Устройство для образования уширений в скважине

ПОЛЕЗНОЙ з, и МОДЕЛИК 4 в)2005.06.30 ЕАТЕНТУ (51)7 Е 211 1 12 в НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНтР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОИ СОБСТВЕННОСТИ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ УШИРЕНИЙ В СКВАЖИНЕ(71) Заявитель Учреждение образования Брестский государственный технический университет (ВУ)(72) Авторы Пчелин Вячеслав Николаевич Чернюк Владимир Петрович Тарасевич Дмитрий Иванович (ВУ)(73) Патентообладатель Учреждение образования Брестский государственный технический университет (ВУ)1. Устройство для образования уширений в скважине, включающее корпус и расширители в виде якорных Цепей, отличающееся тем, что корпус снабжен коаксиально установленными с возможностью перемещения и фиксации на нем втулками и расположенным в нижней части башмаком, а Цепи каждого из расширителей прикреплены верхним концом к боковой поверхности соответствующей втулки, причем корпус соосно установлен на башмаке с возможностью вращения.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено расположенными ниже расширителей и коаксиально прикрепленными к втулкам стаканами, вместимость каждого из которых принимается не менее объема образуемого над стаканом уширения.3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что нижний стакан прикреплен к втулке с нижним расширителем, а каждый из стаканов между расширителями - к втулке ниже расположенного расширителя.Полезная Модель относится К строительству, в частности к устройству фундаментов, И может быть использовано для образования уширений в скважинах с целью сооружения буронабивных свай с повышенной несущей способностью по грунту основания.Известно устройство для образования уширений 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.Выполнение нескольких уширений по высоте скважины указанным устройством весьма затруднено.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 уширений в скважине, включающее корпус и расширитель в виде 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 повь 1 шается 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. Кроме того, данным устройством невозможно образование нескольких уширений и регулирование их положения по высоте скважины.Задача, на решение которой направлено предлагаемая полезная модель, состоит в том,чтобы обеспечить увеличение количества и диаметра уширений, образуемых устройством,и возможность регулирования положения уширений по высоте скважины.Решение поставленной задачи достигается тем, что в известном устройстве для образования уширений в скважине, включающем корпус и расширители в виде якорных цепей, корпус снабжен коаксиально установленными с возможностью перемещения и фиксации на нем втулками и расположенным в нижней части башмаком, а цепи каждого из расширителей прикреплены верхним концом к боковой поверхности соответствующей втулки, причем корпус соосно установлен на башмаке с возможностью вращения. Устройство также снабжено расположенными ниже расширителей и коаксиально прикрепленными к втулкам стаканами,вместимость каждого из которых принимается не менее объема образуемого над стаканом уширения, причем нижний стакан прикреплен к втулке с нижним расширителем, а каждый из стаканов между расширителями - к втулке ниже расположенного расширителя.Соединение верхних концов якорных цепей каждого из расширителей с боковой поверхностью соответствующих втулок, коаксиально установленных на корпусе с возможностью перемещения и фиксации на нем, и установка корпуса с возможностью вращения на башмак позволяют увеличить количество и диаметр образуемых при вращении корпуса с втулками и цепями уширений и обеспечить возможность регулирования положения образуемых уширений по высоте скважины. Снабжение устройства расположенными ниже расширителей стаканами снижает затраты труда на выемку срезаемого цепями при образовании уширений грунта из скважины.Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид опущенного в скважину устройства с установкой стаканов только между расширителями на фиг. 2 - узел А на фиг. 1 на фиг. 3 - общий вид устройства с установкой стаканов только между расширителями в момент образования уширений на фиг. 4 то же, в случае установки стаканов под каждым расширителем. Обозначения 1 - корпус 2 - расширитель 3 якорная цепь 4 - башмак 5 - заостренный стержень 6 - упорно-радиальный подшипник 7Устройство включает в себя корпус 1 и расширители 2, каждый из которых выполнен в виде якорных цепей 3 (фиг. 1-4). Корпус 1 в нижней части снабжен башмаком 4 с центральным заостренным 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. 2).Корпус 1 снабжен коаксиально установленными с возможностью перемещения и фиксации на нем втулками 11. Количество втулок 11 соответствует количеству расширителей 2. Верхние концы цепей 3 каждого из расширителей 2 прикреплены к боковой поверхности соответствующих втулок 11.Фиксацию втулок 11 на корпусе 1 можно производить посредством болтовых соединений 12, болты которых пропускаются через отверстия 13 в корпусе 1 и втулках 11.Для регулирования положения втулок 11 на корпусе 1 последний по высоте имеет отверстия 13, выполненные с необходимым шагом.В месте зазора 14 между башмаком 4 и корпусом 1 установлен фартук 15, который прикреплен в верхней части по периметру к корпусу 1. Фартук 15 предназначен для предотвращения попадания грунта 16 в зазор 14 (фиг. 1-4).Для сбора срезаемого цепями 3 при образовании уширений 17 грунта 16 устройство снабжено расположенными ниже расширителей 2 и коаксиально прикрепленными к втулкам 11 стаканами 18, вместимость каждого из которых принимается не менее объема образуемого над стаканом 18 уширения 17. Причем нижний стакан 18 прикреплен к втулке 11 с нижним расширителем 2 (фиг. 4), а каждый из стаканов 18 между расширителями 2 к втулке 11 ниже расположенного расширителя 2 (фиг. 1, 3), благодаря чему уменьшается требуемая высота втулок 11.При выполнении скважины 7 на глубину, превышающую проектную отметку, установку стакана 18 под нижним расширителем 2 можно не производить (фиг. 1, 3).Устройство работает следующим образом.Предварительно на корпусе 1 в местах устройства уширений 17 устанавливают с фиксацией посредством болтовых соединений 12 втулки 11 с расширителями 2 и стаканами 18.Далее 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. 1-4), при этом цепи 3 свободно свисают вертикально вниз, не препятствуя установке устройства в скважине 7.Затем производится раскручивание корпуса 1 и втулок 11 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 уширения 17. Разрабатываемый при этом цепями 3 грунт 16 попадает в стаканы 18. Для улучшенияврезания в стенки скважины 7 звенья Цепей 3 можно оборудовать навареннь 1 ми электросваркой щипами, ножами и т.д. (на чертежах не показано).Получение ущирений 17 необходимого диаметра обеспечивается подбором длины Цепей 3, их массы и скорости вращения корпуса 1.После образования ущирений 17 прекращают вращение корпуса 1, устройство вь 1 нимают из скважины 7 и производится выборка разработанного при образовании ущирений 17 грунта 16 из стаканов 18.Возможно также образование скважины 7 с перезаглублением на глубину, при которой верхний уровень разработанного в нижнем ущирении 17 грунта 16 после выемки устройства из скважины 7 и уплотнения грунта 16 будет соответствовать проектной отметке дна скважины 7 (фиг. 1-3).При больщом диаметре ущирений 17, в случае необходимости, производится повторное опускание устройства в скважину 7 и его раскручивание.Благодаря соединению верхних концов якорных Цепей каждого из расщирителей с боковой поверхностью соответствующих втулок, коаксиально установленных на корпусе с возможностью перемещения и фиксации на нем, и установке корпуса с возможностью вращения на бащмак обеспечивается увеличение количества и диаметра образуемых при вращении корпуса с втулками и цепями ущирений и возможность регулирования положения образуемых ущирений по высоте скважины. Оборудование устройства расположенными ниже расщирителей стаканами снижает затраты труда на выемку срезаемого цепями при образовании ущирений грунта из скважины.