Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow География arrow ГИДРОТЕХНИЧЕСКИЕ МЕЛИОРАЦИИ
Посмотреть оригинал

Способы погружения свай

Для погружения в грунт готовых свай и шпунтин, а также секций шпунта применяют несколько основных способов: забивка, подмыв, вибропогружение и др. (см. рис. 14.2).

Забивка является одним из самых распространенных способов погружения свай. Под действием ударной нагрузки свая нижней заостренной частью внедряется в грунт. По мере погружения она смещает частицы грунта в стороны, частично вниз и частично вверх. В процессе погружения свая вытесняет объем грунта, сопоставимый объему ее погруженной части. Зона заметного уплотнения грунта вокруг сваи распространяется в стороны на величину, равную двум-трем диаметрам сваи.

Количество затрачиваемой энергии зависит от размеров свай и типа грунта. Легкими для забивки свай считаются связные грунты (суглинки, глины без включения гравия и валунов). Тяжелыми являются несвязные песчаные и гравелисто-песчаные грунты. При наличии в грунте более 20 % гравелистых частиц погружение свай забивкой становится затруднительным.

Серия ударов, после которой замеряется величина погружения сваи, называется залогом, а величина погружения за один залог — отказом.

Наиболее распространенным оборудованием для погружения свай забивкой являются свайные молоты, которые подразделяются на три группы: подвесные (механические) молоты, паровоздушные молоты и молоты внутреннего сгорания.

Подвесные (механические) молоты представляют собой тяжелую чугунную или стальную отливку, снабженную направляющими устройствами, скользящими вдоль стрелы копра.

Лебедки для подъема молота могут иметь привод от электродвигателей или двигателей внутреннего сгорания. Скрепление ударной части с тросом бывает глухим или разъемным. При глухом скреплении молот поднимается вверх, затем лебедка отключается от двигателя, ее барабан растормаживается, а молот падает вниз, разматывая трос и вращая барабан лебедки. При этой схеме теряется до 30 % энергии удара молота. При разъемном скреплении отцепление производится вручную или автоматически. После падения молота трос сматывается с барабана расторможенной лебедки под действием дополнительного груза. Подвесные молоты имеют силу тяжести от 150 до 2 000 кгс (1 500... 20 000 Н) и высоту падения до 3...4 м, которая лимитируется прочностью сваи и высотой копра.

Механические молоты имеют малую производительность и в настоящее время применяются при небольших объемах работ и использовании уже имеющегося на стройке оборудования.

В паровоздушных молотах подъем ударной части происходит за счет энергии пара или сжатого воздуха. По этому принципу работает более сотни различных конструкций таких молотов. Однако и эти молоты имеют ряд недостатков: небольшое число ударов в минуту (до 20) и низкую производительность; момент перекрытия пара (воздуха) определяется рабочим на глаз, что приводит к неравномерной и недостаточной высоте подъема молота; паровоздушный шланг присоединен к подвижному цилиндру, что часто приводит к расстройству соединений.

Молоты внутреннего сгорания работают по принципу двухтактных силовых двигателей внутреннего сгорания, использующих в основном дизельное топливо. Такие молоты называют еще дизельными. Для запуска молота достаточно поднять ударную часть при помощи копровой лебедки и отпустить ее. Дальше молот будет работать автоматически до прекращения подачи топлива. Дизельные двойные молоты (рис. 14.6) выпускаются с силой тяжести ударной части от 100 до 3 500 кгс (1 000...35000 Н).

При работе молота часть энергии расходуется на деформацию материала сваи, в результате чего голова сваи может быть повреждена. Для предохранения сваи от разрушения применяют наголовники.

Погружение свай подмывом (рис. 14.7) является эффективным способом в несвязных грунтах (песчаных, гравелисто-песчаных), т.е. в тех условиях, когда забивка свай наиболее трудоемка. Для погружения свай подмывом может быть использован любой копер, а также подъемный кран. На приготовленную к погружению деревянную сваю для пригрузки опускается молот. Для погружения подмывом тяжелых железобетонных свай пригрузка не требуется.

Параллельно сваи с двух сторон подвешивают трубы диаметром 25... 75 мм. К трубам по гибким шлангам под давлением подводится вода. Нижние концы труб снабжены наконечниками с центральными и боковыми отверстиями для формирования на-

Схемы дизельных свайных молотов

Рис. 14.6. Схемы дизельных свайных молотов:

а — штангового; б — с воздушным буфером; в — трубчатого; г — схемы работы штангового дизель-молота

правленных на подмыв струй. По окончании погружения свай под- мывные трубы извлекают.

Для повышения несущей способности свай последние 1,5...2,0 м ее длины погружают забивкой без подмыва.

Для погружения подмывом полых свай (стальных из труб, труб- оболочек, пустотелых железобетонных) обычно применяют одну центральную подмывную трубу.

Потребные расход и напор воды для погружения свай подмывом зависят от диаметра сваи, глубины ее погружения, типа грунта. Так, при глубине погружения до 8 м в несвязных грунтах при диаметре сваи до 30 см потребный расход воды составляет 10... 12 л/с, напор — 40...60 м вод. ст. В суглинках расход увеличивается до

17... 28 л/с, а напор — до 80... 150 м.

Для увеличения эффективности погружения свай подмывом возможно использование сжатого воздуха в сочетании с подмывом водой. Он способствует более интенсивному размыву и выносу грунта вместе с включениями гравия, гальки и других фракций.

Повреждения свай при погружении подмывом, заключающиеся в размочаливании, раскалывании, расклепывании, и другие повреждения исключены. В то же время исключается погружение способом подмыва наклонных свай. Применение подмыва в 3 — 5 раз повышает скорость погружения свай при увеличении общей производительности работ в 1,2 —1,3 раза.

Теоретическое обоснование способа вибропогружения свай дали в 30-х гг. XX в. Д.Д. Баркан, Ю.Я. Штаерман, К. Н.Добровольский.

Наиболее эффективен способ вибропогружения свай на несвязных грунтах, представленных песками, гравелистыми песками,

Погружение свай подмывом

Рис. 14.7. Погружение свай подмывом:

а — оборудование копра и сваи: 1 — противовесы; 2— свая; 3 — гибкие шланги; 4 — задвижка; 5 — магистральный коллектор от насосной установки; 6 — под- мывные трубы; 7 — молот; 8 — шапочный брус копра; б — типы наконечников для подмывных труб; в — размещение подмывной трубы внутри полой сваи; г — оборудование сваи подмывными и воздушными трубами: 1 — хомут; 2 — свая; 3 — воздушные трубы; 4 — подмывные трубы супесями. Помимо этого вибропогружение в ряде случаев оказалось эффективным на влажных связных и даже мерзлых грунтах при толщине мерзлого слоя до 1,5 м. Вибропогружение свай происходит в 3 — 6 раз быстрее, чем забивка их молотами, и обходится в 2 —2,5 раза дешевле.

Эффективность работы вибропогружателя определяется частотой колебаний (вибраций), определяемой числом колебаний в минуту; амплитудой колебаний, измеряемой в сантиметрах; кинетическим моментом эксцентриков вибратора; величиной возмущающей силы.

Вибропогружатель имеет следующие основные части: сварной стальной корпус; два или четыре вала, вращающихся в подшипниках; посаженные на валы одинаковые зубчатые колеса; система закрепленных на валах дебалансов; наголовник для жесткого скрепления с погружаемой сваей; электродвигатель; клиноременная передача от двигателя к одному из валов вибратора (рис. 14.8).

Кинетический момент дебалансов можно изменить установкой сменных грузов или взаимным смещением постоянно установленных грузов.

В России нашли применение свайные вибропогружатели с возмущающей силой от 1,5 до 25 тс (от 15 до 250 кН) при частоте колебаний в минуту до 3 000. Свайные вибропогружатели можно применять при погружении свай и шпунтин в песчаные и гравелисто-песчаные грунты, забивка в которые сопряжена с большими трудностями.

Помимо сухопутных вибропогружателей широкое применение в гидротехнической мелиорации ландшафта нашли плавучие вибропогружатели, а также многофункциональные агрегаты, оборудованные землечерпательным, землесосным оборудованием и вибропогружателями, смонтированными на понтоне, обеспеченном папильонажным оборудованием и называемым «водный мастер». С помощью указанного оборудования были очищены и реконструированы крупные водоемы в историко-архитектурном комплексе «Царицыно» на территории Москвы. Все свайные работы по берегам водоемов и островов были выполнены с плавучих виб- ропогружных установок Watermaster. По воде было осуществлено частичное транспортирование свай. С помощью плавающих установок были осуществлены такие работы, как механическая очистка дна; гидромеханическая очистка дна и берегов; транспортирование вынутого грунта по плавучим пульпопроводам с одновременным намывом насыпей и формированием повышенных участков берегов и островов.

Поскольку этот агрегат представляет несомненный интерес для различных гидротехнических работ вообще и для работ в области ландшафтной архитектуры в частности, далее приведена его краткая характеристика.

Оборудование для погружения свай способом вибрации

Рис. 14.8. Оборудование для погружения свай способом вибрации:

а — принцип работы вибратора направленного действия: /, V — грузы дебалан- сов направлены в одну сторону (вверх, вниз), действие центробежных сил складывается; //, IV — грузы дебалансов направлены под углом а к горизонту (вверх, вниз), вертикальные составляющие центробежных сил складываются, горизонтальные — гасятся; III, VI — грузы дебалансов направлены в противоположные стороны (внутрь, наружу), действие центробежных сил уравновешивается, равнодействующая равна нулю; б — схема простого вибропогружателя; в — схема вибропогружателя с подрессоренной пригрузкой; I — электродвигатель; 2 — одинаковые зубчатые колеса; 3 — закрепленные на валах дебалансы; 4 — вал, вращающийся в подшипниках; 5 — сварной стальной корпус; 6 — наголовник для скрепления со сваей; 7 — клинорсмснная передача; 8 — плита, опирающаяся на корпус; 9 — амортизаторы между плитой и корпусом вибратора

WATERMASTER Classic II — многофункциональный землесос, оснащенный экскаваторной стрелой и имеющий гибкую систему балансировки и транспортировки по воде и суше. Возможность установки различного вспомогательного и дополнительного оборудования значительно расширяет спектр решаемых задач в воде и по береговой линии.

Рукоять стрелы экскаватора оборудована насадкой для быстрой замены рабочего оборудования. Винтовой механизм оснащен гидравлической рулевой подачей и контролем высоты. Устойчивость на воде одобрена Финской морской инспекцией.

Область применения землесоса: очистка дна водоемов, забивание деревянных и металлических свай, укладка трубопроводов, очистка нефтяных пятен и поверхностных загрязнений, удаление плавающей и не плавающей водной растительности.

Цельный стальной корпус землесоса разделен на семь водонепроницаемых отсеков и имеет рельефную поверхность (для предотвращения скольжения), подводная часть снабжена защитными рейками и обработана антикоррозийным слоем краски.

Землесос снабжен шестицилиндровым дизельным двигателем Volvo TD 610 М с турбиной и водяным охлаждением. Вместимость топливного бака — 1 200 л. Система электроснабжения предусматривает питание напряжением 24 В от двух аккумуляторов по 158 Ач. Система смазки — централизованная.

Гидравлическая система состоит из двух аксиальных поршневых регулируемых насосов с максимальным рабочим давлением 320 бар и имеет два дополнительных выхода для использования вспомогательного оборудования: один — в распределительном клапане давления; второй — в клапане черпания.

Экскаватор с углом поворота 180° и ковшом емкостью 400 л имеет глубину копания 4,2 м, высоту разгрузки 4 м и максимальную дальность разработки от оси 7,45...8,53 м (в зависимости от используемого оборудования).

Максимальная достигаемая глубина опускания передних опор —

2,5 м, задних — 4,9 м.

Многофункциональность землесоса обеспечивается набором различных насадок.

Экскаваторный ковш с четырьмя зубьями предназначен для экскавации тяжелых грунтов с содержанием камней. Вместимость ковша — 400 л (SAE). Нижняя часть защищена абразивными защитными рейками.

Роторная насадка снабжена фрезой с гидравлическим приводом, отводной трубой на палубе или пульпопроводом, двумя дра- герными насосами и индикаторами позиционирования. Она рекомендуется для вычерпывания ила и других неабразивных материалов (наибольший размер частиц грунта — 45 мм), а также для удаления корней и стеблей водных растений.

Фрезерная насадка снабжена фрезой диаметром 600 мм с гидравлическим приводом, багерным насосом и прибором для регулирования и контроля давления в отводной трубе. Она рекомендуется для вычерпывания песка и других абразивных материалов (наибольший размер частиц грунта — 50 мм).

Вибратор Movax предназначен для забивки шпунта и свай на заданную глубину и определенный угол. Он является уникальным оборудованием, так как имеет боковые захваты. С помощью этих захватов можно работать в местах, которые недоступны другим агрегатам (в туннелях, под мостами, линиями электропередачи — везде, где забивку шпунта осложняют препятствия из-за недостаточных размеров по высоте). Работая с вибратором Movax, также можно забить шпунт, имеющий длину большую, чем вылет стрелы экскаватора.

Грабли предназначены для удаления плавающей и донной водной растительности. Они оснащены зубьями для лучшего прохождения, сделаны с просторной сеткой для более эффективной работы. Ширина грабель — 2 750 мм, высота — 900 мм.

Сервисный кран Patu 597 расположен в задней части палубы за моторным отсеком и предназначен для монтажных работ, загрузки и разгрузки труб и различных предметов на палубу. Он оснащен грейферным захватом для поднимания груза с моментом силы поднятия 30 кН; максимальный вылет стрелы сервисного крана —

5,05 м.

Насадка Lori предназначена для сбора поверхностных загрязнений и нефтяных пятен. Она состоит из вала с пластиковой щеткой, гребня для снятия нефтепродуктов и двух багерных насосов.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 
Популярные страницы