170979. lajstromszámú szabadalom • Bernedezés cölöpalapozáshoz szükséges fúratok készítésére
5 170979 6 egymásba illesztett csövet vernek a talajba. A külső csőnek olyan zárópereme van, mely megakadályozza azt, hogy a föld leverés közben a két cső közé hatoljon be. A leverés úgy történik, hogy a két csövet együtt egy szorítópofával megfogják. A 5 szorítópofa egy vibrátorhoz csatlakozik, amely működés közben a csöveket a földbe hajtja. Ezután a vibrátort csak a belső cső pereméhez csatlakoztatják és a belső csövet a benne levő földdel együtt kihúzzák. Annak érdekében, hogy a két 10 csőfal közötti súrlódást legyőzzék, csak olyan mértékű vibrációs hatást keltenek, amely még nem teszi lehetővé a talajnak a csőből történő kicsúszását, de elégséges ahhoz, hogy a belső csövet a benne levő földpogácsával ki lehessen húzni. A 15 földdel együtt kihúzott belső csövet ezután a cölöphelytől eltávolítják, majd a vibrátorral olyan mértékű vibrációs hatásnak vetik alá, hogy a föld a csőből kihullik. Az üres belső cső visszahelyezése után a keletkezett furatot betonnal töltik ki. Fel- 20 töltés után a vibrátorral mindkét csövet ismét megfogják, és vibrációs hatás segítségével a földből kihúzzák. Kísérletek során beigazolódott, hogy e berendezés alkalmazása laza talajoknál minden esetben 25 problémamentes volt. Feltöltött vagy kötött talajoknál azonban a leverés folyamata lelassult, olyan helyeken pedig, ahol a levert cső pereme kőbe ütközött, a leverés lehetetlenné vált. Kisebb átmérőjű csöveknél, kötött talajban a belső csőben 30 képződött talaj dugó megakadályozza, sőt lehetetlenné teszi a csövek leverését. A belső cső kihúzásakor alkalmazott kismértékű vibrációnak sok hátránya van. Még gyakori próbafúrásoknál is előfordult, hogy a talaj annyira in- 35 homogén, ami nem teszi lehetővé azt, hogy a belső cső kihúzásakor a föld ne rázódjék ki a csőből, még a legkisebb rezgésszám esetén sem. A legkisebb rezgésszámú vibráció keltése azzal is járt, hogy a berendezést tartó daru önrezgésével azonos 40 lesz a rezgések száma, ami viszont a darut károsítja. A belső acélcső sima felülete megnehezíti azt, hogy a; föld a csőben maradjon. Laza talajoknál a föld majdnem mindig kicsúszik a csőből. 45 A berendezéssel végzett kísérletek azt is egyértelműen bizonyították, hogy a vibrátor energiáját célszerűbb a belső csőre koncentrálni, mert a külső cső a körülötte levő földet behatoláskor szét tudja tolni, míg a belső cső a benne levő földet csak 50 korlátozottan tudja összenyomni. A berendezés üzeménél jelentős kritérium az, hogy a csövek hosszának és átmérőjének aránya megfelelő legyen. A találmány szerinti megoldásnak megfelelő berendezéssel az ismert berendezések hátrányait ki- 55 vánjuk kiküszöbölni. Ennek érdekében mindazon helyeken, ahol a talaj köves, vagy kötöttebb talajrétegek fordulnak elő, a csövek talajba történő lehajtása úgy gyorsítható, ha a leverésre kerülő cső alsó végénél egy forgó, fogazattal ellátott vágóélet 60 alakítunk ki. A vágóéi fogai a cső útjába kerülő kődarabot vagy a cső belsejébe vagy a csövön kívül a talajba forgatja, a kötöttebb talajrészt pedig elvágja. A talajdugók elkerülése végett az alsó csőszájnál a belső átmérőt leszűkítettük és a le- 65 szűkítés által összenyomott talajoszlop a nagyobb átmérőjű belső cső-tartományban könnyebben tud mozogni. A belső és külső cső közé a súrlódás csökkentésére a csövek összeillesztése előtt kenőanyagot helyezünk. A lazább összetételű talajok kicsúszását a fentebb már említett csőszáj-szűkítéssel akadályozzuk meg, gondosan ügyelve arra, hogy a szűkítés csak olyan mértékű legyen, amely mellett a talaj oszlop a csőből még ki tud csúszni. Az elvégzett kísérletek során meglepő módon azt tapasztaltuk, hogy a belső cső leverése több energiát igényel, mint a külső cső. Ennek megfelelően a kettős cső leverését úgy hajtjuk végre, hogy veréskor a vibrátor csak a belső csőre hat. Ebben az esetben a belső cső alsó pereme állandóan ütögeti a külső cső alsó végére hegesztett ütközőperemet, miközben a külső cső lefelé haladhat. A csövek ily módon történő leverése lényegesen gyorsabb, mert a külső cső mindaddig áll — nem emészt energiát — amíg a belső csőben levő talajoszlop helyet ad a befogadásra kerülő újabb talajrétegnek. A találmány szerinti megoldásnak megfelelő berendezés kialakításánál tekintettel kell lenni a csövek átmérőjének és hosszúságának arányára. Az ehhez szükséges, számítás elvégzésénél feltételezhetjük azt, hogy a vibrált talajoszlop viselkedése hasonló valamely nagy fajsúlyú folyadék viselkedéséhez. A talajoszlopban levő nyomást tehát a folyadéknyomáshoz hasonlóan lehet számítani. Tételezzük fel, hogy a belső csőben levő talajoszlop felső végétől számított x távolságban egy dx vastagságú talajszelet van. A talajszeletben uralkodó nyomás a dx vastagságú talajszelet csekély volta miatt állandónak vehető és egyenlő az x távolság és talaj y fajsúlyának szorzatával, vagyis: Px = x '7 A talajszelet palástjának felülete: dAx = D • 7T • dx ahol d a belső cső átmérője. A palástra ható erő egyenlő a felület és nyomás szorzatával: dAx = dAx • p x = D • 7T • y ' x • dx , \ teljes belső csőre ható erőt integrálszámítással számíthatjuk ki: i í Fp = / D • TT • 7 • x • dx = D • 7r -7/ x • dx, o o ahol 1 a belső cső hosszúságát jelenti. Az integrálás elvégzése után kapjuk: l2 Fp = D • n ' y • 2 A talaj oszlop súlyából származó erő: D2 TT Fg = ' I"* 4 3
