13. Определение технологических параметров сваевдавливающего оборудования

Основные параметры процесса вдавливания (усилие и скорость вдавливания, глубина погружения сваи) назначаются исходя из следующего условия, обеспечивающего погружение сваи.

>>,(8)

где –допускаемое сжимающее усилие на голову сваи, определяемое из условия прочности материала ствола сваи, кН; 

–максимальное вдавливающее усилие, которое может быть создано в данных условиях вдавливающим оборудованием, кН; 

–максимальное сопротивление грунта погружению сваи, кН.

–определяется в соответствии с требованиями СНиП 2.03.01-84.

Значение определяется по табл. 36 исходя из достигаемого разрежения в вакуумной камере .

Таблица 36. Зависимость анкерующего эффекта и вдавливающего усилия от степени разрежения в вакуумной камере анкера

Наименование показателей	Показания вакууметра на диафрагме, доли единицы
	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8
Анкерующий эффект, кН	250	400	550	700	850	1000	1150	1300
Максимальное вдавливающее усилие, кН:
для СВО-В-1	260	380	500	620	740	860	980	1100
для СВО-В-2	375	495	615	735	855	975	1095	1215

Определяется давление в вакуумной камере, соответствующее установившемуся (стационарному) режиму фильтрации, Па:

(9)

Значение определяется физико-механическими характеристиками грунтов основания, поперечными размерами и глубиной погружения сваи. Определённое влияние на усилие вдавливания могут оказывать также скорость погружения сваи и угол заострения нижнего конца.

Учитывая сложный характер зависимости сопротивления грунтов вдавливанию , его значение в конкретных грунтовых условиях достаточно достоверно может быть определено путём погружения пробных свай.

Предварительно на стадии проектирования сопротивление грунтов вдавливанию сваи определяется по формуле:

(10)

где – коэффициенты, учитывающие изменение сопротивления грунтов под подошвой и по боковой поверхности сваи при ее вдавливании (определяются по табл. 37);

–расчётное сопротивление грунта под нижним концом сваи, принимаемое по СНиП 2.02.03-85;

–площадь поперечного сечения сваи, м²;

–периметр сваи;

–расчётное сопротивление i-го слоя грунта основания на боковой поверхности сваи, принимаемое по СНиП 2.02.03-85 кПа;

–толщина i-го слоя грунта, соприкасающегося с боковой поверхностью сваи, м.

Таблица 37. Значения коэффициентов и

Характеристика грунтов
Пылевато-глинистые грунты при показателе текучести:
0,3	0,6	0,6
0<>0,3	0,85	0,80
> 0	1,0	1,0
Песчаные грунты средней плотности и плотные	1,5	1,5

Если условие (8) не удовлетворяется из-за большого сопротивления грунтов, то вдавливание свай следует выполнять с применением лидерных скважин или подмыва.

Определение длительности цикла погружения свай сваевдавливающим оборудованием с вакуумным анкером

Продолжительность полного цикла погружения одной сваи сваевдавливающим оборудованием с вакуумным анкером, мин, зависит от длины погружаемых свай, расстояния, на которое подтаскивают сваю, схемы размещения свай в плане и прочности грунтов основания:

(11)

где –время перемещения сваевдавливающего агрегата с наводкой рабочего органа на точку погружения сваи;

–время подтаскивания и подъёма сваи с заводкой её головы в наголовник;

–продолжительность установки сваи на точку погружения;

–продолжительность опускания опорных плит и анкера, выравнивания рамы, включения в работу вакуумного анкера;

–продолжительность вдавливания сваи;

–время подъема анкера и опорных плит.

Время , затрачиваемое на перемещение агрегата от одной точки погружения свай к другой, определяется схемой размещения свай в плане, расстояниями, между сваями, принятой схемой движения сваевдавливающего агрегата, средней скоростью перемещения агрегата.

При рядовом расположении свай или при сплошном свайном поле и перемещении сваевдавливающего агрегата по металлическим сланям:

(12)

где – расстояние между соседними сваями, м;

–среднее значение скорости перемещения сваевдавливающего агрегата с учётом перекладки cланей, поворотов и других вспомогательных операций, м/мин;

–продолжительность выполнения операции наведения рабочего органа на точку погружения, мин.

Значения и для различных схем движения сваевдавливающего оборудования по металлическим cланям при разных характеристиках расположения свай в плане получены на основании отработки технологических операций на оборудовании СВО-В-1 в производственных условиях (табл. 38).

Таблица 38. Скорость перемещения сваевдавливающего агрегата и продолжительность выполнения операций наведения рабочего органа на точку погружения

Характеристика расположения свай в плане	Движение сваевдавливающего агрегата	, м/мин	, мин
Рядовое расположение свай	"На себя" (рис. 20)	0,33	0,5
	Вдоль ряда сбоку (рис. 21)	1,43	0,5
Сплошное свайное поле	При погружении свай по радиусу действия крана –"на себя" (рис. 22)	0,67	1,0
	Вдоль рядов сбоку челночным способом (рис. 23)	1,43	0,5
Кустовое расположение свай	При покустовом погружении по радиусу действия –на себя" (рис. 24)	0,67	1,0
	При погружении свай рядами –сбоку челночным способом (рис. 25)	1,43	0,5
	При покустовом погружении –вдоль оси куста сбоку (рис. 26)	1,43	0,5

Время, затрачиваемое на подтаскивание и подъем сваи с заводкой ее головы в наголовник,

(13)

где – расстояние, на которое подтаскивается свая, м;

–длина погружаемой сваи, м;

–скорость подъёма крюка для подтаскивания и подъёма сваи, м/мин;

–скорость подъёма рабочего органа сваевдавливающего оборудования, м/мин.

При = 12 м/мин,= 6 м/мин для оборудования СВО-В-1:

(14)

Продолжительность вдавливания сваи:

(15)

где –скорость вдавливания сваи, принимаемая для СВО-В-1 и СВО-В-2 равной: 2,5 м/мин – при погружении свай в глинистые грунты с показателем текучести 0,3 или через лидерные скважины, или с подмывом; 2,0 м/мин – при погружении свай в глинистые грунты с показателем текучести 0 << 0,3, пылеватые и глинистые пески средней плотности; 1,5 м – при погружении в пески крупные и средней крупности средней плотности, глинистые грунты с показателем текучести > 0.

Продолжительность выполнения технологических операций (установки сваи на точку погружения , опускания опорных плит и анкера, выравнивание рамы и включения в работу вакуумного анкера , подъёма анкера и опорных плит ), не зависящих от размеров свай, схем перемещения агрегата и других факторов, принимается по данным хронометража выполнения этих операций; = 2 мин,= 2,3 мин,=1,7 мин.

Рис. 20 – Схема устройства рядов свай при движении "на себя"

Рис. 21 – Схема устройства радов свай при движении вдоль ряда сбоку:

1-48 – номера свай

Рис. 22 – Схема устройства свайного поля при погружении свай по радиусу действия крана с движением на себя:

1-44 – номера свай

Рис. 23 – Схема устройства свайного поля при движении вдоль рядов сбоку

челночным способом:

1-34 – номера свай

Рис. 24 – Схема работы сваевдавливающего оборудования при покустовом

погружении по радиусу действия с движением "на себя":

1-60 – номера свай

Рис. 25 – Схема устройства кустов свай при погружении свай рядами с движением

сбоку челночным способом: 1-71 – номера свай

Рис. 26 – Схема работы сваевдавливающего оборудования при покустовом

погружении с движением вдоль оси куста сбоку:

1-40 – номера свай

Таблица 4. Технические характеристики вакуумных насосов

Наименование показателей	Марка насоса
	АВЗ-63Д	АВЗ-90	АВЗ-125Д	АВЗ-180	НВЗ-300
Быстрота действия в диапазоне давлений от атмосферного до 0,26 кПа, л/с	63	90	125	180	300
Мощность электродвигателя, кВт	6,0	8,5	10,0	12,0	40
Количество масла на одну заправку, л	10	14	20	28	50

Примечание.Для насосов всех марок предельная температура масла составляет 80°С, частота вращения вала – 520±20 об./мин; в качестве рабочей жидкости используют вакуумное масло ВМ-1, ВМ-4 и ВМ-6.