книги из ГПНТБ / Медведев, Павел Михайлович. Основы строительного дела учебное пособие для речных училищ и техникумов

§ 47] Свайные молоты. Погружение подмывом 109

Более совершенной конструкцией молотов этого типа явля­

ются молоты с полуавтоматическим парораспределением и по­ лым штоком.

Переключение пара в молотах этого типа производится только один раз — после удара.

Преимущества этих молотов заключаются в их высокой про­ изводительности, конструкция их не громоздка, во многих слу­

чаях забивка может производиться без копра (подвеской на кран) и под любым уклоном; меньшая изнашиваемость шлангов по сравнению с молотами одиночного действия, небольшие габа-

в стесненных местах, внутри зданий и под водой, на значитель­ ной глубине, с применением сжатого воздуха вместо пара.

И)

Рис. 65. Дизель-молоты.

Дизель-молоты по принципу действия относятся к мо­ лотам одиночного действия, так как наносят удар по голове сваи только действием веса ударной части при падении, подъем

которой достигается взрывом горючей смеси. Дизель-молоты работают по принципу двухтактного двигателя внутреннего сго­ рания.

По конструкции они разделяются на три основные группы:

штанговые, штоковые и трубчатые, из которых наибольшее рас­ пространение имеют штанговые и трубчатые дизель-молоты.

Штанговый дизель-молот (рис. 65, а) состоит из следующих основных узлов: ударной части 1, поршневого блока 5, направ-

§ 47] Свайные молоты. Погружение подмывом 111

ляющцх штанг 7, соединенных вверху траверсой 8 и топлив­ ного насоса 6. В ударной части расположена несквозная цилин­ дрическая полость. При падении ударной части поршень входит

в цилиндрическую полость и воздух, оказавшийся замкнутым в камере сгорания, сжимается, вследствие чего его темпера­ тура сильно повышается, и горючее, впрыснутое в камеру че­ рез поршневой блок топливным насосом, самовоспламеняется вслед за ударным контактом по пяте. Давление, образующееся при сгорании топлива, подбрасывает ударную часть вверх,

которая затем снова падает, нанося удар по пяте, и через

является тяжелый поршень 1, а цилиндр 2 остается неподвиж­ ным и служит направляющей для поршня.

При подъеме ударной части в полость цилиндра 2 топлив­ ным насосом низкого давления 5 подается топливо и одновре­

взрывается, подбрасывая ударную часть вверх. Образовав­ шиеся при этом газы удаляются через патрубки 9 в атмосферу, и как только давление в -цилиндре упадет, туда снова начнет поступать воздух.

Топливом служит соляровое масло, дизельное топливо и дру­ гие виды жидкого топлива.

По производительности дизель-молоты занимают проме­

жуточное положение между молотами одиночного и двой­ ного действия.

Вес молотов составляет: штанговых 0,81; 2,7 и 3,7 т, труб­ чатых до 3 т.

Достоинства дизель-молотов заключаются в том, что они могут работать независимо от температурных условий, не тре­ буют сложных паровых или компрессорных установок, вслед­ ствие чего транспортабельны, расходуют дешевое топливо и

готовы к действию в любой момент, в любом пункте.

Вибропогружатели (вибромолоты) применяются для погружения металлических шпунтовых, железобетонных, а так­ же деревянных свай и шпунта, в водонасыщенных и легких связных грунтах.

Принцип действия вибромолотов основан на том, что молот,

насаженный на голову сваи, передает колебательные движения с числом колебаний до 2000-—2500 в минуту телу сваи и через нее окружающему ее грунту. Частицы грунта, приходя в коле­ бательное состояние, теряют силу трения между собой и между телом сваи, благодаря чему свая «забивается» в грунт без удара, только под действием собственного веса и веса молота,

112 Свайные работы [Гл. VI

свободно преодолевающих незначительное сопротивление грун­

та. Например, погружение металлического шпунта в песок на глубину 10—12 м производится в течение 1,5—2 минут.

Схема устройства вибропогружателей дана на рис. 66, на котором показаны конструкции вибропогружателей в зависимо­ сти от свойств и качеств грунта: а и б) вибропогружатели

Рис. 66. Схема устройства вибропогружателей.

с жестким креплением на свае (тип БТ и ВП), применяемые

для погружения главным образом металлических шпунтовых свай во влажные грунты; в) с подрессорной, пригрузочной пли­ той (типы ВПП-1 и ВПП-2) —для погружения шпунтовых ши­ роких, тяжелых свай, у которых развивается лобовое сопро­

тивление; г) с ударной плитой и д) с подрессорными пригру­ зочной и ударной плитой — для погружения во влажных и гли­ нистых грунтах, где необходима дополнительная пригрузка на сваю для преодоления лобового сопротивления сваи.

Скорость, погружения деревянных свай в заиленный песок в восемь раз больше, чем в плотную глину, так как водонасы­

щенные грунты оказывают меньшее сопротивление продвиже­ нию сваи. Наибольшее сопротивление погружению свай вибрато­ рами оказывают плотные глины.

114 Свайные работы [Гл. V/

в образовавшейся скважине обрушается и восстанавливает свою первоначальную способность зажимать сваю.

Этот способ применим только в несвязных грунтах: песках, гравелисто-песчаных или суглинистых. В связных грунтах, таких,

как глина, этот способ найти применения не может, так как

свая в таком случае оказалась бы погруженной в стакан, размы­

тый в водонепроницаемой толще грунта, заполненный пульпой.

Схема погружения сваи подмывом представлена на рис. 67, а и б. Свая устанавливается копром на месте погружения,

слегка осаживается механическим молотом, который остав­ ляется на голове деревянной сваи в качестве пригрузки. .К ост­

рию сваи 7 подводятся трубы для размыва 5, через которые подается под напором вода, размывающая грунт и частью фильтрующаяся в его толщу, а частью выходящая на поверх­ ность земли в виде пульпы.

Не доходя до проектной отметки погружения сваи на 1 — 1,5 м, подачу воды прекращают, трубы извлекают на поверх­ ность (лебедкой, установленной на копре) и окончательное погружение сваи производится ударами молота. Таким образом

свая добивается в грунт с ненарушенной структурой.

Для погружения свай в пески воды расходуется 0,3— 0,6 м3/мин с напором от 2,5 до 5 ат, для более тяжелых грун­ тов от 0,6 до 2,5 м3/мин с напором от 7 до 12 ат.

§ 48. Забивка свай на суше

Порядок расположения свай, определенный проектом, дол­ жен быть строго соблюден в натуре. Поэтому, перед началом работ на участке, где предстоит производить забивку свай, предварительно производят их разбивку, т. е. определяют поло­ жение их осей на местности. С этой целью по периметру пло­ щади, на которой будут забиваться сваи, предварительно

устраивают обноску, состоящую из врытых или вбитых стол­ биков, к верхним концам которых пришивают доски на ребро с вбитыми в них гвоздями в соответствии с расположением осей свай. Пересечение проволок, так называемых причалок, натянутых на гвоздях, дает положение центров свай в плане, которое, при помощи отвеса, закрепляется на местности забив­

кой колышков. Правильность положения осей может быть в лю­ бой момент проверена повторным натяжением прича-лок.

Разбивка осей свай также может производиться при помощи теодолита или гониометра.

Забивка сваи при помощи копров производится с подмостей. Если поверхность, на которой производится забивка свай, до­ статочно ровная и плотная, то устройство подмостей необяза­

тельно; в этих случаях производится лишь планировка пло­

§ 48] Забивка свай на суше 115

щадки и удаление с нее мешающих предметов, мусора и щепы, чтобы копер передвигался по плотному основанию и не имел отклонений от заданного положения.

Ширина подмостей устраивается больше ширины сооруже­ ния на половину ширины копра в каждую сторону от крайнего ряда сваи, а длина —на длину копра от крайних рядов свай.

При этом условии копер будет находиться в устойчивом поло­ жении на подмостях, при забивке любого ряда свай.

Передвижка копров по подмостям, в случае если копры обо­ рудованы тележками, производится по уложенным на подмо­ стях рельсам, а при отсутствии тележек — лебедками, по уло­ женным под нижнюю раму деревянным каткам из цилиндриче­

ских бревен одинакового диаметра.

Железобетонные сваи требуют большой осторожности при транспортировке и подъеме на копер, так как возможны их повреждения в силу большого веса и слабой способности бе­ тона к восприятию растягивающих усилий. Захват сваи допу­ стим только в точках размещения проушин для подъема.

Для погрузки и разгрузки свай применяются гусеничные

или автомобильные краны. Подлежащую забивке сваю уста­ навливают на копре средствами в зависимости от ее веса и длины: при весе до 250 кг и длиною до 5—6 м — вручную, бо­ лее тяжелые поднимаются на копер с помощью ручной или при­

водной лебедки, имеющейся на копре, а при применении кра­ нов-копров (гусеничных кранов) —самими кранами.

Порядок забивки свай определяется их расположением в плане и видом свай. Во избежание выпирания свай при их забивке, последнюю ведут от середины к периметру группового размещения свай.

Сваи же кустового расположения или под фундаменты ко­ лонн забивают от краев к середине.

Если головы забиваемых свай окажутся ниже уровня на­ стила подмостей, бойку производят с применением подбабка, т. е. куска бревна одинакового со сваей диаметра, устанавли­ ваемого на ее голову между молотом и сваей.

Забивка деревянных шпунтовых рядов, от которых тре­

буется водонепроницаемость, особенно в постоянных сооруже­ ниях, производится с соблюдением следующих требований. По всем углам (рис. 68), а также вдоль ряда через каждые 2—3 или 5 м, по строгой разметке, забиваются маячные сваи 1 из бревен диаметром 18 — 20 см. К маячным сваям крепятся го­ ризонтальные направляющие схватки 2 из бревен, брусьев или пластин, которые врубаются в маячные сваи и скрепляются с ними болтами. Направляющие схватки ставятся как можно

выше от уровня земли, но с таким расчетом, чтобы они были ниже голов забитых шпунтовых свай.

Если же не требуется создания особенной водонепроницаемо­ сти шпунта, например при ограждении временных траншей, ма­ ячные сваи из шпунтин располагаются между схватками или же забиваются только с одной стороны шпунта.

Забивка шпунтин производится гребнем вперед, по направ­ лению шпунтового ряда.

Забивка шпунтовых рядов производится в два приема: вначале сваи забиваются не на полную проектную глубину и

Рис. 68. Направляющие для шпунтовых свай.

1 — маячные сваи; 2 — направляющие; 3 — шпунт.

лишь по окончании набора свай по всему ряду все сваи доби­ вают повторным ходом копра, или же бойку ведут в два копра одновременно, следом друг за другом.

Дощатый шпунт обычно забивают пакетно, по несколько шпунтин сразу. Одиночные шпунтины устанавливаются в ряд вручную.

Металлический шпунт устанавливается в направляющий паз

самим копром. При большой протяженности ряда свай и за­ бивке большого количества шпунтин применяются свайные мо­

лоты двойного действия, подвешенные на передвижные стре­ ловые краны. Направляющие для забивки стального шпунта делаются из шпунтин на болтовых или сварочных креплениях в узлах. Высота копров или стрел кранов должна обеспечивать

заводку очередной шпунтины в замок забитого ряда.

§ 49. Забивка свай на воде и со льда

Забивка свай на воде или со льда отличается от забивки на суше некоторыми специфическими особенностями.

В случае небольшой глубины воды, исключающей примене­

ние плавучих средств, или когда применение их нецелесооб­

§ 50] Ненормальности в ходе забивки свай 117

разно, например при малом объеме работ, необходимо устрой­ ство подмостей, работа с которых производится обычным по­ рядком, по схеме их устройства и работы на суше.

Следует, однако, иметь в виду, что работа по устройству

подмостей, их разборке и забивке свай должна производиться в междупаводковый период, при установившемся рабочем го­

ризонте, и с обязательным выполнением всего комплекса работ до появления очередного паводка. Незаконченное свайное соору­ жение может быть разрушено паводковыми водами и льдом, а

в случае неожиданности могут оказаться смытыми водой и свае­ бойные приспособления, включая копры.

При глубине воды, исключающей устройство подмостей, за­ бивка свай ведется с плавсредств, с копров, установленных на спаренных баржах, плотах или понтонах (рис. 61, а, б, в).

Забивка тяжелых железобетонных свай производится спе­

циальными плавучими копрами, установленными на понтонах. Во время забивки понтоны плавучих копров должны быть неподвижно укреплены при помощи якорей и расчалок. Пере­ мещение плавучих копров производится подтягиванием троса

лебедкой.

Забивка со льда сопряжена.с дополнительными трудностями

и дополнительными затратами, вызываемыми зимними усло­ виями производства работ, как-то: возникает необходимость рас­ чистки участка от снега, происходит обледенение катков и под­ мостей,. затрудняющее передвижение копра, становится затруд­ нительной обработка замерзшего дерева и повышается от мо­

роза хрупкость дерева и металла, приводящая к раскалыванию свай и бугелей, происходит загустение смазки, затрудняющее

работу подъемных механизмов.

Вместе с тем, забивка свай со льда имеет и свои преимуще­ ства: отпадает необходимость в подмостях, легче передвигать копры вдоль забиваемого ряда, проще разбиваются и закреп­ ляются на месте оси свайных рядов и точки забивки свай.

§50. Ненормальности в ходе забивки свай

испособы их устранения

При погружении свай могут появиться отклонения от задан­ ного направления, вызываемые различными причинами, для устранения которых приходится приостановить бойку. Отклоне­ ние сваи от нормального положения может быть вызвано не­ правильным заострением конца сваи, неправильной установкой в стрелах копра, встречей сваи в толще грунта с каким-либо препятствием, например в виде больших камней, по поверхно­

сти которых острие сваи может скользить, отклоняясь в сто рону.

этого достичь невозможно, то сваю необходимо выдернуть и

начать забивку вновь.

Кручение деревянных свай вокруг своей оси вызывается

кривизной тела сваи или наличием косослоя. Поворот сваи вы­ зывает отклонение ее головы в сторону. В качестве мер преду-

Рис. 69. Выправление свай: а) исправление откло­ нившейся сваи; б) исправление повернувшейся сваи.

1 — стрелы; 2 — свая; 3 — штырь.

преждения применяется четырехгранное заострение, выправле­

грунта. В этом случае упершаяся подошвой свая, постепенно раз­ мочаливаясь, будет давать небольшую осадку, создавая впе­ чатление продолжающегося погружения. При повторяющихся ударах напряжения в теле сваи могут достигнуть критической величины, вызывающей внезапный ее излом в толще грунта, иногда на значительной глубине. Это обнаруживается по вне­ запному резкому погружению головы сваи. Бойку сваи необ­ ходимо прекратить, а сваю — выдернуть.

Ложный отказ может быть обнаружен по изгибу и качанию ствола сваи, подпрыгиванию молота при ударе, внезапной оста­ новке или резкому изменению направления движения сваи.

В некоторых грунтах наблюдается такое явление, при ко­ тором свая, забитая до определенного отказа, после нескольких

дней «отдыха» при повторных ударах молота вновь дает

осадку, меньшую или большую, чем при последних ударах при

забивке.