RU2813864C1 - Device for making drilled injection conical piles for clay soils - Google Patents

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: invention can be used for constructing pile foundations for new construction, as well as for strengthening existing foundations of reconstructed buildings and structures. A device for manufacturing a drilled injection conical pile for clay soils consists of successively connected rods with a central injection channel, united by connecting crown couplings, and a drill bit at the end of the lower rod. The upper rod is equipped with a packer made in the form of a truncated cone with a protrusion, while the packer has a through central hole with an internal screw winding for winding onto the rod, holes on the protrusion for securing it to the ground, and control holes symmetrically located on both sides of the central hole for lowering pressure and control of filling of fine-grained concrete mixture in the well.

EFFECT: ensuring an increase in the load-bearing capacity of the manufactured pile, by ensuring control of the well compression pressure in order to prevent hydraulic fracturing of the soil.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства и может использоваться для устройства свайных фундаментов при новом строительстве, а также при усилении существующих фундаментов реконструируемых зданий и сооружений.The invention relates to the field of construction and can be used for constructing pile foundations for new construction, as well as for strengthening existing foundations of reconstructed buildings and structures.

Известна винтовая свая для рыхлых грунтов (см. патент RU 128210 U1, МПК E02D 5/56 - аналог), состоящая из металлической трубы с жесткой металлической навивкой на ее поверхности в 2-3 витка у верхнего конуса трубы и 5-6 витков у нижнего по внедряющемуся направляющему глухому конусу. В верхней, надгрунтовой, части трубы, ниже хвостовика для вращения, сооружен патрубок для шланга нагнетательного насоса и пакер, в виде прижимной шайбы, для предотвращения прорыва раствора на поверхность по зазору между шнековой навивкой.A known screw pile for loose soils (see patent RU 128210 U1, MPK E02D 5/56 - analogue), consisting of a metal pipe with rigid metal winding on its surface in 2-3 turns at the upper cone of the pipe and 5-6 turns at the bottom along the embedded guide blind cone. In the upper, above-ground part of the pipe, below the rotation liner, there is a pipe for the injection pump hose and a packer, in the form of a pressure washer, to prevent the solution from breaking through to the surface along the gap between the screw winding.

Известна конструкция буроинъекционной конической сваи, состоящей из последовательно соединенных штанг с центральным инъекционным каналом, объединяемых соединительными муфтами, и буровой коронки (см. патент RU 2672698 С1, МПК E02D 27/08 - аналог).The design of a drilled injection conical pile is known, consisting of rods connected in series with a central injection channel, united by connecting couplings, and a drill bit (see patent RU 2672698 C1, IPC E02D 27/08 - analogue).

Известна конструкция анкерной сваи с муфтами-коронками разных диаметров (см. патент RU 2425924 С1, МПК E02D 5/54 - прототип). Конструкция позволяет устраивать ствол скважины в виде усеченного конуса.The design of an anchor pile with coupling-crowns of different diameters is known (see patent RU 2425924 C1, MPK E02D 5/54 - prototype). The design allows the wellbore to be constructed in the form of a truncated cone.

Недостатком известных конструкций является отсутствие контроля давления обжатия скважины при подаче мелкозернистой бетонной смеси с целью исключения гидроразрыва грунта, что отрицательно влияет на несущую способность сваи.The disadvantage of the known designs is the lack of control over the compression pressure of the well when supplying a fine-grained concrete mixture in order to prevent hydraulic fracturing of the soil, which negatively affects the load-bearing capacity of the pile.

Задачей заявляемого предложения является создание конструкции буроинъекционной конической сваи для глинистых грунтов, в устье скважины которой устраивается запирающее устройство (пакер), позволяющее контролировать давление обжатия скважины и исключить гидроразрыв грунта, что отрицательно влияет на несущую способность сваи.The objective of the proposed proposal is to create a design for a drilled injection conical pile for clayey soils, at the wellhead of which a locking device (packer) is installed, which makes it possible to control the compression pressure of the well and eliminate hydraulic fracturing of the soil, which negatively affects the load-bearing capacity of the pile.

Техническим результатом является обеспечение повышения несущей способности изготовляемой сваи, за счет обеспечения контроля давления обжатия скважины с целью исключения гидроразрыва грунта.The technical result is to ensure an increase in the load-bearing capacity of the pile being manufactured by ensuring control of the well compression pressure in order to prevent hydraulic fracturing of the soil.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для изготовления буроинъекционной конической сваи для глинистых грунтов, состоящем из последовательно соединенных штанг с центральным инъекционным каналом, объединенных соединительными муфтами-коронками, и бурового долота на конце нижней штанги, согласно изобретению верхняя штанга снабжена пакером, выполненным в виде усеченного конуса с выступом, при этом пакер имеет сквозное центральное отверстие с внутренней винтовой навивкой для накручивания на штангу, отверстия на выступе для закрепления его на грунте и симметрично расположенные по обе стороны от центрального отверстия контрольные отверстия для снижения давления и контроля заполнения мелкозернистой бетонной смеси в скважине.The technical result is achieved by the fact that in a device for manufacturing a drilled injection conical pile for clay soils, consisting of sequentially connected rods with a central injection channel, united by connecting couplings-crowns, and a drill bit at the end of the lower rod, according to the invention, the upper rod is equipped with a packer made in in the form of a truncated cone with a protrusion, while the packer has a through central hole with an internal helical winding for winding onto the rod, holes on the protrusion for securing it to the ground, and control holes symmetrically located on both sides of the central hole to reduce pressure and control the filling of fine-grained concrete mixture in the well.

Новизна изобретения заключается в усовершенствовании конструкции для изготовления буроинъекционной конической сваи для глинистых грунтов, в которой новым элементом - пакером обеспечивается снижение давления в буровой скважине, за счет выполнения его в виде усеченной конической формы, позволяющей плотно закрывать устье скважины при накручивании по винтовому профилю полой штанги перед подачей мелкозернистой бетонной смеси, что позволяет исключить гидроразрыв глинистых грунтов. Использование данной конструкции позволяет уплотнить стенки скважины и исключить их гидроразрыв, что положительно скажется на несущей способности сваи.The novelty of the invention lies in the improvement of the design for the manufacture of a drilled injection conical pile for clay soils, in which a new element - a packer - ensures a reduction in pressure in the borehole, due to its execution in the form of a truncated conical shape, which makes it possible to tightly close the wellhead when screwing a hollow rod along the screw profile before supplying a fine-grained concrete mixture, which eliminates hydraulic fracturing of clay soils. The use of this design makes it possible to compact the walls of the well and prevent their hydraulic fracturing, which will have a positive effect on the load-bearing capacity of the pile.

По данным патентной и научно-технической литературы не обнаружено подобного решения, что свидетельствует об изобретательском уровне заявки.According to the patent and scientific and technical literature, no such solution has been found, which indicates the inventive level of the application.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 - общий вид устройства для изготовления буроинъекционной конической сваи для глинистых грунтов; на фиг. 2 - пакер, вид сверху; фиг. 3 - пакер, сечение А-А.The essence of the invention is illustrated by the drawing, where in FIG. 1 - general view of the device for manufacturing a drilled injection conical pile for clay soils; in fig. 2 - packer, top view; fig. 3 - packer, section А-А.

Устройство для изготовления буроинъекционной конической сваи для глинистых грунтов, состоит из последовательно соединенных штанг 1 с центральным инъекционным каналом 2, объединенных соединительными муфтами-коронками 3 и бурового долота 4 на конце нижней штанги 1. Верхняя штанга 1 снабжена пакером 5, который выполнен в виде усеченного конуса с выступом 6, при этом пакер имеет сквозное центральное отверстие 7 с внутренней винтовой навивкой 8 для накручивания на штангу. Также пакер имеет отверстия 9 на выступе 6 для закрепления его на грунте с помощью стопоров 10 и симметрично расположенные по обе стороны от центрального отверстия 7 контрольные отверстия 11 для снижения давления и контроля заполнения мелкозернистой бетонной смеси 12 в скважине.A device for manufacturing a drilled injection conical pile for clay soils consists of rods 1 connected in series with a central injection channel 2, united by connecting couplings-crowns 3 and a drill bit 4 at the end of the lower rod 1. The upper rod 1 is equipped with a packer 5, which is made in the form of a truncated cone with a projection 6, while the packer has a through central hole 7 with an internal helical winding 8 for screwing onto the rod. The packer also has holes 9 on the projection 6 for securing it to the ground using stoppers 10 and control holes 11 symmetrically located on both sides of the central hole 7 to reduce pressure and control the filling of fine-grained concrete mixture 12 in the well.

Устройство для изготовления буроинъекционной конической сваи для глинистых грунтов используют следующим образом:A device for manufacturing a drilled injection conical pile for clay soils is used as follows:

Долото 4 накручивают на первую полую штангу 1 и посредством буровой техники погружают в грунт, затем штангу 1 наращивают с помощью соединительных муфт-коронок 3 большего диаметра относительно предыдущей. После окончания бурения и формирования скважины на верхнюю штангу 1 накручивают пакер 5 до плотного прижатия конусной части пакера 13 к устью скважины и закрепляют его в грунте при помощи стопоров 10 через отверстия 9 расположенные на выступе 6 для предотвращения поворота вокруг центральной оси. После закрепления пакера 5 происходит смена направления вращения и подъем конструкции сваи с одновременной подачей под давлением 0,6-0,8 МПа мелкозернистой бетонной смеси 12 через центральный инъекционный канал 2. Устроенные отверстия 11 в пакере 5 позволяют избежать избыточного давления на стенки скважины и исключить гидроразрыв грунта.The bit 4 is screwed onto the first hollow rod 1 and immersed into the ground using drilling equipment, then the rod 1 is extended using connecting couplings-crowns 3 of a larger diameter relative to the previous one. After completion of drilling and formation of the well, packer 5 is screwed onto the upper rod 1 until the conical part of the packer 13 is tightly pressed to the wellhead and secured in the ground using stoppers 10 through holes 9 located on the protrusion 6 to prevent rotation around the central axis. After securing the packer 5, the direction of rotation changes and the pile structure rises with the simultaneous supply of fine-grained concrete mixture 12 under pressure of 0.6-0.8 MPa through the central injection channel 2. The arranged holes 11 in the packer 5 make it possible to avoid excess pressure on the walls of the well and eliminate soil hydraulic fracturing.

Claims (1)

Устройство для изготовления буроинъекционной конической сваи для глинистых грунтов, состоящее из последовательно соединенных штанг с центральным инъекционным каналом, объединенных соединительными муфтами-коронками, и бурового долота на конце нижней штанги, отличающееся тем, что верхняя штанга снабжена пакером, выполненным в виде усеченного конуса с выступом, при этом пакер имеет сквозное центральное отверстие с внутренней винтовой навивкой для накручивания на штангу, отверстия на выступе для закрепления его на грунте и симметрично расположенные по обе стороны от центрального отверстия контрольные отверстия для снижения давления и контроля заполнения мелкозернистой бетонной смеси в скважине.A device for manufacturing a drilled injection conical pile for clay soils, consisting of sequentially connected rods with a central injection channel, united by couplings-crowns, and a drill bit at the end of the lower rod, characterized in that the upper rod is equipped with a packer made in the form of a truncated cone with a protrusion , while the packer has a through central hole with internal helical winding for winding onto the rod, holes on the protrusion for securing it to the ground and control holes symmetrically located on both sides of the central hole to reduce pressure and control the filling of fine-grained concrete mixture in the well.

Images