14. Средства механизации для погружения свай

Для погружения свай применяют молоты или специальные механизмы для вибропогружения, вдавливания либо завинчива­ния свай. Некоторые виды такого оборудования используют и для извлечения погруженных ранее элементов.

Сваепогружающее оборудование различают по методу по­гружения (ударного, вибрационного, виброударного, смешан­ного действия), роду привода (дизельные, механические, паро­воздушные и гидравлические молоты), погружающей способ­ности (масса ударной части, вынуждающая сила, мощность двигателя и т. п.), по конструктивным особенностям. Тип мо­лота для забивки свай и свай-оболочек выбирают согласно СНиП Ш-9—74, исходя из предусмотренной проектом их несу­щей способности и масс.

Максимальную энергию удара молота Э (кгс-м) опреде­ляют по формуле

Э=1,75аР,

где а — коэффициент, равный 25 кгс-м/т; Р — несущая способ­ность сваи, указанная в проекте, тс.

Принимаемый тип молота с расчетной энергией

Эр должен удовлетворять Условию

К<=(Qn +q)/Эр

где К — коэффициент, величина которого приведена в СНиП III-9—74;

Qn — полная масса молота, кгс; q — масса сваи, включая наголовник и подголовник, кгс.

Расчетные значения энергии удара дизель-молотов прини­мают: для трубчатых Эр = 0,9QН, для штанговых Эр=0,4QH, где Q — масса ударной части молота, кгс; Н—фактическая высота падения ударной части молота, принимаемая на стадии оконча­ния забивки свай, м; для трубчатых молотов H=2,8 м, а для штанговых при массе ударных частей 1250, 1800 и 1500 кг соот­ветственно 1,7; 2 и 2,2 м.

При забивке свай молотами одиночного действия, подвес­ными или штанговыми дизель-молотами масса их ударной ча­сти должна быть: при длине сваи до 12 м — не менее 1,5 ее массы при забивке в плотные грунты; при забивке в грунты средней плотности — не менее 1,25 массы; при длине сваи 12 м — не менее массы сваи.

Машины ударного действия

Дизель-молоты. Они получили наибольшее распространение на свайных работах. Главные их преимущества — полная авто­номность работы, не требующая дополнительного источника энергии, простота и надежность конструкции.

Дизель-молотами называются сваепогружатели, использующие энергию сгорающих газов. Они относятся к прямодействую-щим двигателям внутреннего сгорания, т. е. у них отсутствует кривошипно-шатунный механизм, и давление газов, образую­щихся при сгорании горючей смеси, передается непосредственно рабочему органу—ударной части.

По типу ударной части дизель-молоты делятся на три группы: штанговые — с подвижными и неподвижными штан­гами, у которых ударной частью является чугунный цилиндр (его направляющие — две штанги, закрепленные в основании поршневого блока и соединенные ввепху траверсой), трубчатые с ударной частью в виде подвижного поршня, перемещающегося в трубе; она служит рабочим и продувочным цилиндром молота.

Штанговый дизель-молот со свободно падающей ударной частью (рис. 66) состоит из неподвижной части, устанавливае­мой на свае, и подвижной — цилиндра. Последний служит удар­ной частью и перемещается по направляющим подвижным штангам. В неподвижной части размещен поршневой блок, топ­ливный насос, автоматически подающий горючее к форсунке поршня и в топливный резервуар, находящийся в основании блока.

Дизель-молот действует следующим образом. В момент па­дения цилиндра на неподвижную часть молота воздух, заклю­ченный в камере сгорания между дном цилиндра и головкой поршня, сжимается. Когда сжатие становится максимальным, падающий цилиндр толкает рычаг топливного насоса, и тот по­дает порцию горючего в камеру сгорания. Под действием высо-кей температуры воздуха, развивающейся после сжатия, горю­чее воспламеняется, образуя газы, подбрасывающие цилиндр вверх. При этом пружины штанг сжимаются, аккумулируя часть энергии, которая при движении цилиндра вниз суммируется с энергией падения цилиндра, передается через шаровую опору наголовника и через него — свае. С задней стороны блока рас­положены два кронштейна с направляющими лапками, предна­значенные для перемещения молота в направляющих мачты копра. К низу основания блока крепится наголовник в виде стальной коробки. Шарнирное прикрепление наголовника к ди­зель-молоту обеспечивает заводку сваи в наголовник, ее подъем и установку в вертикальное положение.

Трубчатые дизель-молоты представляют собой прямодействующие двухтактные двигатели внутреннего сгорания, у ко­торых ударная часть — поршень — движется внутри цилиндра, неподвижно установленного на свае.

Паровоздушные свайные молоты. Паровоздушные свайные молоты, в которых энергия сжатого воздуха или пара использу­ется только для поднятия ударной части, а падение молота про­исходит под действием собственной массы, называются моло­тами простого или одиночного действия. Молоты, в которых энергия сжатого воздуха (пара) используется не только для подъема ударной части, но и для падения, называют молотами двойного действия.

Паровоздушные молоты двойного действия производительнее молотов одиночного действия, ибо воздух увеличивает кинетиче­скую энергию удара. В перевернутом виде молоты двойного дей­ствия могут служить для выдергивания свай, что является их достоинством — не нужно применять для этого специальное обо­рудование.

Основной недостаток паровоздушных молотов — потребность в постороннем источнике энергии (паре или сжатом воздухе). В настоящее время паровые установки на строительных пло­щадках практически отсутствуютНаибольшее распространение из паровоздушных молотов по­лучили молоты простого действия. Известны конструкции моло­тов простого действия, имеющие ручное, полуавтоматическое и автоматическое управление паро(воздухо)распределительным устройством.

Молоты с рунным управлением конструктивно просты, на­дежны в работе, не требуют сложного ухода. Недостатками их являются: низкая производительность, обусловленная малой частотой ударов (8—12 в 1 мнн), и ручное уп­равление паро (возду-хо) распределительным устройством.

Молоты с полуав­томатическим управ­лением более произво­дительны и эконо­мичны. Частота уда­ров у них достигает 30 в 1 мин. Выхлоп пара или воздуха в молоте происходит автомати­чески, однако управ­ление впуском оста­ется ручным.

Молоты с автома­тическим управлением

высокопроизводительны — частота ударов достигает 40—50 в 1 мин. Разработаны два типоразмера таких молотов с массой ударной части 6 и 8 т.

Паровоздушные молоты двойного действия отличаются более высокой частотой ударов при относительно небольшой массе ударной части. Масса ее по отношению к общей массе молота составляет 15—25% (в молотах простого действия 65—90%). Молоты двойного действия эффективны при забивке элементов с малым лобовым сопротивлением — деревянного и стального шпунта, балок, железобетонных трубчатых свай с открытым концом, металлических труб.

Гидромолоты. Они представляют собой разновидность удар­ных машин простого или двойного действия, у которых в каче­стве рабочего тела используется жидкость, подаваемая под дав­лением от гидронасоса.

По принципу действия гидромолоты аналогичны паровоз­душным, но отличаются от них компактностью и автономностью источника энергии. Вместо парового котла или компрессора, необходимых для паровоздушных молотов, гидромолоты могут работать от гидросистемы базовой машины (экскаватора) или приводной станции, подключаемой к электросети.

В настоящее время серийно изготовляют легкие гидромо­лоты двойного действия, предназначенные в основном для рых­ления мерзлых грунтов, а также для забивки небольших желе­зобетонных свай.