СВАЕБОЙНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
§ 1. Виды сваебойного оборудования Применяется • Для погружения в грунт свай, шпунтов и оболочек (полые сваи) с целью: - предупреждения оползания грунтовых откосов; или - передачи части нагрузки на плотные слои грунта (глубина > 3 м. ) • На вечномерзлых грунтах свайное строительство - один из немногих промышленно освоенных и относительно недорогих способов предотвратить его оттаивание и подвижки под жилыми и промышленными зданиями. Состоит из: • Молота, • Копра, • Силовой установки. Свайные молоты различающихся по типу используемого привода
§ 2. Свайные молоты. Механические С В Паровоздушные А Й Н Вибропогружатели Ы Е Дизельные молоты Прямого действия Двойного действия Простые Подрессоренные Вибромолоты Трубчатые Штанговые
2. 1. Механический молот Состоит из • тяжелого металлического ударника ( «бабы» ), • двигающегося по направляющим. Принцип действия • Канатно-блочный механизм, приводимый лебедкой, поднимает ударник на 4. . . 5 м, • откуда он под действием собственного веса падает на головку сваи. В современном строительстве механические молоты используются редко из-за: - низкого КПД, - малой частоты ударов, - неэффективности при забивке свай под углом.
2. 2. 1. Паровоздушный молот прямого действия Схема : 1 - наголовник сваи; 2 направляющий стакан; 3 - корпус молота; 4 -поршень; 5 - выпускной клапан; 6 — шток поршня; 7 - крепление штока; 8 - впускной клапан; 9 –свая. Использует энергию удара свободно падающего корпуса молота, (цилиндрический стакан), дно – как ударник, стенки – паровоздушная камера. Шток поршня крепится к несущей металлоконструкции. Сжатый пар (воздух) => в штоковую полость => корпус вверх до упора. Когда полость соединяется с атмосферой => давление падает и корпус, свободно падая, ударяет дном по свае. Энергия и частота ударов определяются ходом и массой корпуса и не регулируются. Забивка наклонных свай - мало эффективны.
2. 2. 2. Паровоздушный молот двойного действия Схема: 1 - свая; 2 - наголовник сваи; 3 цилиндр; 4 - крышка цилиндра; 5 - воздушный клапан верхней полости; 6 – поршень; 7 - воздушный клапан нижней полости; 8 – ударник. Холостой и рабочий ходы поршня совершаются под действием сжатого пара или воздуха, подача которого регулируется специальным распределителем. Нижняя часть поршня усилена ударником, передающим энергию удара на наголовник сваи.
Паровоздушные молоты: «-» • Низкий КПД • Громоздкое парогенераторное или компрессорное оборудование. «+» • Экологическая чистота пара и сжатого воздуха.
2. 3. Вибропогружатели • Используют для погружения свай, шпунтов и оболочек в легкие, преимущественно песчаные и суглинистые грунты в водонасыщенном состоянии. • Высокочастотные колебания, генерируемые вибраторами и направленные вдоль оси сваи, передаются через нее на грунт и снижают силы трения и сцепления между частицами грунта и поверхностью сваи. • Погружающая способность сваи пропорциональна: - частоте колебаний, - и величине вертикальной статической нагрузке. • Поэтому свая погружается в грунт под действием собственной массы или дополнительного груза.
2. 3. 1. Простые вибропогружатели • Электродвигатель установлен на корпусе вибратора направленного действия с парным числом дебалансных валов, вращающихся с одинаковой частотой в разных направлениях. • Вибратор крепится к наголовнику, надеваемому на сваю, и приводится в действие от электродвигателя ременной, цепной или зубчатой трансмиссией. Недостатки • Амплитуда, частота колебаний и масса не регулируются, что затрудняет подбор вибратора под массу сваи и свойства грунта. • Пригодны только электродвигатели в виброустойчивом исполнении.
1 - Электродвигатель, 2 - Вибратор, 3 - Наголовник, 4 - Пригрузочные плиты. При движении эксцентрика верх центробежные силы стремятся поднять вибратор, при движении вниз — спустить. В результате при вращении валов создаются колебания, которые в свайном вибропогружатели свай имеют значительную частоту (от 300 до 1500 колебаний в минуту). Для передачи колебаний свае вибратор крепится к ее голове. При работе вибратора свая начинает перемещаться (вибрировать) вверх и вниз, проходя путь в каждую сторону в пределах от 1 до 14 мм. Под влиянием вибрации сопротивление некоторых видов грунтов продвижению сваи уменьшается настолько, что она погружается в грунт под действием собственного веса вибропогружателя.
2. 3. 2. Подрессоренные вибропогружатели • Электродвигатель крепится к массивной сменной плите, играющей роль дополнительной нагрузки. • Корпус вибратора установлен на наголовнике сваи и соединен с плитой через пружинные амортизаторы. • Колебания, передаваемые на электродвигатель, значительно меньше, а масса плиты способствует погружению сваи. • Подбирать параметры колебательного процесса под массу сваи и характеристику грунта можно: - Устанавливая сменные плиты различной массы, - Изменяя вынуждающую силу и амплитуду колебаний за счет специальной конструкции эксцентриков, - -» - межосевое расстояние между валами двигателя и вибратора. • Различают низкочастотные (5 -12 Гц) и высокочастотные (30 - 43).
Вибропогружатели с подрессоренной пригрузкой в отличие от машин простейшего типа с жесткосоединенными элементами состоят из двух частей: - Нижней вибрирующей (в которую входит: вибратор 2 и наголовник 3), - верхней, изолированной от вибраций (состоит из пригрузочных плит 4 и электродвигателя 1). Обе части соединяются системой пружин 5.
2. 3. 3. Вибромолоты • Забивают сваю за счет вибрации и ударов. • Комбинированное воздействие обеспечивает им эффективность, большую, чем у «чистых» вибропогружателей или снарядов только ударного действия. • Способны забивать сплошные и оболочковые сваи и шпунты в более прочные связные и несвязные грунты. • Режим их работы определяется: - прочностью грунта, - жесткостью подвески ударной части, - зазором между бойками ударной части и наголовника. • Масса ударной части вибропогружателя должна составлять не менее 150% массы погружаемого элемента.
-1 - Электродвигатель; 2 - Ременная передача; 3 - Вибратор; 4 - Наголовник; 5 - Пружины; 6 – Плита. . 1
Вибропогружатель с подрессоренным грузом: 1 - скоба для подвески к базовой машине; 2 - грузовая серьга; 3 - виброизолирующая траверса (подрессоренный груз); 4 - рама с виброизолирующими подушками; 5 -рама вибраторов; 6 - корпус вибратора с зубчатым редуктором; 7 - гидрозахват сваи. 6 7 Вибропогружатель с гидроприводом подвешивается к крюку крана или экскаватора. Грузовая серьга, подвешенная к рукояти экскаватора или стреле крана, крепится на виброизолирующей траверсе, которая через упругие подушки соединяется с корпусом дебалансного редуктора. В его основании монтируется гидравлический захват, с помощью которого вибропогружатель соединяется со сваей и передает на нее колебания и пригрузку.
Комплект оборудования для вибропогружения свай 1 - свая; 2 - гидравлический захват; 3 - мотор вибровозбудителя; 4 - амортизиощая платформа; 5 - виброизоляторы; 6 - патрубок с гидравлическим разъемом; 7 - гидромотор; 8 - вибратор; 9 - гидравлический шланг; 10 - панель управления; 11 - дистанционный пульт управления; 12 - силовая установка с маслонасосным агрегатом
2. 4. Дизельные молоты: - надежны, - просты в эксплуатации, - не требуют дополнительного энергосилового оборудования. => делает их сегодня наиболее популярными в строительстве.
2. 4. 1. Трубчатый дизельный молот 1 - наголовник сваи; 2 - шабот; 3 - топливопровод; 4 - топливный насос; 5 - рычаг включения топливного насоса; 6 -кольцевой топливный бак; 7 - поршень; 8 - проушина для крепления поршня; 9 - сферическая головка бойка; 10 - всасывающе-выхлопной патрубок; 11 -цилиндр; 12 – свая.
• Неподвижный цилиндр, установленный на штанге копра, крепится к наголовнику сваи через шабот (металлическая пробка, закрывающая отверстие цилиндра со стороны сваи и способная перемещаться относительно цилиндра в осевом направлении при ударах поршня). Сферические поверхности наголовника и шабота компенсируют возможное отклонение оси молота от направления удара. • Поршень - ударная часть молота, свободно перемещается вдоль цилиндра, внизу оканчивается выпуклой полусферой, эквидистантной углублению в шаботе. • При движении вниз поршень включает насос подачи топлива, которое, попав в цилиндр, собирается в углублении шабота. • Сферическая головка поршня, ударяясь о поверхность шабота, разбрызгивает топливо в сжатом и раскаленном воздухе, в результате чего происходит образование и воспламенение топливовоздушной смеси. • Сила взрыва толкает поршень вверх, шабот - вниз = > забивка сваи.
2. 4. 2. Штанговые дизельные молоты 1 - свая; 2 - проушина; 3 -удерживающий крюк; 4 -траверса; 5 - штанга; 6 -ударный цилиндр; 7 - топливная форсунка; 8 - поршневой блок; 9 - верхняя пята сферической опоры; 10 -нижняя пята сферической опоры, надевающаяся на сваю управления;
• Подвижный цилиндр скользит по двум направляющим цилиндрическим штангам, соединенным с поршневым блоком. • Свободные концы штанг соединены траверсой, оборудованной захватным устройством, за которое может цепляться подвижный цилиндр. • Монолитный поршневой блок устанавливается на наголовнике сваи с помощью специальной шарнирной опоры, компенсирующей возможную несоосность молота и сваи. • Для улучшения теплообмена поршень имеет внутреннюю полость. Топливная форсунка и система подачи топлива монтируются на поршневом блоке. При падении цилиндра поршень входит в его отверстие и сжимает воздух, оказавшийся внутри цилиндра. После впрыскивания и воспламенения топлива в цилиндре происходит взрыв горючей смеси, отбрасывающий цилиндр вверх и одновременно забивающий сваю. В верхнем положении цилиндр захватывается крюком и удерживается до следующего удара. • Возможна и работа в непрерывном режиме.
Шланговые - трубчатые По сравнению со штанговыми трубчатые молоты обладают в несколько раз большей энергией удара, так как работают при меньшей (в два раза) степени сжатия и большей (на 30. . . 40%) высоте подъема ударной части.
§ 3. Копры Металлическая конструкция, предназначенная для: • фиксации сваи перед забивкой, • монтажа свайного молота на свае, • задания направления забивки, • извлечения забитых свай. Состав • Поворотная или неповоротная платформа на шасси или опорах, • На которой расположены противовес, кабина с органами управления, моторный отсек и мачта (копер). • Мачта шарнирно крепится к платформе опорной секцией, а угол ее наклона фиксируется гидроцилиндрами. • В верхней части мачты смонтированы наголовник и грузовые блоки для установки сваи и молота, а также их подъема и опускания.
1 - Базовое шасси; 2 - Грузовой канат; 3 - Грузовые блоки; 4 - Наголовник; 5 - Мачта; 6 - Направляющие для сваепогружающего агрегата; 7 - Сваепогружающий агрегат; 8 - Свая; 9 - Опорный шарнир. Самоходная копровая установка
Классификация копров По рабочему оборудованию Простые копры • на неповоротной платформе, к которой жестко крепится мачта. • Угол ее наклона на этих установках не регулируется Полууниверсал ьные копры • на поворотной платформе с ненаклоняемой мачтой • на неповоротной платформе с наклоняемой мачтой. Универсальные копры • имеют поворотную платформу, наклоняемую мачту с изменяемым вылетом и самоходное шасси. Специализиров анные копры • могут сочетать признаки любой и дополнит возможности, (выпускаются специально для выполнения определенных работ). С ненаклоняемой мачтой используются для забивки вертикальных свай. С наклоняемыми мачтами - для погружения вертикальных и наклонных свай, шпунтов и оболочек
По типу ходового оборудования Катки Рельсоколесное • Более всего подходят для тяжелого оборудования, • Редко перебрасываются с места на место, так как подготовка опорной поверхности в этом случае - трудоемкое и дорогое мероприятие. Гусеничное Колесное Наиболее популярны: • Могут иметь значительную массу, • Отличаются высокой степенью мобильности • Менее требовательны к качеству опорной поверхности и ровности рабочей площадки • Оснащаются, как правило, небольшие установки, благодаря чему могут быть легко переброшены на значительное расстояние. • Но не могут использоваться на слабых опорных поверхностях
По степени мобильности Передвижные, так называемые буксируемые, не имеющие собственного привода ходового оборудования Самоходные, способные самостоятельно менять место дислокации.
По приводу рабочего оборудования П Механический Р Электрический И Гидравлический В О Пневматический Д Комбинированный
§ 4. Тип привода рабочего оборудования Выбор диктуется условиями эксплуатации копровой установки, в частности: • наличием посторонних источников энергоснабжения, • удаленностью от ремонтных баз и складов запчастей, • доступностью квалифицированной консультаций по вопросам эксплуатации, обслуживания и ремонта и т. п.
4. 1. Механический привод «+» Прост, надежен и ремонтопригоден*. «-» Неудобство и большие усилия при манипулировании рычагами управления, • Высокие трудоемкость и частота техобслуживания, • Опасность загрязнения среды из-за регулярного применения смазочных материалов. *В данном случае под ремонтопригодностью понимается возможность ремонта на месте своими силами
4. 2. Электрический привод «+» удобен в управлении (причем он, как правило, автоматизирован), • прост, надежен и экологически безопасен. «-» Опасность поражения током, • низкая ремонтопригодность, • более высокие, чем при механическом приводе, требования к квалификации персонала.
4. 3. Гидравлический привод «+» удобен в управлении, • надежен, • безопасен для персонала • легко автоматизируется. «-» повышенная экологическая опасность • низкая ремонтопригодность.
4. 4. Пневматический привод «+» Удобен в управлении, • Легко автоматизируется, • Прост, надежен, ремонтопригоден, • Безопасен для персонала • Экологически менее опасен, чем гидравлический. «-» Громоздкое и шумное компрессорное оборудование, • Громоздкость исполнительных механизмов
4. 5. Комбинированный привод • Состоит из элементов, относящихся к различным типам приводов. • Наиболее популярны электромеханические, электрогидравлические и пневмогидравлические. • Электромеханические приводы представляют собой комбинацию электродвигателя с механическим редуктором, смонтированную на приводимом рабочем органе. При этом исключена передача механической энергии на большие расстояния вращающимися валами, цепями и т. п. • Электрогидравлические и пневмогидравлические приводы являются, как правило, гидравлическими приводами, управляющие сигналы к распределителям которых передаются в одном случае электрическим током, а в другом - сжатым воздухом. Широкое использование комбинированных приводов обусловлено тем, что они объединяют достоинства приводов разных типов и свободны от их недостатков
Скачать презентацию СВАЕБОЙНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ 1 Виды сваебойного оборудования
Раздел XVI.ppt