a portion can be determined by the theoretical water-cement ratio for this portion (minimum W / C = 0.2 cm). After water infiltration into a portion of granular concrete mixture rammed into the soil and formation of a moistened core at 5, the next portion of granular concrete mixture is fed to the casing mouth and the cycle is repeated.

Устройство для втрамбовывания сыпучей бетонной смеси по первому варианту выполнения включает цилиндрический корпус 6 с нижней ударной частью 3, выполненной составной из неподвижно закрепленной на корпусе 6 основной секции 7 с центральным сквозным отверстием 8 и сообщенным с ним уширенным пазом 9, открытым со стороны нижней поверхности, и размещенной в ее пазу с возможностью вертикального перемещения подвижной секции 10, закрепленной на пропущенном через отверстие 8 в основной секции 7 стержне 11, на свободном конце которого установлен запорный клапан 12. Корпус 6 выполнен с расположенным над ударной частью 3 заполненным водой 13 резервуаром 14, снабженным датчиком уровня 15, например, поплавкового типа и сообщенным через запорный клапан 12 подвижной секции 10 с отверстием 8 и пазом 9 основной секции 7. В верхней части корпуса 6 размещен патрубок 16 с негерметичной крышкой 17 и грузозахватное устройство, например проушина 18. The device for ramming granular concrete mixture according to the first embodiment includes a cylindrical body 6 with a lower impact part 3 made of a fixed section 7 fixed to the main body 6 with a central through hole 8 and an enlarged groove 9 connected to it, open from the bottom surface, and placed in its groove with the possibility of vertical movement of the movable section 10, mounted on passed through the hole 8 in the main section 7 of the rod 11, at the free end of which is installed the second valve 12. The housing 6 is made with a reservoir 14 located above the shock part 3 and equipped with a water level 13, equipped with a level sensor 15, for example, of a float type and communicated through the shut-off valve 12 of the movable section 10 with an opening 8 and a groove 9 of the main section 7. In the upper part body 6 posted by a pipe 16 with an unpressurized cover 17 and a lifting device, such as an eye 18.

В устройстве по второму варианту выполнения цилиндрический корпус 6 оснащен камерой 19 для накопления порции воды, размещенной между ударной частью 3 и резервуаром 14 и сообщенной через запорный клапан 12 подвижной секции 10 с отверстием 8 и пазом 9 основной секции 7 ударной части 3, и поршнем 20, связанным с корпусом 6 через уплотнительное кольцо 21 с возможностью вертикальных перемещений и имеющим отверстия 22, сообщенные с резервуаром 14 и через запорные клапаны 23 обратного хода, например, лепесткового типа с камерой 19 для накопления порции воды. Стержень 11 подвижной секции 10 выполнен с возможностью регулирования длины, а поршень 20 соосно закреплен на его свободном конце. In the device according to the second embodiment, the cylindrical body 6 is equipped with a chamber 19 for accumulating a portion of water located between the shock part 3 and the reservoir 14 and communicated through the shutoff valve 12 of the movable section 10 with the hole 8 and the groove 9 of the main section 7 of the shock part 3, and the piston 20 associated with the housing 6 through a sealing ring 21 with the possibility of vertical movement and having holes 22 in communication with the reservoir 14 and through the shut-off valves 23 backward, for example, flap type with a chamber 19 for the accumulation of a portion of water. The rod 11 of the movable section 10 is made with the possibility of adjusting the length, and the piston 20 is coaxially mounted on its free end.

Устройство по первому варианту выполнения работает следующим образом. The device according to the first embodiment runs as follows.

Резервуар 14 через патрубок 16 заполняется водой 13 и через проушину 18 крепится к грузоподъемному устройству, например к экскаватору-драглайну. В поднятом над устьем скважины устройстве (фиг. 4) клапан 12 под действием собственного веса закрыт, в это время в обсадную трубу 1 подается порция сыпучей бетонной смеси 2. При ударе по сыпучей смеси 2 ударной частью 3 устройства клапан 12 открывается мгновенно и вода из резервуара 14 в смесь практически не поступает (фиг. 2). При подъеме устройства для выполнения следующего удара возможно регулирование скорости подъема: пока подвижная секция 10 ударной части 3 опирается на втрамбованную порцию сыпучей смеси 2, открыт клапан 12 и через отверстие 8 подается вода (фиг. 3). При этом количество подаваемой воды контролируется по датчику уровня 15. The tank 14 through the pipe 16 is filled with water 13 and through the eye 18 is attached to a lifting device, for example to a dragline excavator. In the device raised above the wellhead (Fig. 4), the valve 12 is closed under its own weight, at this time, a portion of the granular concrete mixture 2 is fed into the casing 1. When the granular mixture 2 is hit by the impact part 3 of the device, the valve 12 opens instantly and water from tank 14 in the mixture practically does not enter (Fig. 2). When lifting the device to perform the next blow, it is possible to control the lifting speed: while the movable section 10 of the shock part 3 rests on the rammed portion of the granular mixture 2, the valve 12 is opened and water is supplied through the hole 8 (Fig. 3). The amount of water supplied is monitored by a level sensor 15.

Устройство по второму варианту выполнения позволяет избежать контроля объема подаваемой порции воды по датчику уровня 15 и может быть использовано, когда по технологическим причинам такой контроль затруднен. Оно работает следующим образом. При ударе ударной частью 3 по вновь засыпанной порции сыпучей бетонной смеси 2 подвижная секция 10 смещается вверх и приводит в движение поршень 20 посредством стержня 11 с заданной по требуемому объему порции воды длиной. При этом клапаны 23 открыты и вода 13 из резервуара 14 через отверстия 22 в поршне 20 заполняет камеру 19 (фиг. 6). Для выполнения следующего удара корпус 6 поднимают над устьем скважины, в результате чего подвижная секция 10 смещается вниз под действием собственного веса и давления столба воды на поршень 20 (фиг. 7). При этом отверстия 22 заперты клапанами 23 обратного хода, а порция воды 4, ограниченная объемом камеры 19, под давлением вытесняется через отверстие 8 и паз 9 основной секции 7 ударной части 3, увлажняя втрамбованную порцию бетонной смеси. По истечении порции воды из камеры 19 отверстие 8 запирается клапаном 12 подвижной секции 10. Порция воды 4 инфильтруется в объем втрамбованной порции бетонной смеси 2, образуя увлажненное ядро 5, после чего в устье обсадной трубы подают новую порцию сыпучей бетонной смеси и повторяют цикл. The device according to the second embodiment allows to avoid monitoring the volume of the supplied portion of water by the level sensor 15 and can be used when, for technological reasons, such control is difficult. It works as follows. When the impact part 3 hits the newly filled portion of the granular concrete mixture 2, the movable section 10 is displaced upward and drives the piston 20 by means of the rod 11 with the length specified for the required volume of water portion. In this case, the valves 23 are open and water 13 from the reservoir 14 through the holes 22 in the piston 20 fills the chamber 19 (Fig. 6). To perform the next blow, the housing 6 is raised above the wellhead, as a result of which the movable section 10 is shifted down due to its own weight and pressure of the water column on the piston 20 (Fig. 7). In this case, the openings 22 are closed by the reverse valves 23, and a portion of water 4, limited by the volume of the chamber 19, is forced out under pressure through the opening 8 and the groove 9 of the main section 7 of the shock part 3, moistening the rammed portion of the concrete mixture. After the portion of water from the chamber 19 has elapsed, the hole 8 is closed by the valve 12 of the movable section 10. A portion of the water 4 is infiltrated into the volume of the rammed portion of the concrete mixture 2, forming a moistened core 5, after which a new portion of the bulk concrete mixture is fed into the mouth of the casing and the cycle is repeated.

Таким образом, в процессе трамбования осуществляется подача влаги в тело возводимого уширения и ствола сваи в количестве, обеспечивающем гидратацию всего цемента в объеме втрамбованной сыпучей бетонной смеси. Thus, in the process of tamping, moisture is supplied to the body of the erected broadening and the pile shaft in an amount that ensures hydration of all cement in the volume of the rammed bulk concrete mixture.

П р и м е р. В суглинистом грунте мягкой консистенции со следующими физико-механическими характеристиками: s = 26,8 кН/м³; ск = 14,6 кН/м³; W = 31,31% ; W = 39,17%; W_p = 22,24%; J_p = 16,9%; J = 0,54; е = 0,82; S_r = 1,0; С = 20 кПа; Е = 7,0 мПа, с помощью обсадной трубы ⌀ 100 мм и размещенного в ней сердечника с наружным диаметром 80 мм была пробита скважина глубиной 1,0 м.PRI me R. In loamy soil of soft consistency with the following physical and mechanical characteristics: s = 26.8 kN / m ³ ; ck = 14.6 kN / m ³ ; W = 31.31%; W = 39.17%; W _p = 22.24%; J _p = 16.9%; J = 0.54; e = 0.82; S _r = 1.0; C = 20 kPa; E = 7.0 MPa, using a casing pipe ⌀ 100 mm and a core placed in it with an outer diameter of 80 mm, a well 1.0 m deep was drilled.

Корпус устройства для втрамбовывания сухой смеси был выполнен из стальной трубы с наружным диаметром 80 мм и оснащен составной нижней ударной частью, включающей неподвижно закрепленную на корпусе основную секцию диаметром 80 мм с центральным сквозным отверстием диаметром 30 мм и сообщенным с ним уширенным книзу пазом с наибольшим диаметром 40 мм, подвижную секцию в виде конической, сужающейся кверху заглушки с наибольшим диаметром 40 мм, закрепленной на стержне диаметром 20 мм, пропущенном сквозь отверстие в основной секции и имеющем на свободном конце в корпусе запорный клапан в виде конической, сужающейся книзу заглушки с закрепленным на ней грузом массой 5 кг и ответного ей воронкообразного гнезда на внутренней поверхности основной секции. При этом подвижная секция ударной части была прикреплена к основной секции с возможностью ограниченных длиной стержня вертикальных смещений относительно корпуса устройства, полость корпуса использовалась как резервуар для расходуемой в процессе возведения сваи воды и имела в верхней части отверстия для заливки воды и выпуска воздуха. The body of the device for ramming the dry mixture was made of a steel pipe with an outer diameter of 80 mm and equipped with a composite lower shock part, including a main section with a diameter of 80 mm fixed to the body with a central through hole of 30 mm in diameter and the widest groove with the largest diameter communicated with it 40 mm, the movable section in the form of a conical, narrowing upward plug with the largest diameter of 40 mm, mounted on a rod with a diameter of 20 mm, passed through an opening in the main section and having free at the bottom end in the case, a shut-off valve in the form of a conical, tapering downward plug with a load of 5 kg fixed on it and a funnel-shaped receptacle mating to it on the inner surface of the main section. In this case, the movable section of the shock part was attached to the main section with the possibility of vertical displacements limited by the length of the rod relative to the device body, the body cavity was used as a reservoir for the water consumed during the construction of the pile and had openings in the upper part for filling water and discharging air.

Для образования набивных уширений свай использовалась сухая бетонная смесь следующего состава, мас.ч.: Песок с модулем крупности 1,1 8 Цемент марки 300 1
Расчетный объем сухой бетонной смеси для устройства уширения диаметром 240 мм составил 11000 см³ в насыпном состоянии. Она втрамбовалась порциями по 500 см³. Расчетный по минимуму В/Ц объем воды, необходимый для гидратации цемента по всему объему уширения, составил 2,6 л и был залит в полость корпуса устройства. Вода подавалась порциями по 120 см³ после втрамбовывания каждой порции смеси. Через 28 суток свая была откопана, при этом установлено, что наибольший диаметр уширения составил 130 мм, гидратация цемента произошла по всему объему уширения, прочность на сжатие образовавшегося бетона, определенная путем испытания кубика размерами 100х100х100 мм, вырезанного из уширения, составила 44,8 кгс/см².For the formation of stuffed broadening of piles, a dry concrete mixture of the following composition was used, parts by weight: Sand with a fineness modulus of 1.1 8 Cement grade 300 1
The estimated volume of dry concrete mix for the broadening device with a diameter of 240 mm amounted to 11000 cm ³ in bulk. She was rammed in portions of 500 cm ³ . The estimated minimum W / C volume of water required for cement hydration throughout the broadening volume was 2.6 liters and was poured into the cavity of the device. Water was supplied in portions of 120 cm ³ after ramming each portion of the mixture. After 28 days, the pile was excavated, it was found that the largest broadening diameter was 130 mm, cement hydration occurred throughout the broadening volume, the compressive strength of the formed concrete, determined by testing a cube with dimensions of 100x100x100 mm cut from the broadening, was 44.8 kgf / cm ² .

Claims

1. DEVICE FOR PRESSING BULK MIXTURE WHEN CONSTRUCTING PILES, comprising a cylindrical body and a composite impact element installed in its lower part, the main section of which with the central hole is fixed to the body, and the other is mounted with the possibility of vertical movement and fixed on the main section passed through the central hole a rod, characterized in that the movable section of the shock element is made with a shut-off valve, and the body - with a tank located above the shock element, are filled water and communicated through a check valve movable section with a central hole of the main section.

2. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with a chamber for accumulating a portion of water, placed between the shock part and the reservoir and communicated through the shut-off valve of the movable section with the opening of the main section of the shock part and the piston connected with the housing through the sealing ring with the possibility vertical displacements and having openings communicated with the reservoir, the rod of the movable section being adjustable for length and the piston coaxially mounted on its free end.