4 Вибропогружение свай
При вибрационном методе сваю погружают с помощью вибрационных машин, динамическое воздействие от которых позволяет преодолевать сопротивление грунта по боковой поверхности и под острием сваи.
В качестве вибрационных машин используют вибропогружатели, которые подвешивают к мачте сваепогружающей установки и соединяют наголовником со сваей (рис. 6, а).
Вибропогружатели разделяются на высокочастотные (700—1500 мин-1) и низкочастотные (300—500 мин-1) .
Высокочастотные предназначены для погружения легких свай в грунты, не оказывающие большого сопротивления, например, в водонасыщенные песчаные и слабые пластичные пылевато-глинистые грунты.
Низкочастотные погружатели применяются при погружении тяжелых железобетонных свай и оболочек диаметром более 1000 мм. Выбор вибропогружателей следует производить исходя из несущей способности сваи и грунтовых условий.
Вибропогружение свай вначале должно производиться при небольшой скорости опускания вибропогружателя, без слабины каната, но и без сильной натяжки. Этим предупреждают возможность отклонения сваи в начальный период погружения.
а - сваепогружающая установка; б – вибропогружатель с подрессоренной пригрузкой; в – вибромолот; 1- вибропогружатель (вибромолот); 2 – экскаватор;3 – свая; 4- электродвигатель; 5 – пригрузочные плиты; 6 – вибратор; 7 – дебалансы; 8 – наголовник; 9 – пружины; 10 – ударная часть с электродвигателями; 11 – боек; 12 – наковальня
Рисунок 6 - Погружение свай с использованием вибрационных машин
Вибрационный метод наиболее эффективен при погружении свай в несвязные грунты. Для погружения свай в маловлажные плотные пылевато-глинистые грунты необходимо устраивать лидирующие скважины с помощью буровых механизмов. Более универсальным является виброударный метод погружения свай вибромолотами, которые по виду привода разделяются на электрические, пневматические, гидравлические и вибромолоты с двигателями внутреннего сгорания.
Наиболее распространенные пружинные вибромолоты (рис.6, в) работают следующим образом. При вращении дебалансов в противоположных направлениях вибровозбудитель совершает периодические колебания. Когда зазор между ударником вибровозбудителя и наковальней наголовника меньше амплитуды колебания вибровозбудителя, ударник периодически ударяет по наковальне наголовника сваи. Для более эффективного погружения сваи масса ударной части вибромолота должна быть не менее 50 % массы сваи и составлять 650— 1350 кг.
5 Вдавливание свай
Статическое вдавливание свай осуществляется путем передачи на сваю повышенной массы, а при вибрационном вдавливании одновременно с действием вибрации. Для погружения свай методом статического вдавливания (рис. 7) используют установки, состоящие из двух тракторов, направляющей рамы и опорной плиты.
Процесс вдавливания свай заключается в следующем. Трактор с мачтой устанавливают над местом погружения свай и с помощью лебедки на поверхность земли опускают опорную плиту, на которую затем устанавливают пригрузочный трактор. Предварительно лебедкой сваю помещают в проем мачты трактора, находящегося на грунте. Усилия от лебедки передают на наголовник и он начинает перемещаться по направляющим, вдавливая сваю в грунт.
Установка развивает вдавливающее усилие до 350 кН и может погрузить за смену 10—15 свай длиной до 6 м. Точность погружения свай обеспечивается устройством лидирующих скважин. Недостатками этого метода являются низкая производительность, громоздкость оборудования, что снижает маневренность, и небольшая глубина погружения свай.
Более эффективным является вдавливание свай с помощью вибровдавливающих установок, когда свая погружается от комбинированных воздействий вибрации и статической нагрузки. На задней раме вибровдавливающей установки расположен электрогенератор, работающий от двигателя трактора, и двухбарабанная лебедка. На передней раме находится направляющая стрела с вибропогружателем и блоки, через которые проходит вдавливающий канат от лебедки. После установки сваи и включения вибропогружателя свая погружается в грунт за счет воздействия вибрации, а также за счет собственной массы, массы вибропогружателя и части массы трактора, передаваемой вдавливающим канатом через вибропогружатель на сваю.
Вибрация создается низкочастотным погружателем с подрессоренной плитой.
Для снижения сопротивления в плотных грунтах сваи погружают с применением подмыва. Воду подают под давлением не менее 0,5 МПа по трубкам диаметром 38—62 мм, укрепленным на свае. Расположение трубок может быть боковым и центральным, когда один однострунный или многоструйный наконечник размещен по центру погружаемой сваи. При боковом подмыве создаются более благоприятные условия для снижения сил трения по боковой поверхности сваи. В результате подмыва свая погружается под действием собственной массы и массы установленного на ней молота или вибропогружателя. Если сама свая не погружается, ее, не прекращая подмыва, забивают легкими ударами молота или вибрированием. При подмыве нарушается сцепление грунта под острием и по боковой поверхности сваи, что снижает ее несущую способность. Поэтому на последние I—2 м сваю погружают без подмыва. Дополнительные операции по погружению свай с подмывом приводят к увеличению трудоемкости и стоимости работ, в связи с чем этим методом пользуются довольно редко, главным образом при погружении тяжелых свай длиной более 8 м и оболочек.
1 – лебедка и тяговой канат для опускания опорной плиты и подъёма наголовника; 2 – растяжки стрелы; 3 – блоки; 4 – рама стрелы; 5 – наголовник с блоками для вдавливающего стального каната; 6 – вдавливающий канат; 7 – вдавливающая лебедка; 8 – опорная плита; 9 – отводный блок вдавливающего каната; 10 – свая;11 – рама; 12 - трактор
Рисунок 7 - Схема погружения свай статическим вдавливанием