9. Вибропогружение свай

Погружение свай вибрационным воздействием происходит с помощью вибропогружателей, которые представляют собой электромеханический возбудитель направленных колебаний определённой частоты. Вибропогружатель закрепляют в верхней части сваи или шпунта, он передаёт свае вибрацию, а через неё грунту, в результате чего в зоне контакта уменьшаются силы трения и свая под воздействием собственного веса и веса вибропогружателя заглубляется в грунт. Вибропогружение эффективно в водонасыщенных грунтах. Высокочастотные вибропогружатели (700-1500 1/мин) используют для погружения лёгких свай и металлического шпунта, низкочастотные (300-500 1/мин) – для тяжёлых железобетонных свай. Вибропогружатель подвешивается к крюку крана или устанавливается в направляющих стрелах копра.

Применение вибромолотов, оказывающих на сваю одновременно ударные и вибрационные воздействия, позволяет ускорить процесс. Соотношение массы погружателя к массе сваи принимается при вибрационном и виброударном способе равным 1,3-1,5, при вибровдавливании 4,5-6 (сравните: при вдавливании 26-35).

Отказ для вибропогружателей определяют за 1 минуту работы при заданном напряжении тока в сети.

10. Выбор вибропогружателя

Выбрать вибропогружатель простейшим способом можно по методике, изложенной ниже.

Тип вибропогружателя в зависимости от грунтовых условий и глубины погружения сваи подбирают по отношению где – момент эксцентриков кН см, – общая масса сваи или сваи – оболочки, наголовника и вибропогружателя, кН. Отношение при применении вибропогружателей со скоростью вращения эксцентриков 300-500 об/мин должно быть не менее значений, приведённых в таблице 28.

Таблица 28. Значение при выборе вибропогружателей

Грунты	Способ погружения	Ко/Qm при глубине погружения, м
		до 15	более 15
Легкие водонасыщенные пески, мягко- и текучепластичные глинистые	Без подмыва и извлечения грунта из оболочек	0,8	1
Средние влажные пески, туго- и мягкопластичные глины и суглинки	Периодический подмыв и удаление грунта из оболочек	1,1	1,3
Тяжёлые твёрдые или полутвёрдые глины, пески гравелистые	Подмыв с удалением грунта из оболочек ниже ножа	1,3	1,6

Подбор вибропогружателя по соотношению сводится к его «примерке» к условиям погружения. Более рационально применить погружатель, для которого отношение будет ближе к табличному, заметьте, что в таблице 14 способы погружения комбинированные, когда кроме воздействия вибрации используется ещё и подмыв

При выборе низкочастотного вибропогружателя следует выполнить условие, чтобы число, выражающее момент эксцентриков вибропогружатели в кГм, превосходило не менее чем в 7 раз число, выражающее вес вибросистемы в кг (вес вибропогружателя, наголовника и свай или оболочки) для лёгких грунтов и не менее чем в 11 раз для средних и тяжёлых грунтов.

Рекомендации по выбору вибропогружателя приведены в табл. 29

Таблица 29. Рекомендации по выбору вибропогружателя

Наименование элемента и его размеры в м	Мягкопластичные глины и суглинки, рыхлые пески		Тугопластичные глины и суглинки, пески средней плотности		Плотные глины, суглинки и пески
	Глубина погружения в м
	до 15	до 25	до 15	до 25	до 15
Деревянный шпунт	ВПП-4	-	ВПП-2	-	-
Стальной шпунт	ВПП-4	ВПП-2	ВПП-2	ВП-IV	ВП-IV
		ВПП-1	ВП-1
Деревянные сваи диаметром до 0,3	ВПП-2 ВП-1	-	ВП-IV	-	ВП-30
Железобетонные сваи 0,3×0,3; 0,4×0,4	ВП-IV	ВП-30	ВП-30	ВП-30 ВП-3	ВП-30 ВП-3
Железобетонные оболочки диаметром 0,4-0,6	ВП-IV ВП-30	ВП-30 ВП-3	ВП-30 ВП-3	ВП-30 ВП-80	ВП-30 ВП-80
То же 0,8-1,0	ВП-30 ВП-3	ВП-30 НВП-56	ВП-30 НВП-56	ВП-80	ВП-80
То же 1,2-1,4	ВП-30 НВП-56	ВП-80 ВУ-1,6	ВП-80 ВУ-1,6	ВУ-1,6	ВУ-1,6
То же 1,6-2,0	ВП-80 ВУ-1,6	ВУ-1,6 ВП-160	ВУ-1,6 ВП-160	ВУ-1,6 ВП-170	ВУ-1,6 ВП-170
То же 2,0-3,0	ВП-160	ВП-170	ВП-170	ВП-250	ВП-250

Возможно провести выбор низкочастотного вибропогружателя по значению вынуждающей силы.

(6)

где – вынуждающая сила вибропогружателя, кН;

–расчётная несущая способность сваи, кН;

–вес вибросистемы, включая вибропогружатель, сваю и наголовник, кН.

–коэффициент снижения бокового сопротивления грунта во время вибропогружения, (табл. 30).

Таблица 30. Значение коэффициента

Грунты	Кб
Средней плотности:
гравелистые	2,5
крупные	3,2
средней крупности	4,9
мелкие	5,7
пылеватые	6,2
Пылевато-глинистые грунты при показателе текучести:
0	1,6
0,2	2,6
0,5	4,4
0,8	5,8

Таблица 31. Техническая характеристика вибропогружателей

Показатели	СП-42Б	ВУ-1,6	В1-722	ВП-3М	ВПП-2А С-401
Статический момент дебалансов, Н·см.	93	345	500	263	10
Число колебаний в 1 мин	420	495	475;550	408	1500
Вынуждающая сила, кН	250	958	1250;1700	44	250
Электродвигатели:
количество	1	2	1	1	1
мощность, кВт	60	250	200	100	40
Амплитуда колебаний (без сваи), мм	20	-	50	36	14,3
Масса вибропогружателя, кг	4560	11700	15600	7200	2200

Таблица 32. Технические характеристики вибропогружателей

Параметры вибропогружателей	Ед. изм.	Тип вибропогружателя
		Высоко­частотные		Низкочастотные
		ВПП-4	ВПП-2	ВП-1	ВП-IV	ВП-30	ВП-3	ВП-80	ВП-160	ВП-170	ВП-250	ВУ-1,6	НВП-56
Величина возмущающей силы	Т	14	25	19	30	38-57	43,2	51-91	100-160	100-170	184-286	96	48,5
Максимальный момент эксцентриков	кГм	5,5	10	93		202	236	275	352	510	314-565	346	500
Число оборотов грузовых валов	об/мин	1500	1500	420		414-505	408	408-545	405-505	408-550	540-667	498	300
Число грузовых валов	шт.	2	4	4	4	4	4	4	8	8	2	4
Мощность электро­двигателя	квт	28	30	60		100	100	100	160	160	2500	2× 75	2×80
Вес вибро­погружателя	т	2,0	4,5	4,7		6,1	8,0	9,2	11,2	13,3	11,0	11,0	12,0

Техническая характеристика вибропогружателя В-401.

Наибольшая глубина погружения свай или шпунта в грунт, м:

• песчаный……………………………………………………….15;

• глинистый…………………………………………………...…10.

Масса погружаемой сваи или шпунта, т….………………….....1,5

Наибольшая возмущающая сила, кН…………………………..250

Установленная мощность, кВт……………….……………..…...40

Масса вибропогружателя, т………………………………..........2,6

Техническая характеристика вибропогружателя СП-42А (С-10003А).

Мощность электродвигателя, кВт…………………..…........…...60

Частота колебаний, кол/мин…………………………………....420

Статический момент сил эксцентриков, кН·м…………….....…93

Возмущающая сила при вращении эксценетриков, кН............185

Габаритные размеры (длина*ширина*высота), мм…32112902118

Масса (без пульта управления и конуса), кг…..……..............3950

Масса всего комплекта, К2………...………………………….4950

Вибропогружатель СП-42А применяется для погружения в слабые, водонасыщенные и песчаные грунты свай массой до 3т.

Вибропогружатель в комплекте со сменным оборудованием может быть навешен на копер, экскаватор, кран самоходный или рельсовый, трактор, бульдозер или автомобильный кран. При выборе механизма учитываются: его полезная высота, грузоподъёмность, способность погружать наклонные сваи, изменять вылет и поворачивать башню, тип путей передвижения, потребляемая мощность, способ монтажа, демонтажа и перебазирования, а так же специфические условия строительной площадки. Грузоподъёмность подбирается по общей массе сваи и погружающего механизма.