SU1139798A1

SU1139798A1 - Apparatus for tamping-out pits

Info

Publication number: SU1139798A1
Application number: SU833615303A
Authority: SU
Inventors: Борис Алексеевич Сальников; Евгений Семенович Гришин; Николай Данилович Пехов; Владимир Васильевич Белов; Анатолий Иванович Шаповалов; Виктор Леонидович Димант
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт транспортного строительства
Priority date: 1983-05-20
Filing date: 1983-05-20
Publication date: 1985-02-15

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫТРАМВОВЫВАНИЯ КОТЛОВАНОВ, содержащее базовую машину со стрелой, вертикальную направл ющую штангу, шарнирно соединенную со стрелой, трамбовку в виде усеченного конуса с вертикальным центральным отверстием, установленную меньшим основанием книзу и с возможностью возвратно-поступательного перемещени вдоль направл ющей штанги, и передающую шшту, установленную под трамбовкой, о т л и ч а ю щ ее с. тем, что, с целью повышени эффективности возведени фун|даментов в вытрамбованных котловаj нах путем снижени энергоемкости извлечени трамбовки из грунта. «« III 3 ;« трамбовка вьшолнена с цилиндрической открытой снизу полостью, ограниченной передающей плитой, котора имеет жестко соединенный с ней цилиндр, и снабжена опорно-поворотными плитами , размещенными в полости 1щлиндра , и- пружинами сжати , установленными между плитами, причем в стенке цилицдра вьшолнены наклонные прорези с вертикальными участками , по концам какдой из них, и размещенными в них радиальными пальцами, смонтированными в стенке трамбовки, а по боковой наружной поверхности трамбовка имеет продольные лопасти, нижн кромка которых расположена ниже основани трамбовки на величину осадки пружин и толщину передашр ей плиты, при этом гшрнну лопастей определ ют по формуле « oL , где « - ширина лопасти, м; - безразмерный коэффициент, (Х) пpиRИмae lый равньм от 2 до Q&amp; М О 3 в зависимости от характеристик грунта; е- величина кольцевого зазора 00 между передающей плитой и основанием трамбовки, MJ оС - угол наклона боковой поверхности трамбовки к вертика- , ли, град.A DEVICE FOR EXTRACTING KITCHENS, containing a base machine with a boom, a vertical guide bar pivotally connected to the boom, a tamper-shaped tamper with a vertical central bore, installed with a smaller base downwards and with reciprocating along the beam, and a backing bar pattern. installed under the tamper, about tl and h a yu her s. so that, in order to increase the efficiency of erecting the func- tion in the rammed boilers, by reducing the energy intensity of the tamping of the soil. "" III 3; "the tamper is made with a cylindrical open bottom cavity bounded by a transfer plate that has a cylinder rigidly connected to it and is equipped with rotary support plates placed in the cavity 1 of the cylinder and compression springs installed between the plates, and in the wall cylitsdra are made inclined slots with vertical sections, at the ends like kakoy of them, and placed in them radial fingers mounted in the wall of the rammer, and along the lateral outer surface of the rammer has longitudinal blades edge of which is located below the base value for tamping spring and precipitation peredashr plate thickness s, with gshrnnu blades is determined by the formula «oL, where" - blade width, m; - dimensionless coefficient, (X) when RIMIe is the lth equals from 2 to Q & M O 3 depending on the characteristics of the soil; e is the size of the annular gap 00 between the transmitting plate and the base of the tamper; MJ ° C is the angle of inclination of the side surface of the tamper to the vertical;

Description

t 1t 1

Изобретение относитс к строительству , а именно к устройствам дл образовани котлованов без выемки грунта под фундаменты зданий и сооружений .The invention relates to the construction, in particular, to devices for the formation of pits without excavation under the foundations of buildings and structures.

Известно устройство дл вытрамбовьгвани котлована, в котором трамовка выполнена с вертикальным отверстием, предназначенным дл странени воздушной подушки и ликидации сил сцеплени грунта под низом трамбовки Ll .A device is known for wiping out a pit, in which the tram is made with a vertical hole, intended for sticking an airbag and likidating the ground adhesion forces under the bottom of the tamper Ll.

Это позвол ет несколько увели ить размеры трамбовки, однако попадание в отверстие грунта CHiixaeT Э(М)Р-кт уплотнени основани . Кроме то-го, вертикальное отверстие не . уменьшает сил сцеплени грунта по . боковым стенкам трамбовки.This allows the tamping dimensions to be slightly increased, however, the penetration of the CHiixaeT E (M) P-kt base compaction into the hole in the hole. In addition, the vertical hole is not. reduces ground adhesion by. side walls tamper.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату вл етс устройство дл вытрамб(эвывани котлованов , содержащее базовую машину со стрелой, вертикал ную направл ющую тангу, шарнирно соединенную со стрелой, трамбовку в виде усеченного конуса с вертикальным централь- ным отверстием., установленную мень-1ШМ основанием книзу и с возможностью -возвратно-поступательного перемет ени вдоль направл ющей штанги , и передакщую плиту, установленную под трамбовкой .. .The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a device for extrusions (excavations containing a basic machine with an arrow, a vertical tanga guide pivotally connected to the arrow, a rammer in the form of a truncated cone with a vertical central hole. Installed less-1SM base downwards and with the possibility of a reciprocating transfer along the guide rod, and a transfer plate installed under the rammer ...

Недостатком устройства вл етс его мала эффективность, так как оно не обеспечивает устранени сил сцеплени по боковым поверхност м трамбовки и лишь частично устран ет эти силы под нижней ее частью. В св зи с этим дл работы даже с легкими трамбовками массой 5-6 т требуютс краны или экскаваторы, грузоподъемностью пор дка 20 т, что значительно увеличивает энергоемкость и стоимость возведени фундаментов в вытрамбованных котлованах .The disadvantage of the device is its low efficiency, since it does not ensure the elimination of adhesion forces along the side surfaces of the tamper and only partially eliminates these forces under its lower part. In this connection, even light-weight rammers with a weight of 5-6 tons require cranes or excavators with a lifting capacity of about 20 tons, which significantly increases the energy consumption and the cost of building foundations in the excavated trenches.

Цель изобретени - повьшение эффективности возведени фундаментов в вытрамбованных котлованах путем снижени энергоемкости извлечени трамбовки из грунта..The purpose of the invention is to increase the efficiency of the construction of foundations in rammed trenches by reducing the energy intensity of the tamping of the soil.

Указанна цель достигаетс тем, что в устройстве дл вытрамбовывани котлованов, содержащем базовую машину со стрелой, вертикальную направл ющую птангу, шарнирно соединен39798 .1 This goal is achieved by the fact that in the tamping device of the pits containing the base machine with the boom, the vertical guide panga is pivotally connected39798 .1

ную со стрелой, трамбовку в виде усеченного конуса с вертикальным центральным отверстием, установленную менычим основанием книзу и с 5 возможностью возвратно-поступатель . ного перемещени вдоль направл ющей штанги, и передаюрдую плиту, установленную под трамбовкой, трамбовка выполнена с цилиндрической открытой снизу полостью, ограниченной передающей плитой, котора имеет жестко соединенный с ней цилиндр, и снабжена опорно-поворотными , размещенными в полости цилиндра, и пружинами сжати , установленными между плитами, причем в стенке цилиндра выполнены наклонные прорези с вертикальными участками по концам каждой из них и размещенными в них радиальными пальцами,with a boom, a tamper in the form of a truncated cone with a vertical central hole, installed with a bottom base downwards and with 5 reciprocating capability. moving along the guide rod, and the transfer plate, mounted under the tamper, the tamper is made with a cylindrical open bottom cavity bounded by the transfer plate, which has a cylinder rigidly connected to it, and is equipped with a turntable, placed in the cavity of the cylinder, and compression springs, installed between the plates, and in the wall of the cylinder there are inclined slots with vertical sections at the ends of each of them and the radial fingers placed in them,

смонтированными в стенке трамбовки, а по боковой наружной поверхности трамбовка имеет продольные лопасти, нижн кромка которых расположенаmounted in the tamper wall, and on the lateral outer surface of the tamper has longitudinal blades, the lower edge of which is located

5 ниже основани трамбовки на величину осадки пружин и тол1№1ну передающей плиты, при этом ширину лопастей ,определ ют по формуле5 below the tamper base by the amount of spring deposition and the thickness of the transfer plate, and the width of the blades is determined by the formula

(1)(one)

esin об , esin about

где q - гшрина лопасти, м;where q - Gshrina blades, m;

- безразмерный коэффициент принимаемый равным от 2 до 3 в зависимости от характеристик грунта - the dimensionless coefficient taken equal to from 2 to 3, depending on the characteristics of the soil

е - величина кольцевого зазора между передающей плитой и основанием трамбовки, м; оС- угол наклона боковой поверхности трамбовки к вертикали,e is the size of the annular gap between the transfer plate and the base of the tamper, m; OS - the angle of inclination of the side surface of the tamper to the vertical,

град.hail.

На фиг. 1 изображено устройство дл вытрамбовывани котлованов, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, в начале удара трамбовки; на фиг о 3 - то же, в конце удара; |на фиг о4 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5 - расчетна схема дл определени параметров пружин сжати .FIG. 1 shows a device for capping trenches, general view; in fig. 2 shows section A-A in FIG. 1, at the start of the tamping strike; fig 3 is the same at the end of the blow; | Fig O4 - Section BB in Fig. one; in fig. 5 is a design diagram for determining compression spring parameters.

Устройство дл вытрамбовывани котлованов (фиг о 1) содержит базовую машину 1 со стрелой 2, вертикальную направл ющую штангу 3, шарнирно соединенную со стрелой, трамбовку 4The device for pulling out the trenches (Fig. 1) contains the base machine 1 with the boom 2, the vertical guide rod 3 pivotally connected to the boom, and the rammer 4

в виде усеченного конуса с отверсти ми 5, причем с одним вертикальным центральным 6 (фиг. 2 и 3), передаю1щую плиту 7, выполненную, например, j , Е виде круга с центральным отверсiтием , и продольные лопасти 8, закрепленные с наружной стороны трамбовки 4. В нижней части трамбовки 4 вьшол нена кругла вертикальна открыта снизу цилиндрическа полость 9, с торцом которой при помощи оси 10 I соединена через шаровые опоры 11 i опорно-поворотна перфорированна плита 12, а к ней через пружину 13 Сжати прикреплена промежуточна опорно-поворотна плита 14, соединенна через шаровые опоры 15 с передающей плитой 7 с возможностью поворота вокруг оси 16. Передаюй4а плита 7 установлена с таким расчетом , чтет между ней и основанием трамбовки 4 имеетс кольцевой зазор 17, равный величине осадки пружин 13, при .этом диаметр передающей пли ты 7 больше диаметра цилиндрической полости 9. Дл осуществлени поворота передающей плиты 7 вокруг оси 16 на ней коаксиально цилиндрической полости 9 установлен цилиндр .|18 с наклонными прорез ми 19, закан чивакмдимис с обеих сторон вертикальньпуш участками. В эти прорези вставлены с возможностью свободного в них перемещени радиальные пальцы 20, закрепленные на стенках цилиндр ческой полости 9 трамбовки 4. Дл создани нормальных условий работы пружин 13 необходимо обеспечить , чтобы при повороте одной из плит 12 и 14, например нижней 14, одновременно, синхронно с ней, пово рачивалась бы и друга , верхн , плита 12. С этой целью кажда пружи 13 помимо внутреннего направл ющего ;Стержн 21 имеет по два охватывающих ее полых цилиндра 22 и 23, закрепртенных соответственно за перфориро|ванную и промежуточную плиты 12 и 114, цричем нарзга:ный диаметр одного из цилиндров, например веррснего 22, равен внутреннему диаметру другого, нижнего 23 и, таким образом, верхНИИ цилиндр может входить в нижний и перемещатьс внутри его, создава кольцевое зацепление, которое и обеспечивает синхронный поворот обеих плит вокруг центральной оси 10 трамбовки. Высота цилиндров 22 и 23 равна рассто нию между плитами 12 и 14 за вычетом величины осадки ,пружин 13. 7984 I Устройство дл вытрамбовывани котлованов работает следуюгщ:м образом . С помощью лебедки базовой машины 1 трамбовка 4 поднимаетс по направл ющей штанге 3 и сбрасываетс вниз. В момент удара происходит сжатие пружин/13 и перемещение ци- , линдра 18 вверх относительно цилиндрической полости 9 на величину кольцевого зазора 17с одновременным поворотом его вокруг оси 10 за счет перемещени радиальных пальцев 20 вдоль наклонных прорезей 19,, Одновременно с поворотом цилиндра 18 поворачиваетс и соединенна с ним передающа плита 7. По окончании сжати 13 трамбовка 4 наносит удар по передающей .плите 7 (фиг.З). Затем пружины 13 разжимаютс , толкают трамбовку 4 вверх и пальцы 20 вновь поворачивают цилиндр 18 и пе-; редак цую плиту 7 вокруг оси 10, только уже в другую сторону, среза грунт под низом передающей плиты 7 (фиг. 2). Таким образом, введение в трамбовку 4 пружин 13 и поворотной опорной плиты 7 обеспечивает сн тие сил сцеплени грунта как по ее боковым поверхност м, так и в основании за счет среза грунта под низом передающей плиты 7 и одновременного выталкивани трамбовки пружинами 13 вверх. Устранение воздушной подушки, образующейс во врем вытрамбовывани котлована под низом трамбовки 4, осуществл етс путем вывода воздуха через кольцевой зазор 17, наклонные прорези 19, отверсти перфорированной плиты 12 и отверсти 5. Нарзгжные продольные лопасти 8 предназначены дл передачи на грунт крут щего момента, возникающего при повороте передающей плиты 7, В противном случае момент будет передаватьс на направл ющую штангу 3 базовой машины 1 и закручивать ее продольной оси. С целью передачи момента на грунт при ударах трамбовки, когда глубина котлована незначительна, лопасти В продлеваютс вниз за пределы основани трамбовки 4 на величину осадки пружин tS и ТОЛ1ЧИНЫ передаклцей плиты 7, Лопасти 8 располагаютс равномерно по периметру трамбовки 4. Количество их должно быть не менее двух. Ширина лопасти рассчитывает по формуле (1), выведенной из усло ви , что лопасть не должна выходить из зацеплени с грунтом даже при полном разжатии пружин 13. Наклонные прорези 19 и перемещающиес в них пальцы 20 располагаютс равномерно соответственно по окружности цилиндра 18 и цилиндрической полости 9 (фиг. 4). Количество их должно быть не менее трех Концы наклонных прорезей 19 плавно переход т в вертикальные участки, которые предназначаютс дл вьшолнени нескольких функций. Во-первых они осуществл ют плавную остановку вращени передающей плиты 7, во-вто рых, нижний участок позвол ет зафик сировать неподвижное, положение передаю1чей плиты 7 в момент нанесени по ней удара, в-третьих, сочетание нижнего вертикального и наклонного участков дает возможность разделить во времени усилие Р, необходимое пружинам 13 дл преодолени сил сцеплени грунта с трамбовкой 4 на две составл го1тих Р и Pj, где Р усилие одной пружины 13, необходимо дл выталкивани трамбовки 4 изкотлована , равное PI -(5), а РЗ усилие пружины, необходимое дл поворота передающей плиты 7 (среза грунта) и уравновешивани ма сы трамбовки 4, определ емое по фор , муле р ||.((.1р2). 1(1 5 h . (Ь 4- К количество пружин 13; где п - масса трамбовки 4, TJ площадь боковой поверхности трамбовки 4, соприкасаюшейс с грунтом, м , радиус передающей п-питы 7,-М5 радиус цилиндра 18, м-, %- сцепление грунта, МПа; угол внутреннего трени грунК - коэффициент трени поверхностей пальца 20 и кромки наклонных прорезей 19-, /i - угол наклона прорези 19 к вертикали, град. Расчет пружин 13 производитс на большее из значений Р и Р . Вывод формулы (3) по сн етс расчетной схемой пальца 20 с наклонной прорезью 19 (фиг. 5). Суммарное горизонтальное усилие Н от среза грунта , действующее по касательной к цилиндру 18, равно |(&4V) „.. .рЧ). (Qt г- Необходимо отметить, что расход кинетической знергии, подающей трамбовки на сжатие пружин незначителен i не превьшает 5%. Предлагаемое устройство в несколько раз снижает энергетические затраты при вытрамбовывании котлованов, так как введение пружин сжати и поворотной опорной плиты полностью снимают силы сцеплени грунта во всех поверхност х трамбовки, что дает возможность примен ть базовые машины с грузоподъемностью, соизмеримой с массой трамбовки.in the form of a truncated cone with holes 5, and with one vertical central 6 (Fig. 2 and 3), transferring plate 7, made, for example, j, E as a circle with a central opening, and longitudinal blades 8 fixed on the outer side of the rammer 4. In the lower part of the tamper 4, a cylindrical cavity 9 is open vertically round and open below the cylindrical cavity 9 with the end face of which an axial-turn-through perforated plate 12 is connected via ball bearings 11 i, and an intermediate support-turn is attached to it through a spring 13 plate 14, soy Dinenna through ball bearings 15 with the transfer plate 7 can be rotated around the axis 16. The transfer plate 7 is installed so that there is an annular gap 17 between it and the base of the tamper 4, which is equal to the spring of the spring 13, this diameter of the transfer plate 7 greater than the diameter of the cylindrical cavity 9. To rotate the transfer plate 7 around the axis 16, a cylinder is installed coaxially with the cylindrical cavity 9 on it. | 18 with inclined slots 19, ending on each side of the vertical pushes. Radial fingers 20 fixed to the walls of rammer 4's cavity 9 are inserted into these slots with the possibility of free movement in them. To create normal operating conditions for the springs 13, it is necessary to ensure that when turning one of the plates 12 and 14, for example, the lower 14, synchronously with it, the other, top, plate 12 would also rotate. For this purpose, each spring 13 besides an internal guide; Rod 21 has two hollow cylinders 22 and 23 covering it, fixed respectively for perforated and intermediate plates 12 and 114, zrichy narzg: the diameter of one of the cylinders, for example, the vertical 22, is equal to the inner diameter of the other, lower 23, and thus the upper ROD can enter the lower and move inside it, creating an annular engagement, which provides simultaneous rotation both plates around the central axis 10 of the tamper. The height of the cylinders 22 and 23 is equal to the distance between the plates 12 and 14 minus the amount of draft, the springs 13. 7984 I A device for piling trenches works in the following way. By means of the winch of the base machine 1, the tamper 4 is raised along the guide rod 3 and is dropped down. At the moment of impact, the spring / 13 is compressed and the cylinder 18 moves upward relative to the cylindrical cavity 9 by the size of the annular gap 17 while simultaneously rotating it around the axis 10 by moving the radial fingers 20 along the inclined slots 19. Simultaneously with the rotation of the cylinder 18, it rotates and a transmitting plate 7 connected to it. When compression 13 is completed, tamper 4 strikes the transmitting plate 7 (Fig. 3). Then the springs 13 expand, push the rammer 4 upwards and the fingers 20 again rotate the cylinder 18 and pe-; The edited plate 7 around the axis 10, only in the other direction, cutting the soil under the bottom of the transfer plate 7 (Fig. 2). Thus, the introduction of springs 13 and rotary support plate 7 into tamper 4 provides for the removal of ground adhesion forces both on its side surfaces and at the base due to cutting of the soil under the bottom of the transfer plate 7 and simultaneous pushing of tamping springs 13 upwards. The removal of the air cushion formed during the excavation of the pit under the tamper 4 is carried out by removing the air through the annular gap 17, the inclined slots 19, the holes of the perforated plate 12 and the holes 5. The longitudinal blades 8 are designed to transfer the torque that occurs to the ground when turning the transmission plate 7, Otherwise, the moment will be transmitted to the guide rod 3 of the base machine 1 and twist it to the longitudinal axis. In order to transfer the moment to the ground when the tamper strikes, when the depth of the pit is insignificant, the blades B are extended down beyond the base of the tamper 4 by the amount of spring tS and COLUMN SURVEY of the plate 7, the Blades 8 are evenly spaced around the tamping edge 4. Their number should be at least two. The width of the blade is calculated by the formula (1), derived from the condition that the blade should not get out of engagement with the ground even when the springs 13 are fully expanded. The inclined slots 19 and the fingers 20 moving in them are evenly spaced around the circumference of the cylinder 18 and the cylindrical cavity 9 (Fig. 4). Their number must be at least three. The ends of the inclined slots 19 smoothly pass into vertical sections, which are intended to perform several functions. First, they smoothly stop the rotation of the transfer plate 7, secondly, the lower section allows to fix the stationary position of the transfer plate 7 at the moment of striking it, thirdly, the combination of the lower vertical and inclined sections makes it possible to separate in time, the force P needed by the springs 13 to overcome the forces of adhesion of the soil with the tamper 4 into two parts P and Pj, where P is the force of one spring 13, is necessary to push tamper 4 out of the chisel, equal to PI - (5), and the RE force of the spring, is necessary to rotate the transfer plate 7 (slice of the soil) and balance the ram 4, defined by the form, the mule p ||. ((. 1p2). 1 (1 5 h. (L 4 K) the number of springs 13; where n is mass of tamper 4, TJ area of lateral surface of tamper 4, in contact with the ground, m, the radius of the transmitting p-pit 7, -M5 cylinder radius 18, m-,% - soil adhesion, MPa; angle of internal friction soil - coefficient of finger surface 20 and the edges of the inclined slots 19-, / i - the angle of inclination of the slot 19 to the vertical, deg. The calculation of the spring 13 is made on the larger of the values of P and P. The derivation of formula (3) is explained by the calculation scheme of a finger 20 with an inclined slot 19 (Fig. 5). The total horizontal force H from the cut of the ground, acting tangentially to the cylinder 18, is equal to | (& 4V) (... RF). (Qt d- It should be noted that the consumption of kinetic energy supplying rammers for compression of springs is insignificant and does not exceed 5%. The proposed device several times reduces energy costs when tamping ditches, since the introduction of compression springs and a rotary support plate completely relieves ground adhesion forces in all surfaces of the rammer, which makes it possible to use basic machines with a load capacity comparable to the mass of the rammer.

7 7

АBUT

сри.Тsri.T

фиг. FIG.

6-66-6

нn

фаг. Sphage. S

Claims

A DEVICE FOR SHOCKING PITS, comprising a base machine with an arrow, a vertical guide rod pivotally connected to an arrow, a truncated tamboom with a vertical central hole mounted with a smaller base downward and with the possibility of reciprocating movement along the guide rod, and a transmission plate installed under tamper, with t and h and - with e. I mean that, in order to increase the efficiency of erecting foundations in rammed boilers by reducing the energy consumption of ramming from the soil, ramming is made with a cylindrical cavity open from below, limited by a transfer plate, which has a cylinder rigidly connected to it, and is equipped with a support rotary plates placed in the cylinder cavity, and compression springs installed between the plates, and inclined slots with vertical sections are made in the cylinder wall. at the ends of each of them, and radial fingers placed in them, mounted in the rammer wall, and on the lateral outer surface, the rammer has longitudinal blades, the lower edge of which is located below the rammer base by the amount of spring upsetting and the thickness of the transfer plate, while the width of the blades is determined by the formula q = | e5inoL, where I - the width of the blade, m;

- dimensionless coefficient, taken equal to from 2 to 3 depending on the characteristics of the soil;

e - the size of the annular gap between the transfer plate and the base of the rammer, m;

c4 * - the angle of inclination of the side surface of the tamper to the vertical, whether, deg.

SUn. 1139798