RU2312951C1 - Vibratory injector for narrow wall erection in ground - Google Patents

Abstract

FIELD: construction, particularly to erect walls of mortar in ground by vibratory driving method, namely to form barriers around pits.

SUBSTANCE: vibratory injector comprises bar connected with vibrator, as well as head and guiding blades arranged in lower bar part. The bar has inner cavity for binding agent supply and connection pipes. Outer ends of connection pipes have binding agent outlets. Guiding blades are made as triangular angle-plates arranged under connection pipes and fastened thereto along the full lengths thereof. The guiding blades are secured to bar.

EFFECT: simplified technology, increased ready wall stability.

10 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства, в частности к изготовлению в грунте способом вибропогружения узких стен из строительного раствора, и может найти применение для создания защитного ограждения при разработке котлованов.The invention relates to the field of construction, in particular to the manufacture in the ground by vibration absorption of narrow walls from a mortar, and can be used to create a protective fence in the development of pits.

Известен виброинъектор - устройство для создания в грунте узкой щели способом вибропогружения, выполненное в виде установленных в ряд полых труб, соединенных с вибратором и снабженных на нижних концах вертикально установленными плоскими лопастями (ножами), форма и размер которых определяют габариты щели (стены). После вибропогружения на нужную глубину известное устройство извлекают и одновременно подают в образованную щель вяжущий раствор (бетонный раствор) через отверстия - сопла, выполненные в стенках полых труб. Повторяя операции вибропогружения и извлечения устройства в сочетании с принудительной подачей при извлечении в образованную щель бетонного раствора, формируют узкую стенку требуемой длины и конфигурации (US 5141364 C1, E02D 5/18; E02D 7/18; 1992.08.25).A known vibroinjector is a device for creating a narrow slit in the ground by vibration dipping, made in the form of hollow tubes mounted in a row connected to a vibrator and equipped at the lower ends with vertically mounted flat blades (knives), the shape and size of which determine the dimensions of the slit (wall). After vibration dipping to the desired depth, the known device is removed and at the same time a binder mortar (concrete mortar) is fed into the formed slot through holes — nozzles made in the walls of hollow pipes. Repeating the operations of vibro-immersion and removal of the device in combination with forced feeding of concrete mortar into the formed gap, a narrow wall of the required length and configuration is formed (US 5141364 C1, E02D 5/18; E02D 7/18; 1992.08.25).

Известен виброинъектор - устройство для изготовления в грунте способом вибропогружения узких стен, включающий соединенную с вибратором полую штангу (копер) с заостренным наконечником, которая снабжена в нижней части вертикально установленными ножами, причем отверстия (сопла) для подачи в образованную щель инъектируемого вяжущего раствора (строительного раствора, бетона) или промывочной жидкости расположены в наконечнике. Форма и размер ножей определяют форму и размер щели (узкой стены). Известное устройство обеспечивает подачу вяжущего раствора через оголовок, снабженного средством для подсоединения к трубопроводу нагнетателя вяжущего раствора, внутрь полой штанги и его инъекцию через сопла в сформированное отверстие в грунте в процессе поднятия штанги. Повторяя операции вибропогружения и извлечения известного устройства в сочетании с принудительной инъекцией при извлечении в образованную щель или отверстие вяжущего раствора, формируют стену требуемой длины и конфигурации (DE 2236901 C1, E02D 5/18, E02D 5/46, E02D 7/18, 1973.02.22).Known vibroinjector - a device for manufacturing in the ground by vibration absorption of narrow walls, including a hollow rod (pile driver) connected to a vibrator with a pointed tip, which is equipped with vertically mounted knives in the lower part, and holes (nozzles) for feeding an injectable cementitious mortar (building mortar, concrete) or flushing fluid are located at the tip. The shape and size of the knives determine the shape and size of the slit (narrow wall). The known device provides the supply of a binder solution through a head equipped with a means for connecting a binder solution blower to the pipeline into the hollow rod and injects it through the nozzles into the formed hole in the ground during the lifting of the rod. Repeating the operations of vibro-immersion and extraction of the known device in combination with forced injection when removing the binder solution into the formed slot or hole, a wall of the required length and configuration is formed (DE 2236901 C1, E02D 5/18, E02D 5/46, E02D 7/18, 1973.02. 22).

Недостатком известных устройств является нестабильная работа сопел для подачи строительного раствора или бетона в образовавшуюся щель или отверстия в грунте, поскольку при вибропогружении сопла забиваются грунтом, щебнем и т.п. Это может привести к значительным затратам времени, связанным с необходимостью очистки сопел от посторонних предметов и грунта, а также затратам, связанным с необходимостью снабжения сопел обратными клапанами. Кроме того, вода, которая может находиться в сформированной щели или отверстии в момент подачи в нее связующего раствора, заметно увеличивает водопроницаемость сформированной узкой стены.A disadvantage of the known devices is the unstable operation of the nozzles for supplying mortar or concrete into the formed gap or holes in the soil, since the nozzles become clogged with soil, gravel, etc. during vibration immersion. This can lead to significant time costs associated with the need to clean the nozzles of foreign objects and soil, as well as the costs associated with the need to supply nozzles with check valves. In addition, water, which may be in the formed slit or hole at the moment of supplying the binder solution therein, significantly increases the water permeability of the formed narrow wall.

Задачей изобретения является исключение вероятности попадания частиц грунта в отверстия, через которые в сформированную щель подается вяжущий раствор, обеспечение отсутствия в щели или отверстии в грунте грунтовой воды в момент подачи вяжущего раствора (цементного раствора, цементного теста и т.п.), упрощение технологии создания стен в грунте, а также повышение устойчивости сформированных стен котлована.The objective of the invention is to eliminate the likelihood of particles of soil entering the holes through which a binder solution is fed into the formed slot, ensuring that there is no ground water in the slot or hole in the soil at the time of the binder (cement mortar, cement paste, etc.), simplifying the technology creating walls in the ground, as well as increasing the stability of the formed walls of the pit.

Сущностью изобретения является виброинъектор для изготовления в грунте узких стен, включающий соединенную с вибратором штангу с внутренней полостью для вяжущего раствора и расположенные в нижней части штанги наконечник и направляющие ножи, причем штанга снабжена патрубками, внешние концы которых имеют выход вяжущего раствора, а направляющие ножи выполнены в виде треугольных косынок, расположенных под патрубками и соединенных с ними по всей их длине, а также со штангой. Кроме того, число направляющих ножей равно трем; патрубки расположены перпендикулярно оси штанги; патрубки расположены наклонно оси штанги; два направляющих ножа расположены в одной вертикальной плоскости, а третий - под углом 90° к указанной плоскости; штанга снабжена тремя дополнительными патрубками, расположенными перпендикулярно оси штанги и дополнительными направляющими ножами, выполненными в виде треугольных косынок, расположенных под патрубками и соединенных с ними по всей их длине, а также со штангой; дополнительные патрубки выполнены глухими; дополнительные патрубки и дополнительные направляющие ножи расположены на большем расстоянии относительно наконечника; патрубки на концах выполнены с изгибами под углом 90°; патрубки на концах выполнены с соплами, изгибающими поток вяжущего раствора на угол 90°.The essence of the invention is a vibroinjector for manufacturing narrow walls in the ground, including a rod connected to a vibrator with an internal cavity for a cementitious mortar and a tip and guide knives located in the lower part of the rod, the rod being equipped with nozzles whose outer ends have an exit of the cementing mortar and the guide knives are made in the form of triangular scarves located under the nozzles and connected with them along their entire length, as well as with a bar. In addition, the number of guide knives is three; the nozzles are perpendicular to the axis of the rod; nozzles are inclined to the axis of the rod; two guide knives are located in one vertical plane, and the third - at an angle of 90 ° to the specified plane; the rod is equipped with three additional nozzles located perpendicular to the axis of the rod and additional guide knives made in the form of triangular scarves located under the nozzles and connected with them along their entire length, as well as with the rod; additional nozzles are made deaf; additional nozzles and additional guide knives are located at a greater distance relative to the tip; the nozzles at the ends are made with bends at an angle of 90 °; the nozzles at the ends are made with nozzles bending the flow of the binder solution at an angle of 90 °.

Изобретение может быть проиллюстрировано чертежами, представленными на фиг.1 и 2, гдеThe invention can be illustrated by the drawings shown in figures 1 and 2, where

1 - соединение виброинъектора с вибратором - прицепное устройство;1 - connection of a vibroinjector with a vibrator - trailing device;

2 - вход вяжущего раствора - место соединения трубопроводом нагнетателя вяжущего раствора;2 - the entrance of the binder solution - the place of connection of the binder solution supercharger by the pipeline;

3 - штанга с внутренней полостью;3 - rod with an internal cavity;

4 - выходы вяжущего раствора;4 - exits of the knitting solution;

5 - направляющие ножи;5 - guide knives;

6 - наконечник;6 - tip;

7 - патрубки;7 - nozzles;

8 - изгиб патрубка;8 - bend of the pipe;

9 - сопло;9 - nozzle;

10 - дополнительные направляющие ножи;10 - additional guide knives;

11 - дополнительные патрубки, выполненные глухими;11 - additional nozzles made deaf;

12 - внутренняя полость штанги - трубопровод для вяжущего раствора.12 - the inner cavity of the rod is a pipeline for a binder solution.

Изготовление в грунте узкой защитной стены котлована с использованием виброинъектора по изобретению можно проиллюстрировать следующим примером.The manufacture in the ground of a narrow protective wall of the pit using the vibroinjector according to the invention can be illustrated by the following example.

По контуру котлована предварительно забивают металлические шпунтовые трубы - сваи.Along the contour of the pit, metal sheet pile pipes - piles - are pre-hammered.

Используют виброинъектор, снабженный штангой 3 с наконечником 6 и с тремя направляющими ножами 5, расположенными в нижней части штанги 3 с внутренней полостью 12 (фиг.1). Два направляющих ножа 5 расположены вертикально в одной плоскости, а третий нож также вертикальный, расположен в плоскости, повернутой на угол 90° по отношению к плоскости, в которой расположены два первых направляющих ножа. Такое расположение направляющих ножей обеспечивает получение в грунте Т-образной узкой щели. Внутренняя полость 12 штанги 3 имеет вход вяжущего раствора (цементного раствора) 2, который снабжен соединением с трубопроводом стандартного нагнетателя вяжущего раствора. Каждый из направляющих ножей 5 выполнен в виде треугольной косынки, соединенной с одной стороной со штангой 3, а другой стороной - с патрубком 7, который выполнен перпендикулярно оси штанги 3. Соединение ножа 5 и патрубка 7 выполнено по всей длине патрубка, что обеспечивает максимальную прочность конструкции. Внешний конец патрубка имеет выход вяжущего раствора 4. Для обеспечения свободного выхода вяжущего раствора из патрубка последний на конце может быть выполнен с изгибом 8 под углом 90° или с соплом 9, изгибающим поток выходящего вяжущего раствора на 90°.Use a vibroinjector equipped with a rod 3 with a tip 6 and with three guide knives 5 located in the lower part of the rod 3 with an internal cavity 12 (Fig. 1). Two guide knives 5 are located vertically in one plane, and the third knife is also vertical, located in a plane rotated 90 ° with respect to the plane in which the first two guide knives are located. This arrangement of the guide knives ensures that a T-shaped narrow gap is obtained in the ground. The inner cavity 12 of the rod 3 has an inlet of a binder mortar (cement mortar) 2, which is equipped with a connection to the pipe of a standard supercharger of a binder mortar. Each of the guide knives 5 is made in the form of a triangular scarf connected to one side with a rod 3, and the other side to a pipe 7, which is made perpendicular to the axis of the rod 3. The connection of the knife 5 and the pipe 7 is made along the entire length of the pipe, which ensures maximum strength designs. The outer end of the nozzle has an exit of the cementitious mortar 4. To ensure the free exit of the cementitious mortar from the nozzle, the latter at the end can be made with a bend 8 at an angle of 90 ° or with a nozzle 9 bending the flow of the outgoing cementing mortar by 90 °.

Для проведения работ обеспечивают соединение 1 (через прицепное устройство) виброинъектора по полезной модели со стандартным вибратором, например, смонтированном на автомобильном кране. Затем виброинъектор при воздействии вибратора погружают в грунт вдоль двух соседних свай, используя их как направляющие. При этом желательно, чтобы расстояние между соседними сваями были не больше удвоенной длины патрубка 7. Одновременно с погружением виброинъектора через вход 2 внутреннюю полость 12, служащую трубопроводом, и выход 4 в образующуюся Т-образную щель нагнетателем подают вяжущий раствор. Подача вяжущего раствора в момент воздействия на частицы грунта вибрации позволяет полностью заполнить пространство между частицами грунта и отжать вмещающую воду, негативно влияющую на механические параметры сформированной защитной стены, а также снижает ее водопроницаемость. После достижения виброинъектором нужной глубины прекращают подачу вяжущего раствора, и виброинъектор извлекают. Для создания стенки операцию повторяют с использованием соседней пары свай. После затвердевания вяжущего раствора формируется цементногрунтовая стенка котлована из Т-образных элементов, имеющая хорошо сцепленные с окружающим грунтом выступы наружу, которые играют роль анкеров и обеспечивают более высокую устойчивость стенки. Для снижения усилий, требуемых для заглубления виброинъектора, патрубки 7 могут быть выполнены наклонными по отношению с оси штанги 3.For work, provide connection 1 (through the tow hitch) of the vibroinjector according to a utility model with a standard vibrator, for example, mounted on a truck crane. Then, the vibroinjector, when exposed to a vibrator, is immersed in the ground along two adjacent piles, using them as guides. It is desirable that the distance between adjacent piles was not more than twice the length of the pipe 7. Simultaneously with the immersion of the vibroinjector through the inlet 2, the internal cavity 12, which serves as a pipeline, and the outlet 4 into the resulting T-shaped slot with a blower feed a binder solution. The supply of a binder solution at the moment of exposure of the soil particles to vibration allows you to completely fill the space between the soil particles and squeeze the enclosing water, which negatively affects the mechanical parameters of the formed protective wall, and also reduces its water permeability. After the vibroinjector reaches the desired depth, the flow of the binder solution is stopped, and the vibroinjector is removed. To create a wall, the operation is repeated using an adjacent pair of piles. After the cementitious mortar hardens, a cement soil wall of the pit is formed from T-shaped elements, which have outward protrusions well connected with the surrounding soil, which play the role of anchors and provide higher wall stability. To reduce the forces required to deepen the vibroinjector, the nozzles 7 can be made inclined with respect to the axis of the rod 3.

Для создания конструкций узких стенок пространственное расположение направляющих ножей виброинъектора, а также их число, равной трем, является оптимальным.To create designs of narrow walls, the spatial arrangement of the guide knives of the vibroinjector, as well as their number equal to three, is optimal.

Виброинъектор позволяет выполнить инъекции вяжущего раствора на основе цемента в водонасыщенные мелкозернистые пылеватые пески, супеси и суглинки, находящиеся в текучем состоянии. В результате образуются устойчивые цементногрунтовые монолитные узкие стены, имеющие высокие прочностные и противофильтрационные характеристики и обеспечивающие качественную и безопасную разработку котлована.The vibroinjector allows injecting cement-based cementitious mortar into water-saturated, fine-grained, dusty sands, sandy loam and loam in a fluid state. As a result, stable cement-soil monolithic narrow walls are formed, which have high strength and anti-filtration characteristics and ensure high-quality and safe development of the pit.

Claims (10)

1. Виброинъектор для изготовления в грунте узких стен, включающий соединенную с вибратором штангу с внутренней полостью для вяжущего раствора и расположенные в нижней части штанги наконечник и направляющие ножи, отличающийся тем, что штанга снабжена патрубками, внешние концы которых имеют выход вяжущего раствора, а направляющие ножи выполнены в виде треугольных косынок, расположенных под патрубками и соединенных с ними по всей их длине, а также со штангой.1. A vibroinjector for manufacturing narrow walls in the ground, including a rod connected to a vibrator with an internal cavity for a cementitious mortar and a tip and guide knives located at the bottom of the rod, characterized in that the rod is equipped with nozzles, the outer ends of which have an exit of the cementitious mortar, and the guides the knives are made in the form of triangular scarves located under the nozzles and connected with them along their entire length, as well as with a bar. 2. Виброинъектор по п.1, отличающийся тем, что число направляющих ножей равно трем.2. The vibroinjector according to claim 1, characterized in that the number of guide knives is three. 3. Виброинъектор по п.1, отличающийся тем, что патрубки расположены перпендикулярно оси штанги.3. The vibroinjector according to claim 1, characterized in that the nozzles are perpendicular to the axis of the rod. 4. Виброинъектор по п.1, отличающийся тем, что патрубки расположены наклонно оси штанги.4. The vibroinjector according to claim 1, characterized in that the nozzles are located obliquely to the axis of the rod. 5. Виброинъектор по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что два направляющих ножа расположены в одной вертикальной плоскости, а третий - под углом 90° к указанной плоскости.5. Vibroinjector according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the two guide knives are located in one vertical plane, and the third is at an angle of 90 ° to the specified plane. 6. Виброинъектор по п.1, отличающийся тем, что штанга снабжена тремя дополнительными патрубками, расположенными перпендикулярно оси штанги, и дополнительными направляющими ножами, выполненными в виде треугольных косынок, соединенных с дополнительными патрубками и со штангой.6. The vibroinjector according to claim 1, characterized in that the rod is equipped with three additional nozzles located perpendicular to the axis of the rod, and additional guide knives made in the form of triangular scarves connected to additional nozzles and to the rod. 7. Виброинъектор по п.6, отличающийся тем, что дополнительные патрубки выполнены глухими.7. The vibroinjector according to claim 6, characterized in that the additional nozzles are made deaf. 8. Виброинъектор по п.6, отличающийся тем, что дополнительные патрубки и дополнительные направляющие ножи расположены на большем расстоянии относительно наконечника.8. The vibroinjector according to claim 6, characterized in that the additional nozzles and additional guide knives are located at a greater distance relative to the tip. 9. Виброинъектор по п.1, отличающийся тем, что патрубки на концах выполнены с изгибами под углом 90°.9. The vibroinjector according to claim 1, characterized in that the nozzles at the ends are made with bends at an angle of 90 °. 10. Виброинъектор по п.1, отличающийся тем, что патрубки на концах выполнены с соплами, изгибающими поток вяжущего раствора на угол 90°.10. The vibroinjector according to claim 1, characterized in that the nozzles at the ends are made with nozzles bending the flow of the binder solution at an angle of 90 °.

Images