2 Цель занятия

Целью занятия является ознакомление с методиками решения ряда задач проектирования работ по устройству свайных фундаментов: расчету сваебойного молота, технически обеспечивающему забивку проектных свай, расчету глубины погружения свай, обеспечивающей их проектную несущую способность.

3 Расчет сваебойного молота

3.1 Теоретическая часть

Расчет варианта молота и в целом варианта сваебойного оборудования для производства работ, как и расчет многих задач о “ресурсах” выполняется за несколько этапов.

На первом /экспертном/ этапе оцениваются возможности подрядчика по применению различных марок оборудования, соответствие технических характеристик /параметров/ и технологических свойств сваебойных машин параметрам и конструкции свай, грунтовым и климатическим условиям, возможностям реализовать рациональную схему забивки свайного поля, ряд других условий.

Далее оцениваются технические возможности применения вариантов сваебойных машин, производится их сравнительный экономический анализ с расчетом наиболее эффективной машины /или комплекта машин/.

В дальнейшем, зная объемы работ, требуемые сроки производства работ рассчитывают требуемое количество машин, разрабатывают технологическую схему их работы на поле; определяют значения контролирующих параметров.

Для забивки свай и шунта применяют: копры /на рельсовым, гусеничном и автомобильном ходу, на базе тракторов, экскаваторов, автомобилей/, сменное копровое оборудование к базовым машинам-кранам, экскаваторам и тракторам /включает копровую стрелу и рабочий орган-молот/, вибропогружатели.

Рабочий орган в составе перечисленных машин и оборудования - молот. Применяют ряд типов молотов. Механические /подвесные/ - железобетонная или механическая болванка, ударное действие которой создается за счет энергии свободного ее падения на голову сваи пол действием силы тяжести /применяют редко – при отсутствии других молотов и малых редких объемах работ/. Паровоздушные: простого действия /пар или сжатый воздух от дополнительных машин-компрессоров используется для подъема ударной части молота, падение ее происходит под действием собственного веса/ и двойного действия. Наиболее распространены молоты простого действия /МПВП-3000, МПВП-4250, МПВП-6500/ МПВП-800 – с ручным управлением паровоздухораспределительным устройством – посредством каната; СССМ-570, С-276, СССМ-680 – с полуавтоматическим управлением – выхлоп пара, воздуха происходит автоматически, впуск – вручную; С-811А, С-812А – с автоматическим управлением/. Дизельные молоты: штанговые и трубчатые – ударное действие на сваю создается взрывом топливной горючей смеси. /Штанговые молоты с воздушным охлаждением СП-60 /ДМ-240/, СП-65 /С-330Б/, трубчатые с воздушным охлаждением С-859А, С-949А, С-954А, С-977А, трубчатые с водяным охлаждением С-995А /СП-40А/, С-996А /СП-42А/, С –1047А /СП-47А/, С-1048А /СП-48А/, СП-54-1/. Гидравлические молоты простого и двойного действия /аналогично паровоздушным молотам, рабочей жидкостью является гидравлическое масло/. Вибромолоты. Зарубежные молоты /с гидропневматическим приводом, с гидромеханическим приводом/. Технические характеристики молотов приведены в приложении I.

Молот для забивки свай рассчитывают по методике, изложенной в СНиП 3.02.01.-87 “Земляные сооружения, основания и фундаменты”. Методика основана на известных зависимостях между минимальной массой молота и массой свай, массой молота и несущей способностью сваи.

а/ Определяется необходимая для погружения сваи минимальная энергия удара молота:

Е_h = 0,045 N, кДж / 1 /

где N – расчетная нагрузка, передаваемая на сваю кН.

/1 кгс. м = 9,807 Дж ≈10 Дж = 10 ^-2 кДж/.

б/ Определяется расчетная энергия молота Еd для типов молотов:

подвесных и паровоздушных одиночного действия –

Е_d = С_т Н, кДж / 2 /

трубчатых дизель молотов – Е_d = 0,9 С_т Н, кДж / 3 /

штанговых дизель молотов – Е_d = 0,4 С_т Н, кДж / 4 /

паровоздушных двойного действия – согласно паспортным данным.

где С_т – вес ударной части паровоздушного или дизель-молотов, или

вес подвесного молота, кН.

Н – фактическая высота падения ударной части молота м. /При

выборе молотов принимается на стадии окончания забивки

свай для трубчатых дизель-молотов Н=2,8м; для штанговых

при массе ударной части 1250, 1800 и 2500 кг соответственно

1,7; 2 и 2,2 м для паровоздушных – табл.1, прил.А.

в/ Проверяют условие: Е_d ≥ Е_h / 5 /

г/ Тип молота, удовлетворяющий условию /5/ проверяют на 5условие:

m₁ + m₂ + m₃

К = ——————— ≤ K_T ; т/кДж, / 6 /

E_d

где m₁ – полная масса молота, т;

m₂ – масса сваи с наголовником, т;

m₃ – масса надбавка, т /для деревянных свай/,

К – коэффициент соотношения масс тел и энергии для их

перемещения или коэффициент применимости молота,

К_т – то же по таблице СНиП.

При расчете варианта молота для забивки наклонных свай энергию удара молота Е_h следует определять умножением на коэффициент К₁, значение которого 11; 115; 1,25; 1,4 принимают соответственно для свай с наклоном 5:1; 4:1; 3:1; 2:1.

Значение коэффициента К_т в выражении /6/ принимается в зависимости от типа молота, материала свай по таблице 1. /СНиП 3.02.01-87/.

Таблица 1 – Значение коэффициента К_т т/кДж

Тип молота	Кт, т/кДж для материала свай
	железобетон	сталь	дерево
Трубчатые дизель-молоты и молоты двойного действия	0,6	0,55	0,5
Молоты одиночного действия и штанговые дизель-молоты	0,5	0,4	0,35
Подвесные молоты	0,3	0,25	0,2

Примечание: При забивке стального шунта, свай любого типа с подмывом, свай и стальных труб с открытым нижним концом указанное значение /К/ увеличивают в 1,5 раза.

Если условию /6/ удовлетворяет ряд молотов, то наиболее приемлемым для производства работ считают тот, для которого расчетное значение /К/ наиболее близко к табличному /табл. 1 /.