Гидромолоты

Все большее распространение получают гидромолоты (рис. 3.14), в которых источником энергии удара является пульсация давле­ния рабочей жидкости.

К достоинствам этого типа сваебойного оборудования отно­сятся бесступенчатая регулировка частоты (3...240 мин^-1) и энер­гии (5... 100 %) ударов, значительная продолжительность удара (не менее 18 мс), минимальное сейсмическое воздействие на приле­гающие грунтовые поля, что позволяет вести сваебойные работы вблизи уже построенных объектов и эффективно работать на тя­желых (с сопротивлением до 2 400 кН) грунтах. Особенностью ра­бочего процесса гидромолота является то, что гидродвигатель не только поднимает ударную массу, но и придает ей при движении вниз ускорение до 13,3 м/с². Трубчатые гидромолоты используют для забивки стальных труб и профилей, в том числе на морском шельфе. Штан­говые гидромолоты с ударной массой до 12 т используют для забивки свай в тяжелых условиях, в том числе на веч-номерзлых грунтах.

Независимо от типа ударного меха­низма, используемого для забивания свай, основой, на которой монтируют рабочее оборудование, является уста­новка, называемая копром. Копер — это металлическая конструкция, предназна­ченная для фиксации сваи перед забив­кой, монтажа свайного молота на свае, задания направления забивки и извле­чения забитых свай.

Рис. 3.14. Штанговый гидромолот:

1 — проушина; 2 — кожух; 3 — аккумулятор; 4 — подвеска гидродвигателя; 5 — верхний кор­пус; 6 — клин; 7— гидродвигатель; 8 — штанга; 9 — опора; 10 — шток гидродвигателя; 11 — шарнир; 12 — баба; 13 — амортизатор; 14 — ниж­ний корпус; 15 — резиновый амортизатор; 16 — наголовник; 17—свая; 18—захват; 19—грузо­вая скоба

Выбор копровой установки с тем или иным типом привода рабочего оборудования диктуется условиями ее эксплуатации, в частности, наличием посторонних источников энергоснабжения, удаленностью от ремонтных баз и складов запасных частей, до­ступностью квалифицированных консультаций по вопросам экс­плуатации, обслуживания и ремонта и т. п.

Механический привод прост, надежен и ремонтопригоден (в дан­ном случае под ремонтопригодностью понимается возможность ремонта на месте своими силами). В числе его недостатков — не­удобство манипулирования рычагами управления и большие уси­лия, необходимые для этого, высокие трудоемкость и частота тех­нического обслуживания, а также опасность загрязнения среды из-за частого применения смазочных материалов.

Электрический привод удобен в управлении (причем он, как правило, автоматизирован), прост, надежен и экологически без­опасен. К его недостаткам относят опасность поражения током, низкую ремонтопригодность, более высокие, чем при механи­ческом приводе, требования к квалификации персонала.

Гидравлический привод удобен в управлении, надежен, безопа­сен для персонала и легко автоматизируется. Среди его недостат­ков — повышенная экологическая опасность и низкая ремонто­пригодность.

Пневматический привод удобен в управлении, легко автомати­зируется, прост, надежен, ремонтопригоден, безопасен для пер­сонала и экологически менее опасен, чем гидравлический. Его основным недостатком является громоздкое и шумное компрес­сорное оборудование, а также громоздкость исполнительных ме­ханизмов.

Комбинированный привод состоит из элементов, относящихся к различным типам приводов. Наиболее популярны электромехани­ческие, электрогидравлические и пневмогидравлические приво­ды.

Вибропогружатели и вибромолоты. Вибропогружатели использу­ют для погружения свай, шпунта и оболочек в легкие, преимуще­ственно песчаные и суглинистые грунты, находящиеся в водонасыщенном состоянии.

Высокочастотные колебания, генерируемые вибраторами и направленные вдоль оси сваи, передаются через нее на грунт и снижают силы трения и сцепления частиц грунта между собой и поверхностью сваи. Способность сваи к погружению пропорциональна частоте колебаний и величине вертикальной статической нагрузке, но погружается она в грунт только при наличии силы, направленной вертикально вниз. Это может быть как собственная сила тяжести сваи, так и сила тяжести дополнительного груза. Простые вибропогружатели с жестким соединением узлов отли­чаются несложной конструкцией. Вибратор направленного дей­ствия с парным числом дебалансных валов, вращающихся с оди­наковой частотой в разных направлениях, крепят к наголовнику, надеваемому на сваю. Крутящий момент передается на валы виб­ратора от электро- или гидродвигателя ременной, цепной или зубчатой трансмиссией. У простых вибраторов амплитуда, частота колебаний и масса не регулируются, что осложняет подбор виб­ратора под массу сваи и свойства грунта. Кроме того, для вибро-погружателей с такими вибраторами пригодны только электро-или гидродвигатели в виброустойчивом исполнении У вибропо­гружателей с дополнительным подрессоренным грузом электро­двигатель крепят к массивной сменной плите, играющей роль дополнительной пригрузки. Корпус вибратора установлен на наголовнике сваи и соединен с плитой через пружинные амортизаторы. Благодаря массивной плите и пружинным амортизаторам колебания, передаваемые на электродвигатель, значительно меньше, а сила тяжести плиты ускоряет погружение сваи.

Устанавливая сменные плиты различной массы, можно под­бирать параметры колебательного процесса под массу сваи и ха­рактеристики грунта. Этой же цели служит конструкция эксцент­риков, допускающая изменение вынуждающей силы и амплиту­ды колебаний. Межосевое расстояние между валами электродви­гателя и вибратора в таких вибропогружателях непостоянно что учитывается при выборе трансмиссии и проектировании ее пара­метров. Различают низкочастотные и высокочастотные вибропо­гружатели, диапазон рабочих частот которых лежит в пределах 5... 12 и 30...43 Гц соответственно.

Кроме перечисленных применяют методы завинчивания и вдав­ливания свай, а также формирования их в обсадных трубах сква­жин.

Винтовые сваи широко применяют при сооружении опор элек­трических и контактных сетей, свайных фундаментов мелкого и | глубокого заглубления, а также как анкерные устройства в раз­личных грунтовых условиях.

По сравнению с забивкой, вибропогружением и вдавливанием применение винтовых свай позволяет сократить продолжитель­ность работ, уменьшить расход металла и сократить расход других строительных материалов на 30... 50 %. Винтовая свая представля­ет собой толстостенную трубу, наглухо заваренную и заострен­ную в нижней своей части. На заостренной части сваи наварена однозаходная винтовая лопасть, диаметр которой увеличивается по мере удаления от конца сваи.

Очертания винтовой лопасти обеспечивают завинчивание сваи без приложения дополнительной осевой нагрузки. Корпус-скоба 3 механизма вращения (рис. 3.16), подвешивается к стреле 5 базо­вой машины или копра с помощью горизонтального шарнира.

Рис. 3.16. Устройство для завинчивания свай:

1— шестигранный хвостовик; 2 — редуктор; 3 — корпус-скоба; 4 — гидродвига­тель; 5 — стрела базовой машины