Способ глубинного уплотнения грунта

2. СПОСОб ПО П. 1, ОТЛИЧЗЮЩИЙСЯ ТСМ, ЧТО ДОПОЛНИТСЛЬНУЪО ВИНТОВУЪО лопасть на каЖДОЙ ИЗ СТУПСНСЙ осаживают на ВСЛИЧИНУ АЙК , ОПРСДСЛЯСМУЪО ИЗ СООТНОШСНИЯ 2щвй г) где 1 - порядковый номер ступени вывинчивания Ни - высота 1-1 ступени вывинчивания или разность отметок завинчивания лопастей на первой ступени вывинчивания 11 - величина одновременного осаживания рабочего органа и дополнительной лопа сти на к-1 ступени вывинчивания ш - коэффициент, учитывающий расширение грунта в стороныУЛ - объем однооборотного участка лопастиг - шаг винтовой лопасти Кл - раДИУС Винтовой лопасти3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что одновременное приложение осевой нагрузки к рабочему органу и дополнительной лопасти на каждой из ступеней производятДО ПОЛуЧСНИЯ ИХ осаживания на ВСЛИЧИНУ к , ВЫОРЗННУЪО ИЗ СООТНОШСНИЯГДС - ПЛОТНОСТЬ скелета грунта ДО СГО УПЛОТНСНИЯ уу - необходимая ПЛОТНОСТЬ скелета грунта ПОСЛС СГО УПЛОТНСНИЯНИ - высота 1-1 ступени вывинчивания или величина превышения отметки завин чивания лопасти рабочего органа над отметкой низа зоны уплотнения на первой ступени вывинчивания.4. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что дополнительную винтовую лопасть завинчивают на отметку, превышающую отметку завинчивания лопасти рабочего органана ВСЛИЧИНУ Н , ОПРСДСЛЯСМУЪО ПрИ одинаковой ВЫСОТС СТУПСНСЙ вывинчивания НС ИЗ СО ОТН 0 Ш 6 НИЯ 2 Н 2 Нс АЬН,где АЙ - высота осаживания ДОПОЛНИТСЛЬНОЙ ЛОПЗСТИ на ПОСЛВДНВЙ ступени вь 1 винчиваНИЯ.Изобретение относится к строительству, в частности к способам глубинного уплотнения слабых и насыпных грунтов.Известен способ глубинного уплотнения грунта, включающий образование в грунте скважины посредством завинчивания в грунт рабочего органа в виде цилиндрическогокорпуса с винтовой лопастью И коническим наконечником в нижней части И последующее вывинчивание рабочего органа с приложением направленной вниз осевой нагрузки, величину которой принимают равной задаваемому значению расчетного сопротивления уплотняемого грунта 1.В данном решении уплотнение грунта производится при вывинчивании рабочего органа в виде шнекового бурового инструмента с одновременным приложением направленного вниз осевого усилия, т.е. уплотнение грунта происходит в результате взаимодействия перемещающейся по винтовой линии вверх наклонной нижней плоскости винтовой лопасти с грунтом, при этом последний осаживается вниз. Для обеспечения уплотнения грунта необходимо, чтобы осевое усилие было приложено постоянно и вывинчивание рабочего органа за один оборот было меньше шага винтовой лопасти. Первоначальное погружение рабочего органа производится на проектную глубину зоны уплотнения грунта.Известный способ обладает целым рядом недостатков, определяющих низкую эффективность уплотнения грунтауплотнение грунта сопровождается большими энергозатратами вследствие наличия значительных сил трения между лопастью и уплотняемым грунтом (т.к. грунт взаимодействует с наклонной поверхностью лопасти при перемещении последней по винтовой линии)необходимо заполнение полости, образующейся после вывинчивания ствола рабочего органа, грунтомнеобходимо погружение рабочего органа на проектную отметку, что также определяет повышенные энергозатраты на уплотнение грунта.Известен также способ глубинного уплотнения грунта, включающий образование в грунте скважины посредством завинчивания в грунт рабочего органа в виде цилиндрического корпуса с винтовой лопастью и коническим наконечником в нижней части и последующее вывинчивание рабочего органа ступенями с приложением вначале каждой из ступеней направленной вниз осевой нагрузки до получения осаживания рабочего органа 2.Данный способ позволяет устранить недостатки способа, указанного ранее, однако при осаживании рабочего органа над его винтовой лопастью образуется полость, размеры которой увеличиваются по мере вывинчивания рабочего органа из грунта. При попадании в полость лопасти рабочий орган прокручивается на месте, так как лопасть, не взаимодействуя с грунтом, не в состоянии создать подъемную силу. В этом случае, для обеспечения вь 1 винчивания рабочего органа необходимо приложение к нему не только крутящего момента, но и осевого выдергивающего усилия. Кроме того, для уплотнения грунта не используется процесс вывинчивания рабочего органа. В совокупности вышесказанное определяет низкую эффективность уплотнения грунта.Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, состоит в том,чтобы повысить эффективность уплотнения грунта за счет исключения или значительного уменьшения прикладываемого к рабочему органу при его вывинчивании осевого вь 1 дергивающего усилия и использование процесса вывинчивания для уплотнения грунта.Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе глубинного уплотнения грунта, включающем образование в грунте скважины посредством завинчивания в грунт рабочего органа в виде цилиндрического корпуса с винтовой лопастью и коническим наконечником в нижней части и последующее вывинчивание рабочего органа ступенями с приложением вначале каждой из ступеней направленной вниз осевой нагрузки до получения осаживания рабочего органа, одновременно с последним в грунт завинчивают прикрепленную к одетой на корпус с возможностью осевого перемещения оболочке дополнительную винтовую лопасть на отметку, превышающую отметку завинчивания лопасти рабочего органа, а осевую нагрузку вначале прикладывают к дополнительной винтовой лопасти, а затем - к последней и лопасти рабочего органа одновременно. Причем приложение осевой нагрузки к дополнительной лопасти производят с ее осаживанием до полнойликвидации полостей в грунте Между лопастями, после чего оболочку скрепляют с корпусом, а после вывинчивания рабочего органа на каждой из ступеней оболочку открепляют от корпуса.На каждой из ступеней дополнительную винтовую лопасть осаживают на величину АЩ, принимаемую из выражениягде 1 - порядковый номер ступени вывинчивания Н - высота 1-1 ступени вывинчивания или разность отметок завинчивания лопа АЬКСТСЙ на ПСРВОЙ СТУПСНИ вывинчивания ПКЧ - ВВЛИЧИНЗ ОДНОВРВМСННОГО осаживания рабочего органа И ДОПОЛНИТСЛЬНОЙ лопа сти на к-1 ступени вывинчивания ш - коэффициент, учитывающий расширение грунта в стороныУЛ - объем однооборотного участка лопастиг - шаг винтовой лопасти Кл - раДИУС Винтовой лопастиОдновременное приложение осевой нагрузки к рабочему органу и дополнительной лопасти на каждой из ступеней производят до получения их осаживания на величину щ,выбранную из соотношенияГДС у - ПЛОТНОСТЬ скелета грунта ДО СГО УПЛОТНСНИЯуу - необходимая ПЛОТНОСТЬ СКВЛСТЗ грунта ПОСЛС СГО УПЛОТНВНИЯНИ - высота 1-1 ступени вывинчивания или величина превышения отметки завин чивания лопасти рабочего органа над ОТМСТКОЙ низа ЗОНЫ УПЛОТНСНИЯ на ПСрВОЙ СТУПСНИ вывинчивания.ДОПОЛНИТСЛЬНУЪО ВИНТОВУЪО лопасть завинчивают на ОТМСТКУ, ПРСВЫШЭЮЩУЪО ОТМСТКу завинчивания лопасти рабочего органа на ВСЛИЧИНУ Н, ОПРСДСЛЯСМУЪО ПрИ одинаковой ВЬ 1 СОТС СТУПВНСЙ вывинчивания ПО выражениюАН - высота осаживания ДОПОЛНИТСПЬНОЙ лопасти на ПОСЛСДНВЙ СТУПСНИ вь 1 винчива ПИзобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен процесс завинчивания рабочего органа и дополнительной винтовой лопасти в грунт на фиг. 2 - процесс осаживания дополнительной винтовой лопасти на первой ступени вывинчивания на фиг. 3 процесс одновременного осаживания рабочего органа и дополнительной винтовой лопасти на первой ступени вывинчивания на фиг. 4 - процесс вывинчивания рабочего органа и дополнительной винтовой лопасти на первой ступени на фиг. 5 - процесс осаживания дополнительной винтовой лопасти на второй ступени вывинчивания на фиг. 6 - процесс осаживания рабочего органа и дополнительной винтовой лопасти на второй ступени вь 1 винчивания на фиг. 7 - процесс уплотнения засыпаемого в воронку проседания грунта трамбовками на фиг. 8 - разрез А-А на фиг. 1.Для реализации способа используется рабочий орган 1 в виде цилиндрического корпуса 2 с винтовой лопастью 3 и коническим наконечником 4 в нижней части и дополнитель ВУ 6558 С 1ная винтовая лопасть 5, прикрепленная К одетой на корпус 2 с возможностью осевого перемещения оболочке 6. Винтовь 1 е лопасти 3, 5 должны иметь не менее одного оборота в плане И крепятся К корпусу 1 И оболочке 6 под углом В 5 9 О в сторону наконечника 4. Радиус лопастей 3,5 принимается равным Кл (2 5)гц, а угол подъема витков лопастей ос должен быть не более агсгщг), где Г - коэффициент трения материала лопастей 3,5 по грунту.К внутренней поверхности оболочки 6 и наружной поверхности корпуса 2 прикреплены продольные шпоночные выступы 7 (фиг. 8), предотвращающие поворот оболочки 6 и корпуса 2 относительно друг друга и не препятствующие их осевому перемещению. Для обеспечения одновременного завинчивания, осаживания и вывинчивания оболочки 6 и корпуса 2 их скрепляют, например болтовым соединением 8, при этом болт пропускается через отверстия 9 в оболочке 6 и корпусе 2.Способ реализован следующим образом.Вначале в грунт одновременно завинчивают рабочий орган 1 и оболочку 6 с дополнительной винтовой лопастью 5 посредством приложения к их оголовкам крутящего момента Мкр с вращением по часовой стрелке и вдавливающего усилия Р (фиг. 1), при этом грунт из-под наконечника 4, уплотняясь, отжимается в стороны от корпуса 2 и оболочки 6 и образуется скважина 10. Уплотнение грунта производится также винтовыми лопастями 3, 5, после прохождения которых в грунтовом массиве остаются винтовые полости 11Для упрощения передачи усилия Р на оболочку 6 и корпус 2 перед завинчиванием производят их скрепление болтовым соединением 8, в этом случае Р и Мкр можно прикладывать либо к корпусу 2 или оболочке 6, при этом передача Мкр производится посредством шпоночных выступов 7.Лопасть 3 рабочего органа 1 завинчивается в грунт на отметку, превышающую отметку низа проектной зоны уплотнения грунта на величину Но (фиг. 1), а лопасть 5 оболочки 6 - на отметку, превышающую отметку завинчивания лопасти 3 на величину Н.Затем производят вывинчивание рабочего органа 1 и оболочки 6 ступенями крутящим моментом Мкр с вращением против часовой стрелки (фиг. 4).Перед вывинчиванием на каждой из ступеней к корпусу 2 и оболочке 6 прикладывают направленную вниз осевую нагрузку Рд (динамическую ударную или вибрационную). Вначале, после открепления оболочки 6 от корпуса 2, нагрузку Рд прикладывают к оболочке 6 с лопастью 5 (фиг. 2) с их осаживанием на величину АЩ, при которой будет обеспечена ликвидация полостей 11, расположенных между лопастями 3, 5.Величину осаживания на Ащ принимают из выражения2 2 г - ТЕ(К Л ГЦ ) где 1 - порядковый номер ступени вывинчивания Н - высота 1-1 ступени вывинчивания или разность отметок завинчивания лопа стей 3,5 (величина Н) на первой ступени вывинчивания 11 И - величина одновременного осаживания рабочего органа и дополнительной лопа сти на к-1 ступени вывинчивания ш - коэффициент, учитывающий расширение грунта в стороныУЛ - объем однооборотного участка лопастиг - шаг винтовой лопасти Кл - радиус винтовой лопастиПри определении АЩ по выражению ( 1) на первой ступени вывинчивания в качестве Ни принимается разность отметок завинчивания лопастей 3,5, т.е. величина Н.