Вибропогружающие машины |
К вибропогружающим машинам относят вибропогружатели и вибромолоты, которые применяют для погружения и извлечения свай. Вибропогружатель представляет собой механизм, жестко скрепленный с головой сваи с помощью наголовников и передающий свае колебания определенной частоты, амплитуды и направления. Продольные колебания, передаваемые свае, нарушают связь между частицами грунта, вследствие чего уменьшается сила трения боковой поверхности сваи о грунт и свая под действием собственного веса и вибропогружателя погружается в грунт. Наибольший эффект достигается при погружении свай вибрированием в водонасыщенный песок и грунт пластичной консистенции. При вибропогружении свай в глинистые грунты восстанавливаются нарушенные связи частиц грунта после прекращения вибрирования. При этом физически связанная вода, находящаяся между частицами грунта, при большой частоте их колебаний непрерывно переходит в свободную воду, облегчая погружение сваи. Физико-химическое явление, состоящее из двух протекающих один за другим процессов разупрочнения и упрочнения грунта, называют тиксотропией. Колебания создаются вращением в вертикальной плоскости дебалансов, которые можно устанавливать на вал электродвигателя или приводить в движение через трансмиссию. Четное число валов с грузами (два или четыре) обеспечивает направленность колебаний. Параметрами вибропогружателя являются: возмущающая центробежная сила, создаваемая дебалансом; статический момент де-балансов, равный произведению веса неуравновешенной части дебаланса на расстояние от его центра тяжести до оси вращения; амплитуда колебаний, величина которой зависит от статического момента дебалансов, подвергающихся вибрации, веса конструкции, свойств грунта; частота квлебаний.
где: М - статический момент дебалансов, кГ-м; В зависимости от частоты колебаний вибропогружатели подразделяют на высокочастотные - с частотой 700-1500 кол/мин и низкочастотные - с частотой 300-500 кол/мин. Высокочастотные вибропогружатели применяют для погружения свай, труб, шпунта небольшого веса; низкочастотные - для погружения тяжелых железобетонных свай и металлического шпунта, а также тонкостенных железобетонных оболочек большого диаметра. Рис. 3.7. Схема вибропогружателя типа ВП-1: По типу привода различают вибропогружатели трансмиссионные и без трансмиссии, в которых дебалансы размещены на валах электродвигателей. Низкочастотные вибропогружатели относят к числу простых по конструкции. На рис. 3.7 показана схема вибропогружателя типа ВП-1. Он состоит из электромеханического вибратора, имеющего две пары валов с насаженными дебалансами-эксцентриками, электродвигателя, привода от него на вал вибратора с клиноременной или зубчатой передачей и наголовника для установки и закрепления вибропогружателя на свае. Высокочастотный вибропогружатель типа ВПП-2А с подрессорной пригрузкой (рис. 3.8,а) состоит из электродвигателя 1, размещенного на пригрузочной плите 2, вибратора 3, пружин 4, соединяющих пригрузочную плиту с вибратором, конического редуктора 5, вертикальной цепной передачи 6, наголовника с клином 7 для присоединения к шпунту и подвески 8. Дебалансы вибратора состоят из двух частей - неподвижной и подвижной. Подвижные эксцентрики можно устанавливать под определенным углом относительно неподвижных и этим изменять статический момент от нуля до максимума. Пружины защищают электродвигатель от вибрации, повышая срок его службы и улучшая условия работы. Технические характеристики вибропогружателей, применяемых в современном строительстве, приведены в табл. 3.5. Таблица 3.5 Технические характеристики вибропогружателей Низкочастотные вибропогружатели, имеющие больший статический момент и большую амплитуду колебаний по сравнению с высокочастотными, отличаются простотой конструкции, удобством в эксплуатации. Ими можно погружать сваи и, в частности, тонкостенные железобетонные оболочки на значительную глубину в слабые и пластинчатой консистенции грунты для устройства фундаментов различных зданий и сооружений. На рис. 3.8, б показан вибропогружатель НВП-56 для погружения железобетонных свай-оболочек диаметром 1,5-3,0 м, состоящей из двух одновальных вибраторов, смонтированных в одном корпусе и работающих синхронно. Через отверстие, имеющееся в корпусе, можно вынимать или размывать грунт в полости оболочки, не снимая вибропогружатель. Для присоединения к свае оболочки вибропогружатель имеет конусообразный переходник, прикрепляемый к выпущенным концам арматуры из торца оболочки. Для присоединения вибропогружателей к сваям и оболочкам применяют наголовники различных конструкций. Они должны обеспечить жесткость соединения со сваей, исключающую возможность Рис. 3.8. Виды вибропогружателей: ударов по голове сваи, а также совмещение оси сваи с осью вибропогружателя для предотвращения поперечных колебаний системы (вибропогружатель - свая). Наголовник вибропогружателя типа ВПП-2А для погружения шпунта (рис. 3.9, а) присоединяют к шпунту путем надвижки щек наконечника 1 на голову шпунта до упора с торцом ее, и шпунт посредством винта 3 прижимается к одной из щек. Шпунт укладывают на подкладки, после чего вибропогружатель, имеющий шарнирную подвеску для подвешивания к тросу крана, устанавливают горизонтально. После надвижки вибропогружателя на сваю, в голове которой должно быть специальное отверстие, закрепляют наголовник, вводя в это отверстие клин 4 путем вращения его винта 5. Чтобы исключить возможность перекашивания клина, на планке 6 имеются направляющие выступы, по которым клин перемещается при вводе его в отверстие. На рис. 3.9, б показан автоматический наголовник типа АСН-40 для погружения призматических железобетонных свай вибропогружателем с возмущающей силой 15-30 Г. Он состоит из корпуса 1 с бойком 2, зажимных башмаков 3,
которые приводятся в действие пружинами 4. Каждая из пружин размещена в раздвижном цилиндре со штоком 5. Концы тросовой подвески 6 присоединены к штокам цилиндров и через блоки 7. Последние расположены на корпусе вибропогружателя 8 и соединены в один узел, входящий в крюк подъемного троса крана. Вибропогружатель крепят к корпусу наголовника болтом, пропускаемым через боек. При подъеме краном вибропогружателя под действием массы его и наголовника пружины сжимаются, раздвигают башмаки и наголовник легко надевается на погружаемую сваю, вертикально установленную под ним. Когда дно наголов-ника соприкоснется с торцом сваи, пружины прижмут башмаки к ее наружной поверхности. При включении электромотора вибропогружателя происходит еще большее заклинивание башмаков на свае, которая надежнее соединится с наголовником. Для снятия вибропогружателя с наголовником типа АСН с головы погруженной сваи натягивают краном тросовую подвеску й зажимающие башмаки автоматически освобождают сваю. Применяют и другие типы наголовников. Вибропогружатели типа ВП-1 присоединяют к свае наголовником (рис. 3.9, в) в виде стального, конусного стакана, прикрепленного болтами к плите вибропогружателя 6. Размеры и форма стакана соответствуют стальному конусу 5, закрепляемому на голове сваи 2. При опускании вибропогружателя на голову сваи в этот конус входит стакан и заклинивается в нем силой трения, возникающей под действием массы вибропогружателя. Стальной конус жестко соединен с опорной плитой 1, расположенной на торце погружаемой сваи. Плита присоединена к планкам 3 болтами, закрепленными в теле сваи. После погружения сваи в отверстие конусного стакана 7 вбивается стальной клин, натягивается подъемный трос вибропогружателя и последний отсоединяется от сваи (узел А). К деревянному шпунту (свае) вибропогружатель крепят тисковым наголовником (рис. 3.9, г), состоящим из двух стальных щек 1. Последние можно перемещать при помощи винта 2 и устанавливать на разное расстояние одна от другой в зависимости от толщины шпунта (сваи) 3. Для плотного заклинивания сваи при погружении внутренние плоскости щек по вертикали скошены под углом 1 :10. К корпусу наголовника вибратора 4 тисковые щеки прикрепляют болтами 5. Для перемещения щек, имеющих вырезы 6 (они входят в направляющие выступы корпуса наголовника вибратора), пользуются перекидной собачкой. Наголовник включают в действие с помощью двух пеньковых веревок, закрепляемых на его концах. При оснащении вибропогружателем копра применяют раму из двух швеллеров, соединенных связями, которая может перемещаться по направляющим копра с помощью лебедки. Для перемещения, вибропогружателя вдоль швеллеров рамы служат четыре направляющие ролика, установленные на его корпусе. До погружения сваи вибропогружатель подвешивают к грузовому крюку стрелового крана, причем направляющую раму жестко прикрепляют к стреле крана. Вибромолоты представляют собой машины виброударного действия; будучи установлены на голове сваи, они передают ей ударные импульсы ударником и колебания, создаваемые вибратором направленного действия (рис. 3.10). При вращении валов с дебалансами вибратора в противоположных направлениях создаются колебания, частота которых равна угловой скорости вращения дебалансов. Периодические удары ударником по пригрузочной плите (наковальне) вибромолот наносит в том случае, когда зазор между сваей и вибровозбудителем будет меньше амплитуды колебаний дебалансов. Величину зазора и степень натяжения пружин регулируют в зависимости от необходимого режима работы вибромолота. Число ударов вибромолота может быть равным числу оборотов дебалансов или в 2-3 раза меньше. |
Последнее обновление 11.01.16 23:13 |