Техническая характеристика отечественных копровых установок для забивки свай
Показатели | МСК-1 | CП-49В | КН-1-16 | КГМ-16 | CП-46 КМ-12 | CII-69 | CII-56 |
самоходные на базовой машине | рельсовые | ||||||
автомобиль КрАЗ-25615 | трактор Т-170 МБГ-1 | экскаватор ЭО-5122А | экскаватор ЭО-6123 | неповоротный | поворотные | ||
Высота копра полная, м | 14,9 | 18,3 | 24,56 | 25,0 | 23,4 | 24,0 | 29,0 |
Грузоподъемность, т: | |||||||
для молота | 3,0 | 6,0 | 6,0 | 17,0 | 6,5 | 7,0 | 12,0 |
для сваи | 3,0 | 6,0 | 6,0 | 6,5 | 5,5 | 7,0 | 8,0 |
Наклоны мачты: | |||||||
назад | 4:1 | 3:1 | 3:1 | 3:1 | 3:1 | 3:1 | 3:1 |
вперед | 4:1 | 8:1 | 8:1 | 8:1 | 8:1 | 8:1 | 8:1 |
поперек | 4:1 | 8:1 | 5:1 | 10:1 | - | 30:1 | - |
Изменение вылета мачты, м | 0,4 | 0,4 | 0,55 | 1,2 | 1,05 | 1,2 | 1,35 |
Масса, т: | |||||||
ударной части молота | 1,25 | 2,5 | 2,5 | 3,5-7,5 | 2,5 | 2,5 | 3,5-5,0 |
копровой установки без молота | 22,9 | 28,6 | 54,0 | 70,0 | 15,5 | 26,0 | 54,3 |
навесного оборудования | 9,4 | 9,14 | 17,0 | 17,0 | - | - | - |
Установленная мощность, кВт |
Таблица 8
Техническая характеристика зарубежных копровых установок для забивки свай
Показатели | РМ-20 Junttan Финляндия | М-90 Menсk Германия | MH-32103 Delmag Германия | LS-108RH Sumitomo Япония | Kobe Steel Япония | KH-500L-PD Hitachi Япония | L-77 Landswerk Швеция |
самоходные на базовой машине | |||||||
гусеничный экскаватор | экскаватор IME | гусеничный экскаватор | гусеничный кран г.п. 40 т | гусеничный кран или экскаватор | гусеничный кран г.п. 100 т | гусеничный кран или экскаватор | |
Высота копра полная, м | 22,0 | 19,5 | 22,0 | 24,0 | 21,0 | 32,0 | 21,7 |
Грузоподъемность, т: | |||||||
для молота | 6,0 | 4,5 | 11,0 | 6,3 | 3,2 | 19,2 | 4,0 |
для сваи | 6,0 | 3,0 | 6,0 | 5,0 | 3,7 | 15,0 | 4,0 |
Наклоны мачты: | |||||||
назад | 3:1 | 4:1 | 3:1 | - | 2,5:1 | 3:1 | 3,5:1 |
вперед | 3:1 | 4:1 | 6:1 | - | - | 8:1 | 3,5:1 |
поперек | 5:1 | 20:1 | 15:1 | - | - | 8:1 | 4:1 |
Изменение вылета мачты, м | 1,5-6,0 | 1,75-6,0 | 1,2-6,3 | 5,6 | 5,0 | - | 4,6 |
Масса, т: | |||||||
ударной части молота | до 6,0 | 2,2 | 4,6 | - | - | 7,2 и 8 | - |
копровой установки без молота | 40,0 | - | 58,0 | 60,6 | - | 160,0 | 39,0 |
навесного оборудования | - | - | 14,0 | - | 5,77 | 30,4 | 7,2 |
Установленная мощность, кВт | - | 18,5 |
Самоходные рельсовые копры (рис. 12) - традиционные средства забивки сваи. Однако у них большой вес, высокая трудоемкость сборки-разборки, малая маневренность, и они требуют устройства рельсовых путей. Поэтому при строительстве мостов преимущество отдается самоходным копрам на гусеничном ходу.
Все шире входят в практику также бескопровые сваебойные установки (пример см. на рис. 14). Когда ими пользуются, сваю надо предварительно надежно зафиксировать в направляющих или лидерной скважине. Установка закрепляется на голове сваи при помощи крана, а затем запускается и работает автономно.
Рис. 14. Бескопровая сваебойная установка:
1 - дизель-молот; 2 - строповочная серьга; 3 - «кошка» 4 - направляющая для молота и «кошки»; 5 - кольца 6 - свая; 7 - лидерная скважина; 8 - наголовник 9 - стакан; 10 - рама
Вибропогружатели
Способ вибропогружения применяют для заглубления в нескальные грунты на глубину 20-70 м преимущественно железобетонных, металлических или комбинированных свай-оболочек диаметром 1-3 м.
Различают низкочастотные (с циклической частотой колебания (о менее 10 Гц) и высокочастотные (с частотой свыше 16,6 Гц) вибропогружатели.
Первые отечественные низкочастотные (300...500 об/мин) вибропогружатели ВП-1 и ВП-3 для погружения свайных элементов большого поперечного сечения и длины были созданы в НИИ Мостов при ЛИИЖТе в 1950-1952 гг. Они явились прообразом многих последующих конструкций.
Механический вибропогружатель включает в себя: собственно вибратор, состоящий из нескольких грузовых валов с насаженными на них тяжелыми эсцентриками; приводной электродвигатель с редуктором для передачи крутящего момента валам; наголовник для жесткого прикрепления вибратора к свае (рис. 15).
Рис. 15. Низкочастотный вибропогружатель ВПМ-170:
1 - эксцентриковые валы; 2 - электродвигатель; 3 - блок шестерен; 4 - синхронизирующие шестерни; 5 - фланец
В процессе вращения в разные стороны грузовых валов, соединенных синхронизирующими шестернями, возникает направленная вдоль вертикальной оси вибратора знакопеременная вынуждающая сила, которая изменяется по гармоническому закону. Максимальное значение вынуждающей силы можно определить по формуле
Pв = Qэeω2/g, (14)
где Qэ - вес эксцентрикой; е - расстояние от оси вращения до центра тяжести эксцентриков; ω - угловая скорость вращения грузовых валов; g - ускорение силы тяжести (g = 9,81 м/с2).
Произведение Qэ·е представляет собой суммарный грузовой момент М эксцентриков вибратора и вместе с вынуждающей силой Рв является одной из основных его характеристик.
Под действием вибратора, жестко соединенного со сваей, в нелинейной динамической системе вибратор-свая-грунт возникают продольно направленные колебания с амплитудой А. Если амплитуда достигает критического значения, при котором происходит преодоление сил трения по боковой поверхности, свая, проскальзывая в грунте, периодически надавливает нижним концом на него, преодолевая его сопротивление и в этой зоне. Амплитуда А0 колебаний вибросистемы после срыва сил трения в основном зависит от величины грузового момента и массы вибросистемы:
А0 = Qэe/(Qв + Qсв = М/G, (15)
где Qв и Qсв - вес вибратора с наголовником и сваи соответственно.
В последние десятилетия больше других использовался для погружения железобетонных свай-оболочек диаметром 1,6 м и 3,0 м длиной до 60-70 м отечественный вибропогружатель ВП-160 (ВП-170, BПM-170) - см. рис. 15. Характерной его особенностью является использование двухскоростной схемы вращения грузовых валов, из которых половина вращается с удвоенной скоростью. Поэтому вынуждающая сила, направленная вниз, превышает силу, направленную вверх.
Обычно вибропогружатель закрепляют па свае болтами посредством наголовника (рис. 16). При погружении свай-оболочек Ø 3,0 м применяют спаренный вибропогружатель из двух вибропогружателей ВПМ-170, установленных на едином наголовнике. Совместность колебаний вибропогружателей обеспечивается соединением их синхронизирующими шестернями 4 (см. рис. 15).
Рис. 16. Крепление вибропогружателя к оболочке:
1 - вибропогружатель: 2 - переходной патрубок; 3 - болты крепления; 4 - фланец оболочки; 5 - оболочка
Другой конструкцией вибропогружателя является модель с проходным отверстием в центральной части, что позволяет извлекать грунт грейфером из полости оболочки, не снимая вибропогружателя (рис. 17). Однако такие конструкции плохо зарекомендовали себя в эксплуатации.
Рис. 17. Вибропогружатель с проходным отверстием ВУ-1,6
Значительное влияние на производительность погружения свай-оболочек оказывает конструкция узла крепления к ним вибропогружателя, который должен быть жестким. Но болтовые соединения, кроме периодической подтяжки гаек (из-за их отвинчивания под действием вибрации), требуют значительных затрат труда и времени на установку и снятие вибропогружателя. Безболтовые зажимные наголовники (например, гидравлические) позволяют сократить затраты труда в 8-10 раз (рис. 18).
Рис. 18. Гидравлический зажимной наголовник
В процессе погружения в грунт сваи-оболочки при постоянных параметрах вибратора скорость погружения, амплитуда колебаний, сила тока и потребляемая двигателем мощность постелено снижаются. С целью оптимизации режимов погружения в 1969 г. были созданы вибропогружатели с автоматически изменяемыми параметрами. В них максимально возможная скорость погружения при минимальных затратах мощности обеспечивается путем регулирования частоты колебаний и грузового момента эксцентриков на разных стадиях погружения оболочки. Вибропогружатели типа ВРП (табл. 9) некоторыми специалистами признаются наиболее совершенными (см. [20]).
Успешный опыт создания и применения в нашей стране вибропогружателей способствовал развитию свайной вибротехники за рубежом. Так, японской фирмой Kensetsu Kikai Tesa создан параметрический ряд низкочастотных вибропогружателей с вынуждающей силой 370...2140 кН.
Таблица 9
Дата добавления: 2020-07-18; просмотров: 516;