Агрегаты для вдавливания и завинчивания свай в грунт

При устройстве свайных фундаментов в ряде случаев сваи не очень большой длины погружают в грунт не при помощи забивки, а вдавливанием статической нагрузкой или же статической нагрузкой с одновременной вибрацией. Для этой цели применяют вдавливающие и вибровдавливающие агрегаты. Принцип действия вдавливающих агрегатов основан на том, что на сваю передается осевое усилие вдавливания системой канатных полиспастов или гидродомкратов. Усилие вдавливания, развиваемое агрегатами, достигает 35 т и более. Для облегчения условий погружения свай в твердые грунты вдавливанием предварительно бурят скважину меньшего размера, чем сечение сваи.
Самоходный вибровдавливающий агрегат.На базовом тракторе установлены металлические рамы (передняя и задняя), связанные между собой в одну жесткую пространственную конструкцию, надежно закрепленную на раме трактора. На дополнительной раме спереди установлена направляющая стрела, а сзади — генератор и двухбарабанная лебедка с электродвигателем. На направляющей стреле подвешен на полиспасте, вибропогружатель с наголовником, через который передается воздействие на погружаемую сваю. Продольная устойчивость тракторного вибровдавливающего агрегата обеспечивается домкратами, устанавливаемыми под хвостовую часть дополнительной рамы.
Направляющая стрела сконструирована так, что может быть сложена относительно шарниров в транспортное положение при помощи каната полиспаста; предварительно вибропогружатель должен быть закреп лен несколько выше шарниров. В процессе погружения второй барабан лебедки приводит в действие полиспаст силового вдавливания вибрируемой сваи.

Копры

Копер — строительная машина, так же как и самоходная сваебойная установка, предназначена для подвешивания и направления свайного молота или вибропогружателя, подтягивания, подъема и направления сваи или шпунта при их забивке. В отличие от самоходных сваебойных установок, копры имеют специальную тележку на колесно-рельсовом ходу. По конструктивным особенностям копры разделяют на универсальные, имеющие поворотную платформу, возможность изменения наклона мачты и ее вылета; полууниверсальные,предназначенные только для нагружения вертикальных свай.
Полноповоротный универсальный копер КУ-20 состоит из следующих основных сборных единиц: тележки на рельсовом ходу, поворотной платформы с выдвижной площадкой, направляющей мачтой и краном-укосиной. На поворотной платформе расположены кабина, механизм поворота, лебедки подъема молота и сваи. Канат от лебедки подъема идет через блоки на головке мачты и образует полиспаст с неподвижными блоками и подвижными блоками. Наклон и удержание мачты в заданном положении осуществляется стрелой с распорным винтом и червячным редуктором. В процессе работы выдвижная площадка с мачтой поддерживается домкратами. Для обслуживания мачты служит лестница и подъемник с люлькой. Мачту монтируют с помощью стрелы и стойки с блоками. Для уравновешивания мачты на обратном конце платформы предусмотрен балласт.
Копром КУ-20 можно забивать сваи длиной до 20 м как в вертикальном положении, так и с уклоном до 1:3 с производительностью до 10 шт. в смену.Имеются копры для забивки свай длиной от 12 до 25 м.Производительность копров колеблется от 6 до 18 свай в смену.
Параметры копров установлены ГОСТ 7889—73.

Самоходные сваебойные устройства

Самоходные сваебойные устройства, применяемые в строительстве, изготовляют на базе гусеничных тракторов, шасси грузовых автомобилей или на базе одноковшовых экскаваторов.
Главным параметром сваебойных установок является максимальная высота забиваемой сваи и масса ударной части молота. По способу навески рабочего органа самоходные установки разделяют на фронтальные и с боковой подвеской.
Главным параметром сваебойных устройств является максимальная длина забиваемой сваи и масса ударной части молота, применяемого на данном агрегате.
Сваебойный самоходный агрегат с фронтальной навеской состоит из базового трактора, несущей рамы, опирающейся на ходовые тележки трактора, направляющей мачты, с дизель-молотом, монтажной стойки и механизмов. Гидроцилиндр с канатным полиспастом-мультипликатором обеспечивают подъем дизель-молота. Гидроцилиндром изменяется угол наклона мачты. При помощи гидроцилиндра, канатного полиспаста и выносной стрелы подтягивают сваи и устанавливают в положение для забивки под молотом. Соединение сваи с молотом осуществляется оголовком. Контргруз уравновешивает навесное оборудование. При переводе агрегата из рабочего положения в транспортное положение его мачта укладывается на стойку.
Сваебойный самоходный агрегат с боковой навеской рабочего органа на базе гусеничного трактора отличается от фронтального тем, что его несущая рама и копровая мачта, несущая трубчатый дизель-молот, устанавливаются сбоку тележки трактора.

Вибропогружатели и вибромолоты

Вибропогружатель —вибрационная машина для погружения в грунт свай, шпунтов, труб и др. Вибропогружатели применяют также для извлечения этих элементов из грунта.
В строительном производстве вибропогружающие машины применяются для погружения железобетонных свай сплошных и свай-оболочек в маслосвязные грунты. В сухих несвязных грунтах вместе с вибропогружением применяется подмыв.
Вибропогружатель состоит из корпуса и размещенных внутри него 2-4 горизонтально расположенных валов с неуравновешенными массами-дебалансами, вращающимися с одинаковой угловой скоростью в разные стороны. Дебалансы на валах размещены таким образом, что создаваемые ими центробежные силы инерции в горизонтальной плоскости взаимно уравновешиваются, а в вертикальной плоскости суммируются, вызывая направленные колебания вибропогружающей машины и связанной с ним сваи.
Продольно направленные колебания, сообщаемые свае, разрушают связь между частицами грунта и грунта со сваей, вследствие чего уменьшается трение боковых поверхностей сваи о грунт, и свая под влиянием собственной массы и массы вибропогружающей машины заглубляется в грунт.
Необходимо, чтобы амплитуда колебаний, вызываемых вибропогружателем, была больше, чем величина упругой деформации грунта, в противном случае свая не будет погружаться.
Вибрационные машины разделяются на вибропогружатели и вибромолоты. По числу колебаний разделяются на низкочастотные (с частотой 300—500 колебаний в 1 мин.) и высокочастотные с частотой 700—1500 колебаний в 1 мин).
Вибропогружатель жестко связывается со сваей, вследствие чего вызываемые им направленные колебания передаются свае. Низкочастотный вибропогружатель ВП-1 состоит из стального корпуса, четырех валов с дебалансами, электродвигателя, установленного на крышке корпуса, зубчатой передачи от электродвигателя к валам эксцентриков и оголовника для соединения с оголовником сваи.

Сваебойные молоты

Сваебойные молоты делятся на механические, паровоздушные, дизель-молоты и электрические (вибропогружатели и вибромолоты). По типу управления различают молоты с ручным, полуавтоматическим и автоматическим управлением. Главными параметрами технической характеристики сваебойных молотов является масса ударной части и энергия удара.
Рабочий цикл молота состоит из подъема ударной части (холостой ход) и падения ударной части до соударения с оголовником сваи (рабочий ход).
Механический сваебойный молот представляет собой массивную чугунную отливку, которая по направляющим мачты может подниматься канатом, перекинутым через головной блок и навиваемым на барабан лебедки (обычно фрикционной), и падать при расцеплении захватного устройства под действием собственной массы на головку сваи. Расцепление захватного устройства происходит при натяжении вспомогательного каната механизма управления. Масса падающей части механических молотов, применяемых для забивки свай, колеблется от 1000 до 5000 кг, высота свободного падения молота обычно не превышает 3 м. В зависимости от высоты подъема число ударов молота составляет до 12 в 1 мин для молотов с расцеплением и 12—18 для молотов, работающих без расцепления. Механические молоты конструктивно просты и долговечны в работе, однако производительность их недостаточно высока.
Паровоздушные сваебойные молоты приводятся в действие силой пара или сжатого воздуха, воздействующих непосредственно на ударную часть молота, и подразделяются на паровоздушные молоты простого действия и паровоздушные молоты двойного действия. В молоте простого действия сила пара или сжатого воздуха используется только для подъема ударной части молота, а в молотах двойного действия полезную работу выполняет не только масса падающей ударной части молота, но и давление пара или сжатого воздуха на поверхность бойка, увеличивающее скорость его падения и соответственно энергию удара.

Назначение и классификация машин для свайных работ

При возведении зданий и сооружений на грунтах, не обладающих достаточной несущей способностью, приходится забивать в грунт значительное число свай. Число забиваемых свай, сечение и глубина их погружения зависят от качества грунта и нагрузки от возводимого сооружения.
Технологический цикл забивки (погружения) свай состоит из трех основных операций: захвата и установки сваи в проектное положение; погружения сваи в грунт до проектной отметки или «отказа», т. е. возникновения сопротивления большего, чем усилие погружения; перемещения сваебойной установки от забитой сваи к месту погружения следующей.
Существует несколько способов погружения сваи в грунт, в том числе забивка сваебойным молотом; забивка с одновременным подмывом грунта водой; вибрирование, вдавливание, ввинчивание, образование предварительной скважины в грунте — лидером (пробойником).
В промышленном и жилищном строительстве наиболее распространенным является способ забивки свай сваебойными молотами.
Применяемые в настоящее время машины для погружения сваи делятся на следующие группы: ударного действия, вибрационного действия, виброударного действия, машины для вдавливания и для завинчивания свай.
Существуют также машины, работающие по смешанному принципу, например вибровдавливающие машины. Сваебойные машины применяются также для забивки шпунта, при устройстве подпорных стен и водоудерживающих перемычек.