Оборудование для свайных работ

Размещено на http://www.allbest.ru/

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СВАЙНЫХ РАБОТ

При устройстве свайных фундаментов зданий и сооружений различного назначения применяют два вида свай - забивные (готовые) железобетонные и металлические заводской готовности и буронабивные железобетонные сваи, устройство которых осуществляется в вертикальных и крутонаклонных скважинах непосредственно на месте производства работ. При возведении водозащитных ограждений котлованов, колодцев и траншей используют металлический и железобетонный шпунт. Для погружения готовых свай и шпунта применяют сваепогружающие агрегаты, копры и копровое оборудование со свайными погружателями ударного, вибрационного, виброударного, вдавливающего и вибровдавливающего действия и для завинчивания свай. Некоторые виды оборудования используют также для извлечения из грунта ранее погруженных элементов (сваевыдергиватели).

Технологический цикл погружения готовых свай включает следующие операции:

захват и установка свай в проектное положение;

погружение свай сваепогружателем в грунт до проектной отметки;

перемещения сваебойной установки к месту погружения очередной сваи.

Сваепогружатели разнообразны по конструкции, виду потребляемой энергии и принципу работы. Классификация свайных погружателей приведена на рис. 1. В промышленном и гражданском строительстве наибольшее распространение получили сваепогружатели ударного действия, к которым относятся сварные молоты.

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.

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.

Устройство паровоздушного молота простого действия с полуавтоматическим управлением показано на рис. 202. Ударной частью такого молота является тяжелый цилиндр /. Поршень 3 и его полый шток 5, проходящий сквозь отверстие в крышке цилиндра 4, остаются (по отношению к свае) неподвижными во время работы молота. Цилиндр молота приливами 18 с закрепленными на них планками удерживается в направляющих. В приливах 18 имеются отверстия для направляющей штанги 16, опирающейся нижним концом через пяту 19 на головку забиваемой сваи. На верхнем конце штанги закреплена головка 15 с корпусом парораспределительного устройства 12. Внутри полого штока 5 находятся два поршня 2 и 13, соединенных тягой 14, которая серьгой 7 и шатуном 10 подвешена на коленчатом валу 11 механизма управления парораспределением и может вместе с поршнем перемещаться внутри полого штока вверх или вниз при повороте вала 11 управления в ту или другую сторону под воздействием рычага 9.

Рис. 202 Паровоздушный лот простого действия

При работе сваебойного молота простого (одиночного) действия с полуавтоматическим управлением после удара цилиндра по свае пар или сжатый воздух, поступающий в полый шток поршня, проходит через отверстия 17 в штоке в надпоршневую полость цилиндра и поднимает его вверх. Вместе с цилиндром поднимается установленная на крышке 4 рейка 6, которая имеет скошенные на определенных участках боковые грани. На определенной высоте рейка скошенной гранью воздействует на колено 8 вала управления, который с посаженным на нем шатуном повернется на некоторый угол и переведет в верхнее положение тягу 14 с поршеньками 2 и 13. При подъеме тяги нижний поршенек 2 поднимается выше отверстий 17 в полом штоке 5. Пар или сжатый воздух из надпоршневой полости через отверстия 17 в полом штоке и выходное отверстие 20 в нижней части цилиндрической полости молота получает возможность выхода в атмосферу, а цилиндр под действием собственной массы устремляется вниз и наносит удар по голове сваи. Для подъема цилиндра поворачивают коленчатый вал И натяжением веревки, прикрепленной к одному из плечей рычага 9, при этом поршень 2 вернется в нижнее положение и позволит пару или сжатому воздуху вновь поступать в надпоршневую полость цилиндра.

Паровоздушные молоты двойного действия. Корпус свайных молотов двойного действия при работе остается неподвижным по отношению к свае, удары по свае наносит массивный шток с поршнем, совершающий возвратно-поступательное движение внутри цилиндра (корпуса). Парораспределение осуществляется автоматически, благодаря чему частота ударов доходит до 120 -- 300 в мин.

Корпус молота (рис. 203) состоит из трех отдельных частей 1,2 и 3, герметически соединенных между собой и крышкой 4 болтами 5. В средней части -- цилиндре 2 --. движется поршень 6, верхняя 3 и нижняя / части корпуса служат направляющими для штока поршня. Нижней частью молот установлен на опорную плиту 7. Стяжные болты 5 в нижней части имеют упоры, удерживающие от выпадения опорную плиту 7. Парораспределение осуществляется золотником А и клапанами а и б.

Паровоздушные молоты выпускают с массой ударной части от 1250 до 8000 кг, энергией удара от 18750 до 100 000 Н-м.

Дизель-молоты. В дизель-молотах используется энергия, высвобождающаяся при воспламенении топлива. Рабочий процесс дизель-молота аналогичен процессу двухтактного дизеля. При воспламенении топлива образовавшимися газами подбрасывается тяжелый поршень, при обратном падении которого наносится удар по свае.

свая сваепогружатель паровоздушный молот

Рис. 203 Паровоздушный молот двойного действия

Часть энергии взрыва также воздействует на сваю (по принципу отдачи при выстреле).

Дизель-молоты по конструкции разделяются на штанговые и трубчатые.

В состав штангового дизель-молота (рис. 204) входят следующие основные элементы: блок-поршень 1, отлитый заодно с основанием, цилиндр 2, направляющие штанги 9 и топливный насос 10. Основание поршня имеет гнезда для штанг и приливы с лапами для удержания молота в направляющих мачты. В гнездах основания поршня устанавливаются и закрепляются направляющие штанги 9, на которые надевается цилиндр 2, являющийся ударной частью дизель-молота. На эти же штанги надевается кошка 8, которая может перемещаться по штангам для подъема крюком 5 ударной части молота при запуске его в работу. В верхней части штанги соединяются между собой траверсой 6, имеющей приливы 7 для удержания молота в направляющих.

Основание поршневого блока связано серьгой 12 со сферической плитой 13 и наголовником 14, образующими шарнирную опору. Топливный насос 10 установлен на основании поршневого блока. Он приводится в действие рычагом 3 и подает порцию горючего по топливопроводу 11, проходящему внутри поршня к форсунке 4.

Для пуска дизель-молота следует цилиндр поднять кошкой в верхнее положение. При повороте крюка 5 цилиндр освобождается от кошки и по направляющим штангам скользит вниз. Воздух, заполнивший полость цилиндра, быстро сжимается и нагревается. Падающий цилиндр наносит удар по свае и одновременно приливом нажимает на толкатель топливного насоса 10. Происходит впрыск порции горючего форсункой 4 в цилиндр. Топливо в среде сильно нагретого воздуха воспламеняется, и силой взрыва цилиндр отбрасывается вверх по направляющим штангам. Газы, образовавшиеся при воспламенении горючего во внутренней полости цилиндра, уходят в окружающую атмосферу и полость вновь заполняется воздухом. Цилиндр быстро теряет скорость и под действием силы тяжести собственной массы падает вниз. Число ударов, наносимых по свае, достигает 50 -- 60 в 1 мин. Штанговые дизель-молоты выпускаются с массой ударной части 1400 -- 2500 кг и более.

Трубчатый дизель-молот (рис. 205) имеет неподвижный рабочий цилиндр /, усиленный ребрами жесткости. Ударной частью является тяжелый поршень 2 с уплотнительными кольцами в нижней головной части.

Рис. 205 Трубчатый дизель- молот

Головная часть поршня состоит из усеченного конуса, цилиндра меньшего диаметра и сферы. При работе молота сферическая головка поршня ударяет по свае через пяту 3, в которой есть такая же сферическая выемка. В нижней части пята имеет центр 4, вдавливаемый в торец деревянной сваи. В верхнем торце поршня имеется полость для смазки. Полость закрывается цилиндрической пробкой 8 с рым-болтом 6. Трубчатый дизель-молот оснащен топливным насосом 5 низкого давления, который подает топливо дозированно из расходного резервуара 7, расположенного с внешней стороны цилиндра. Насос автоматически включается поршнем при его движении вниз. Для выхода из цилиндра отработанных газов и подачи свежего воздуха в цилиндр имеются трубки 6, приваренные к корпусу рабочего цилиндра под углом.

Работает трубчатый дизель-молот так же, как штанговый, по принципу двухтактного дизеля, с той лишь разницей, что горючее распыляется не форсункой, а ударом сферической головки поршня бойка по сферической выемке, в которую стекает топливо, поданное топливным насосом.

Трубчатые сваебойные молоты выпускаются с массой ударной части 500 -- 5000 кг. Число ударов в 1 мин достигает 50 -- 55. Созданы также трубчатые дизель-молоты с массой ударной части 9000 кг. Параметры сваебойных молотов определены ГОСТ 7888 -- 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 (рис. 208) состоит из базового трактора 8, несущей рамы 9, опирающейся на ходовые тележки трактора, направляющей мачты / с дизель-молотом 12, монтажной стойки 6 и механизмов. Гидроцилиндр 2 с канатным полиспастом-мультипликатором обеспечивают подъем дизель-молота. Гидроцилиндром 4 изменяется угол наклона мачты /. При помощи гидроцилиндра 5, канатного полиспаста 3 и выносной стрелы 10 подтягивают сваи и устанавливают в положение для забивки под молотом. Соединение сваи с молотом осуществляется оголовком 11. Контргруз 7 уравновешивает навесное оборудование. При переводе агрегата из рабочего положения в транспортное положение его мачта укладывается на стойку 6.

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.

Рис. 208 Самоходный сваебойный агрегат с фронтальной навеской рабочего органа

Выпускаются сваебойные агрегаты на базе гусеничных тракторов для забивки свай длиной до 16 м и с массой падающей части молота до 3500 кг. Средняя производительность агрегатов от 15 до 24 шт. в смену.

Самоходные сваебойные агрегаты на пневмоколесном ходу на базе шасси грузовых автомобилей или на базе пневмоколесных кранов имеют преимущество в большей мобильности, т. е. быстрой переброски с одного места работы на другое без применения дополнительных транспортных средств. Рабочее сваебойное оборудование имеет вид сменного навесного оборудования, допускающего по мере надобности использовать кран по прямому назначению. Сваебойные агрегаты на базе автомобиля выпускаются для забивки свай длиной до 9 м и сечением 30X30 см. Средняя производительность по забивке свай от 12 до 18 шт.

Рис. 209 Самоходный сваебойный агрегат на базе экскаватора

В строительстве находят применение также самоходные сваебойные агрегаты на базе одноковшовых экскаваторов. Комплект навесного сваебойного оборудования на экскаваторе (рис. 209) состоит из направляющей решетчатой стрелы 1, шарнирно-подвешенной к крановой стреле экскаватора. По направляющим стрелы 1 перемещается дизель-молот 2.

В крайнее верхнее положение дизель-молот поднимается лебедкой экскаватора через двукратный полиспаст, подвижной блок 3 которого имеет крюк для подвески дизель-молота и опускания его на голову сваи.. Неподвижные блоки 4 установлены на горизонтальной площадке головной части направляющей стрелы. Сваи поднимаются и устанавливаются в требуемое положение с помощью второго барабана лебедки экскаватора, канат которой также пропущен через отклоняющие блоки 5 на оголовке стрелы экскаватора и два блока 6 на головной части копровой стрелы.

Направляющая стрела может отклоняться вперед и назад на 5° от вертикального положения и поворачиваться относительно своей вертикальной оси (шкворень 7) с помощью механизма поворота 8, нижняя шаровая опора которого 9 находится в одной вертикальной плоскости со шкворнем 7.

Изменение положения направляющей стрелы копровой установки, а следовательно, и положения забиваемой сваи (строго вертикальное или под некоторым углом к вертикальной плоскости), осуществляется гидравлическим цилиндром 10, который шарнирно закреплен в корневой части крановой стрелы экскаватора и в нижней части направляющей копровой стрелы.

Этот вид навесных сваебойных агрегатов, монтируемых на базе экскаваторов кранов, имеет преимущество перед агрегатами на базе тракторов и автомобилей в том, что их рабочее оборудование монтируется на поворотной платформе и выносной стреле, что обеспечивает более быструю и точную установку забиваемой сваи в проектное положение.

Имеются варианты конструкции навесного сваебойного оборудования на экскаваторе (стреловом кране), описанного выше тем, что направляющая стрела соединена с поворотной платформой экскаватора (крана) двумя подстрелками, образующими вместе со стрелой и рамой параллелограмную подвеску. Этот вид подвески обеспечивает изменение вылета направляющей стрелы без изменения угла ее наклона. Выпускается навесное сваебойное оборудование к экскаваторам и стреловым кранам для забивки свай от 10 до 20 м.

Размещено на Allbest.ru