2.2. Копровое оборудование

Копер – это металлическая конструкция , которая служит для установки сваи, молота и производства всех свайных работ. Копровое оборудование представляет собой копровую стрелу, каретку и подъемные механизмы. Стрела копра, без механизмов наведения свай, представлена на рис.2.8. Она навешивается в качестве сменного оборудования на строительные машины (краны, экскаваторы и др.). По стреле копра перемещается подвижная каретка, удерживающая механизм погружения сваи.

Рис.2.8. Стрела копрового оборудования.

Пример простого копра представлен на рис. 2.9. Это копер СП-13Б простого типа предназначен для забивки легких деревянных свай длиной до 4,5 м с помощью дизель-молота СП-60. Сборно-разборная конструкция копра состоит из мачты 2, опорной рамы 6 с платформой, двух мачтовых растяжек 7, подкоса 4, ручных двухбарабанной копровой 5 и вспомогательной лебедок. Спереди опорной рамы установлен вилкообразный упор для фиксирования в вертикальном положении устанавливаемой под молот сваи. Мачта служит направляющей для перемещения дизель-молота и удержания его в вертикальном положении.

Рис. 2.9 Копер СП-13Б

Головка мачты имеет два блока 3 для канатов подъема сваи и молота. Мачта соединяется с рамой шарнирно и в поднятом положении удерживается трубчатым подкосом 4. От бокового смещения мачту удерживают канатные растяжки 8. Копровая двухбарабанная лебедка служит для подъема молота и сваи, а также мачты при сборке — разборке копра. Каждый барабан грузоподъемностью 500 кг имеет рукоятку и автоматически действующий тормоз, обеспечивающий удержание на канате поднятого груза и плавное, безопасное опускание его. Вспомогательная лебедка предназначена для подтаскивания свай и перемещения копра к месту забивки очередной сваи. Копер может устанавливаться на спланированной площадке, на автомобиле или пароме (понтоне) при забивке свай на воде.

Таким образом, копры и копровое оборудование, могут быть оснащены специальными механизмами для самостоятельного передвижения шасси или базовой машины копра, а также устройствами, обеспечивающими установочные наклоны стрел для погружения вертикальных свай.

По конструктивным признакам копры и копровое оборудование могут иметь различное исполнение:

Универсальное копровое оборудование, которое обеспечивает во время работы машины полный поворот платформы с установленным на ней свайным погружателем. Кроме того, имеет возможность изменение вылета и рабочий наклон копровой стрелы для погружения наклонных свай. Универсальные копры (Рис.2.5) состоят из базовой ходовой тележки полноповоротной платформы 2, копровой мачты 8 с головкой 7, противовеса 3, гидроцилиндров наклона 4 и выдвижения 6 мачты, механизмов передвижения и поворота копрового оборудования. Копры перемещаются по специально устроенному рельсовому пути 9. В основу конструкции копра заложена параллелограммно - шарнирная система 5 связей опорных и копровых конструкций оборудования. На универсальных копрах устанавливаются паровоздушные и дизельные молоты, управление работой которых — дистанционное.

Полууниверсальное копровое оборудованиие, обеспечивающее только поворот платформы со свайным погружателем или только рабочий наклон копровой стрелы для погружения наклонных свай. Они предназначены, в основном, для погружения тяжелых вертикальных железобетонных свай длиной до 20 м и массой 8 т. Свайными погружателями на таких копрах чаще всего являются паровоздушные молоты простого действия. Основными элементами полууниверсальных копров являются: вертикальная металлическая башня с направляющей мачтой , полноповоротная тележка кабина , противовес , верхний копровый блок, раскос, монтажный подстрелок, грузовые и монтажная лебедки.

Простое копровое оборудование – это оборудование, не имеющее механизмов для обеспечения поворота платформы, изменения вылета и рабочего наклона копровой стрелы (Рис.2.9).

Навесные копры. Для производства свайных работ наиболее распространенным типом машин являются навесные копры. По своему исполнению они могут быть универсальными и полууниверсальными. Применение навесных копров, смонтированных на тракторах, экскаваторах и автомобилях показано на Рис.2.4. Они обладают энергетической автономностью, высокой механизацией вспомогательных операций, мобильностью и маневренностью. Такие конструкции позволяют совершенствовать технологию свайных работ, сокращать продолжительность установки свай, повышать производительность и снижать стоимость сооружения свайных оснований.

Копры на тракторах (рис.2.4, а) обеспечивают погружение свай длиной 8 ... 12 м и массой до 5 т при возведении жилых, промышленных и сельскохозяйственных зданий.

Копры на экскаваторах (рис.2.4, б) применяют при погружении свай, расположенных кустами в отдельных котлованах или траншеях. При этом погружение производится с бровок котлованов и траншей при минимальном маневре за счет вылета стрелы экскаватора и поворота его платформы на 360°, что выгодно отличает этот тип копра от других.

Копры на автомобилях (Рис.2.4,в) применяются при выполнении свайных работ малых объемов на рассредоточенных небольших объектах в радиусе до 200 км, а также при инженерно-геологических изысканиях и контрольных исследованиях, привязке и корректировке проектов свайных фундаментов. Этот тип копров обладает высокой мобильностью. В транспортное положение копровое оборудование переводится без разборки и снятия молота и применения грузоподъемных средств, на что тратится 10 ... 15 мин. С помощью копров на автомобилях можно забивать сваи (вертикальные и наклонные) длиной до 8 м и массой до 2,5 т.

Рельсовые копры (Рис. 2.5, 2.6, 2.7) применяют на строительстве крупных промышленных и гидротехнических объектов с большими объемами свайных работ и необходимостью погружения тяжелых свай длиной более 12 ... 16 м. Рельсовые копры выполняются универсальными, т. е. оснащенными механизмами поворота копра на 360° и погружения как вертикальных, так и наклонных свай. Они также оснащаются полууниверсальным оборудованием, в котором отсутствуют либо механизм поворота копра, либо механизм рабочего наклона копровой стрелы. Например, грузовая платформа с поворотным кругом используется, как правило, от башенного крана. На поворотный круг платформы устанавливают опорную раму, к нижней части которой крепят гидродомкраты. Такие копры не имеют механизмов для погружения наклонных свай и изменения вылета копровой мачты. Во время эксплуатации копра монтажная лебедка служит для подтаскивания свай.

Мостовые копровые (Рис.2.7 а) установки предназначены для погружения железобетонных свай длиной 8... 12 м с помощью трубчатых или штанговых дизель-молотов. Транспортировка мостовых копровых установок осуществляется седельным автомобильным тягачом.

Копры мостового типа, применяются на слабых и водонасышенных грунтах или при наличии в строящемся сооружении значительного технического подполья. Такие копровые установки (рис. 2.7, а), как правило, состоят из самоходного металлического моста 3 и тележки с копровым оборудованием (копровой стрелой 1, молота 2). Мост перемещается по рельсовому пути 4 вдоль свайного поля, а тележка — по мосту поперек свайного поля. Такая схема копровой установки позволяет обеспечить погружение свай в любой точке свайного поля с наименьшим количеством холостых проездов и трудозатрат. Жесткость мостовых конструкций обеспечивает высокую точность и качество погружения свай.

Копровые установки мостового типа могут работать как в обычном (без применения автоматики), так и в автоматическом координатно-шаговом режиме (автоматическое наведение сваи на точку погружения с программным или полуавтоматическим управлением рис.3.2, рис. 3.3).

3.Сваепогружатели

Сваепогружатели служат непосредственно для погружения свай. Их конструкция и рабочий процесс зависят от метода погружения. Классификация методов погружения свай показана схемой на рис. 3.1.

МЕТОДЫ ПОГРУЖЕНИЯ СВАЙ.

Методы погружения свай и шпунта

С т а т и ч е с к и й

Вдавли -ванием

Гидравлические

Рис.3.1. Методы погружения и образования свай.

3.1 Статистические методы погружения свай

3.1.1.Современные сваевдавливающие агрегаты

В ряде случаев, особенно в городах, существует запрет на использование метода забивки свай динамическими методами, что обусловлено влиянием ударов погружателя (дизель-молота, вибромолота) на рядом стоящие здания и сооружения. Технология вдавливания свай – это идеальное решение данной проблеммы. Название говорит само за себя. Погружение свай методом вдавливания применяется в жилищном и промышленном строительстве при наличии грунтов с малым расчетным сопротивлением, а также при устройстве опор под линией электропередачи, где погружение свай методом забивки исключено. Копровые установки вдавливающего действия существуют на базе экскаваторов или мостовых траверсных тележек. Такие установки оснащены копровыми стрелами со специальными системами полиспастов или цепными механизмами для погружения свай под действием вертикальных сил вдавливания, создаваемых массой сваи и тяговым усилием лебедки и передаваемых через канатно-блочную (цепную) систему на подвижный наголовник. Реактивные усилия, возникающие при вдавливании сваи, воспринимаются массой самой установки и дополнительного балласта. Для выполнения вспомогательных операций установки оснащаются башенным краном.

В последние годы появились мощные сваевдавливающие агрегаты с большими технологическими возможностями. С помощью такой сваевдавливаю-щей машины , сваю можно просто вдавливать в землю, как спичку в пластилин. Пример такого сваевдавливающего оборудования, работающего в автоматическом координатно-шаговом режиме (автоматическое наведение сваи на точку погружения с программным или полуавтоматическим управлением) представлен на рис. 3.2.

Рис.3.2 Шагающая копровая установка с программным управлением.

Копровые установки с программным управлением имеют высокую скорость погружения сваи (как следствие – высокая производительность). Отсутствие ударных колебаний. Возможность погружения свай различного сечения и длины, на большую глубину - до 25 метров. Возможность вдавливания состыкованных свай. Например, сваевдавливающая машина фирмы Starke имеет возможность с (рис. 3.2)) преодоления больших сопротивлений грунта от 180 до 800 тонн. Конструкция оснащена механизмом точного позиционирования сваи, полностью отсутствует отклонение сваи от точки забивки. Наличие крановой установки с грузоподъемностью соответствующей всем видам готовых свай. Некоторые конструктивные варианты таких машин представлены на рис.3.3.

Рис. 3.3. Конструктивные схемы вдавливающего оборудования фирмы Starke.

Разновидностью статического погружения свай, являются методы завинчивания сваи и метод буронабивной сваи.