8.3.3 Целесообразность применения молотов и вибропогружателей.

Классификация свайных погружателей

На строительстве мостов используют следующие виды свайных молотов: подвесные молоты, паровоздушные молоты одиночного действия, паровоздушные молоты двойного действия, дизельные молоты, вибрационные молоты.

Подвесные молоты просты по конструкции и представляют собой металлическую отливку, которая скользит по направляющим, но они обладают невысокой производительностью и применяются при небольшом объеме работ.

Паровоздушные молоты одиночного действия. Энергия сжатого воздуха или пара расходуется только на подъем цилиндра. Падение под действием собственного веса. Они очень надежны в работе.

Рис.200. Паровоздушные молоты одиночного действия.

Паровоздушный молот одиночного действия (рис.200) состоит из массивного чугунного корпуса 1, внутри которого находится паровой цилиндр 2, поршня 4, соединенного с поршневым штоком 3. В нижней части цилиндра находится отверстие 7 для спуска конденсата. Верхняя часть цилиндра закрыта крышкой 5, внутри которой размещено парораспределительное устройство, состоящее из поворотного крана 6, коромысла 8 и скоб. Молот на копре поднимают за проушины.

Работает молот следующим образом. Сжатый воздух или пар подается в цилиндр 2 через кран 6 и создает соответствующее давление на поршень 4 и верхнюю крышку 5 цилиндра. Так как шток 3 поршня опирается на сваю, то под давлением воздуха (пара) корпус молота 1 поднимается, скользя по штоку. После подъема корпуса на необходимую высоту кран 6 поворачивают с помощью веревки, соединенной с коромыслом 8, в результате чего полость цилиндра сообщается с атмосферой. Воздух (пар) устремляется наружу, давление снижается, и корпус молота падает вниз, ударяя по голове сваи.

Достоинство этого молота - экономное распределение металла (ударная часть составляет 70% от общей массы), недостаток - малое число ударов, значительный габарит, потребность в установках для пара или сжатого воздуха.

Рис.201. Паровоздушные молоты

Паровоздушные молоты двойного действия (рис.201) имеют то отличие, что энергия удара создается не только массой падающей части, но и давлением воздуха (пара) на нее. В них ударная часть 1 поднимается при впуске воздуха (пара) в нижнюю часть полости цилиндра 2 (через канал 5) и падает под влиянием собственной массы и давления воздуха (пара) при впуске его распределительным золотником 4 через канал 3 в верхнюю полость цилиндра. Частота ударов колеблется от 9 до 300 в минуту. Масса ударной(: )части от 95 до 1500 кг. Достоинство таких молотов - малые габариты и высокая производительность, возможность, как погружения, так и выдергивания свай. Благодаря герметически закрытому корпусу их можно использовать для забивки свай под водой. Недостатки - сложность в эксплуатации, потребность в установках для пара или сжатого воздуха.

Большим преимуществом дизель-молотов является отсутствие компрессоров и паровых котлов. Он работает по принципу двухтактного двигателя и приводится в действие энергией взрывов горючего, вбрызгиваемого в цилиндр. Существую два вида дизель-молотов: штанговые, где ударной частью служит подвижной цилиндр и трубчатые ударная часть которых – поршень. Но они плохо работают в начальной стадии, когда сопротивление грунтов невелико. Ввиду недостаточной компрессии горючая смесь не воспламеняется и дизель-молот приходится использовать как обычный подвесной, что резко снижает темпы работ.

Рис.202. Дизель-молоты

В штанговом дизель-молоте (рис.202) ударной частью служит цилиндр 5, который перемещается по вертикальным штангам 4. В нижней части молота расположен поршневой блок 3, состоящий из поршня с компрессионными кольцами, топливного бака 8, плунжерного топливного насоса 7, подающего жидкое топливо в форсунку 9. Форсунка распыляет топливо в тот момент, когда ударная часть опускается на поршень и в камере сгорания цилиндра создается давление, достаточное для самовозгорания топлива. При сгорании топлива происходит взрыв, его силой ударная часть подбрасывается вверх, после чего она вновь падает на поршень. И так до тех пор, пока не будет прекращена подача топлива. В нижнем положении ударная часть успевает до подбрасывания нанести своими шипами удар по шаботу 2, опирающемуся на голову сваи 1. Для запуска молота ударную часть поднимают кошкой 6 при помощи троса и лебедки и сбрасывают вниз крюком и рычагом, расположенных на кошке.

Рис.203. Дизель-молоты

Трубчатый дизель-молот (рис.203) обладает большей энергией удара по сравнению со штанговым (при одной и той же массе ударной части). Работает он по такому же принципу, как и штанговый, но ударной частью в нем служит не цилиндр, а поршень.

Для запуска поршень зацепляют захватом кошки и лебедкой поднимают вверх. Через продувные окна 8 цилиндр заполняется свежим воздухом. В крайнем положении поршень автоматически расцепляется с захватом-кошкой и под действием собственного веса падает вниз, нажимая на рычаг топливного насоса, который подает топливо в сферическое углубление шабота 2. Продолжая падать вниз, поршень сжимает воздух до объема кольцевой камеры. В результате сжатия температура повышается до самовоспламенения топлива. В нижней мертвой точке происходит удар поршня по шаботу 2, при этом энергия удара затрачивается на погружение сваи, а также на распыливание и перемешивание топлива с нагретым воздухом. Далее происходит воспламенение топлива, силой расширяющихся газов поршень подбрасывается вверх, и цикл повторяется.

Достоинства дизель-молотов - экономичность за счет малого расхода дешевых сортов горючего, компактность, высокая производительность и быстрое приведение к действию. Недостаток - при слабом сопротивлении грунта не происходит воспламенения горючего в цилиндре из-за быстрого опускания неподвижной части молота вместе со сваей.

Дизельные молоты штанговые и трубчатые выгодно отличаются от паровоздушных тем, что не требуют для работы дополнительного энергетического оборудования (паровых котлов или компрессоров и др.). Работают они по принципу двухтактного двигателя.

В глинистых грунтах предпочтителен метод забивки. В песчаных грунтах более целесообразен виброметод, так, как он обеспечивает большую скорость погружения и увеличивает несущую способность свай.