Тюменский индустриальный

САМОХВАЛОВ М. А., ГЕЙДТ А. В., ПАРОНКО А. А.
 
АДАПТАЦИЯ КОНСТРУКЦИИ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПАКЕРА 
ДЛЯ РАБОТЫ С ИНЪЕКЦИОННЫМ ОБОРУДОВАНИЕМ 
Самохвалов М. А., канд. техн. наук, [e-mail] 
Гейдт А. В., магистрант, [e-mail] 
Паронко А. А., магистрант, [e-mail] 
г. Тюмень, Тюменский индустриальный университет 
Аннотация.
Для усиления грунтового основания, с целью повышения эффективности и 
качества выполнения работ, необходимо применять специальное устройство – 
гидравлический пакер, позволяющий закреплять грунт на требуемой глубине. Однако, 
для его стабильной работы с любым инъекционным оборудованием (поршневыми, 
шнековыми и плунжерными растворонасосами), необходимо произвести адаптацию 
конструкции, связанную с изменениями в центральной секции. 
Ключевые слова:
гидравлический пакер, закрепление грунтов, бесперебойная подача, 
инъекционное оборудование 
Для усиления фундаментов и закрепления грунтового основания 
зданий и сооружений все чаще находят применение инъекционные 
технологии, заключающиеся в подаче раствора в грунт через 
установленную в скважину трубу-инъектор с закрытыми с внешней 
стороны резиновыми манжетами, выполняющими роль обратного клапана. 
В верхней части трубы, как правило, устанавливается шаровый кран, 
который и регулирует процесс подачи раствора. Существенным 
недостатком данной технологией можно считать непредсказуемое и не 
качественное закрепление грунта и, как следствие, не достижение 
требуемых прочностных характеристик [1-4]. Чтобы повысить 
152 

---

эффективность и качество закрепления грунтового основания, 
рекомендуется применение специального устройства – гидравлического 
пакера, предназначенного для адресной доставки жидкости на глубину [5, 
6]
. Это позволяет значительно повысить прочностные характеристики 
грунта и конструкции фундамента в целом. Однако следует отметить что 
при использовании различного инъекционного оборудования (шнекового, 
поршневого 
и 
плунжерного) 
наблюдается 
проскальзывание 
гидравлического пакера в трубе. Чтобы исключить это необходимо 
произвести адаптацию конструкции. 
Актуальность данной разработки связана с повышением 
эффективности и технологичности выполнения инъекционных работ: 
цементация (микроцементация) грунтового основания, манжетной 
технологии закрепления грунтов, устройстве буроинъекционных свай и 
грунтовых анкеров, устройстве противофильтрационных заграждений и 
геотехнических барьеров [7-10]. 
Для обеспечения возможности бесперебойной подачи раствора в 
пакер и, как следствие, в грунт основания, при использовании разного вида 
инъекционного оборудования были проведены полевые исследования, 
которые показали, что добиться требуемого результата можно путем 
осуществления изменений в центральной секции конструкции. Для 
шнекового инъекционного оборудования предлагается использовать 
конструкцию пакера (Рис. 1), состоящую из торцевой, центральной 
(переходной) и рабочей секцией, а также заглушкой. В свою очередь 
торцевая секция состоит из торцевого и фиксационного фитингов, а 
центральная может выполняться как с отверстием, так и без него (для 
модульной схемы работы). 
Рис. 1. Конструкция пакера в сборе для работы со шнековым растворонасосом 
Следует отметить что для работы с поршневым растворонасосом в 
данном виде конструкция пакера не применима, поскольку резкие 
153 

---

перепады давления, в зависимости от хода движения поршня, создаваемые 
им, будут постоянно раскрывать и закрывать резиновые мембраны на 
рабочих секциях. В результате будет наблюдаться проскальзывание пакера 
внутри трубы-инъектора и не будет выполняться условие пакеровки, 
определяемое по формуле (1). 
2
b
b
2
u
2
2
2
⋅






−
⋅
⋅
−
=
а
Р
а
Е
а
υ
(1) 
где 
u
(мм) – требуемый 
всероссийской слайдов уменьшается 
перекрываемый
межтрубный зазор; 
ν
– 
коэффициент поперечных 
тело конструктивном фильтрационные 
деформаций (Пуассона); 
E
(МПа) –
манжетная принципом технические 
коэффициент
упругости (модуль 
особенностью насосы упрочнение 
Юнга) резины; 
a
(мм) – внутренний 
диаметр
резиновой мембраны; 
P
a
(МПа) – действующее 
давление 
отклонениям мембраной рисунок 
инъекции
раствора; 
b
(мм) – 
комплекс скважине выпускается 
наружный диаметр резиновой 
мембраны. 
Чтобы не происходило последовательное раскрытие/закрытие 
резиновых мембран на рабочих секциях пакера в процессе подачи 
инъекционного раствора, в центральной секции, в месте нахождения 
сквозного отверстия для выхода раствора в грунт, устанавливаются 
специальные конусные резинки, стянутые между собой посредством 
болтика и винтика (Рис. 2, 3). 
Рис. 2. Специальные конусные резинки, устанавливаемые на рабочей секции пакера для 
его адаптации к поршневому оборудованию 
154 

---

Рис. 3. Адаптация пакера для работы с поршневым растворонасосом 
Для работы с плунжерным инъекционным оборудованием в 
центральной секции пакера необходимо предусмотреть специальную 
реборду, на которой в последующем, перед погружением пакера, будет 
устанавливаться резиновая манжета, позволяющая исключить обратное 
попадание раствора при снижении давления (Рис. 4). 
Рис. 4. Изменения центральной секции для работы с плунжерным инъекционным 
оборудованием 
Таким образом, сделанные изменения в центральной секции пакера 
позволяют выполнять комплекс работ по закреплению грунта и усилению 
фундамента здания с любым видом инъекционного оборудования. 
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 
1. 
Упрочнение основания зданий и сооружений методом 
гидроразрыва с использованием манжетной технологии / Е. С. 
Вознесенская [и др.] // ОФМГ. – 2014. – № 4 – С. 19-23. 
2. 
Улицкий, В. М. Геотехническое сопровождение развития городов 
(практическое пособие по проектированию зданий и подземных 
сооружений в условиях плотной застройки) / В. М. Улицкий, А. Г. 
Шашкин, К. Г. Шашкин. – Санкт-Петербург: Стройиздат Северо-Запад, 
2010. – 
560 с. 
3. 
Петрухин, В. П. Новые способы геотехнического проектирования 
и строительства / В.П. Петрухин, О.А. Шулятьев, О.А. Мозгачева. – 
Москва : Издательство АСВ, 2015. – 224 с. 
5. 
Оржеховский, Ю. Р. Инъекционное закрепление просадочных 
грунтов (метод контурной обоймы) / Ю. Р. Оржеховский, В. В. Лушников, 
Р. Я. Оржеховская // Академический вестник УралНИИпроект РААСН. – 
2013. – 
№ 3. – С. 78-81. 
6. 
Самохвалов, М. А. Новая конструкция гидравлического пакера для 
выполнения работ в области строительства / М. А. Самохвалов, А. А. 
Паронко, А. В. Гейдт // Механика грунтов в геотехнике и 
фундаментостроении: материалы международной научно-технической 
конференции. – Новочеркасск, 2018. – С. 899-904. 
155 

---

7. 
Паронко, А. А. Гидравлический пакер для выполнения инъекции 
раствора в грунт / А. А. Паронко, М. А. Самохвалов, А. В. Гейдт. // 
Материалы IV Международной научно-практической молодежной 
конференция по геотехнике. – Тюмень, 2018. – С. 58-62. 
8. 
Ибрагимов, М. Н. Опыт применения методов инъекционного 
укрепления грунтов основания / М. Н. Ибрагимов // Основания, 
фундаменты и механика грунтов. – 2009. – № 1. – С. 15-19. 
9. 
Чумаченко, А. Н. Инженерные изыскания при контроле качества 
усиления оснований и фундаментов инъекционным методом в г. Москве / 
А. Н. Чумаченко, В. И. Глебов // Геотехника. – 2010. – № 6. – С. 50-54. 
10. 
Полищук, А. И. Оценка несущей способности инъекционных 
свай в слабых глинистых грунтах для фундаментов реконструируемых 
зданий / А. И. Полищук, А. А. Тарасов // ОФМГ. – 2017. – № 1. – С. 21-26. 
11. 
Ибрагимов, М. Н. Закрепление грунтов цементными растворами / 
М. Н. Ибрагимов // Основания, фундаменты и механика грунтов. – 2005. – 
№ 2. – С. 24-28. 
УДК 624.159.4