Машины и оборудование для свайных работ

Для забивки свай и шпунтов применяются молоты (механические, паровоздущные, дизельные), машины вибрационного действия (вибропогружатели и вибромолоты), копровое оборудование.

 

Основным элементом простейшего механического молота я вляется рабочий орган, падающий с определенной высоты и носящий удары по наголовнику, закрепленному на головке.

Так устроен молот массой 1000...5000 кг с высотой падения рабочего органа 1,5...3 м с частотой ударов 4... 12 в минуту. Из-за малой производительности такие молоты имеют ограничительное применение используются для погружения свай небольшой длины (3...5 м) при незначительном объеме свайных работ.

 

Паровоздушные молоты бывают простого и двойного дейст­вия. В молотах простого действия энергию привода (пар или сжа­тый воздух) используют только для подъема ударной части (холо­стой ход), а ее падение (рабочий ход) происходит под действием собственного веса.

 

Дизельные молоты (штанговые, трубчатые) — это свайные погружатели, использующие в процессе работы энергию сгораю­щих газов. Они работают по принципу двухтактных двигателей внутреннего сгорания, у которых давление газов, образующееся при сгорании жидкого топлива, передается непосредственно рабо­чему органу — ударной части.

 

Рис.15.3. Дизельные молоты: а – штанговый; б – трубчатый;

1 – поршень; 2 – цилиндр; 3 – штанга; 4 – крюк; 5 – кошка; 6 – форсунка;

7 – толкатель 4; 8, 15 – топливные насосы; 9 – трубопровод; 10 – серьга;

11 – наголовник; 12 – сферическая плита; 13 – пята; 14 – углубление;

16 – рычажок; 17 – цилиндр; 18 – поршень; 19 – выхлопные окна;

20 – шаровая головка; 21 – штырь

В штанговом дизель-молоте (рис.15.3, а) ударной частью является массивный цилиндр 2, который, двигаясь по направляющим штангам 3, падает на поршень 1. Усилие от поршня к наг довнику сваи 11 передается через сферическую плиту 12, соединенную с поршнем и наголовником серьгой 10. Образованы шарнирная опора обеспечивает центральный удар по свае при в котором смещении осей молота и сваи.

Для пуска дизель-молота цилиндр крюком 4 кошки 5 поднимается в верхнее положение (на рисунке показано штрихпунктирной линией). При повороте крюка цилиндр под действие собственного веса падает вниз. Воздух, заполнивший полость цилиндра, сжимается, нагреваясь до температуры воспламенения топлива. Падающий цилиндр наносит удары по свае и одновременно приливом нажимает на толкатель 7 топливного насоса установленного на основании поршня. Горючее, поступая по трубопроводу 9, впрыскивается в цилиндр форсункой 6. Нагреть воздух воспламеняется, и силой взрыва цилиндр отбрасывается вверх. При этом отработанные газы свободно выходят в атмосферу. Достигнув крайнего верхнего положения, цилиндр теряет скорость и начинает двигаться вниз, вновь сжимая воздух. Цикл р боты повторяется, и молот работает автоматически до тех по пока насос не выключится. Частота ударов молота — 50... 110 в минуту. Такие молоты применяется при относительно небольших массах погружаемых свай (350...2000 кг).

 

В трубчатом дизель-молоте (рис.15.3, б) ударной часть является подвижный поршень с шаровой головкой 20. Цилиндр молота 17 неподвижен и представляет собой длинную трубу, открытую сверху. В нижней части отверстие трубы закрыто пятой 13, имеющей сферическое углубление 14, соответствующее шаровой головке поршня. На нижней поверхности пяты установлен штырь 21, входящий в наголовник сваи.

Дизель-молот подвешивают к стреле копра, устанавливают на головку сваи и закрепляют в стреле. Затем поршень лебедке Копра с помощью захвата кошки поднимают в верхнее положение.

После раскрытия кошки поршень под действием собственного веса начинает двигаться вниз. При падении он отжимает рычажок 16 топливного насоса 15 и приводит его в действие, тем самым обеспечивая подачу топлива в сферическое углубление. Опускаясь вниз, поршень перекрывает выхлопные окна 19, сжимая воздух до объема кольцевой камеры сгорания, образованной поверхностями рабочего цилиндра, поршня и углублением пяты. В момент удара поршня о пяту энергия затрачивается на погружение сваи и на сжатие смеси. Топливо воспламеняется, силой давления расширяющихся газов поршень подбрасывается вверх и цикл работы молота повторяется. Частота ударов молота 50…60 в минуту.

 

Основные преимущества дизель-молотов:

- независимость от посторонних источников энергии;

- простота устройства и эксплуа­тации;

- высокая производительность.

Это обеспечило их широкое распространение.

 

 

Вибропогружатель (рис. 15.4, а) состоит из вибровозбудителя направленного действия 2 с дебалансами 3, электродвигателя 4, служащего приводом, и наголовника 1, крепящегося к свае свои­ми щеками. Вращение от электродвигателя залов дебалансов пе­редается клиноременной передачей. При вращении валов возни­кает центробежная (вынуждающая) сила Р₀, приводящая в колебание погружатель и сваю. Необходимая для успешного по­гружения сваи сила подбирается в зависимости от водонасыщен-ности грунта, вида, размеров и веса сваи. Рассмотренный вибро­погружатель применяется в основном для погружения свай в водонасыщенные несвязные грунты. Недостатком таких погружа­телей является быстрый износ электродвигателя, так как он под­вергается вибрации.

Рис.15.4. Схемы вибрационных погружателей свай:

А, б –вибропогружатели; 1 – наголовник; 2 – вибровозбудитель;

3 – дебаланс; 4 – электродвигатель; 5 – плита; 6 – пружина;