Портал о строительстве и ремонтных работах

Для забивки свай и шпунтов применяются молоты (механические, паровоздушные, дизельные), машины вибрационного действия (вибропо­гружатели и вибромолоты), копровое оборудование.

Основным элементом простейшего молота является рабочий орган, падающий с определенной высоты и наносящий удары по наголовнику, закрепленному на головке сваи.

Так устроен механический молот массой 1000-5000 кг с высотой падения рабочего органа 1,5-3 м и частотой ударов 4-12 в минуту. Из — за малой производительности такие молоты имеют ограниченное приме­
нение и используются для погружения свай небольшой длины (3-5 м) при незначительном объеме свайных работ.

Паровоздушные молоты бывают простого и двойного действия. В молотах простого действия энергию привода (пар или сжатый воздух) используют только для подъема ударной части (холостой ход), а падение ударной части (рабочий ход) происходит под действием собственного веса.

В молотах двойного действия энергию привода используют как для подъема ударной части, так и при движении ее вниз для увеличения скорости падения и соответственно силы удара.

Потребность в специальных установках для подачи пара или возду­ха является недостатком паровоздушных молотов и значительно сни­жает возможность применения этих погружателей.

Дизельные молоты (штанговые, трубчатые) — это свайные погру — жатели, использующие в процессе работы энергию сгорающих газов. Они работают по принципу двухтактных двигателей внутреннего сгора­ния, у которых давление газов, образующееся при сгорании жидкого топ­лива, передается непосредственно рабочему органу — ударной части.

В штанговом дизель-молоте (рис. 8.3, а) ударной частью являет­ся массивный цилиндр 2, который, двигаясь по направляющим штангам 3, падает на поршень 1. Усилие от поршня к наголовнику сваи // передает­ся через сферическую плиту 12, соединенную с поршнем и наголовни­ком серьгой 10. Образованная шарнирная опора обеспечивает централь­ный удар по свае при некотором смещении осей молота и сваи.

Для пуска дизель-молота цилиндр крюком 4 кошки 5 поднимает­ся в верхнее положение (на рисунке показано штрихпунктирной ли­нией). При повороте крюка цилиндр под действием собственного веса падает вниз. Воздух, заполнивший полость цилиндра, сжимается, на­греваясь до температуры воспламенения топлива. Падающий цилиндр наносит удары по свае и одновременно приливом нажимает на толка­тель 7 топливного насоса 8, установленного на основании поршня. Горючее, поступая по трубопроводу 9, впрыскивается форсункой 6 в цилиндр. Нагретый воздух воспламеняется, и силой взрыва цилиндр отбрасывается вверх. При этом отработанные газы свободно выходят в атмосферу. Достигнув крайнего верхнего положения, цилиндр те­ряет скорость и начинает двигаться вниз, вновь сжимая свежий воз­дух. Цикл работы повторяется, и молот работает автоматически до тех пор, пока насос не выключится. Число ударов молота 50-110 в минуту, применяется он при относительно небольших массах погру­жаемых свай (350-2000 кг).

В трубчатом дизель-молоте (рис. 8.3, б) ударной частью являет­ся подвижный поршень с шаровой головкой 20. Цилиндр молота 17 не­подвижен и представляет собой длинную трубу, открытую сверху. В нижней части отверстие трубы закрыто пятой 13, имеющей сферическое углубление 14, соответствующее шаровой головке поршня. На нижней поверхности пяты установлен штырь 21, входящий в наголовник сваи.

Рис. 8.3. Дизельные молоты: а — штанговый; 6 — трубчатый; 1 — поршень; 2 — цилиндр; 3 — штанга; 4 — крюк; 5 — кошка; 6 — форсунка; 7 — толкатель; 8, 15 — топливные насосы; 9 — трубопро­вод; 10 — серьга; 11 — наголовник; 12 — сферическая плита; 13 — пята; 14 — углубление; 16 — рычажок; 17 — цилиндр; 18 — поршень; 19 — выхлопные окна; 20 — шаровая головка; 21 — штырь.

Дизель-молот подвешивают к стреле копра, устанавливают на го­ловку сваи и закрепляют в стреле. Затем поршень лебедкой копра с помощью захвата кошки поднимают в верхнее положение.

После раскрытия кошки поршень под действием собственного веса начинает двигаться вниз. При падении он отжимает рычажок 16 топлив­ного насоса 15, приводит его в действие, тем самым обеспечивая подачу топлива в сферическое углубление. Опускаясь вниз, поршень перекрыва­
ет выхлопные окна 19, сжимая воздух до объема кольцевой камеры сгора­ния, образованной поверхностями рабочего цилиндра, поршня и углубле­нием пяты. В момент удара поршня о пяту энергия затрачивается на по­гружение сваи и на сжатие смеси. Топливо воспламеняется, силой давле­ния расширяющихся газов поршень подбрасывается вверх, и цикл работы молота повторяется. Число ударов молота 50-60 в минуту.

Основные преимущества дизель-молотов — независимость от по­сторонних источников энергии, простота устройства и эксплуатации, высокая производительность. Эти преимущества обеспечили дизель-мо­лотам широкое распространение.

Для значительной группы свайных погружателей используется эффект вибрации. Сущность этого способа состоит в сообщении свае вертикальных колебаний. В результате этого в зоне контакта сваи с грунтом уменьшаются силы сцепления, и свая начинает проскальзывать относительно грунта, то есть погружается. Колебания свае сообщаются рабочим органом свайного погружателя — вибровозбудителем.

К машинам для забивки свай, использующим эффект вибрации, от­носятся вибропогружатели и вибромолоты.

Вибропогружатель (рис. 8.4, а) состоит из вибровозбудителя направ­ленного действия 2 с дебалансами 3, электродвигателя 4, служащего приво­дом, и наголовника /, крепящегося к свае своими щеками. Вращение от электродвигателя валов дебалансов передается клиноременной переда­чей. При вращении валов возникает центробежная (вынуждающая) сила Р, приводящая в колебание погружатель и сваю. Необходимая для успеш­ного погружения сваи сила подбирается в зависимости от водонасыщен — ности грунта, вида, размеров и веса сваи. Рассмотренный вибропогружа­тель применяется в основном для погружения свай в водонасыщенные несвязные грунты. Недостатком таких погружателей является быстрый износ электродвигателя, так как он подвергается вибрации.

Вибромолот (рис. 8.4, б) представляет собой более совершенную конструкцию, поскольку значительно снижается передача вибрации на электродвигатель. Это достигается установкой между вибровозбудите­лем и электродвигателем пружин 6, служащих виброизоляторами. Элек­тродвигатель крепится на плите 5, создающей дополнительное давление на погружаемую сваю.

Вибромолот (рис. 8.4, в) отличается от вибропогружателей введени­ем в конструкцию ударника 7 и наковальни 8, служащих ограничителя­ми колебаний. Зазор между ними меньше амплитуды колебаний. Поэто­му наряду с вибрацией возникает удар ударника по наковальне. Таким

образом, вибромолоты сочетают преимущества вибропогружателей и свайных молотов ударного действия. Вибромолотами сваи погружаются в 3…4 раза быстрее, чем погружателями той же мощности, и область их применения в связи с этим значительно шире. Они используются для погружения (или извлечения) металлических и железобетонных свай в грунты различной плотности и состава породы.

Рис. 8.4. Схемы вибрационных погружателей свай: а, б — вибропо­гружатели; в — вибромолот; 1 — наголовник; 2 — вибровозбуди­тель; 3 — дебаланс; 4 — электродвигатель; 5 — плита; 6 — пружина; 7 ~ ударник; 8 — наковальня

Наряду с основным оборудованием при погружении свай исполь­зуется и вспомогательное. К нему относятся машины и оборудование для срезки голов свай, монтажная оснастка, средства подмащивания, транс­портное оборудование.

Технологический процесс и операции свайных работ — перемеще­ние, установка на место погружения, наведение и погружение свай вы­полняются специальными машинами — копрами и копровым обору­дованием, оснащенным молотами и другими погружателями свай. При этом копры и копровое оборудование участвуют в работе при выполне­нии всех технологических процессов и операций, а молоты или погру — жатели заняты только в процессе непосредственного погружения свай.

Схемы основных типов копров и копрового оборудования приве­дены на рис. 8.5.

Для малых рассредоточенных объемов свайных работ, а также для погружения свай и свай-колонн при строительстве производственных

сельскохозяйственных зданий и сооружений наиболее рациональны коп­ры, навешиваемые на стандартные транспортные машины на пневмоходу. Обладая хорошей мобильностью, такой копер может быстро перемещаться на значительные расстояния. При переездах с объекта на объект копровое оборудование укладывают в транспортное положение без разборки, сня­тия молота и применения дополнительных грузоподъемных механизмов.

Рис. 8.5. Схемы основных типов копров: а — с навесным оборудо­ванием без механизма наведения свай; б — то же, с механизмом наведения; в — мостовой.

Для погружения тяжелых свай длиной более 12 м используются рельсовые копры, перемещающиеся по специально устроенному рельсо­вому пути. Как и другие типы копров, рельсовые копры могут быть уни­версальными, то есть оснащенными механизмами, обеспечивающими по­ворот копра на 360° с возможностью погружения как вертикальных, так и „ наклонных свай.

иО

я Сменная техническая производительность копров и оборудования

g ориентировочно определяется по формуле:

w П = Т /Т, (8.1)

3 С с ‘ рц’ ‘ ‘

“§ где Тс — общая продолжительность смены, ч; Трч — продолжительность 5 рабочего цикла (ч) копра при погружении одной сваи, определяемая по я формуле:

(8.2)

о

Ц где Тп — время чистого погружения сваи, ч; Тв — время, необходимое на g проведение вспомогательных операций (переезд машины на новую по — § зицию, подтаскивание, подъем, ориентирование сваи в процессе ее уста-

новки и погружения), ч; Т — удельное время, учитывающее продолжи­тельность технологических и организационных перерывов в работе, время сменного технического обслуживания машины и прочие расходы време­ни, приходящиеся на рабочий цикл.

Выбор машин и оборудования для буровых работ определяется размерами и объемом необходимых шпуров и скважин, твердостью по­роды. При бурении шпуров и небольших скважин (глубиной до 10 м) применяются пневматические бурильные молотки. Бурение скважин раз­личного диаметра и глубины выполняется бурильными машинами и стан­ками. При работе с пневматическими бурильными молотками необходи­мо тщательно следить за состоянием всех частей молотка и своевремен­ной их смазкой. Оси бурильного молотка и шпура в процессе сверления должны совпадать, так как даже при незначительном отклонении бур быстро изнашивается и может поломаться. Основные параметры бу­рильных машин и станков — осевое давление, частота вращения, мощ­ность — определяются в зависимости от диаметра скважины и крепости пород. Значения необходимых параметров указываются в инструкции по эксплуатации. Средняя скорость бурения машин 7-10 м/ч.

Необходимая глубина погружения сваи определяется ее несущей способностью. Несущей способностью сваи называется наибольшая расчетная нагрузка на сваю (в кН). Она позволяет нормально эксплуа­тировать здание или сооружение.

При забивке свай необходимо соблюдать режим работы молота. Продолжительность непрерывной работы его не должна превышать 15­25 мин, после чего необходимо делать перерыв на 5-8 мин. После погру­жения сваи в грунт следует остановить молот, так как дальнейшая рабо­та в таком режиме может вызвать поломку его деталей.

При эксплуатации вибропогружателей и вибромолотов частота тока должна составлять 50 Гц, напряжение не должно превышать 5-10% нормального значения. Поскольку эти машины испытывают значитель­ные циклические нагрузки, необходимо не менее двух раз в смену тща­тельно осматривать болтовые соединения электродвигателя, привода, шарниров, наголовников, концевых гаек валов, соединения электрическо­го кабеля, сварные швы наголовников, корпуса вибровозбудителей.

Комментарии закрыты.