L международная выставка-презентация
научных, технических, учебно-методических и литературно-художественных изданий
УСТРОЙСТВО ДЛЯ КАМУФЛЕТНОГО УШИРЕНИЯ НАБИВНОЙ КОНСТРУКЦИИ В ГРУНТЕ
| Название | УСТРОЙСТВО ДЛЯ КАМУФЛЕТНОГО УШИРЕНИЯ НАБИВНОЙ КОНСТРУКЦИИ В ГРУНТЕ |
|---|---|
| Разработчик (Авторы) | Соколов Н.С., Джантимиров Х.А., Кузьмин М.В., Соколов С.Н., Соколов А.Н. |
| Вид объекта патентного права | Полезная модель |
| Регистрационный номер | 161650 |
| Дата регистрации | 01.07.2015 |
| Правообладатель | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" |
| Медаль имени А.Нобеля |  |
Описание изобретения
Полезная модель относится к строительству, а именно к устройствам для возведения буронабивных свай в грунтах, где не обеспечивается устойчивость стенок буровых скважин, может быть использовано для создания свайных фундаментов новых строящихся зданий и сооружений, реконструируемых старых зданий, а также сооружений самого различного назначения.Техническим результатом изобретения является повышение эффективности и надежности работы устройства. В устройстве для камуфлетного уширения набивной конструкции в грунте, содержащем корпус, выполненный с возможностью возвратно-поступательного движения с установленными в нем коммутирующим разрядником с электродами, образующими электродное пространство, подключенным к источнику высоковольтных импульсных электрических разрядов, а также контейнер, заполненный не детонирующей экзотермической смесью, выполненный с возможностью порционной подачи смеси в межэлектродное пространство, контейнер установлен в корпусе наклонно, является сменным и представляет собой кассету, заполненную капсулами с недетонирующей экзотермической смесью содержащей дибензоилпероксид или смесь его с дитретбутилпероксидом или с третбутилпербензоатом в соотношении 1:1-3:1, причем контейнер выполнен с задвижкой, обеспечивающей подачу через трубу в межэлектродное пространство каждой капсулы о тдельно. 1 илл., 1 табл.
Полезная модель относится к строительству, а именно к устройствам для буронабивных свай в грунтах, где не обеспечивается устойчивость стенок буровых скважин, может быть использовано для создания свайных фундаментов новых строящихся зданий и сооружений, реконструируемых старых зданий, а также сооружений самого различного назначения.
Буронабивные сваи широко применяются для усиления перегруженных оснований зданий и сооружений; строительства новых объектов вблизи с уже существующими объектами; усиление оснований существующих зданий в связи с реконструкцией или повышением эксплуатационных нагрузок; корректирование крена здания или отдельных фундаментов; противооползневая защита зданий; реконструкция и строительство в стесненных условиях внутри действующих объектов; усиление железнодорожных насыпей с нестабильным балластным шлейфом; строительство новых объектов в сложных грунтовых условиях.
Известно изготовление буронабивной сваи с уширенной пятой, включающий формирование скважины под сваю, размещение на дне скважины заряда взрывчатого вещества, заполнение скважины бетонной смесью, взрывание заряда детонирующего ВВ и образование в грунте камуфлетного уширения нижнего конца сваи (Ганичев И.А. «Устройство искусственных оснований и фундаментов». М., Стройиздат, 1981, с. 65).
Известно устройство для камуфлетного уширения набивной конструкции в грунте, содержащее батарею конденсаторов, подсоединенную к коммутирующему разряднику с электродами (RU №2318961, МПК E02D 5/3). Это устройство недостаточно эффективно, так как не позволяет достичь достаточной степени уширения набивной конструкции, в частности сваи.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является устройство для камуфлетного уширения набивной конструкции в грунте - сваи, содержащее выполненный с возможностью возвратно-поступательного движения коммутирующий разрядник с электродами, образующими электродное пространство, подключенный к источнику импульсных электрических разрядов, а также контейнер с не детонирующей водонаполненной экзотермической смесью в виде пасты, содержащей алюминиевый порошок, селитру и воду, причем контейнер выполнен с возможностью порционной подачи смеси в межэлектродное пространство (RU №2221918).
Недостатком такого устройства является его недостаточная эффективность и недостаточная надежность, так как контейнер заполнен пастой из водонаполненной экзотермической смеси, содержащей алюминиевый порошок, селитру и воду неустойчивой при хранении. Поэтому смесь для заполнения контейнера готовят непосредственно перед началом камуфлетного процесса формирования конструкции. Велика вероятность, что предварительно заполненные пастой контейнеры окажутся неработоспособны. Это отрицательно сказывается на производительности процесса, так как каждый раз перед новым разрядом готовят новую порцию смеси, а кроме того, использование водонаполненной смеси опасно и может привести к несанкционированному срабатыванию (взрыву).
Заявляемая полезная модель решает задачу создания эффективного и надежного, удобного в работе устройства для камуфлетного уширения набивной конструкции в грунте, которое позволило бы получить качественные конструкции, обеспечивающие высокие несущую способность и прочность материала.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности и надежности работы устройства.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для камуфлетного уширения набивной конструкции в грунте, содержащем корпус, выполненный с возможностью возвратно-поступательного движения с установленными в нем коммутирующим разрядником с электродами, образующими электродное пространство, подключенным к источнику высоковольтных импульсных электрических разрядов, а также контейнер, заполненный не детонирующей экзотермической смесью, выполненный с возможностью порционной подачи смеси в межэлектродное пространство, контейнер установлен в корпусе наклонно, является сменным и представляет собой кассету, заполненную капсулами с недетонирующей экзотермической смесью содержащей дибензоилпероксид или смесь его с дитретбутилпероксидом или с третбутилпербензоатом в соотношении 1:1-3:1, причем контейнер выполнен с задвижкой, обеспечивающей подачу через трубу в межэлектродное пространство каждой капсулы отдельно.
Все вещества, которыми может в соответствии с полезной моделью быть заполнен контейнер, устойчивы при хранении. Поэтому такими веществами предварительно может быть заполнено не только необходимое количество сменных контейнеров для получения конкретной конструкции, но и контейнеры, которые могут использоваться в последующем для изготовления других строительных конструкций и храниться на складе. Это положительно влияет на производительность процесса получения уширенной строительной конструкции.
На рис. 1 схематично изображено заявляемое устройство, где 1 - корпус, выполненный с возможностью возвратно-поступательного движения в скважине, заполненной бетонной смесью, в корпусе 1 установлен высоковольтный коммутирующий разрядник с электродами 2, образующими электродное пространство. Разрядник подключен кабелями 3 к емкостному накопителю 4, подсоединенного к источнику тока 10 через блок контроля и управления 11. В корпусе наклонно установлен сменный контейнер 13 в направляющих корпуса 14. Контейнер заполнен капсулами 5 с недетонирующей экзотермической смесью, установленными с возможностью перемещения по трубе 6 в межэлектродное пространство. Капсулы поступают в трубу при срабатывании элктромагнитного клапана 9 от пускателя 12, который отодвигает задвижку 8 наклонно установленного контейнера. Капсулы могут быть заполнены дибензоилпероксидом, или смесью дибензоилпероксида с дитретбутилпероксидом при соотношении компонентов (1:1)-(1:3) или смесью дибензоилпероксида с третбутилпербензоатом при соотношении компонентов (1:1)-(3:1). Контейнер устанавливают в направляющих корпуса 7 наклонно, поэтому они передвигаюся по контейнеру под действием собственного веса.
Дибензоилпероксид, а также вышеприведенные смеси дибензоилпероксида с третбутилпербензоатом, дитретбутилпероксида с дитретбутилпероксидом являются альтернативными веществами, при использовании которых в заявляемом устройстве получают похожие результаты (см табл.)
При возведении сваи выполняют скважину бурением, подают в нее твердеющий материал, погружают до дна скважины заявляемое устройство. Подают электрический импульс от источника высокого напряжения - емкостного накопителя 4 на электроды 2. Электрическим разрядом осуществляют сжигание не детонирующей смеси, поступающей в капсулах одновременно с электрическим разрядом в электродное пространство из контейнера 4 через трубу 6 (каждая капсула подается при отодвигании задвижки) посредством подачи импульса высоковольтного напряжения через электрический разрядник с образованием камуфлетной полости и последующим заполнением твердеющим материалом. При этом установленный в устройстве контейнер 4 заполнен недетонирующей смесью, представляющей собой составы на основе дибензоилпероксида с дитретбутилпероксидом и третбутилпербензоатом при различном соотношении. Передвигая устройство вверх по скважине можно создать множетво уширений скважигны. Эффективность устройства с таким контейнером представлена в табл.
Такая новая совокупность существенных признаков технического решения позволяет изготавливать камуфлетную сваю с уширенной пятой в грунтах, где не обеспечивается устойчивость стенок буровых скважин, а также в структурно-неустойчивых грунтах (илы, торфы, водонасыщенные заторсфованные грунты и т.п.).
После набора прочности производились статические испытания изготовленных с помощью устройства свай, которые показали несущую способность свай 85 т. Ожидаемая несущая способность свай при расчете по существующим методикам 45 т. Это свидетельствует о том, что заявляемое устройство позволяет увеличить несущую способность свай до 40%.
Эффективность используемых недетонирующих смесей определялась по объему бетона, расходуемого для заполнения пустот, которые образуются в результате сгорания различных недетонирующих смесей, приведенных в табл. 1. Как видно из табл. 1. При сгорании равных количеств смесей 2-5 объем расходуемого бетона в несколько раз превышает объем бетона выдавливаемого прототипом, что связано с тем, что смеси 2-5 используются в чистом виде, а прототип используется в виде водного раствора. Для достижения необходимого эффекта требуется большее количество смеси 1, что невозможно с определенными размерами контейнера и пространства в свае.
Формула полезной модели
Устройство для камуфлетного уширения набивной конструкции в грунте, содержащее корпус, выполненный с возможностью возвратно-поступательного движения с установленными в нем коммутирующим разрядником с электродами, образующими электродное пространство, подключенным к источнику высоковольтных импульсных электрических разрядов, а также контейнер, заполненный недетонирующей экзотермической смесью, выполненный с возможностью порционной подачи смеси в межэлектродное пространство, отличающееся тем, что контейнер установлен в корпусе наклонно, является сменным и представляет собой кассету, заполненную капсулами с недетонирующей экзотермической смесью, содержащей дибензоилпероксид или смесь его с дитретбутилпероксидом или с третбутилпербензоатом в соотношении 1:1-3:1, причем контейнер выполнен с задвижкой, обеспечивающей подачу через трубу в межэлектродное пространство каждой капсулы отдельно.
Медаль Альфреда Нобеля