RU219142U1

RU219142U1 - Steel displacement casing pipe leader

Info

Publication number: RU219142U1
Application number: RU2023107693U
Authority: RU
Inventors: Вилен Юрьевич Саркисов; Юрий Вахтангович Багишвили; Игорь Владимирович Морозов
Original assignee: Вилен Юрьевич Саркисов
Filing date: 2023-03-29
Publication date: 2023-06-30

Abstract

Полезная модель относится к области строительства, реконструкции, ремонта автомобильных дорог и преимущественно предназначена для формирования текстильно-песчаных свай на слабых грунтах. Технический результат заключается в повышении надежности конструкции вследствие повышения прочности заделки кронштейнов. Труба-лидер состоит из трубы необходимого диаметра и длины 1, оголовка для захватов высокочастотного вибратора 2, двухопорного клапана, состоящего из двух лепестков 3, удерживаемых на трубе кронштейнами 4, переходной трубы 6, бункера для засыпки 7 и дополнительного пояса усиления 5 в местах заделки кронштейнов. 2 ил.

The utility model relates to the field of construction, reconstruction, repair of roads and is mainly intended for the formation of textile-sand piles on soft soils. The technical result is to increase the reliability of the structure due to the increase in the strength of the embedment of the brackets. The leader pipe consists of a pipe of the required diameter and length 1, a cap for the grips of a high-frequency vibrator 2, a double-support valve consisting of two petals 3 held on the pipe by brackets 4, a transition pipe 6, a backfill hopper 7 and an additional reinforcement belt 5 at the termination points brackets. 2 ill.

Description

Область техникиTechnical field

Предлагаемая полезная модель относится к области строительства, реконструкции, ремонта автомобильных дорог и преимущественно предназначена для формирования текстильно-песчаных свай на слабых грунтах.The proposed utility model relates to the field of construction, reconstruction, repair of roads and is mainly intended for the formation of textile-sand piles on soft soils.

Уровень техникиState of the art

В известном уровне техники (ОДМ 218.2.054-2015, Рекомендации по применению текстильно-песчаных свай при строительстве автомобильных дорог на слабых грунтах основания, Москва, 2017 - [1]) текстильно-песчаные сваи применяются для укрепления слабых оснований автомобильных дорог и состоят из геооболочки цилиндрической формы, заполненной крупнозернистым материалом (песком или гравием). Геооболочка заправляется внутрь обсадной трубы, которая погружается в слабый грунт с помощью вибропогружателя или предварительного бурения, с обязательным заглублением в слой прочного грунта. Последующее заполнение геооболочки крупнозернистым материалом производится с виброуплотнением.In the prior art (ODM 218.2.054-2015, Recommendations for the use of textile-sand piles in the construction of roads on soft foundation soils, Moscow, 2017 - [1]), textile-sand piles are used to strengthen weak foundations of roads and consist of cylindrical geoshells filled with coarse-grained material (sand or gravel). The geo-envelope is refueled inside the casing pipe, which is immersed in soft soil using a vibratory driver or preliminary drilling, with obligatory penetration into a layer of solid soil. The subsequent filling of the geoenvelope with coarse-grained material is carried out with vibrocompaction.

Текстильно-песчаные сваи обеспечивают восприятие основной части эксплуатационной нагрузки, уплотнение слабых грунтов межсвайного пространства при устройстве свай, вертикальный дренаж по глубине свай и ускорение процесса консолидации основания.Textile-sand piles provide the perception of the main part of the operational load, compaction of weak soils of the inter-pile space during the installation of piles, vertical drainage along the depth of the piles and acceleration of the foundation consolidation process.

Улучшение прочностных и деформационных характеристик грунта в зоне уплотнения приводит к увеличению несущей способности грунтов, что позволяет передать на модифицированные грунтовые основания большие нагрузки. Заполненные дренирующим грунтом сваи одновременно выполняют функцию вертикальных дрен и обеспечивают ускорение процесса консолидации водонасыщенных грунтов за счет сокращения пути фильтрации воды, отжимаемой из слабой толщи.Improving the strength and deformation characteristics of the soil in the compaction zone leads to an increase in the bearing capacity of the soil, which makes it possible to transfer large loads to the modified soil bases. Piles filled with draining soil simultaneously perform the function of vertical drains and accelerate the process of consolidation of water-saturated soils by shortening the filtration path for water squeezed out of a weak stratum.

К известным техническим средствам, позволяющим осуществить указанную технологию, можно отнести, например, использование для погружения металлических труб заданного диаметра с теряемым наконечником при вибрационном воздействии закрепленного на мачте буровой установки или подвешенного на тросе крана вибропогружателя, опускании оболочки в полость трубы с последующим ее поднятием (О.В. Попов, Экспериментально-теоретические основы и практическое применение современных технологий изготовления свай в дилатирующих грунтах республики Беларусь, Минск: БНТУ, 2022 - [2]).The well-known technical means that make it possible to implement this technology include, for example, the use of metal pipes of a given diameter with a lost tip for immersion under the vibration effect of a vibratory driver fixed on the mast of a drilling rig or suspended on a crane cable, lowering the shell into the pipe cavity with its subsequent raising ( O. V. Popov, Experimental and theoretical foundations and practical application of modern technologies for manufacturing piles in dilating soils of the Republic of Belarus, Minsk: BNTU, 2022 - [2]).

К недостаткам известного из [2] решения можно отнести повышенную материалоемкость вследствие утраты наконечника при использовании и сложность повторного использования трубы вследствие необходимости монтажа нового наконечника.The disadvantages of the solution known from [2] include increased material consumption due to the loss of the tip during use and the difficulty of reusing the pipe due to the need to install a new tip.

К известным решениям, лишенным недостатков отмеченного выше, можно отнести те, при которых предлагается использование вибропогружение обсадной трубы-лидера, имеющей раскрывающийся наконечник (опорный клапан).The well-known solutions, devoid of the disadvantages of the above, include those in which it is proposed to use the vibration immersion of the leader casing pipe having a drop-down tip (reference valve).

Так, из патентного уровня техники известна обсадная труба, содержащая трубу и башмак, на котором посредством кронштейнов закреплены створки самораскрывающегося клапана (SU 723026 A1, 25.03.1980 - [3]).Thus, a casing is known from the patent prior art, containing a pipe and a shoe, on which the flaps of a self-expanding valve are fixed by means of brackets (SU 723026 A1, 25.03.1980 - [3]).

В известном из [3] решении погружение трубы в грунт производят посредством вибратора, после чего подают туда порцию песка, равную объему трубы. В процессе погружения трубы створки клапана продолжают оставаться в закрытом положении под действием пассивного отпора грунта. Для выпуска песка из трубы включают вибратор и с помощью каната извлекают трубу из грунта. При этом под влиянием собственной массы и давления песка в трубе створки клапана открываются и песок, выходя из трубы, остается в скважине.In the solution known from [3], the pipe is immersed in the ground by means of a vibrator, after which a portion of sand equal to the volume of the pipe is fed there. In the process of immersion of the pipe, the valve flaps continue to remain in the closed position under the influence of passive soil pressure. To release sand from the pipe, a vibrator is turned on and the pipe is removed from the ground using a rope. At the same time, under the influence of its own weight and sand pressure in the pipe, the valve flaps open and the sand, leaving the pipe, remains in the well.

Решение направлено на снижение материалоемкости обустройства свайных конструкций. В то же время, можно отметить, что при используемой технологии основная функция возложена на самораскрывающийся клапан, который при этом испытывает существенные нагрузки как при погружении трубы, так и при ее извлечении вследствие вибрационных нагрузок и давления грунта как в закрытом, так и в открытом состоянии. Таким образом, к недостаткам известного из [3] решения можно отнести низкую надежность конструкции клапана, в связи с чем возникают риски отрыва лепестков опорного клапана как при погружении, так и при извлечении трубы-лидера.The solution is aimed at reducing the material consumption of the arrangement of pile structures. At the same time, it can be noted that with the technology used, the main function is assigned to a self-opening valve, which, at the same time, experiences significant loads both when the pipe is immersed and when it is removed due to vibration loads and soil pressure, both in the closed and in the open state. . Thus, the disadvantages of the solution known from [3] include the low reliability of the valve design, and therefore there are risks of separation of the petals of the support valve both during immersion and during extraction of the leader pipe.

Предлагаемая полезная модель направлена на преодоление отмеченных недостатков уровня техники и при своем осуществлении позволяет обеспечить достижение технического результата, заключающегося в повышении надежности конструкции вследствие повышения прочности заделки кронштейнов.The proposed utility model is aimed at overcoming the noted shortcomings of the prior art and, in its implementation, makes it possible to achieve a technical result, which consists in increasing the reliability of the structure due to an increase in the strength of the brackets.

Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure

Для достижения указанного выше технического результата предлагается стальная вытесняющая обсадная труба-лидер, состоящая из трубы с оголовком для захватов высокочастотного вибратора, а также двухопорного клапана, состоящего из двух лепестков, удерживаемых на трубе кронштейнами, при этом труба с оголовком выполнена с возможностью размещения в ней геооболочки, а заделка кронштейнов лепестков двухопорного клапана выполнена в виде пояса усиления.To achieve the above technical result, a steel displacement casing pipe-leader is proposed, consisting of a pipe with a cap for the grips of a high-frequency vibrator, as well as a double-support valve consisting of two petals held on the pipe by brackets, while the pipe with the cap is made with the possibility of placement in it geoshells, and the embedment of the brackets of the two-support valve petals is made in the form of a reinforcement belt.

В дополнительном варианте осуществления стальная вытесняющая обсадная труба-лидер отличается тем, что оголовок выполнен с возможностью размещения и фиксации в нем переходной трубы, соединенной с бункером для засыпки.In an additional embodiment, the leader steel displacement casing is characterized in that the tip is configured to receive and fix a transition pipe connected to the backfill hopper.

Осуществление полезной моделиImplementation of the utility model

Технология использования предлагаемой стальной вытесняющей обсадной трубы-лидера принципиально не отличается от известной из [1] технологии обустройства текстильно-песчаных свай.The technology of using the proposed steel displacement casing pipe-leader does not fundamentally differ from the technology of arranging textile-sand piles known from [1].

Например, состав работ по устройству свай методом вибропогружения предлагаемой трубы-лидера может включать следующие процессы: установку вибропогружателя в рабочее положение в соответствии с инструкцией по эксплуатации; - погружение стальной вытесняющей трубы-лидера выбранного диаметра с двухопорным клапаном при помощи высокочастотного вибратора через слабые грунты до проектной отметки; укладку в трубу-лидер и заполнение песком заранее подготовленной геооболочки; подъем (в вибрационном режиме) трубы-лидера с открытым опорным клапаном. Под воздействием вибрации и последующих нагрузок от насыпи происходит уплотнение песка в сваях, оболочка дополнительно расширяется и передает уплотняющие горизонтальные напряжения на слабые грунты межсвайного пространства.For example, the scope of work on the installation of piles using the vibration driving method of the proposed leader pipe may include the following processes: installing the vibrating driver in the working position in accordance with the operating instructions; - immersion of a steel displacing leader pipe of a selected diameter with a double-support valve using a high-frequency vibrator through soft soils to the design mark; laying in a leader pipe and filling with sand a previously prepared geoenvelope; lifting (in vibration mode) of the leader pipe with an open reference valve. Under the influence of vibration and subsequent loads from the embankment, the sand in the piles is compacted, the shell expands further and transfers compacting horizontal stresses to the weak soils of the inter-pile space.

Для пояснения сущности в составе описания полезной модели представлены поясняющие чертежи, на которых представлено указание на конструктивные элементы полезной модели (фиг. 1) и общий вид полезной модели в разных проекциях (фиг. 2).To clarify the essence, the description of the utility model contains explanatory drawings, which show an indication of the structural elements of the utility model (Fig. 1) and a general view of the utility model in different projections (Fig. 2).

Более конкретно, с отсылкой на поясняющий чертеж (фиг. 1) предлагаемая стальная вытесняющая обсадная труба-лидер в целом предпочтительно состоит из трубы необходимого диаметра и длины 1, оголовка для захватов высокочастотного вибратора 2, двухопорного клапана состоящего из двух лепестков 3, удерживаемых на трубе кронштейнами 4, переходной трубы 6, бункера для засыпки 7. Введение дополнительного пояса усиления 5 в местах заделки кронштейнов, т.е. выполнение места заделки в виде дополнительного пояса усиления крепления кронштейнов лепестков двухопорного клапана, позволяет без значительного увеличения массы обеспечить необходимую конструктивную прочность заделки кронштейнов.More specifically, with reference to the explanatory drawing (Fig. 1), the proposed steel displacement casing pipe-leader as a whole preferably consists of a pipe of the required diameter and length 1, a head for high-frequency vibrator grips 2, a double-support valve consisting of two petals 3 held on the pipe brackets 4, transition pipe 6, backfill bunker 7. Introduction of an additional reinforcement belt 5 in the places where the brackets are embedded, i.e. the execution of the embedment place in the form of an additional belt for reinforcing the fastening of the brackets of the two-support valve petals allows, without a significant increase in mass, to provide the necessary structural strength of the embedding of the brackets.

Принцип работы заключается в погружении стальной вытесняющей обсадной трубы-лидера, выбранного диаметра с двухопорным клапаном при помощи высокочастотного вибратора через слабые грунты до проектной отметки (глубины) с последующим размещением внутри трубы-лидера геооболочки в форме «чулка» и заполнением ее песком. При этом для наполнения геооболочки песком внутрь геооболочки вставляется переходная труба для установки в нее бункера для засыпки.The principle of operation consists in immersing a steel displacement leader casing pipe of a selected diameter with a two-support valve using a high-frequency vibrator through soft soils to the design mark (depth), followed by placing a stocking-shaped geo-envelope inside the leader pipe and filling it with sand. At the same time, in order to fill the geo-envelope with sand, a transition pipe is inserted inside the geo-envelope to install a backfill hopper into it.

В предпочтительном варианте для повышения прочности пояс усиления выполнен из того же материала, что и труба-лидер (сталь). В частном варианте осуществления пояс усиления может быть изготовлен из обсадной трубы следующего за данной обсадной трубой размера и закреплен при помощи сварного соединения. Поскольку основную нагрузку при бурении принимает на себя именно внешняя стенка обсадной трубы, выполнение дополнительного пояса усиления в качестве места заделки кронштейнов клапана отмеченным образом позволяет увеличить допустимые нагрузки и повысить конструктивную прочность заделки кронштейнов. Кроме того, выполнение усиления в виде пояса позволяет обеспечить равномерность распределения вибрационной нагрузки по диаметру, что также способствует конструктивной прочности и надежности.In the preferred embodiment, to increase strength, the reinforcement belt is made of the same material as the leader pipe (steel). In a particular embodiment, the reinforcement belt can be made from a casing pipe of the next size for this casing pipe and fixed with a welded joint. Since it is the outer wall of the casing that assumes the main load during drilling, the implementation of an additional reinforcement belt as a place for embedding the valve brackets in the noted manner makes it possible to increase the allowable loads and increase the structural strength of the embedding of the brackets. In addition, the implementation of reinforcement in the form of a belt makes it possible to ensure uniform distribution of the vibration load along the diameter, which also contributes to structural strength and reliability.

Таким образом, обеспечить достижение указанного технического результата.Thus, to ensure the achievement of the specified technical result.

Claims

1. Steel displacement casing pipe-leader, consisting of a pipe with a head for high-frequency vibrator grips, as well as a double-support valve, consisting of two petals held on the pipe by brackets, while the pipe with the head is made with the possibility of placing a geo-shell in it, and the brackets are sealed petals of the double-support valve is made in the form of a reinforcement belt.

2. Steel displacement casing pipe leader according to claim 1, characterized in that the head is made with the possibility of placing and fixing in it a transition pipe connected to the backfill hopper.