RU2439247C2

RU2439247C2 - Device for erection of bored screw piles

Info

Publication number: RU2439247C2
Application number: RU2008101428/03A
Authority: RU
Inventors: Юрий Николаевич Бей (RU); Юрий Николаевич Бей; Владимир Иванович Черкасов (RU); Владимир Иванович Черкасов; Алексей Евгеньевич Кравченко (RU); Алексей Евгеньевич Кравченко; Владимир Юрьевич Бебенин (RU); Владимир Юрьевич Бебенин; Павел Алексеевич Старостин (RU); Павел Алексеевич Старостин
Priority date: 2008-01-22
Filing date: 2008-01-22
Publication date: 2012-01-10
Also published as: RU2008101428A

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: device for erection of bored screw piles consists of a body, the upper part of which is made in the form of a hollow polyhedral nipple with a hole for a lock finger, and a rock cutting tool with a skirt. The middle and the lower parts of the body are made in the form of solid cylinders with a cross section of various diameter, besides, the middle part has larger diameter, and the lower part is of smaller diameter. In the middle cylindrical part there is a system of holes, a cavity to inject a concrete mix and a transverse slot, in which on a vertical axis placed in the vertical hole of the body, there is a slot-forming knife mounted with the possibility of rotation, the rear and front faces of the working part of which are formed by crossing of two cylindrical surfaces of various radius, axes of which are parallel to the axis of the device and lie in a single plane, and the axis of the cylindrical surface forming a rear face of the slot-forming knife matches the device axis, at the same time the lower and the upper ends are made with radial flat faces. The slot-forming knife is installed with the possibility to interact with a spring-loaded pusher to extend the slot-forming knife into a working position, and in the lower cylindrical part of the body there is a through longitudinal slot with a limiter arranged in it.

EFFECT: increased efficiency in erection of bored screw piles and their bearing capacity and stable and medium-stable soils, reduced material intensity of boring works.

7 cl, 5 dwg

Description

Устройство для сооружения буронабивных винтовых свай относится к области горной промышленности и строительства и может быть использовано при строительстве фундаментов зданий, опор ЛЭП, радиомачт, мостов, эстакад, путепроводов и других специальных сооружений.The device for the construction of bored screw piles relates to the field of mining and construction and can be used in the construction of building foundations, power transmission towers, radio towers, bridges, overpasses, viaducts and other special structures.

Известен способ изготовления буронабивной сваи, по которому формирование ее производится устройством путем завинчивания в грунт бурильной колонны, состоящей из инвентарной трубы и винтового наконечника. При достижении глубины, соответствующей длине изготавливаемой сваи, в полость инвентарной трубы подают твердеющий материал с одновременным извлечением инвентарной трубы и оставлением винтового наконечника в скважине (Строительство и городское хозяйство в Санкт-Петербурге и Ленинградской области, 2003, №60).A known method of manufacturing a bored pile, according to which its formation is carried out by a device by screwing into the soil a drill string, consisting of an inventory pipe and a screw tip. Upon reaching a depth corresponding to the length of the manufactured pile, hardening material is fed into the cavity of the inventory pipe with simultaneous extraction of the inventory pipe and leaving a screw tip in the well (Construction and municipal services in St. Petersburg and the Leningrad Region, 2003, No. 60).

К недостаткам данного способа относятся большие энергетические затраты для внедрения винтового наконечника в грунт и отсутствие возможности создавать значительные осевые усилия при бурении в стесненных условиях малогабаритными буровыми установками. Из-за того, что винтовой наконечник не извлекается из скважины, значительно увеличивается стоимость возведения фундамента.The disadvantages of this method include the high energy costs for introducing a screw tip into the soil and the inability to create significant axial forces when drilling in cramped conditions with small-sized drilling rigs. Due to the fact that the screw tip is not removed from the well, the cost of erecting the foundation increases significantly.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является устройство для сооружения буронабивных винтовых свай, состоящее из корпуса, верхняя часть которого выполнена в виде полого многогранного ниппеля с отверстием под замковый палец, и породоразрушающего приспособления с юбкой (Патент Японии №36-575, кл. 86 А 321, опубл. 1961).The closest in technical essence and the achieved result is a device for the construction of bored screw piles, consisting of a housing, the upper part of which is made in the form of a hollow multifaceted nipple with a hole for the locking finger, and a rock cutting tool with a skirt (Japan Patent No. 36-575, cl. 86 A 321, publ. 1961).

Данное устройство имеет ряд существенных недостатков. Для образования винтовой скважины без выноса разрушенного грунта на поверхность, даже в грунтах со средней несущей способностью, требуется применение тяжелых буровых установок со значительным крутящим моментом, которые невозможно применить вблизи существующих фундаментов из-за их значительных габаритов и ограниченности пространства. После образования винтовой скважины в слабонесущих грунтах не исключена возможность обрушения ее стенок и ликвидация винтовой нарезки. Кроме того, вывинчивание формующего элемента обратным вращением строго по винтовой нарезке, образованной прямым ходом, соответствующей шагу этого элемента, осуществить на практике невозможно, что приводит к нарушению стенок винтовой скважины. Оставление башмака на забое скважины влечет за собой удорожание стоимости сваи.This device has a number of significant disadvantages. For the formation of a helical well without the removal of the destroyed soil to the surface, even in soils with medium bearing capacity, it is necessary to use heavy drilling rigs with significant torque, which cannot be used near existing foundations due to their significant dimensions and limited space. After the formation of a helical well in weakly bearing soils, the possibility of collapse of its walls and the elimination of helical cutting is not ruled out. In addition, unscrewing the forming element by reverse rotation strictly according to the screw thread formed by the forward stroke corresponding to the step of this element cannot be carried out in practice, which leads to violation of the walls of the screw well. Leaving the shoe on the bottom of the well entails an increase in the cost of the pile.

Технический эффект, ожидаемый от использования изобретения, заключается в повышении производительности при сооружении буронабивных винтовых свай и их несущей способности в устойчивых и средней устойчивости грунтах, а также в снижении стоимости буровых работ.The technical effect expected from the use of the invention is to increase productivity in the construction of bored screw piles and their bearing capacity in stable and medium stability soils, as well as to reduce the cost of drilling operations.

Указанный технический эффект достигается тем, что в устройстве для сооружения буронабивных винтовых свай, состоящем из корпуса, верхняя часть которого выполнена в виде полого многогранного ниппеля с отверстием под замковый палец, и породоразрушающего приспособления с юбкой, средняя и нижняя части корпуса выполнены в виде цельных цилиндров с поперечным сечением различного диаметра, причем средняя часть - большего, а нижняя - меньшего диаметра, при этом в средней цилиндрической части выполнены система отверстий, полость для инъекции бетонной смеси и поперечный паз, в котором на вертикальной оси, размещенной в вертикальном отверстии корпуса, с возможностью вращения смонтирован щелеобразующий нож, задняя и передняя грани рабочей части которого образованы пересечением двух цилиндрических поверхностей различного радиуса, оси которых параллельны оси устройства и лежат в одной плоскости, а ось цилиндрической поверхности, образующей заднюю грань щелеобразующего ножа, совпадает с осью устройства, при этом нижний и верхний торцы выполнены с радиусными фасками, а щелеобразующий нож установлен с возможностью взаимодействия с подпружиненным толкателем для выдвижения щелеобразующего ножа в рабочее положение, а в нижней цилиндрической части корпуса выполнен сквозной продольный паз с размещенным в нем ограничителем. Изобретение отличается и тем, что радиус цилиндрической поверхности, образующей заднюю грань щелеобразующего ножа, равен радиусу корпуса устройства, а также тем, что радиус цилиндрической поверхности, образующей переднюю грань щелеобразующего ножа, в 0,8-1,25 раза больше радиуса цилиндрической поверхности, образующей его заднюю грань, и тем, что верхний и нижний торцы передней грани щелеобразующего ножа выполнены с радиусными фасками равной величины, находящейся в пределах 0,5-0,75 S, где S - ширина щелеобразующего ножа, а также тем, что верхний торец средней цилиндрической части корпуса расположен выше верхней плоскости поперечного паза, который в транспортном положении перекрыт кожухом, жестко связанным с юбкой породоразрушающего приспособления, тем, что сквозной продольный паз в нижней цилиндрической части корпуса имеет длину большую, чем расстояние от верхнего торца кожуха до нижнего торца поперечного паза, и тем, что полость в корпусе для инъекции бетонной смеси в скважину расположена на одном уровне с поперечным пазом и смещена назад по ходу вращения устройства относительно поперечного паза.The specified technical effect is achieved by the fact that in the device for the construction of bored screw piles, consisting of a body, the upper part of which is made in the form of a hollow polyhedral nipple with an opening for the locking finger, and rock cutting tools with a skirt, the middle and lower parts of the body are made in the form of solid cylinders with a cross section of various diameters, with the middle part being larger and the lower part being smaller, with a system of holes made in the middle cylindrical part, a cavity for concrete injection mixture and a transverse groove in which a slit-forming knife is mounted for rotation on a vertical axis located in a vertical opening of the housing, the rear and front faces of the working part of which are formed by the intersection of two cylindrical surfaces of different radius, the axes of which are parallel to the axis of the device and lie in the same plane and the axis of the cylindrical surface forming the rear face of the slot forming knife coincides with the axis of the device, while the lower and upper ends are made with radius bevels, and slot forming The th knife is installed with the possibility of interaction with a spring-loaded pusher to extend the slit-forming knife into the working position, and in the lower cylindrical part of the casing there is a through longitudinal groove with a limiter placed in it. The invention is also characterized in that the radius of the cylindrical surface forming the rear face of the slit forming knife is equal to the radius of the device body, and also the fact that the radius of the cylindrical surface forming the front face of the slit forming knife is 0.8-1.25 times larger than the radius of the cylindrical surface, forming its posterior face, and the fact that the upper and lower ends of the front face of the slit forming knife are made with radius chamfers of equal size, which is in the range 0.5-0.75 S, where S is the width of the slit forming knife, and also the fact that the upper The edge of the middle cylindrical part of the body is located above the upper plane of the transverse groove, which in the transport position is covered by a casing rigidly connected to the skirt of the rock cutting device, so that the through longitudinal groove in the lower cylindrical part of the body has a length greater than the distance from the upper end of the casing to the lower end the transverse groove, and the fact that the cavity in the housing for injection of concrete mixture into the well is located at the same level with the transverse groove and is shifted back along the rotation of the relative but a transverse groove.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлено схематическое изображение устройства в разрезе в положении бурения пилотной скважины под сваю, на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1 с указанием диаметров породоразрушающего приспособления d2 и реборды шнека d1, на фиг.3 - схематическое изображение устройства в разрезе в положении образования винтовой щели, на фиг.4 - сечение А-А на фиг.3 при различных диаметрах цилиндрической поверхности, образующей переднюю грань щелеобразующего ножа, на фиг.5 - схематическое изображение щелеобразующего ножа на плоскости с видом по А и сечением по Б-Б при R1=1,2R и различных значениях r.The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 is a schematic sectional view of a device in a drilling position of a pilot well under a pile, in Fig. 2 is a section A-A in Fig. 1, indicating the diameters of a rock cutting tool d2 and auger flanges d1, in Fig. .3 is a schematic cross-sectional view of the device in the position of the formation of a helical slit, Fig. 4 is a section AA in Fig. 3 for various diameters of the cylindrical surface forming the front face of the slit-forming knife, and Fig. 5 is a schematic diagram of a slit knife on a plane with a view along A and a section along BB in R1 = 1.2R and various values of r.

Устройство состоит из корпуса 1, верхняя часть которого представляет собой полый многогранный ниппель 2 с отверстием под замковый палец 3 для соединения со шнековым снарядом. Средняя 4 и нижняя 5 части корпуса 1 - цельные цилиндры различного диаметра. При этом средняя часть 4 имеет больший диаметр, чем нижняя часть 5. В средней цилиндрической части 4 корпуса 1 имеются полость 6 для инъекции твердеющей смеси, которая соединена с полым многогранным ниппелем 2 посредством отверстия (на фиг.1 не показано), поперечный паз 7, в котором на вертикальной оси 8, размещенной в корпусе 1, смонтирован щелеобразующий нож 9. Задняя 23 и передняя 24 грани рабочей части щелеобразующего ножа 9, внедряющиеся в стенки пилотной скважины, образованы пересечением двух цилиндрических поверхностей различного радиуса R и R1, оси которых параллельны оси устройства и лежат в одной плоскости. Ось цилиндрической поверхности, которая образует заднюю 23 грань щелеобразующего ножа 9, совпадает с осью устройства. Радиус R цилиндрической поверхности, образующей заднюю 23 грань щелеобразующего ножа 9, равен радиусу корпуса устройства 1, а радиус R1 цилиндрической поверхности, образующей переднюю 24 грань щелеобразующего ножа, в 0,8-1,25 раза больше радиуса R цилиндрической поверхности, образующей его заднюю 23 грань. Верхний 25 и нижний 26 торцы передней 24 грани щелеобразующего ножа 9 выполнены с радиусными фасками равной величины, находящейся в пределах 0,5-0,75 S, где S - ширина щелеобразующего ножа.The device consists of a housing 1, the upper part of which is a hollow multifaceted nipple 2 with a hole for the locking finger 3 for connection with a screw projectile. The middle 4 and lower 5 parts of the housing 1 are solid cylinders of various diameters. In this case, the middle part 4 has a larger diameter than the lower part 5. In the middle cylindrical part 4 of the housing 1 there is a cavity 6 for injection of a hardening mixture, which is connected to the hollow polyhedral nipple 2 through an opening (not shown in Fig. 1), a transverse groove 7 in which a slit-forming knife 9 is mounted on a vertical axis 8 located in the housing 1. The rear 23 and front 24 faces of the working part of the slit-forming knife 9, which are embedded in the walls of the pilot well, are formed by the intersection of two cylindrical surfaces of different radii R and R 1, the axes of which are parallel to the axis of the device and lie in the same plane. The axis of the cylindrical surface, which forms the rear 23 face of the slitting knife 9, coincides with the axis of the device. The radius R of the cylindrical surface forming the rear 23 face of the slot forming knife 9 is equal to the radius of the device body 1, and the radius R1 of the cylindrical surface forming the front 24 face of the forming knife is 0.8-1.25 times larger than the radius R of the cylindrical surface forming its rear 23 verge. The upper 25 and lower 26 ends of the front 24 face of the slit forming knife 9 are made with radial chamfers of equal size, which is in the range of 0.5-0.75 S, where S is the width of the slit forming knife.

Из фиг.2 видно, что при R1=2R, где R1 и R радиусы передней 24 грани щелеобразующего ножа 9 и корпуса 1 устройства соответственно, передняя грань щелеобразующего ножа представляет собой практически плоский прямоугольник при диаметре пилотной скважины под сваю, равном 210 мм, и максимально возможном в данном случае диаметре корпуса устройства 160 мм. При такой геометрии передней грани щелеобразующего ножа разрушение грунта будет происходить преимущественно в режиме резания практически без смятия, что повлечет за собой смешивание разрушенного грунта с твердеющей смесью и ухудшению ее прочностных свойств, а следовательно, и уменьшению прочности сваи.From figure 2 it can be seen that at R1 = 2R, where R1 and R are the radii of the front 24 faces of the slotting knife 9 and the body 1 of the device, respectively, the front face of the slotting knife is an almost flat rectangle with a pilot well diameter of 210 mm for the pile, and the maximum possible case diameter of the device is 160 mm. With this geometry of the front face of the slitting knife, the destruction of the soil will occur mainly in the cutting mode with virtually no crushing, which will entail the mixing of the destroyed soil with the hardening mixture and the deterioration of its strength properties, and consequently, a decrease in the strength of the pile.

При R1=1,2R передняя 24 грань щелеобразующего ножа 9 будет производить работу преимущественно в режиме смятия грунта, т.е. практически весь объем грунта, находящийся перед передней гранью ножа при его поступательном движении будет вдавлен в стенки винтообразной полости, исключая смешивание разрушенного грунта с твердеющей смесью. В данном случае не будут нарушены прочностные характеристики твердеющей смеси.When R1 = 1.2R, the front 24 face of the slot forming knife 9 will work mainly in the mode of crushing, i.e. almost the entire volume of soil located in front of the front edge of the knife during its translational movement will be pressed into the walls of the screw-shaped cavity, excluding the mixing of the destroyed soil with the hardening mixture. In this case, the strength characteristics of the hardening mixture will not be violated.

Уменьшение R1 до величины 0,85R при ширине щелеобразующего ножа 5 см, как показали наши расчеты, приводит к увеличению объема грунта, вдавливаемого в стенки винтообразной полости на 23,4% (с 32,4 см³ при R1=1,2R до 40 см³ при R1=0,85R). Для вдавливания такого объем грунта в стенки винтообразной полости при сооружении сваи в грунтах со средней несущей способностью потребуются дополнительные затраты энергии на вращателе буровой установки, т.е. необходимо применять более мощные установки, что не всегда возможно и оправдано,A decrease in R1 to 0.85R with a slit-forming knife 5 cm wide, as our calculations showed, leads to an increase in the volume of soil pressed into the walls of the screw-shaped cavity by 23.4% (from 32.4 cm ³ with R1 = 1.2R to 40 cm ³ at R1 = 0.85R). To push such a volume of soil into the walls of the helical cavity during the construction of piles in soils with an average bearing capacity, additional energy costs will be required on the rotator of the drilling rig, i.e. it is necessary to apply more powerful installations, which is not always possible and justified,

Исполнение верхнего 25 и нижнего 26 торцов передней грани 24 щелеобразующего ножа 9 по радиусным фаскам равной величины (например r1, фиг.5) способствует смятию и вдавливанию грунта в кровлю и почву винтовой полости, полностью исключая его резание, а следовательно, и смешивание с твердеющей смесью, т.е. не нарушая прочностных характеристик этой смеси. Для определения наиболее оптимальной величины радиуса этих фасок нами проведены аналитические расчеты, которые показали следующее: при r3, равном 0,9 и 1,1S, где S - ширина щелеобразующего ножа 9, радиусные фаски на передней 24 грани щелеобразующего ножа 9 представляют собой кривые, приближающиеся к прямым, т.е. передняя грань становится практически плоской, что ухудшает условия смятия и вдавливания грунта в стенки винтообразной щели и требует значительных энергетических затрат; при r2, равном 0,5-0,65S, верхний и нижний торцы передней грани щелеобразующего ножа имеют достаточную скругленность, что обеспечивает смятие и вдавливание грунта перед передней гранью щелеобразующего ножа в стенки винтообразной полости.The execution of the upper 25 and lower 26 ends of the front face 24 of the slotting knife 9 along the radial chamfers of equal size (for example, r1, Fig. 5) promotes crushing and pressing of the soil into the roof and soil of the screw cavity, completely excluding its cutting, and therefore mixing with hardening mixture, i.e. without violating the strength characteristics of this mixture. To determine the most optimal value of the radius of these chamfers, we carried out analytical calculations, which showed the following: at r3 equal to 0.9 and 1.1S, where S is the width of the slotting knife 9, the radius bevels on the front 24 face of the slotting knife 9 are curves, approaching straight lines, i.e. the front face becomes almost flat, which worsens the conditions of crushing and pressing the soil into the walls of the helical gap and requires significant energy costs; at r2 equal to 0.5-0.65S, the upper and lower ends of the front face of the slotting knife have sufficient roundness, which ensures crushing and pressing of the soil in front of the front edge of the slotting knife into the walls of the helical cavity.

Исходя из сказанного, мы пришли к выводу, что при сооружении свай в грунтах со средней несущей способностью радиус передней грани щелеобразующего ножа R1 должен находиться в пределах 1,1-1,25R и r1 в пределах 0,65-0,7S, а при сооружении свай в слабонесущих грунтах R1 можно уменьшать до 0,8R и r1 до 0,5S.Based on the foregoing, we came to the conclusion that during the construction of piles in soils with medium bearing capacity, the radius of the front face of the slot forming knife R1 should be in the range of 1.1-1.25 R and r1 in the range of 0.65-0.7 S, and when the construction of piles in weakly bearing soils R1 can be reduced to 0.8R and r1 to 0.5S.

Проведенные расчеты справедливы также и для сваи любого другого диаметра с различными геометрическими параметрами щелеобразующего ножа.The calculations performed are also valid for piles of any other diameter with various geometrical parameters of the slot forming knife.

Щелеобразующий нож 9 приводится в рабочее положение толкателем 10 при помощи пружины 11, с внешней стороны зафиксированной заглушкой 13. Толкатель 10 смонтирован с возможностью перемещения в полости 12. Полость 6 посредством отверстия 21 (см. фиг.2) соединена с полостью 22 (см. фиг.1) в корпусе породоразрушающего приспособления 17.The slit-forming knife 9 is brought into working position by the pusher 10 by means of a spring 11, fixed by a plug 13 from the outside. The pusher 10 is mounted with the possibility of movement in the cavity 12. The cavity 6 is connected to the cavity 22 through the hole 21 (see Fig. 2) (see figure 1) in the body of the rock cutting device 17.

В нижней цилиндрической части 5 корпуса 1 выполнен сквозной продольный паз 14, в котором с возможностью перемещения находится ограничитель 15, установленный в сквозные отверстия юбки 16 (на фиг.1 и 2 не показаны), жестко соединенной с породоразрушающим приспособлением 17, выполненным в виде конической насадки, и удерживающий их в транспортном положении, т.е. когда происходит бурение пилотной скважины под сваю, и в рабочем положении, когда в пилотной скважине происходит образование винтовой щели.A through longitudinal groove 14 is made in the lower cylindrical part 5 of the housing 1, in which a limiter 15 is installed with the possibility of movement, installed in the through holes of the skirt 16 (not shown in FIGS. 1 and 2), rigidly connected to the rock cutting device 17, made in the form of a conical nozzles, and holding them in a transport position, i.e. when the pilot well is drilled under the pile, and in the working position, when a helical gap is formed in the pilot well.

Верхний торец средней цилиндрической части 4 корпуса 1 расположен выше верхней плоскости поперечного паза 7, который в транспортном положении перекрыт кожухом 19, жестко связанным с юбкой 16 породоразрушающего приспособления 17. Щелеобразующий нож 9 в транспортном положении под действием пружины 11 упирается в кожух 19 и не дает юбке 16 с породоразрушающим приспособлением 17 опуститься в крайнее нижнее положение в случае встречи в разрезе скважины пустот или несвязных пропластков грунта. Кожух 16 в транспортном положении перекрывает и полость 6, высота которого равна высоте поперечного паза 7.The upper end of the middle cylindrical part 4 of the housing 1 is located above the upper plane of the transverse groove 7, which in the transport position is covered by a casing 19, rigidly connected with the skirt 16 of the rock cutting device 17. The slit-forming knife 9 in the transport position under the action of the spring 11 abuts the casing 19 and does not allow the skirt 16 with the rock cutting device 17 to lower to its lowest position in the event of a meeting in the section of the well of voids or disconnected layers of soil. The casing 16 in the transport position overlaps the cavity 6, the height of which is equal to the height of the transverse groove 7.

Сквозной продольный паз 14 в нижней цилиндрической части 5 корпуса 1 имеет длину, несколько большую, чем расстояние от верхнего торца кожуха 19 до нижней плоскости 20 поперечного паза 7. Полость 6 для инъекции твердеющей смеси в средней цилиндрической части 4 корпуса 1 расположена на одном уровне с поперечным пазом 7, что обеспечивает ее полное перекрытие кожухом 19 при бурении пилотной скважины, и смещена относительно поперечного паза 7 назад по ходу вращения устройства.The through longitudinal groove 14 in the lower cylindrical part 5 of the housing 1 has a length slightly greater than the distance from the upper end of the casing 19 to the lower plane 20 of the transverse groove 7. The injection cavity 6 for hardening the mixture in the middle cylindrical part 4 of the housing 1 is located at the same level as transverse groove 7, which ensures its complete overlapping casing 19 when drilling a pilot well, and offset relative to the transverse groove 7 back along the rotation of the device.

Смещение полости 6 относительно поперечного паза 7 назад по ходу вращения устройства выполнено с целью мгновенного заполнения образующейся щели бетонной смесью.The offset of the cavity 6 relative to the transverse groove 7 back along the rotation of the device is designed to instantly fill the resulting gap with concrete mixture.

Устройство работает следующим образом. На устье скважины собирают шнековый буровой снаряд, состоящий из полых шнеков, и подсоединенного к ним устройства. Этим снарядом бурится пилотная скважина до проектной глубины сваи. Пробурив пилотную скважину, буровой снаряд несколько приподнимают от забоя, останавливают вращение шнекового снаряда и начинают подачу бетонной смеси под давлением через полый шнековый снаряд к устройству и через отверстие 21 в полость 22 породоразрушающего приспособления 17.The device operates as follows. At the wellhead, a screw drill is assembled, consisting of hollow screws, and a device connected to them. This projectile drills a pilot well to the design depth of the pile. Having drilled the pilot well, the drill bit is slightly lifted from the bottom, the screw is stopped rotating and the concrete mixture is supplied under pressure through the hollow screw shell to the device and through hole 21 into the cavity 22 of the rock cutting device 17.

При достижении определенного давления, превышающего силу трения щелеобразующего ножа 9 о стенку кожуха 19, породоразрушающее приспособление 17 с юбкой 16 и кожухом 19 опускаются вниз до упора ограничителя 15 в нижнюю часть сквозного продольного паза 14 (см. фиг.3). При этом открываются полость 6 и поперечный паз 7 в средней части 4 корпуса 1 устройства, где размещен щелеобразующий нож 9. Это возможно за счет того, что сквозной продольный паз 14 в цилиндрической нижней части 5 корпуса 1 имеет длину большую, чем высота поперечного паза 7 и полости 6. После открытия поперечного паза 7 щелеобразующий нож 9 под действием пружины 11 толкателем 10 выдвигается за пределы диаметра пилотной скважины (фиг.4 - d2), образованного породоразрушающим приспособлением 17. Полное выдвижение щелеобразующего ножа 9 до диаметра винтовой щели (фиг.4 - d₃) происходит как за счет действия пружины, так и за счет силы сопротивления грунта разрушению при начале вращательного движения шнекового снаряда по часовой стрелке.Upon reaching a certain pressure exceeding the friction force of the slit-forming knife 9 against the wall of the casing 19, the rock cutting device 17 with the skirt 16 and the casing 19 are lowered down to the stop of the stop 15 in the lower part of the through longitudinal groove 14 (see Fig. 3). In this case, the cavity 6 and the transverse groove 7 are opened in the middle part 4 of the device body 1, where the slitting knife 9 is located. This is possible due to the fact that the through longitudinal groove 14 in the cylindrical lower part 5 of the housing 1 has a length greater than the height of the transverse groove 7 and cavities 6. After opening the transverse groove 7, the slot forming knife 9, under the action of the spring 11, is pushed by the pusher 10 beyond the diameter of the pilot well (Fig. 4 - d2) formed by the rock cutting device 17. Full extension of the slot forming knife 9 to the diameter of the screws th slit (4 - d ₃₎ occurs due to the spring action, and due to the destruction of soil resistance force at the beginning of the rotational movement of the screw shell clockwise.

Далее в зависимости от степени устойчивости грунта, которая определена инженерными изысканиями перед началом строительства данного объекта, выбирают шаг винтовой щели, который будет образован при одновременном вращательном и поступательном вверх движении шнекового снаряда с выдвинутым щелеобразующим ножом 9, обеспечивающий наибольшую несущую способность сваи. При этом во время подъема шнекового снаряда нет необходимости придавать ему строго определенную скорость вращения и подачи, исходя из величины шага спирали винтового наконечника, как это имеет место при сооружении винтовых свай способом завинчивания с последующим вывинчивании винтового наконечника.Next, depending on the degree of soil stability, which is determined by engineering surveys before starting the construction of this facility, a pitch of a helical gap is chosen, which will be formed with a simultaneous rotational and upward movement of a screw projectile with an extended slot-forming knife 9, which provides the greatest bearing capacity of the pile. At the same time, during the lifting of the screw projectile, there is no need to give it a strictly defined speed of rotation and feed, based on the pitch of the spiral tip of the screw tip, as is the case when constructing screw piles by screwing, followed by unscrewing the screw tip.

Таким образом, изобретение имеет следующие преимущества:Thus, the invention has the following advantages:

1. Обеспечивается сооружение буронабивных свай с винтовой нарезкой щели в стенках пилотной скважины с регулируемой величиной шага винтовой полости в зависимости от степени устойчивости грунта.1. The construction of bored piles with helical cutting of cracks in the walls of the pilot well is provided with an adjustable pitch of the helical cavity depending on the degree of soil stability.

2. Нарезка винтовой полости в стенках пилотной скважины осуществляется при подъеме шнекового снаряда с одновременным вращением, для чего нет необходимости строго выдерживать соотношение скорости вращения и подъема бурового снаряда, достаточно только соблюдать равномерность этих величин.2. The cutting of the helical cavity in the walls of the pilot well is carried out while raising the auger with simultaneous rotation, for which there is no need to strictly maintain the ratio of rotation speed and lifting of the drill, it is only necessary to observe the uniformity of these values.

3. Исключается возможность смешивания разрушенного грунта с твердеющей смесью, не ухудшая ее прочностных характеристик, при одновременном уплотнении стенок винтовой полости, что обеспечивает их устойчивость и повышает несущую способность.3. The possibility of mixing the destroyed soil with the hardening mixture is excluded, without impairing its strength characteristics, while sealing the walls of the screw cavity, which ensures their stability and increases the bearing capacity.

4. Исключается необходимость применения мощных тяжелых буровых установок, что дает возможность сооружать буронабивные винтовые сваи в непосредственной близости от фундаментов ранее построенных зданий и сооружений.4. Eliminates the need for powerful heavy drilling rigs, which makes it possible to build bored screw piles in the immediate vicinity of the foundations of previously constructed buildings and structures.

5. Устройство обеспечивает высокую производительность буровых работ.5. The device provides high productivity drilling.

Claims

1. A device for the construction of bored screw piles, consisting of a housing, the upper part of which is made in the form of a hollow multi-faceted nipple with a hole for the locking finger, and a rock cutting tool with a skirt, characterized in that the middle and lower parts of the housing are made in the form of solid cylinders with a transverse cross-section of various diameters, with the middle part being larger and the lower part being of smaller diameters, while in the middle cylindrical part there are a system of holes, a cavity for injecting concrete mixture and a transverse groove, in which a slot forming knife is mounted on a vertical axis located in a vertical opening of the housing, the rear and front faces of the working part of which are formed by the intersection of two cylindrical surfaces of different radius, the axes of which are parallel to the axis of the device and lie in the same plane, and the axis of the cylindrical surface, forming the rear face of the slot forming knife, coincides with the axis of the device, while the lower and upper ends are made with radius bevels, and the slot forming knife is installed with possibly Tew interaction with a spring-loaded plunger for extension scheleobrazuyuschego knife into the working position and in the lower cylindrical portion of the housing is formed with a through longitudinal groove arranged therein limiter.

2. The device according to claim 1, characterized in that the radius of the cylindrical surface forming the rear face of the slitting knife is equal to the radius of the device casing.

3. The device according to claim 1, characterized in that the radius of the cylindrical surface forming the front face of the slitting knife is 0.8-1.25 times greater than the radius of the cylindrical surface forming its rear face.

4. The device according to claim 1, characterized in that the upper and lower ends of the front face of the slitting knife are made with radial chamfers of equal size, which is in the range of 0.5-0.75 S, where S is the width of the slitting knife.

5. The device according to claim 1, characterized in that the upper end of the middle cylindrical part of the body is located above the upper plane of the transverse groove, which in the transport position is covered by a casing rigidly connected with the skirt of the rock cutting device.

6. The device according to claim 1, characterized in that the through longitudinal groove in the lower cylindrical part of the housing has a length greater than the distance from the upper end of the casing to the lower end of the transverse groove.

7. The device according to claim 1, characterized in that the cavity in the housing for injecting concrete mixture into the well is located at the same level with the transverse groove and is shifted back along the rotation of the device relative to the transverse groove.