SU1709054A1

SU1709054A1 - Method of piercing holes in soil and relevant device

Info

Publication number: SU1709054A1
Application number: SU894715135A
Authority: SU
Inventors: Владимир Васильевич Грузин; Юрий Николаевич Моисеев; Юрий Евгеньевич Пономаренко; Михаил Алексеевич Беляев; Лев Викторович Ерофеев
Original assignee: Научно-Производственное Объединение Фундаментостроения "Союзспецфундаментстрой"
Priority date: 1989-07-07
Filing date: 1989-07-07
Publication date: 1992-01-30

Abstract

Изобретение относитс к строительству, а частности к технологии пробивки скважин в грунтах, и м.б. использовано при сооружении набивных свай, шахтных колодцев, эксплуатационных скважин и т.п. Цель изобретени - снижение энергоемкости процесса образовани скважин при одновременном обеспечении повышени степени уплотнени грунта в скважине и на ее устье. Способ образовани скважин в грунте состоит в забивке ударами рабочего органа при одновременном нагружении грунта на устье скв.ажины импульсной нагрузкой, величина которой возрастает по мере погружени рабочего органа, а частота воздействи на .грунт равна частоте ударов по рабочему органу, причем удары по рабочему органу и нагружение грунта на устье'сква- 33с:^4/•^tfl23И2513 '7-А /8Фиг.ЗIgThe invention relates to the construction, and in particular to the technology of punching wells in soils, and m. used in the construction of ramming piles, mine wells, production wells, etc. The purpose of the invention is to reduce the energy intensity of the well formation process while simultaneously ensuring an increase in the degree of soil compaction in the well and at its mouth. The method of formation of wells in the ground consists in driving with the impacts of the working body while loading the soil at the mouth of the wellbore with a pulse load, the value of which increases as the working body dips, and the frequency of impact on the ground is equal to the frequency of impacts on the working body and loading of the soil at the mouth of the skv-33c: ^ 4 / • ^ tfl23И2513 '7-А / 8Fig.ZIg

Description

жины осуществл ютс синхронно. Способ реализуетс устройством, которое содермсит жестко фиксируемую перед началом-забивки рабочего органа опирающуюс на грунт опорную площадку, на которую через штоки гидроцилиндров передаетс импульсна нагрузка. Изменение импульсной нагрузки при забивке рабочего органа осуществл етс системой управлени , в коThe gins are synchronized. The method is implemented by a device which sodermsite rigidly fixed before the start-driving of the working body supports the ground, to which a pulse load is transmitted through the rods of the hydraulic cylinders. The change in impulse load during driving of the working body is carried out by the control system, in which

торую входит пнёвмоаккумул тор 23, часть энергии которого при каждом ударе по рабочему органу передаетс гидроцилиндрам 11, Ко 1ичество дополнительно передаваемой гидроцилиндрам 11 энергии возрастает по мере погружени рабчоего органа в грунт за счет увеличени проходного сечени канала 8 в регул торе расхода 26. 2 с. и 1 з.п,ф-лы, 5 ил.The pnevmoakkumulor 23 enters the latter, part of the energy of which is transmitted to the hydraulic cylinders 11 each time it hits the working member. The amount of energy additionally transferred to the hydraulic cylinders 11 increases as the operating member sinks into the ground due to an increase in the flow area of the channel 8 in the flow controller 26. 2 sec. and 1 z.p, f-ly, 5 ill.

Изобретение относитс к строительству , в частности к технологии пробивки скважин в грунтах, и может быть использовано при сооружении набивных свай, шахтных колодцев, эксплуатационных колодцев и т.п.The invention relates to the construction, in particular, to the technology of punching wells in soils, and can be used in the construction of ramming piles, mine wells, production wells, etc.

Цель изобретени - снижение энергоемкости процесса образовани скважин при одновременном обеспечении повышени степени уплотнени грунта в скважине и на ее устье.The purpose of the invention is to reduce the energy intensity of the well formation process while simultaneously ensuring an increase in the degree of soil compaction in the well and at its mouth.

На фиг. 1 показано устройство дл образовани скважин в грунте, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 гидросхема управлени устройством дл образовани скважин; на фиг. 4 - насос дизель-молота с установленным на нем золотником управлени ; на фиг. 5 - диаг рамма напр жений грунта при пробивке скважин забивным рабочим органом без регулировани импульсного нагружени усть скважины (а) и с регулированием последнего с учетом физико-механических свойств грунта (б).FIG. 1 shows a device for the formation of wells in the ground, a general view; in fig. 2 is a section A-A in FIG. one; in fig. 3 flowchart of the device for the formation of wells; in fig. 4 - diesel hammer pump with a control valve installed on it; in fig. 5 is a diagram of soil stresses when punching wells by a drive tool without adjusting the pulse loading wellhead (a) and adjusting the latter, taking into account the physical and mechanical properties of the soil (b).

Способ образовани скважин в грунте осуществл етс следующим образом.The method of formation of wells in the ground is as follows.

В грунтовой массив погружают путем забивки рабочий орган. Одновременно с ударами по рабочему органу с частотой, рав ной частоте этих ударов, производитс нагружение усть скважины. Это позвол ет исключить колебани напр жений в грунте, которые имеют место при отсутствии такого режима нагружени грунта на устье скважины . После погружени рабочего органа до проектной отметки его извлекают, одновременно опира опорную площадку на поверхность грунта около усть скважины.In the ground mass is immersed by driving the working body. Simultaneously with the strikes on the tool, the wellhead is loaded at a frequency equal to the frequency of these blows. This makes it possible to eliminate the fluctuations of the stresses in the soil, which occur in the absence of such a mode of loading the soil at the wellhead. After the working body is submerged to the design elevation, it is extracted, while simultaneously supporting the supporting platform on the surface of the soil near the wellhead.

Устройство дл образовани скважин в грунте содержит базовую машину 1 с мачтой 2 и раскосами 3, ударный механизм 4 (например , дизель-молот) с топливным насосом 5, рычагом б привода насоса с гидрораспределителем 7 насоса, рабочий орган 8(например, конический или Г1ирамидальный штамп), опорную площадку 9, подвижную траверсу 10, гидроцилиндры 11 извлечени рабочего органа ,8, жестко закрепленные на мачте 2 упоры 12 с выдвижными фиксаторами 13, соединенными с гидроцилиндрами 14. На подвижной траверсе 10 выполнены карманы 15 и направл ющие 16. Гидросхема управлени оборудованием состоит из напорной 17 и сливной 18 магистралей , гидрораспределител 19 пультаA device for the formation of wells in the ground contains a base machine 1 with a mast 2 and braces 3, a percussion mechanism 4 (for example, a diesel hammer) with a fuel pump 5, a pump drive lever b with a pump control valve 7, a working member 8 (for example, a conical or gyramidal stamp), supporting platform 9, movable yoke 10, hydraulic cylinders 11 for extracting the working body, 8, stops 12 rigidly mounted on the mast 2 with 12 pull-out locks 13 connected to the hydraulic cylinders 14. Pockets 15 and guides 16 are made on the mobile yoke 10 ION equipment consists of a drain 17 and discharge lines 18, 19 remote Hydrodistributor

управлени , соединенного последовательно гидролинией 20 с гидрораспределителем 7, посредством гидролинии 21 -с гидрораспределителем 22 и пневмоаккумул тором 23, гидролинией 24 - с полостью 25 в корпусе регул тора 26 расхода рабочей жидкости и подвижнь1м поршнем 27. В корпусе регул тора 26 расхода рабочей жидкости выполнены каналы 26-30. Управл юща полость 31 посредством канала 30 соединена черезcontrol, connected in series by hydroline 20 to the valve 7, via hydroline 21 to the valve 22 and pneumatic accumulator 23, by hydraulic line 24 to the cavity 25 in the housing of the working fluid flow regulator 26 and the movable piston 27. In the housing of the fluid flow regulator 26 channels 26-30. The control cavity 31 is connected via channel 30 via

гидррлинию 32 с поршневыми полост ми 33 гидроцилиндров 11 извлечени рабочего органа , а через гидролинию 34, канал 28, кольцевую проточку 35 золотника 36, канал 29, посредством гидролинйи 37 - с гидрораспределителем 22. Золотник 36 по ском 38 образует с подвижным поршнем 27 аккумул торную1 полость а. По высоте кольцева проточка 35 выполнена равной диаметру радиального канала 28, а по сок 38 - большеhydraulic line 32 with piston cavities 33 of hydraulic cylinders 11 for extracting the working element, and through hydraulic line 34, channel 28, annular groove 35 of spool 36, channel 29, through hydraulic line 37, with hydraulic distributor 22. The slide valve 36 forms battery with movable piston 27 cavity a. The height of the annular groove 35 is made equal to the diameter of the radial channel 28, and juice 38 - more

ртого диаметра, что позвол ет в процессе работы регу/1ировать расход проход щей через канал 28 рабочей жидкости.This allows us to regulate the flow of the working fluid passing through the channel 28 during the operation.

Управл юща полость гидрораспределигел 22 гидролинией 39 через гидрораспределитель 7 соединена со сливной магистралью 18, а гидролинией 40 - со штоковыми полост ми гидроцилиндров 11. Гидрораспределитель 7 штоком 41 кинематически св зан с толкателем 42 топливного насоса 5.The control valve of the hydraulic distribution valve 22 by hydroline 39 is connected via a hydraulic distributor 7 to a drain line 18, and by hydraulic valve 40 is connected to the rod cavities of hydraulic cylinders 11. A hydraulic distributor 7 by a rod 41 is kinematically connected to the push rod 42 of the fuel pump 5.

Устройство дл образовани скважин ра ботает следующим образом.The device for the formation of wells works as follows.

Рабочий орган 8 устанавливают при помощи базвой машины 1 в точку пробивкиThe working body 8 is installed using the base machine 1 at the point of piercing

скважины. Включают насосную установку (не показана) и при помощи гидрораспределител (не показан) выдвигают фиксаторы 13 гидроцилиндрами 14 в карманы 16, жестко закрепленные на подвижной траверсеwells. Turn on the pump unit (not shown) and with the help of the hydraulic distributor (not shown) push the latches 13 by the hydraulic cylinders 14 into the pockets 16 rigidly fixed on the mobile traverse

10.При этом корпуса гидроцилиндров 11 жестко зафиксированы от перемещени . Затем включают систему управлени уст ройством дл образовани скважин. В зависимости от типа rpyHta, в котором пробивают скважины, при помощи гидрораспределител пульта 19 управлени устанавливают необходимое давление газа в аккумул торной плоскости а путем подачи рабочей жидкости от гидронасоса (не показан ) по напорной магистрали 17 и гидролинии 24 в полость 25. Под действием давлени газа в полости а золотник 36 занимает верхнее крайнее положение. Затем переключают секцию гидрораспределител пульта 19 управлени и рабоча жидкость по гидролинии 20 через гидрораспределитель 7 и по гйдролинйи 21 попадает в пневмоаккумул тор 23, зар жа его. Потом запускают в работу дизель-молот 4, который поршнем-бойком (не показан) наносит Удары по рабочему органу 8. В гтроцессе каждого удара поршень-боек отжимает рычаг 7 привода топливного насоса 6, который воздействует на шток 41 гидрораспределител 7, переключа его в нижнее крайнее положение. При зтом положении штока 41 напорна магистраль 17 соединена гидролинией 20 с управл ющей полостью гидрораспределител 22. Лод действием давлени рабочей жидкости золотник гйдрораспределител 22 занимает второе крайнее положение, при котором он соедин ет пневмоаккумул тор 23 с поршневыми полост ми 33 гидроцилиндров 11 через гидролинию 37, кольцевую проточку 35 золотника регул тора расхода рабочей жидкости 26. Пневмоаккумул тор 23 разр жаетс в поршневые полости 33 гидроцилиндров10. In this case, the cylinder bodies 11 are rigidly fixed against movement. A device control system is then included to form the wells. Depending on the type of rpyHta in which the wells are punched, using the hydraulic distributor of the control panel 19, set the required gas pressure in the accumulator plane a by supplying the working fluid from a hydraulic pump (not shown) along the pressure line 17 and hydroline 24 to the cavity 25. Under the action of pressure gas in the cavity and the spool 36 occupies the upper extreme position. Then, the control valve section of the control panel 19 and the working fluid are switched through the hydroline 20 through the hydraulic distributor 7 and through the hydroline 21 it enters the pneumoaccumulator 23, charging it. Then the diesel hammer 4 is put into operation, which strikes the working body 8 with a piston briskly (not shown). In the process of each stroke the piston head pushes the lever 7 of the drive of the fuel pump 6, which acts on the rod 41 of the hydraulic distributor 7, switching it to lower end position. During this position of the stem 41, the pressure line 17 is connected by hydroline 20 to the control valve of the hydraulic distributor 22. By the pressure of the working fluid, the hydraulic distributor valve 22 takes the second extreme position, in which it connects the pneumatic accumulator 23 to the piston cavities 33 of the hydraulic cylinders 11 through hydraulic line 37, an annular groove 35 of the spool of the working fluid flow regulator 26. The pneumatic accumulator 23 is discharged into the piston cavities 33 of the hydraulic cylinders

11,жестко скрепленных корпусами с подвижной траверсой 10. В результате осуществл етс нагружение усть скважины опорной площадкой 9, что предотвращает выпор грунта при погружении рабочего органа 8.11, rigidly fastened with bodies with a movable cross-member 10. As a result, the wellhead is loaded with a support platform 9, which prevents the soil from sticking out when the working body 8 is immersed.

В процессе погружени , рабочего органа 8 в грунт усилие выпора грунту действует на опорную площадку 9 и жестко св занные с ней штоки 9. В результате давление в поршневых полост х 33 гидроцилиндров 11 возрастает, по гидролинии 32 рабоча жидкость через канал 30 поступает в полость 31, перемеща золотник 36 вниз и сжима еще больше газ в аккумул торной полости а. При зтом увеличиваетс проходное сечение канала 28 и возрастает расход рабочей жидкости , поступающей от пневмоаккумул тора 23. В процессе подъема поршн -бойка ударного механизма 4 пневмоаккумул тор 23 снова зар жаетс , так как после удара по рабочему органу под действием пружины золотник гидрораспределител 22 вновь занимает исходное положение, вытесн рабочую жидкость через золотник гидрораспределител 7 насоса 6 в сливную магистраль 18. В процессе каждого удараIn the process of immersing the working body 8 into the ground, the force expelling to the ground acts on the supporting platform 9 and the rods 9 rigidly connected with it. As a result, the pressure in the piston cavities 33 of the cylinders 11 increases, along the hydraulic line 32 the working fluid enters the cavity 31 through channel 30 by moving the spool 36 down and squeezing even more gas in the battery cavity a. With this, the flow area of the channel 28 increases and the flow of working fluid from the pneumatic accumulator 23 increases. In the process of lifting the piston of the impact mechanism 4, the pneumatic accumulator 23 is recharged, because after the impact of the working body, the valve 22 again takes up initial position, the working fluid is displaced through the valve of the hydraulic distributor 7 of the pump 6 to the drain line 18. During each stroke

0 пневмоаккумул тор 23 отдает часть рабочей жидкости, количество которой зависит от проходного сечени канала 28 в регул торе расхода 26. Размер зтого проходного сечени зависит от усилени выпора грумта, с0, the pneumatic accumulator 23 transfers part of the working fluid, the amount of which depends on the flow area of the channel 28 in the flow regulator 26. The size of this flow section depends on the reinforcement of the groove,

5 увеличением которого возрастает плотность грунта на устье и в стенке скважины. Таким образом регулируемое нагружение усть скважины через опорную площадку 9 уплотн ет грунт вокруг усть скважины и5 increasing the density of the soil at the wellhead and in the wall of the well increases. Thus, the controlled loading of the wellhead through the supporting platform 9 compacts the soil around the wellhead and

0 предотвращает его выпор при забивке рабочего органа 8.0 prevents it from peeling when driving the working body 8.

После забивки рабочего органа в грунт фиксаторы 13 вывод т из карманов 15, гидроцилиндрами 11 извлекают рабочий органAfter driving the working body into the ground, the retainers 13 are withdrawn from the pockets 15, the working body is removed by the hydraulic cylinders 11

Claims

1. The method of formation of wells in the ground, including the driving of the working body

striking blows on it with simultaneous loading of the soil to the wellhead at a periodically varying force in time, so that

5 that, in order to reduce the energy intensity of the well formation process while simultaneously ensuring an increase in the degree of compaction of the rpytiTa in the well and on its wellhead, the loading of the soil at the wellhead is carried out synchronously with the blows and at a frequency equal to the frequency of blows to the working member ..

2. A device for the formation of wells in the ground, including the base machine t:

5 and an oil pump station, a working body, a diesel hammer with a fuel pump and a fuel pump drive lever, a support platform and a suspended traverse connected to the support platform, a hydraulic tool for removing the working body, in that it is equipped with a support platform loading system from the control panel with the hydraulic distributor, from

5 hydraulic distributors with a suspended rod, from a two-position hydraulic distributor with a spring-loaded slide valve, from a pneumoaccumulator and from a fluid flow regulator with a slide valve, a piston and output channels,

the yoke is installed with the possibility of rigid connection with the mast; the spool of the latter has an annular groove and on the juice, the piston is placed in it with the formation of an air gap with Spools.

the output channels are made in its side wall and its sub piston cavity is connected through the hydraulic distributor of the control panel to the pressure line of the oil station, and the cavity of the on-off hydraulic distributor is connected to the piston cavities of the control hydraulic cylinders.

3. A device according to claim 2, characterized in that the height of the annular groove of the valve is equal to the diameter of the radial channel connected to the piston cavities of the extraction hydraulic cylinders, and its height is greater than the diameter of the radial channel.

15

9

Phage.1

Vt / hL

Schig.5