RU2473741C2 - Method to reinforce soil and device for its realisation - Google Patents

Method to reinforce soil and device for its realisation Download PDF

Info

Publication number
RU2473741C2
RU2473741C2 RU2011118040/03A RU2011118040A RU2473741C2 RU 2473741 C2 RU2473741 C2 RU 2473741C2 RU 2011118040/03 A RU2011118040/03 A RU 2011118040/03A RU 2011118040 A RU2011118040 A RU 2011118040A RU 2473741 C2 RU2473741 C2 RU 2473741C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shell
strengthening
flexible thin
soil
walled
Prior art date
Application number
RU2011118040/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011118040A (en
Inventor
Олег Игоревич Рубцов
Игорь Владимирович Рубцов
Александр Алексеевич Ступаков
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный строительный университет (МГСУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный строительный университет (МГСУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный строительный университет (МГСУ)
Priority to RU2011118040/03A priority Critical patent/RU2473741C2/en
Publication of RU2011118040A publication Critical patent/RU2011118040A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2473741C2 publication Critical patent/RU2473741C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: method to reinforce soil, including formation of a well, installation of a flexible thin-walled shell in it, supply of a sealing substance into a gap between walls of the well and the shell, and development of a reinforcing action at the sealing substance, differing by the fact that for development of the reinforcing action, the thin-walled shell in the cross section is deformed into an oval shape, an additional gap is created along the small axis of the oval between walls of the well and the shell, the additional portion of the sealing substance is supplied into this gap, and the deformation wave is moved in the circumferential direction.
EFFECT: higher efficiency of soil reinforcing due to simultaneous reinforcement of soil and supply of a sealing substance.
13 cl, 19 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к строительству, к способам укрепления грунтов под фундаменты, а также к способам формирования свай.The invention relates to construction, to methods for strengthening soils under foundations, as well as to methods for forming piles.

Уровень техникиState of the art

Известен способ укрепления грунта, включающий образование скважины, разрыхление грунта стенок этой скважины и создание на этот грунт укрепляющего воздействия пульсирующими толкателями (см. авторское свидетельство на изобретение СССР №708010, 30.09.77, кл. Е02D 3/046).A known method of strengthening the soil, including the formation of a well, loosening the soil of the walls of this well and creating a reinforcing effect on this soil with pulsating pushers (see copyright certificate for the invention of the USSR No. 708010, 30.09.77, class E02D 3/046).

В этом способе укрепляющее воздействие создается только на грунт, который разрыхляется со стенок скважины. После утрамбовки этого грунта получается определенная степень укрепления, которую увеличить больше нельзя. Поэтому данный способ не позволяет получить требуемой степени укрепления грунта под фундаменты для современного строительства.In this method, a reinforcing effect is created only on the soil, which is loosened from the walls of the well. After tamping this soil, a certain degree of strengthening is obtained, which can no longer be increased. Therefore, this method does not allow to obtain the required degree of soil strengthening under the foundations for modern construction.

Наиболее близким техническим решением из известных к предлагаемому изобретению является способ укрепления грунта, включающий образование скважины, размещение в ней гибкой тонкостенной оболочки, подачу уплотняющего вещества в зазор между стенками скважины и оболочки и создание на уплотняющее вещество укрепляющего воздействия (см. патент на изобретение Российской Федерации №2407858 МПК E02D 3/12, 01.10.2008).The closest technical solution known to the present invention is a method of strengthening the soil, including forming a well, placing a flexible thin-walled shell in it, supplying a sealing substance to the gap between the walls of the well and the shell and creating a strengthening effect on the sealing substance (see patent for the invention of the Russian Federation No. 2407858 IPC E02D 3/12, 01/10/2008).

По этому способу оболочку выполняют растягивающейся, а для укрепляющего воздействия на уплотняющее вещество создают давление гидравлической среды внутри оболочки, которая расширяется по форме окружности и укрепляет грунт. Затем выполняют сброс давления, в образовавшийся зазор дополнительно подают уплотняющее вещество и цикл создания давления, его сброса и подачи уплотняющего вещества повторяют.According to this method, the casing is stretched, and for a reinforcing effect on the sealing substance, the pressure of the hydraulic medium is created inside the casing, which expands in the shape of a circle and strengthens the soil. Then, pressure relief is performed, a sealing substance is additionally fed into the resulting gap, and the cycle of pressure generation, pressure relief and feeding of the sealing substance is repeated.

Рабочий цикл рассматриваемого способа определяется суммой времени последовательных операций расширения и сжатия растягивающейся герметичной оболочки и подачи уплотняющего вещества, что снижает производительность укрепления грунта.The working cycle of the method under consideration is determined by the sum of the time of successive operations of expansion and contraction of a stretched sealed shell and supply of a sealing substance, which reduces the productivity of soil consolidation.

Сведения, раскрывающие сущность изобретенияSummary of the invention

Задачей заявляемого изобретения является повышение производительности укрепления грунта.The task of the invention is to increase the productivity of soil strengthening.

Эта задача решается тем, что в способе укрепления грунта, включающем образование скважины, размещение в ней гибкой тонкостенной оболочки, подачу уплотняющего вещества в зазор между стенками скважины и оболочки и создание на уплотняющее вещество укрепляющего воздействия, для создания укрепляющего воздействия гибкую тонкостенную оболочку в поперечном сечении деформируют в форму овала, создают по малой оси овала между стенками скважины и оболочки дополнительный зазор, подают в этот зазор дополнительную порцию уплотняющего вещества и перемещают волну деформации в окружном направлении.This problem is solved by the fact that in the method of strengthening the soil, including the formation of a well, placing a flexible thin-walled shell inside it, supplying a sealing substance to the gap between the walls of the well and the shell and creating a reinforcing effect on the sealing substance, in order to create a strengthening effect, a flexible thin-walled shell in cross section they are deformed into an oval shape, an additional clearance is created along the small axis of the oval between the walls of the well and the shell, an additional portion of the sealing substance is fed into this gap and ne emeschayut wave in the circumferential direction of the deformation.

За счет того, что гибкую тонкостенную оболочку в поперечном сечении деформируют в форму овала и перемещают волну деформации в окружном направлении, по большой оси овала этой оболочки происходит укрепление уплотняющего вещества и грунта, а по малой оси овала в это же время происходит дополнительная подача уплотняющего вещества. Именно за счет одновременности укрепления и подачи уплотняющего вещества сокращается время рабочего цикла и повышается производительность укреплении грунта.Due to the fact that the flexible thin-walled shell in the cross section is deformed into an oval shape and the deformation wave is moved in the circumferential direction, the sealing substance and soil are strengthened along the major axis of the shell, and an additional supply of sealing material occurs along the small axis of the oval at the same time . It is due to the simultaneous strengthening and supply of the sealing substance that the working cycle time is reduced and the productivity of soil consolidation is increased.

Гибкую тонкостенную оболочку можно выполнить в виде гибкой тонкостенной трубы с открытым нижним концом.A flexible thin-walled shell can be made in the form of a flexible thin-walled pipe with an open lower end.

Гибкую тонкостенную трубу целесообразно деформировать в поперечном сечении в форму двухвершинного овала.It is advisable to deform the flexible thin-walled pipe in cross section into the shape of a two-vertex oval.

Гибкую тонкостенную трубу можно деформировать в поперечном сечении в форму трехвершинного овала.A flexible thin-walled pipe can be deformed in cross section into the shape of a three-vertex oval.

Размеры наибольших частиц уплотняющего вещества можно определить по зависимости:The sizes of the largest particles of the sealing substance can be determined by the dependence:

S=(0,4…1,5)Δr,S = (0.4 ... 1.5) Δr,

где S - размеры наибольших частиц уплотняющего вещества, Δr - радиальная деформация стенки гибкой тонкостенной трубы.where S is the size of the largest particles of the sealing substance, Δr is the radial deformation of the wall of the flexible thin-walled pipe.

После укрепления грунта в стволе скважины на нижнем горизонте зону деформации тонкостенной трубы можно поднять на новый верхний горизонт, где также выполнить укрепление грунта.After the soil is strengthened in the wellbore at the lower horizon, the deformation zone of the thin-walled pipe can be raised to a new upper horizon, where soil strengthening can also be performed.

Одновременно с созданием укрепляющего воздействия в окружном направлении, зону деформации трубы можно поднимать вдоль ее оси.Simultaneously with the creation of a reinforcing effect in the circumferential direction, the pipe deformation zone can be raised along its axis.

Известно устройство для укрепления грунта, содержащее установленный в скважине механизм для создания радиального давления на стенки скважины (см. авторское свидетельство на изобретение СССР №708010, 30.09.77 кл. Е02D 3/046).A device is known for strengthening the soil, containing a mechanism installed in the well for creating radial pressure on the walls of the well (see copyright certificate for the invention of the USSR No. 708010, 09.30.77 class. E02D 3/046).

В этом устройстве механизм для создания радиального давления выполнен в виде пульсирующих толкателей. Толкатели пропущены через размещенные в окнах корпуса направляющие втулки и эластичные уплотнения. Укрепляемый грунт может проникать через эластичные уплотнения и изнашивать направляющие втулки и толкатели, что снижает долговечность рассматриваемого устройства.In this device, the mechanism for creating radial pressure is made in the form of pulsating pushers. Pushers are passed through guide bushings and elastic seals located in the case windows. The reinforced soil can penetrate through the elastic seals and wear guide bushings and pushers, which reduces the durability of the device in question.

Наиболее близким техническим решением из известных к предлагаемому изобретению является устройство для укрепления грунта, содержащее гибкую тонкостенную оболочку, установленную в скважине с зазором, уплотняющее вещество, размещенное в зазоре между стенками скважины и оболочки, и механизм для создания радиального давления на внутреннюю поверхность оболочки (см. патент на изобретение Российской Федерации №2407858 МПК E02D 3/12, 01.10.2008).The closest technical solution known to the present invention is a device for strengthening the soil, containing a flexible thin-walled shell installed in the well with a gap, a sealing substance placed in the gap between the walls of the well and the shell, and a mechanism for creating radial pressure on the inner surface of the shell (see Patent for the invention of the Russian Federation No. 2407858 IPC E02D 3/12, 01/10/2008).

Оболочка в этом устройстве выполнена растягивающейся, а укрепление грунта происходит за счет расширения и сжатия оболочки, которая в сечении имеет окружность. После сжатия оболочки в образовавшийся зазор дополнительно подают уплотняющее вещество.The shell in this device is stretched, and the soil is strengthened by the expansion and contraction of the shell, which has a circle in cross section. After compression of the shell, a sealing substance is additionally fed into the resulting gap.

Рабочий цикл рассматриваемого устройства определяется суммой времени последовательных операций расширения и сжатия растягивающейся герметичной оболочки и подачи уплотняющего вещества, что снижает производительность укрепления грунта.The working cycle of the device in question is determined by the sum of the time of successive operations of expansion and contraction of the stretched hermetic shell and supply of the sealing substance, which reduces the productivity of soil strengthening.

Задачей заявляемого изобретения является повышение производительности укрепления грунта.The task of the invention is to increase the productivity of soil strengthening.

Эта задача решается тем, что в устройстве для укрепления грунта, содержащем гибкую тонкостенную оболочку, установленную в скважине с зазором, уплотняющее вещество, размещенное в зазоре между стенками скважины и оболочки, и механизм для создания радиального давления на внутреннюю поверхность оболочки, механизм для создания радиального давления на внутреннюю поверхность оболочки выполнен в виде волнообразователя, который сдеформировал оболочку в форму овала и образовал по малой оси овала между стенками скважины и оболочки дополнительный зазор с возможностью попадания в него дополнительной порции уплотняющего вещества.This problem is solved in that in the device for strengthening the soil containing a flexible thin-walled shell installed in the well with a gap, a sealing substance placed in the gap between the walls of the well and the shell, and a mechanism for creating radial pressure on the inner surface of the shell, a mechanism for creating a radial pressure on the inner surface of the shell is made in the form of a wave-former, which deformed the shell into an oval shape and formed an additional axis along the small axis of the oval between the walls of the borehole and the shell minutes, with a gap being hit by an extra portion of the sealing material.

В период работы устройства волнообразователь перемещает волну деформации гибкой тонкостенной оболочки в окружном направлении. По большой оси овала этой оболочки происходит укрепление уплотняющего вещества и грунта, а по малой оси овала в это же время происходит дополнительная подача уплотняющего вещества. Именно за счет одновременности укрепления и подачи уплотняющего вещества сокращается время рабочего цикла и повышается производительность укреплении грунта.During the operation of the device, the wave former moves the deformation wave of the flexible thin-walled shell in the circumferential direction. The sealing substance and soil are strengthened along the major axis of the oval of this shell, and additional supply of the sealing agent occurs at the same time along the minor axis of the oval. It is due to the simultaneous strengthening and supply of the sealing substance that the working cycle time is reduced and the productivity of soil consolidation is increased.

Гибкую тонкостенную оболочку можно выполнить в виде гибкой тонкостенной трубы с открытым нижним концом.A flexible thin-walled shell can be made in the form of a flexible thin-walled pipe with an open lower end.

Волнообразователь можно выполнить в виде водила с роликами, контактирующими с внутренней поверхностью гибкой тонкостенной трубы.The wave former can be made in the form of a carrier with rollers in contact with the inner surface of a flexible thin-walled pipe.

Волнообразователь можно выполнить в виде эксцентрикового вала и установленных на его эксцентриках посредством подшипников дисков, контактирующих с внутренней поверхностью гибкой тонкостенной трубы.The wave former can be made in the form of an eccentric shaft and mounted on its eccentrics by means of disk bearings in contact with the inner surface of a flexible thin-walled pipe.

Волнообразователь можно выполнить в виде кулачка и установленного на нем гибкого подшипника, наружное кольцо которого контактирует с внутренней поверхностью гибкой тонкостенной трубы.The wave former can be made in the form of a cam and a flexible bearing mounted on it, the outer ring of which is in contact with the inner surface of the flexible thin-walled pipe.

Контактирующие с внутренней поверхностью гибкой тонкостенной трубы детали целесообразно снабдить заходными фасками.It is advisable to equip the parts in contact with the inner surface of the flexible thin-walled pipe with inlet chamfers.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фигуре 1 изображен продольный разрез скважины с гибкой тонкостенной оболочкой и уплотняющим веществом в зазоре между стенками скважины и оболочкой;The figure 1 shows a longitudinal section of a well with a flexible thin-walled shell and a sealing substance in the gap between the walls of the well and the shell;

на фигуре 2 показан разрез А-А на фиг.1;figure 2 shows a section aa in figure 1;

на фигуре 3 показан продольный разрез скважины с деформированной гибкой тонкостенной оболочкой;figure 3 shows a longitudinal section of a well with a deformed flexible thin-walled shell;

на фигуре 4 показан вариант деформирования гибкой тонкостенной оболочки в форму двухвершинного овала (разрез Б-Б на фигуре 3);figure 4 shows a variant of deformation of a flexible thin-walled shell in the form of a two-peaked oval (section BB in figure 3);

на фигурах 5 и 6 показан процесс перемещения волны деформации гибкой тонкостенной оболочки в окружном направлении;in figures 5 and 6 shows the process of moving a deformation wave of a flexible thin-walled shell in the circumferential direction;

на фигуре 7 показан продольный разрез скважины с деформированной гибкой тонкостенной трубой;figure 7 shows a longitudinal section of a well with a deformed flexible thin-walled pipe;

на фигуре 8 показан вариант деформирования гибкой тонкостенной трубы в форму трехвершинного овала;figure 8 shows a variant of deformation of a flexible thin-walled pipe in the form of a three-vertex oval;

на фигуре 9 показан процесс укрепления грунта на разных горизонтах;figure 9 shows the process of strengthening the soil at different horizons;

на фигуре 10 показан процесс укрепления грунта в окружном направлении с одновременным подъемом зоны деформации трубы вдоль ее оси;the figure 10 shows the process of strengthening the soil in the circumferential direction while lifting the zone of deformation of the pipe along its axis;

на фигуре 11 показано устройство для осуществления способа укрепления грунта;figure 11 shows a device for implementing the method of strengthening the soil;

на фигуре 12 показан разрез В-В на фиг.11;figure 12 shows a section bb in figure 11;

на фигурах 13 и 14 показана схема роликового волнообразователя;in figures 13 and 14 shows a diagram of a roller wave former;

на фигурах 15 и 16 показана схема дискового волнообразователя;in figures 15 and 16 shows a diagram of a disk wave former;

на фигурах 17 и 18 показана схема кулачкового волнообразователя;in figures 17 and 18 shows a diagram of a cam wave former;

на фигуре 19 показан вариант компоновки роликового волнообразователя.the figure 19 shows a variant of the layout of the roller wave former.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Способ укрепления грунта включает образование скважины 1 (см. фиг.1 и 2), размещение в ней гибкой тонкостенной оболочки 2 с начальным радиусом r, подачу уплотняющего вещества 3 в зазор между стенками скважины 1 и оболочки 2 в направлении стрелок 4, и создание на уплотняющее вещество 3 укрепляющего воздействия 5 (см. фиг.3) в направлении двух стрелок этого воздействия. При этом гибкую тонкостенную оболочку в поперечном сечении деформируют в форму двухвершинного овала 6 (см. фиг.4) и перемещают волну деформации в окружном направлении по стрелкам 7.The method of soil strengthening includes the formation of a well 1 (see FIGS. 1 and 2), placement of a flexible thin-walled shell 2 with an initial radius r in it, the supply of a sealing substance 3 into the gap between the walls of the well 1 and shell 2 in the direction of arrows 4, and creating the sealing substance 3 of the reinforcing action 5 (see figure 3) in the direction of the two arrows of this effect. In this case, a flexible thin-walled shell in cross section is deformed into the shape of a two-vertex oval 6 (see Fig. 4) and the deformation wave is moved in the circumferential direction along arrows 7.

В момент деформирования оболочки в форму двухвершинного овала 6 ее размер в радиальном направлении по большой оси овала, то есть вдоль линии укрепляющего воздействия 5, увеличивается на величину радиальной деформации Δr, а по малой оси овала - уменьшается на величину Δrм.At the moment of deformation of the shell into the shape of a two-vertex oval 6, its size in the radial direction along the major axis of the oval, that is, along the line of reinforcing action 5, increases by the amount of radial deformation Δr, and along the small axis of the oval decreases by Δr m .

Увеличение размера оболочки по большой оси на Δr приводит к укреплению уплотняющего вещества, вдавливанию его в станки скважины и образованию двух зон 8-9 первичного укрепления, включающих первичный слой уплотняющего вещества 8 и слой частично укрепленного грунта 9.An increase in the shell size along the major axis by Δr leads to the strengthening of the compacting substance, pressing it into the well machines and the formation of two zones 8-9 of the primary strengthening, including the primary layer of the compacting substance 8 and the layer of partially reinforced soil 9.

Уменьшение размера оболочки по малой оси на Δrм приводит к образованию двух зон 10 разряжения, которые всасывают дополнительную порцию уплотняющего вещества.Reducing the size of the shell along the small axis by Δr m leads to the formation of two zones 10 of the discharge, which absorb an additional portion of the sealing substance.

Перемещение волны деформации в окружном направлении по стрелкам 7 расширяет зоны первичного укрепления, например, при повороте большой оси овала 6 на 90° (см. фиг.5) зоны 8-9 первичного укрепления также увеличились на 90°, кроме того образовались новые зоны 11 разряжения, которые постоянно всасывают дополнительные порции уплотняющего вещества. При повороте большой оси овала на 180° (см. фиг.6) процесс образования зон 8-9 первичного укрепления завершается, кроме того образовываются новые зоны 12 разряжения, которые продолжают всасывать новые порции уплотняющего вещества 13.The movement of the deformation wave in the circumferential direction along arrows 7 expands the zones of primary strengthening, for example, when the major axis of oval 6 is rotated 90 ° (see Fig. 5), zones 8-9 of the primary strengthening also increased by 90 °, in addition, new zones 11 vacuum, which constantly absorb additional portions of the sealing substance. When you turn the major axis of the oval through 180 ° (see Fig.6), the formation of zones 8-9 of the primary strengthening is completed, in addition, new rarefaction zones 12 are formed, which continue to absorb new portions of the sealing substance 13.

Дальнейшее перемещение волны деформации в окружном направлении приводит к укреплению новых порций уплотняющего вещества 13 и появлению зоны второго укрепления, затем зоны третьего укрепления и так далее. При этом увеличивается как толщина слоя уплотняющего вещества, так и толщина слоя укрепленного грунта. Увеличивается также абсолютное давление в укрепленном слое грунта. Таким образом, степень укрепления грунта увеличивается.Further movement of the deformation wave in the circumferential direction leads to the strengthening of new portions of the sealing substance 13 and the appearance of the zone of the second strengthening, then the zone of the third strengthening and so on. This increases both the thickness of the layer of compacting substance and the thickness of the layer of reinforced soil. The absolute pressure in the reinforced soil layer also increases. Thus, the degree of soil strengthening increases.

Процесс перемещения волны деформации завершают, когда достигается необходимая степень укрепления грунта.The process of moving the deformation wave is completed when the necessary degree of soil strengthening is achieved.

За счет того, что гибкую тонкостенную оболочку в поперечном сечении деформируют в форму овала 6 (см. фиг.4) и перемещают волну деформации в окружном направлении по стрелкам 7, по большой оси овала этой оболочки происходит укрепление уплотняющего вещества и грунта. По малой оси овала 6 в это же время происходит образование зон разряжения 10 (фиг.4), 11 (фиг.5) и 12 (фиг.6), которые всасывают новые порции уплотняющего вещества 13, то есть обеспечивают дополнительную подачу этого вещества. Именно за счет одновременности укрепления грунта и подачи уплотняющего вещества сокращается время рабочего цикла и повышается производительность укреплении грунта.Due to the fact that the flexible thin-walled shell in cross section is deformed into the shape of oval 6 (see Fig. 4) and the deformation wave is moved in the circumferential direction along arrows 7, the sealing substance and soil are strengthened along the major axis of the oval of this shell. On the minor axis of oval 6, at the same time, the formation of discharge zones 10 (FIG. 4), 11 (FIG. 5) and 12 (FIG. 6) occurs, which suck in new portions of the sealing substance 13, that is, provide an additional supply of this substance. It is due to the simultaneous strengthening of the soil and the supply of the sealing substance that the working cycle time is reduced and the productivity of soil strengthening is increased.

При выполнении оболочки 2 (см. фиг.3) герметичной со стенкой 14 составляющие грунта и уплотняющего вещества не могут попасть во внутреннюю полость оболочки 2, что положительно сказывается на работе механизма образования и перемещения волны деформации оболочки 2. Однако деформировать оболочку 2 и укреплять грунт можно на некотором расстоянии от стенки 14.When the shell 2 (see Fig. 3) is sealed with the wall 14, the components of the soil and the sealing substance cannot enter the inner cavity of the shell 2, which positively affects the operation of the mechanism of formation and movement of the deformation wave of the shell 2. However, deform the shell 2 and strengthen the soil can be at some distance from the wall 14.

Гибкую тонкостенную оболочку можно выполнить в виде гибкой тонкостенной трубы 15 (см. фиг.7) с открытым нижним концом. Зону укрепления 8-9 уплотняющего вещества и грунта в этом случае можно получить у самого дна скважины 1.The flexible thin-walled shell can be made in the form of a flexible thin-walled pipe 15 (see Fig. 7) with an open lower end. The reinforcement zone 8-9 of the sealing substance and soil in this case can be obtained at the very bottom of the well 1.

Гибкую тонкостенную трубу можно деформировать в поперечном сечении в форму трехвершинного овала 16 (см. фиг.8) путем создания на уплотняющее вещество 3 укрепляющего воздействия 17 в направлении трех стрелок этого воздействия и можно перемещать волну деформации трехвершинного овала 16 в направлении стрелок 18.The flexible thin-walled pipe can be deformed in cross section into the shape of a three-vertex oval 16 (see Fig. 8) by creating a reinforcing action 17 on the sealing substance 3 in the direction of the three arrows of this effect, and the deformation wave of the three-vertex oval 16 can be moved in the direction of the arrows 18.

Увеличение размера оболочки по большой оси на Δr3 приводит к укреплению уплотняющего вещества, вдавливанию его в стенки скважины и образованию трех зон 8-9 первичного укрепления, включающих первичный слой уплотняющего вещества 8 и слой частично укрепленного грунта 9.Increasing the size of the shell along the major axis by Δr 3 leads to the strengthening of the sealing substance, pressing it into the walls of the well and the formation of three zones 8-9 of the primary strengthening, including the primary layer of the sealing substance 8 and the layer of partially strengthened soil 9.

Уменьшение размера оболочки по малой оси приводит к образованию трех зон 10 разряжения, которые всасывают дополнительную порцию уплотняющего вещества.Reducing the size of the shell along the small axis leads to the formation of three zones 10 of the discharge, which absorb an additional portion of the sealing substance.

В качестве уплотняющего вещества 3 (см. фиг.3) могут использоваться: песок, гравий, щебень, галька и их смеси.As the sealing substance 3 (see figure 3) can be used: sand, gravel, gravel, pebbles and mixtures thereof.

Размеры наибольших частиц уплотняющего вещества 3 можно определить по зависимости:The sizes of the largest particles of the sealing substance 3 can be determined by the dependence:

S=(0,4…1,5)Δr,S = (0.4 ... 1.5) Δr,

где S - размеры наибольших частиц смеси, Δr - радиальная деформация стенки гибкой тонкостенной трубы.where S is the size of the largest particles of the mixture, Δr is the radial deformation of the wall of a flexible thin-walled pipe.

Для создания толстого слоя укрепленного грунта, после укрепления в стволе скважины 1 на нижнем горизонте А (см. фиг.9), зону деформации тонкостенной трубы 15 от укрепляющего воздействия 5 поднимают на новый верхний горизонт Б, где также выполняют укрепление грунта путем перемещения волны деформации в окружном направлении по стрелкам 7.To create a thick layer of reinforced soil, after being strengthened in the wellbore 1 at the lower horizon A (see Fig. 9), the deformation zone of the thin-walled pipe 15 from the reinforcing action 5 is raised to the new upper horizon B, where the soil is also strengthened by moving the deformation wave in the circumferential direction along arrows 7.

Вариантом создания толстого слоя укрепленного грунта является одновременное создание укрепляющего воздействия 5 (см. фиг.10) в окружном направлении по стрелкам 7 и подъем зоны деформации трубы 15 вдоль ее оси по стрелке 19.An option to create a thick layer of reinforced soil is to simultaneously create a reinforcing effect 5 (see Fig. 10) in the circumferential direction along arrows 7 and raise the deformation zone of the pipe 15 along its axis along arrow 19.

Устройство для укрепления грунта содержит установленную в скважине 1 (см. фиг.11 и 12) с зазором гибкую тонкостенную оболочку 2, уплотняющее вещество 3, размещенное в зазоре между стенками скважины 1 и оболочки 2, и волнообразователь 20, который сдеформировал оболочку в форму двухвершинного овала 6. Волнообразователь 20 соединен с валом 21, выведенным из скважины 1 на поверхность укрепляемого грунта.The device for strengthening the soil contains a flexible thin-walled shell 2 installed in the well 1 (see FIGS. 11 and 12) with a gap, a sealing substance 3 placed in the gap between the walls of the borehole 1 and the shell 2, and a wave former 20 that deformed the shell into a two-vertex shape oval 6. The wave former 20 is connected to the shaft 21, withdrawn from the well 1 to the surface of the soil to be strengthened.

Устройство работает следующим образом. Вращение вала 21 со скоростью ω приводит к перемещению с этой скоростью ω волны деформации, то есть перемещению двухвершинного овала 6, в окружном направлении по стрелке 22, при этом сама оболочка 2 тормозится за счет контакта с уплотняющим веществом 3 и со скоростью ω не вращается. Перемещение волны деформации в окружном направлении приводит к образованию по большой оси волнообразователя 20 зоны первичного укрепления 8-9 (см. фиг 5 и 6) и дальнейшему расширению этой зоны. Кроме того, по малой оси волнообразователя 20 (см. фиг.12) образовываются зоны 11 и 12 (см. фиг 5 и 6) разряжения, которые постоянно всасывают дополнительные порции уплотняющего вещества 13.The device operates as follows. The rotation of the shaft 21 with the speed ω leads to the movement of the deformation wave at this speed ω, that is, the movement of the two-vertex oval 6 in the circumferential direction along arrow 22, while the sheath 2 itself is inhibited due to contact with the sealing substance 3 and does not rotate with the speed ω. The movement of the deformation wave in the circumferential direction leads to the formation on the major axis of the wave former 20 of the primary strengthening zone 8-9 (see Figs. 5 and 6) and further expansion of this zone. In addition, along the small axis of the wave-forming agent 20 (see FIG. 12), rarefaction zones 11 and 12 (see FIGS. 5 and 6) are formed, which constantly absorb additional portions of the sealing substance 13.

Именно за счет одновременности укрепления грунта по большой оси волнообразователя 20 и подачи уплотняющего вещества по малой его оси сокращается время рабочего цикла и повышается производительность укреплении грунта.It is due to the simultaneous strengthening of the soil along the major axis of the wave former 20 and the supply of the sealing substance along its minor axis, the working cycle time is reduced and the productivity of soil consolidation is increased.

Гибкую тонкостенную оболочку можно выполнить в виде гибкой тонкостенной трубы 15 (см. фиг.13, 15, 17) с открытым нижним концом.The flexible thin-walled shell can be made in the form of a flexible thin-walled pipe 15 (see Fig. 13, 15, 17) with an open lower end.

Волнообразователь можно выполнить в виде соединенного с валом 21 (см. фиг.13 и 14) водила 23 с установленными на подшипниках 24 роликами 25, контактирующими с внутренней поверхностью гибкой тонкостенной трубы 15.The wave-forming can be performed in the form of a carrier 23 connected to the shaft 21 (see Figs. 13 and 14) with rollers 25 mounted on bearings 24 and in contact with the inner surface of the flexible thin-walled pipe 15.

Волнообразователь можно выполнить в виде соединенного с валом 21 (см. фиг.15 и 16) эксцентрикового вала 26 и установленных на его эксцентриках посредством подшипников 27 дисков 28, контактирующих с внутренней поверхностью гибкой тонкостенной трубы 15.The wave former can be made in the form of an eccentric shaft 26 connected to the shaft 21 (see FIGS. 15 and 16) and mounted on its eccentrics by means of bearings 27 of the disks 28 in contact with the inner surface of the flexible thin-walled pipe 15.

Ролики 25 (см. фиг.14) или диски 28 (см. фиг.16) деформируют гибкую тонкостенную трубу в форму овала 6, а в период работы обкатываются по внутренней поверхности трубы, перемещают волну деформации в окружном направлении и укрепляют грунт.The rollers 25 (see Fig. 14) or disks 28 (see Fig. 16) deform the flexible thin-walled pipe into an oval shape 6, and during operation run around the inner surface of the pipe, move the deformation wave in the circumferential direction and strengthen the soil.

Волнообразователь можно выполнить в виде соединенного с валом 21 (см. фиг.17 и 18) кулачка 29 и установленного на нем гибкого подшипника 30, наружное кольцо которого контактирует с внутренней поверхностью гибкой тонкостенной трубы, деформирует ее в форму овала 6.The wave former can be made in the form of a cam 29 connected to the shaft 21 (see FIGS. 17 and 18) and a flexible bearing 30 mounted on it, the outer ring of which contacts the inner surface of the flexible thin-walled pipe, deforms it into an oval 6 shape.

Вариант конструкции волнообразователя может содержать ролики 31 и 32, наружный диаметр которых больше половины внутренней поверхности гибкой тонкостенной трубы. Ролики 31 и 32 установлены на подшипниках скольжения 33 и 34 соответственно в водиле 35, соединенном с валом 36.A design variant of the wave former may include rollers 31 and 32, the outer diameter of which is more than half the inner surface of the flexible thin-walled pipe. The rollers 31 and 32 are mounted on slide bearings 33 and 34, respectively, in the carrier 35, connected to the shaft 36.

Контактирующие с внутренней поверхностью гибкой тонкостенной трубы ролики 31 и 32 целесообразно снабдить заходными фасками 37 и 38.It is advisable to provide the rollers 31 and 32 in contact with the inner surface of the flexible thin-walled pipe with inlet chamfers 37 and 38.

Claims (13)

1. Способ укрепления грунта, включающий образование скважины, размещение в ней гибкой тонкостенной оболочки, подачу уплотняющего вещества в зазор между стенками скважины и оболочки и создание на уплотняющее вещество укрепляющего воздействия, отличающийся тем, что для создания укрепляющего воздействия гибкую тонкостенную оболочку в поперечном сечении деформируют в форму овала, создают по малой оси овала между стенками скважины и оболочки дополнительный зазор, подают в этот зазор дополнительную порцию уплотняющего вещества и перемещают волну деформации в окружном направлении.1. The method of strengthening the soil, including the formation of a well, placing a flexible thin-walled shell inside it, supplying a sealing substance to the gap between the walls of the well and the shell and creating a reinforcing effect on the sealing substance, characterized in that the flexible thin-walled shell is transformed in cross section to create a strengthening effect into the oval shape, create an additional clearance along the small axis of the oval between the walls of the well and the shell, add an additional portion of the sealing substance to this gap and move wave in the circumferential direction of the deformation. 2. Способ укрепления грунта по п.1, отличающийся тем, что гибкая тонкостенная оболочка выполнена в виде гибкой тонкостенной трубы с открытым нижним концом.2. The method of strengthening the soil according to claim 1, characterized in that the flexible thin-walled shell is made in the form of a flexible thin-walled pipe with an open lower end. 3. Способ укрепления грунта по п.1 или 2, отличающийся тем, что гибкую тонкостенную оболочку деформируют в поперечном сечении в форму двухвершинного овала.3. The method of strengthening the soil according to claim 1 or 2, characterized in that the flexible thin-walled shell is deformed in cross section into the shape of a two-peaked oval. 4. Способ укрепления грунта по п.1 или 2, отличающийся тем, что гибкую тонкостенную оболочку деформируют в поперечном сечении в форму трехвершинного овала.4. The method of strengthening the soil according to claim 1 or 2, characterized in that the flexible thin-walled shell is deformed in cross section into the shape of a three-vertex oval. 5. Способ укрепления грунта по п.3, отличающийся тем, что размеры наибольших частиц уплотняющего вещества определяют по зависимости:
S=(0,4…1,5)Δr,
где S - размеры наибольших частиц уплотняющего вещества, Δr -радиальная деформация стенки гибкой тонкостенной трубы.
5. The method of strengthening the soil according to claim 3, characterized in that the sizes of the largest particles of the sealing substance are determined by the dependence:
S = (0.4 ... 1.5) Δr,
where S is the size of the largest particles of the sealing substance, Δr is the radial deformation of the wall of a flexible thin-walled pipe.
6. Способ укрепления грунта по п.2, отличающийся тем, что после укрепления грунта в стволе скважины на нижнем горизонте зону деформации тонкостенной трубы поднимают на новый верхний горизонт, где также выполняют укрепление грунта.6. The method of strengthening the soil according to claim 2, characterized in that after the soil is strengthened in the wellbore at the lower horizon, the deformation zone of the thin-walled pipe is raised to a new upper horizon, where soil strengthening is also performed. 7. Способ укрепления грунта по п.2, отличающийся тем, что одновременно с созданием укрепляющего воздействия в окружном направлении зону деформации трубы поднимают вдоль ее оси.7. The method of strengthening the soil according to claim 2, characterized in that at the same time as creating a reinforcing effect in the circumferential direction, the pipe deformation zone is raised along its axis. 8. Устройство для укрепления грунта, содержащее гибкую тонкостенную оболочку, установленную в скважине с зазором, уплотняющее вещество, размещенное в зазоре между стенками скважины и оболочки, и механизм для создания радиального давления на внутреннюю поверхность оболочки, отличающееся тем, что механизм для создания радиального давления на внутреннюю поверхность оболочки выполнен в виде волнообразователя, который сдеформировал оболочку в форму овала и образовал по малой оси овала между стенками скважины и оболочки дополнительный зазор с возможностью попадания в него дополнительной порции уплотняющего вещества.8. A device for strengthening the soil, containing a flexible thin-walled shell installed in the well with a gap, a sealing substance placed in the gap between the walls of the well and the shell, and a mechanism for creating radial pressure on the inner surface of the shell, characterized in that the mechanism for creating radial pressure on the inner surface of the shell is made in the form of a wave-former, which deformed the shell into an oval shape and formed an additional gap along the small axis of the oval between the walls of the borehole and the shell p with the possibility of getting into it an additional portion of the sealing substance. 9. Устройство для укрепления грунта по п.8, отличающееся тем, что гибкая тонкостенная оболочка выполнена в виде гибкой тонкостенной трубы с открытым нижним концом.9. The device for strengthening the soil according to claim 8, characterized in that the flexible thin-walled shell is made in the form of a flexible thin-walled pipe with an open lower end. 10. Устройство для укрепления грунта по п.9, отличающееся тем, что волнообразователь выполнен в виде водила с роликами, контактирующими с внутренней поверхностью гибкой тонкостенной трубы.10. The device for strengthening the soil according to claim 9, characterized in that the wave-former is made in the form of a carrier with rollers in contact with the inner surface of a flexible thin-walled pipe. 11. Устройство для укрепления грунта по п.9, отличающееся тем, что волнообразователь выполнен в виде эксцентрикового вала и установленных на его эксцентриках посредством подшипников дисков, контактирующих с внутренней поверхностью гибкой тонкостенной трубы.11. The device for strengthening the soil according to claim 9, characterized in that the wave former is made in the form of an eccentric shaft and mounted on its eccentrics by means of disk bearings in contact with the inner surface of a flexible thin-walled pipe. 12. Устройство для укрепления грунта по п.9, отличающееся тем, что волнообразователь выполнен в виде кулачка и установленного на нем гибкого подшипника, наружное кольцо которого контактирует с внутренней поверхностью гибкой тонкостенной трубы.12. The device for strengthening the soil according to claim 9, characterized in that the wave-former is made in the form of a cam and a flexible bearing mounted on it, the outer ring of which is in contact with the inner surface of the flexible thin-walled pipe. 13. Устройство для укрепления грунта по п.8, отличающееся тем, что контактирующие с внутренней поверхностью гибкой тонкостенной трубы детали снабжены заходными фасками. 13. The device for strengthening the soil according to claim 8, characterized in that the parts in contact with the inner surface of the flexible thin-walled pipe are provided with entry chamfers.
RU2011118040/03A 2011-05-05 2011-05-05 Method to reinforce soil and device for its realisation RU2473741C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011118040/03A RU2473741C2 (en) 2011-05-05 2011-05-05 Method to reinforce soil and device for its realisation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011118040/03A RU2473741C2 (en) 2011-05-05 2011-05-05 Method to reinforce soil and device for its realisation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011118040A RU2011118040A (en) 2012-11-10
RU2473741C2 true RU2473741C2 (en) 2013-01-27

Family

ID=47322066

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011118040/03A RU2473741C2 (en) 2011-05-05 2011-05-05 Method to reinforce soil and device for its realisation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2473741C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2547026C1 (en) * 2013-11-06 2015-04-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук Method of soil reinforcement and device for its realisation
RU2640625C1 (en) * 2016-08-04 2018-01-10 Акционерное Общество "Российский Концерн По Производству Электрической И Тепловой Энергии На Атомных Станциях" (Ао "Концерн Росэнергоатом") Method for compacting bases formed by weak mineral soils
RU2662841C1 (en) * 2017-09-29 2018-07-31 Акционерное Общество "Российский Концерн По Производству Электрической И Тепловой Энергии На Атомных Станциях" (Ао "Концерн Росэнергоатом") Method of sealing the bases broken by weak mineral soils
RU2669601C1 (en) * 2017-11-07 2018-10-12 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Device and method for formation of broadening in borehole

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1140296A (en) * 1966-05-23 1969-01-15 I C O S Impresa Costruzioni Op Method and means for strengthening and stabilizing compressible soils
SU713960A1 (en) * 1978-01-18 1980-02-05 Институт Горного Дела Со Ан Ссср Apparatus for making holes in earth
SU829816A1 (en) * 1979-07-25 1981-05-15 Институт Горного Дела Со Ан Ссср Working member for expansion fo wells
RU2193625C2 (en) * 2000-03-22 2002-11-27 Научно-исследовательский институт строительных материалов при Томском государственном архитектурно-строительном университете Method of cast-in-place pile making
RU2407858C2 (en) * 2008-10-01 2010-12-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный строительный университет (МГСУ) Method for reinforcement of soil

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1140296A (en) * 1966-05-23 1969-01-15 I C O S Impresa Costruzioni Op Method and means for strengthening and stabilizing compressible soils
SU713960A1 (en) * 1978-01-18 1980-02-05 Институт Горного Дела Со Ан Ссср Apparatus for making holes in earth
SU829816A1 (en) * 1979-07-25 1981-05-15 Институт Горного Дела Со Ан Ссср Working member for expansion fo wells
RU2193625C2 (en) * 2000-03-22 2002-11-27 Научно-исследовательский институт строительных материалов при Томском государственном архитектурно-строительном университете Method of cast-in-place pile making
RU2407858C2 (en) * 2008-10-01 2010-12-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный строительный университет (МГСУ) Method for reinforcement of soil

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2547026C1 (en) * 2013-11-06 2015-04-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела им. Н.А. Чинакала Сибирского отделения Российской академии наук Method of soil reinforcement and device for its realisation
RU2640625C1 (en) * 2016-08-04 2018-01-10 Акционерное Общество "Российский Концерн По Производству Электрической И Тепловой Энергии На Атомных Станциях" (Ао "Концерн Росэнергоатом") Method for compacting bases formed by weak mineral soils
RU2662841C1 (en) * 2017-09-29 2018-07-31 Акционерное Общество "Российский Концерн По Производству Электрической И Тепловой Энергии На Атомных Станциях" (Ао "Концерн Росэнергоатом") Method of sealing the bases broken by weak mineral soils
WO2019066680A1 (en) 2017-09-29 2019-04-04 Акционерное Общество "Российский Концерн По Производству Электрической И Тепловой Энергии На Атомных Станциях" Method for compacting bases laid using weak mineral soils
KR20200012695A (en) 2017-09-29 2020-02-05 조인트 스탁 컴퍼니 “로제네르고아톰” Method of Foundation Compaction Stacked into Soft Mineral Soil
EA036628B1 (en) * 2017-09-29 2020-12-01 Акционерное Общество "Российский Концерн По Производству Электрической И Тепловой Энергии На Атомных Станциях" (Ао "Концерн Росэнергоатом") Method for compacting bases laid using weak mineral soils
US20230082840A1 (en) * 2017-09-29 2023-03-16 Joint Stock Company "Rosenergoatom" Method of Compaction of Bases Composed of Weak Mineral Soils
US11795652B2 (en) * 2017-09-29 2023-10-24 Joint Stock Company Rosenergoatom Method of compaction of bases composed of weak mineral soils
RU2669601C1 (en) * 2017-11-07 2018-10-12 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Device and method for formation of broadening in borehole

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011118040A (en) 2012-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104652436B (en) Steel sleeve high pressure water injection is loosened the soil pile-pulling construction method
RU2473741C2 (en) Method to reinforce soil and device for its realisation
CN103526766B (en) Method for plugging relief well of deep foundation pit
CN105626096A (en) Pea gravel hydraulic filling construction process for TBM
CN105649090A (en) Construction method for support combining steel sheet piles and stirring piles
JP7103613B2 (en) Self-drill type pipe column support device and its method
CN103276728A (en) Method for mending and reinforcing pile head
CN203160254U (en) Pit support structure
CN102720176B (en) Foundation strengthening treatment method
CN207277344U (en) Guiding tool for the backfill of narrow Deep Foundation Pit Excavation
CN104790376B (en) The modified sharp separation compacting method of soft foundation
CN104153355B (en) The constructing device of concrete-pile and construction method thereof
CN106677224B (en) The milling wheel brush wall device of pipe fitting is latched for diaphram wall
CN105256790A (en) Prefabricated skirt type pipe pile used for drainage and added with pile body inclined support and construction method thereof
CN204225100U (en) The construction equipment of concrete pile
KR20160079301A (en) compactor using a vibrating roller
CN105697022A (en) Underground engineering squeezing-in device
CN112879010B (en) Foundation construction method for municipal engineering
CN210519388U (en) Soil loosening and crushing machine
CN113153212A (en) Vertical shaft high-water-pressure stratum grouting device and construction method
CN106592586A (en) Prefabricated pile with external hoops and filled with sand-gravel aggregates, and construction method thereof
CN106836203A (en) The co-ordinative construction and its construction method of mould bag pile body and mud hardening body
CN102767199B (en) Groove wall milling device for one-step modeling machine of underground continuous retention wall
CN206844190U (en) A kind of pipe canal digging device
CN207847622U (en) Rotating arm is from feeding movable crusher

Legal Events

Date Code Title Description
QA4A Patent open for licensing

Effective date: 20200320