RU43887U1 - INSTALLATION FOR PUNCHED PILES AND ANCHORS - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к строительству и может быть использована при изготовлении и реконструкции фундаментов зданий и инженерных сооружений. В лидерную скважину 6 помещается по центру рабочий снаряд-излучатель 4, в скважину заливается электропроводящий твердеющий раствор 7, с пульта управления включается высоковольтный трансформатор, который через выпрямительное устройство 1 заряжает конденсаторную батарею 2 до уровня напряжения, установленного на шаровом разряднике 3. При достижении требуемого напряжения шаровый разрядник 3 пробивается и к рабочему промежутку 5 прикладывается высоковольтный импульс, который пробивает рабочий промежуток 5 снаряда-излучателя 4. В каждом положении разрядник-излучателя подавалось 30 импульсов. Сваи через 3 дня извлекаются и измеряются их диаметры в основании Основным техническим результатом предложенного решения является уменьшение массогабаритных характеристик установки.The utility model relates to construction and can be used in the manufacture and reconstruction of the foundations of buildings and engineering structures. In the leader well 6, a working projectile-emitter 4 is placed in the center, an electrically conductive hardening solution 7 is poured into the well, a high-voltage transformer is turned on from the control panel, which charges the capacitor bank 2 through the rectifier device 1 to the voltage level installed on the ball spark gap 3. Upon reaching the required voltage, the spark gap 3 breaks through and a high-voltage pulse is applied to the working gap 5, which pierces the working gap 5 of the projectile-emitter 4. In each position 30 pulses were supplied to the spark gap emitter. Piles after 3 days are removed and their diameters are measured in the base. The main technical result of the proposed solution is to reduce the overall dimensions of the installation.

Description

Полезная модель относится к строительству и может быть использована при изготовлении и реконструкции фундаментов зданий и инженерных сооружений.The utility model relates to construction and can be used in the manufacture and reconstruction of the foundations of buildings and engineering structures.

Известен способ изготовления набивной сваи (патент РФ №2039156 МПК 6 E 02 D 5/34 опубл. 09.07.1995 г.), в котором описано устройство с помощью которого осуществляется этот способ, состоящее из генератора импульсов, рабочего разрядника, который соосно устанавливается по направляющим арматурного каркаса и с ним, либо за ним опускается в скважину с перемещением его по этим направляющим, высоковольтного кабеля, который подсоединены соответственно к электроимпульсной установке и растворонасосу разрядник, помещающийся в лидерную скважину, заполненную электропроводящим раствором.A known method of manufacturing a printed pile (RF patent No. 2039156 IPC 6 E 02 D 5/34 publ. 07/07/1995), which describes the device by which this method is carried out, consisting of a pulse generator, a working spark gap, which is coaxially mounted on guides of the reinforcing cage and with it, or behind it, lowers into the well with moving it along these guides, a high-voltage cable, which is connected respectively to the electric pulse installation and to the mortar pump, a spark gap placed in the leader well filled with electric also conduct a solution.

Недостатком этого устройства, что изготовление набивной сваи является возможность ее изготовления только в водонасышенных грунтах, в которых можно создать ударные воздействия от электрического разряда, причем уплотнение стенок в основании скважины, например в песчаном грунте без заполнения ее твердеющим раствором не возможно.The disadvantage of this device is that the manufacture of a stuffed pile is the possibility of its manufacture only in water-saturated soils, in which shock effects from an electric discharge can be created, and wall compaction at the base of the well, for example, in sandy soil, without filling it with a hardening solution, is not possible.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является устройство (Б.В.Бахоидин, Х.А.Джантимиров. Новые электроразрядные технологии в геотехническом строительстве // Основания, фундаменты и механика грунтов, №4-4, 1998 г., с.47-51) состоящее из генератора импульсов, снаряда-излучателя и кабеля соединяющего их, снаряд - излучатель имеет разрядник, помещающийся в лидерную скважину, заполненную электропроводящим раствором, причем параметры импульсов, используемых для производства свай электрогидравлическим способом (амплитуда напряжения U₀=5-10 кВ, разрядная емкость генератора С_р=250-1000 мкФ, что соответствует энергии импульса от 15 до 50 кДж).The closest in technical essence to the proposed utility model is a device (B.V. Bakhoidin, Kh.A. Dzhantimirov. New electric-discharge technologies in geotechnical construction // Foundations, foundations and soil mechanics, No. 4-4, 1998, p. 47-51) consisting of a pulse generator, a projectile-emitter and a cable connecting them, the projectile-emitter has an arrester placed in a leader well filled with an electrically conductive solution, and the parameters of the pulses used for the production of piles by the electro-hydraulic method (am lituda voltage U ₀ = 5-10 kV, generator discharge capacitance C _p = 250-1000 uF, which corresponds to the pulse energy from 15 to 50 kJ).

Недостатком этого устройства являются большие массогабаритные характеристики установки, низкие срок службы и соответственно производительность процесса, потому что для формирования конфигурации сваи и уплотнения грунта вокруг нее применяются большие величины энергии импульса.The disadvantage of this device is the large weight and size characteristics of the installation, low service life and, accordingly, the performance of the process, because large pulse energy values are used to form the piles and compact the soil around it.

Основным техническим результатом предложенного решения является уменьшение массогабаритных характеристик установки за счет уменьшения энергии источника импульсов, увеличение надежности разрядника рабочего снаряда - излучателя и увеличение общей производительности установки, что связано с меньшим количеством спускоподъемных операций необходимых для ремонта или замены изоляции разрядника.The main technical result of the proposed solution is to reduce the overall dimensions of the installation by reducing the energy of the pulse source, increasing the reliability of the spark gap of the projectile-emitter, and increasing the overall performance of the installation, which is associated with fewer tripping operations required to repair or replace the insulation of the spark gap.

Указанный технический результат достигается тем, что в установке для изготовления набивных свай и анкеров включающей генератор импульсов The specified technical result is achieved by the fact that in the installation for the manufacture of printed piles and anchors including a pulse generator

и рабочий снаряд-излучатель, состоящий из разрядника, в котором размещен высоковольтный и заземленный электроды, и помещенный в лидерную скважину, частично или полностью заполненную электропроводящим твердеющим раствором, согласно предложенному решению разрядник рабочего снаряда-излучателя включен в зарядную цепь конденсаторной батареи генератора импульсов, причем рама на которой закреплен заземленный электрод разрядника рабочего снаряда излучателя изолирована по внутренней стороне сменной изоляционной конструкции, а в высоковольтный электрод введена изоляционная вставка.and a working projectile-emitter, consisting of a spark gap, in which a high-voltage and grounded electrodes are placed, and placed in a leader well, partially or completely filled with an electrically conductive hardening solution, according to the proposed solution, the spark gap of the working shell-emitter is included in the charging circuit of the pulse generator capacitor battery, and the frame on which the grounded electrode of the spark gap of the working shell of the emitter is fixed is insulated on the inside of the replaceable insulating structure, and in the high A solid electrode is inserted into the insulating insert.

Пример конкретного выполненияConcrete example

На фиг.1 представлена схема предложенного устройства, на фиг.2 внешний вид, полученных свай по прототипу, на фиг.3 - внешний вид, полученных свай по предложенному устройству.Figure 1 presents a diagram of the proposed device, figure 2 the appearance of the obtained piles of the prototype, figure 3 is the appearance of the obtained piles of the proposed device.

Установка состоит из выпрямительного устройства 1, присоединенного к конденсаторной батареи 2, шарового разрядника 3 генератора, и рабочего снаряда-излучателя 4 с рабочим промежутком 5, помещенного в лидерную скважину 6, заполненную электропроводящим твердеющим раствором 7. Рама 8 рабочего снаряда-излучателя 4, изолирована по внутреней поверхности изоляционной вставкой 9, а в конце высоковольтного электрода 10 имеется диэлектрическая вставка 11.The installation consists of a rectifier device 1 connected to a capacitor bank 2, a ball-gap arrester 3 of the generator, and a working projectile-emitter 4 with a working gap 5, placed in the leader well 6, filled with an electrically conductive hardening solution 7. The frame 8 of the working projectile-emitter 4 is isolated on the inner surface of the insulating insert 9, and at the end of the high-voltage electrode 10 there is a dielectric insert 11.

Установка работает следующим образом:Installation works as follows:

В лидерную скважину 6 помещается по центру рабочий снаряд-излучатель 4, в скважину заливается электропроводящий твердеющий раствор 7, с пульта управления включается высоковольтный трансформатор, который через выпрямительное устройство 1 заряжает конденсаторную батарею 2 до уровня напряжения, установленного на шаровом разряднике 3. При достижении требуемого напряжения шаровый разрядник 3 пробивается и к рабочему промежутку 5 прикладывается высоковольтный импульс, который пробивает рабочий промежуток 5 снаряда-излучателя 4. В каждом положении разрядник-излучателя подавалось 30 импульсов. Сваи через 3 дня извлекаются и измеряются их диаметры в основании.In the leader well 6, a working projectile-emitter 4 is placed in the center, an electrically conductive hardening solution 7 is poured into the well, a high-voltage transformer is turned on from the control panel, which charges the capacitor bank 2 through the rectifier device 1 to the voltage level installed on the ball spark gap 3. Upon reaching the required voltage, the spark gap 3 breaks through and a high-voltage pulse is applied to the working gap 5, which pierces the working gap 5 of the projectile-emitter 4. In each position 30 pulses were supplied to the spark gap emitter. Piles after 3 days are removed and their diameters are measured at the base.

Нами были проведены испытания сравнительные испытания прототипа и предложенного устройства. При испытании диаметр лидерной скважины составлял 135 мм, а глубина 35 м, тип грунта-маловлажный песок, в качестве электропроводящего раствора применяли цемент М400 с водоудерживающей присадкой в количестве 0,02% от массы смеси. В таблице представлены результаты испытания прототипа и предлагаемого устройства.We conducted tests comparative tests of the prototype and the proposed device. In the test, the diameter of the leader well was 135 mm, and the depth was 35 m, the type of soil was wet sand, and M400 cement with a water-retaining additive in the amount of 0.02% by weight of the mixture was used as an electrically conductive solution. The table shows the test results of the prototype and the proposed device.

НаименованиеName Энергия W в имп.(кДж)Energy W in imp. (KJ) Число поданных имп.(шт.)Number of filed imp. (Pcs) Диаметр пилотной скважины (мм)Pilot bore diameter (mm) Диаметр уширенной сваи (мм)Diameter of the broadened pile (mm) Предложенная установка U=30 кВ, С_р=10 мкФThe proposed installation U = 30 kV, With _p = 10 μF 4,54,5 30thirty 110110 212212 Прототип U=10 кВ, С_р=300 мкФPrototype U = 10 kV, C _p = 300 μF 15fifteen 30thirty 110110 210210 Контрольная сваяControl pile -- -- 110110 110110

Из результатов, представленных в таблице видно, что и в первом и во втором варианте установки уширение сваи одинаково, а энергия импульса по предложенному решению и соответственно энергоемкость процесса уменьшились в 3,3 раза. Кроме того, изоляция высоковольтного электрода в прототипе вышла из строя. В ней наблюдались сквозные каналы и отколы в основании изоляции высоковольтного электрода.From the results presented in the table it can be seen that in the first and second version of the installation, the pile broadening is the same, and the pulse energy according to the proposed solution and, accordingly, the energy intensity of the process decreased by 3.3 times. In addition, the isolation of the high voltage electrode in the prototype failed. Through it, through channels and spalls were observed at the base of the insulation of the high-voltage electrode.

Таким образом, использование зарядного тока конденсаторной батареи и диэлектрической вставки в качестве инициирующего фактора позволили уменьшить энергию импульса и соответственно энергоемкость в 3,3 раза по сравнению с прототипом.Thus, the use of the charging current of the capacitor bank and the dielectric insert as the initiating factor made it possible to reduce the pulse energy and, accordingly, the energy intensity by 3.3 times in comparison with the prototype.

Claims (1)

Установка для изготовления набивных свай и анкеров, включающая генератор импульсов и рабочий снаряд-излучатель, состоящий из разрядника, в котором расположены высоковольтный и заземленный электроды, помещенный в лидерную скважину, частично или полностью заполненную электропроводящим твердеющим раствором, отличающаяся тем, что разрядник рабочего снаряда-излучателя включен в зарядную цепь конденсаторной батареи генератора импульсов, причем рама, на которой закреплен заземленный электрод разрядника рабочего снаряда-излучателя, изолирована по внутренней стороне сменной изоляционной конструкции, а в высоковольтный электрод введена изоляционная вставка.Installation for the manufacture of printed piles and anchors, including a pulse generator and a working projectile-emitter, consisting of a spark gap, in which high-voltage and grounded electrodes are located, placed in the leader well, partially or completely filled with an electrically conductive hardening solution, characterized in that the spark gap of the working shell is the emitter is included in the charging circuit of the capacitor bank of the pulse generator, and the frame on which the grounded electrode of the spark gap of the working projectile-emitter is fixed, isolates Hovhan on the inner side of a removable insulating structure, and a high voltage electrode insulating insert introduced.