Устройство для образования уширения в скважине

(51)21 7/28 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ УШИРЕНИЯ В СКВАЖИНЕ(71) Заявитель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(72) Авторы Пчелин Вячеслав Николаевич Пойта Петр Степанович Чернюк Владимир Петрович(73) Патентообладатель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(57) 1. Устройство для образования уширения в скважине, включающее корпус и расширитель в виде нескольких якорных цепей, верхний конец каждой из которых соединен с корпусом, отличающееся тем, что корпус нижней частью соосно установлен на башмаке с центральным заостренным стержнем с возможностью вращения, причем верхний конец каждой из цепей соединен с боковой поверхностью корпуса выше башмака на высоту более высоты провисания цепей. 8564 1 2006.10.30 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что нижний конец каждой из цепей соединен с боковой поверхностью корпуса на расстоянии от верхнего конца менее длины цепи. Изобретение относится к строительству, в частности к сооружению фундаментов, и может быть использовано для образования уширений в скважинах с целью сооружения буронабивных свай с уширенной пятой. Известно устройство для образования уширения в скважине, включающее корпус, расширитель в виде подвижно соединенных элементов - сетки с шарами, привод в виде силового цилиндра и вибратор 1. Известное устройство характеризуется низкой надежностью, особенно в увлажненных глинистых грунтах. При налипании глины на шары диаметр устройства при подъеме окажется больше диаметра скважины, что приведет к механическому повреждению сетки. Кроме того, данное устройство характеризуется сложностью изготовления, что определяется выполнением расширителя в виде сетки с шарами, а также наличием привода и вибратора. Известно также устройство для образования уширения в скважине, включающее корпус и расширитель в виде нескольких якорных цепей, верхний конец каждой из которых соединен с нижним торцом 2. Благодаря выполнению расширителя в виде якорных цепей и исключению из конструкции привода и вибратора существенно упрощается конструкция устройства и повышается надежность его работы. Однако известным устройством можно образовать уширение небольшого диаметра,особенно в плотных грунтах, так как уширение образуется путем вдавливания грунта в стенки скважины, что ограничивает область применения устройства на возведение буронабивных свай с невысокой несущей способностью. Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, состоит в том, чтобы обеспечить увеличение диаметра уширения, образуемого устройством. Решение поставленной задачи достигается тем, что в известном устройстве для образования уширения в скважине, включающем корпус и расширитель в виде нескольких якорных цепей, верхний конец каждой из которых соединен с корпусом, последний нижней частью соосно установлен на башмаке с центральным заостренным стержнем с возможностью вращения, причем верхний конец каждой из цепей соединен с боковой поверхностью корпуса выше башмака на высоту более высоты провисания цепей. Нижний конец каждой из цепей может быть соединен с боковой поверхностью корпуса на расстоянии от верхнего конца менее длины цепи. Соединение концов якорных цепей с боковой поверхностью корпуса и установка последнего с возможностью вращения на башмак с центральным заостренным стержнем позволяют существенно увеличить диаметр образуемого при вращении корпуса с цепями уширения, так как уширение образуется за счет срезки грунта цепями, а его диаметр в основном определяется длиной цепей. Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид опущенного в скважину устройства, каждая из якорных цепей которого соединена с корпусом верхним концом на фиг. 2 - то же, в случае соединения обоих концов каждой из цепей с корпусом на фиг. 3 - узел А на фиг. 1 на фиг. 4 - общий вид устройства, каждая из якорных цепей которого соединена с корпусом верхним концом, в момент образования уширения на фиг. 5 то же, в случае соединения обоих концов каждой из цепей с корпусом. Обозначения 1 корпус 2 - расширитель 3 - якорная цепь 4 - башмак 5 - заостренный стержень 6 - упорнорадиальный подшипник 7 - скважина 8 - вертикальные ребра 9 - грибовидный выступ 10 - упругие стержни 11 - уширение 12 - зазор 13 - фартук 14 - разработанный грунт. Устройство включает в себя корпус 1 и расширитель 2 в виде нескольких якорных цепей 3 (фиг. 1-5). Корпус 1 в нижней части снабжен башмаком 4 с центральным заост 2 8564 1 2006.10.30 ренным стержнем 5 и соосно установлен на башмаке 4 с возможностью вращения, что обеспечивается посредством опирания корпуса 1 на башмак 4 через упорно-радиальный подшипник 6 (фиг. 1, 3). Стержень 5 необходим для центровки устройства в скважине 7. Для предотвращения вращения башмака 4 относительно дна скважины 7 и повышения жесткости стержня 5 последний снабжен радиальными вертикальными ребрами 8. Для вертикальной фиксации башмака 4 относительно корпуса 1 последний выполнен с грибовидным выступом 9, который взаимодействует с упругими стержнями 10, пропущенными через стенки башмака 4 (фиг. 3). Верхний конец каждой из цепей 3 соединен с боковой поверхностью корпуса 1 выше башмака 4 на высоту более высоты провисания цепей 3 (фиг. 1). Нижний конец каждой из цепей 3 также может быть соединен с боковой поверхностью корпуса 1 на расстоянии от верхнего конца, принимаемом менее длины цепи 3, только в этом случае возможно образование уширения 7 (фиг. 2, 5). Однако при этом уменьшается радиус образуемого расширителем 2 уширения 11. В месте зазора 12 между башмаком 4 и корпусом 1 установлен фартук 13, который прикреплен в верхней части по периметру к корпусу 1. Фартук 13 предназначен для предотвращения попадания грунта в зазор 12 (фиг. 1, 3). Устройство работает следующим образом. Устройство опускается в скважину 7, центрируется в ней и вдавливается в грунт стержнем 5 с ребрами 8 до опирания низа башмака 4 в дно скважины 7 (фиг. 1, 2), при этом цепи 3 свободно свисают вертикально вниз, не препятствуя установке устройства в скважине 7. Далее производится раскручивание корпуса 1 с цепями 3 путем приложения вращающего момента к оголовку корпуса 1. При этом под действием центробежных сил цепи 3 отклоняются от вертикали и врезаются в стенки скважины 7, образуя уширение 11. Разрабатываемый при этом цепями 3 грунт 14 попадает в скважину 7. Для улучшения врезания в стенки скважины 7 звенья цепей 3 можно оборудовать наваренными электросваркой шипами, ножами и т.д. (на чертежах не показано). Получение уширения 11 необходимого диаметра обеспечивается подбором длины цепей 3, их массы, скорости вращения корпуса 1 и расстояния между верхними и нижними концами цепей 3, соединенными с боковой поверхностью корпуса 1. Для повышения эффективности образования уширения 11 возможно использование цепей 3 разной длины с соединением их концов с корпусом 1 на разных уровнях (на чертежах не показано). После образования уширения 11 прекращают вращение корпуса 1, устройство вынимают из скважины 7 и производится выборка разработанного при образовании уширения грунта 14 традиционными способами (трехчелюстным грейферным ковшом, виброгрейфером, буровой установкой и т.д.). При уменьшении скорости вращения корпуса 1 цепи 3 опускаются и, по мере опускания, очищают уширение 11 от грунта, попавшего в нижнюю часть уширения 11. Возможно также образование скважины 7 с перезаглублением на глубину, при которой верхний уровень разработанного в уширении 11 грунта 14 после выемки устройства из скважины 7 и уплотнения грунта 14 будет соответствовать проектной отметке дна скважины 7. При большом диаметре уширения 11, в случае необходимости, производится повторное опускание устройства в скважину 7 и его раскручивание. Максимальный диаметр уширения 7 можно получить при соединении только верхних концов цепей 3 с корпусом 1 (фиг. 4). Благодаря соединению концов якорных цепей с боковой поверхностью корпуса и установке последнего с возможностью вращения на башмак с центральным заостренным стержнем существенно увеличивается диаметр образуемого при вращении корпуса с цепями уширения, так как уширение образуется за счет срезки грунта цепями, а его диаметр в основном определяется длиной цепей. 3 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4