Типы паровоздушных молотов и дизель-молотов. Выбор молотов для погружения свай

Паровоздушные молоты приводятся в действие энергией сжатого воздуха или пара.

В паровоздушных молотах одиночного действия, ударной частью которых обычно служит цилиндр (рис. 6.2), энергия сжатого воздуха или пара используется только для подъема ударной части. Поршень молота через шток неподвижно соединен с головой сваи. Энергия удара такого молота создается только весом падающего цилиндра.

Рис. 6.2 Паровоздушный молотодиночного действия: 1 — горловина для выпуска пара; 2 — парораспределительный кран; 3 — крышка цилиндра; 4 — корпус цилиндра; 5 — поршень; 6 — компрессионные кольца; 7 — шток; 8 — отверстие для выхода воздуха и конденсата; 9 — пальцы;

10 — направляющая стрела; 11 — свая

Производительность паровоздушных молотов одиночного действия больше, чем у подвесных. Частота их ударов составляет 30–45 в минуту при массе ударной части от 1,8 до 8,0 т с высотой падения до 1,5 м.

В паровоздушных молотах двойного действия (рис. 6.3) ударной частью служит поршень, энергия удара которого создается не только за счет его массы, но и за счет давления на него пара (воздуха) при падении. Переключение подачи сжатого воздуха или пара в рабочие камеры молота осуществляется автоматически золотником. Частота ударов в минуту составляет от 100 до 140 при массе ударной части от 0,6 до 2,25 т.

Рис. 6.3 Паровоздушный молот двойного действия: 1 — корпус; 2 — боек; 3 — шток; 4 — наковальня; 5 — коробка; 6 — захваты

Молоты двойного действия работают без направляющей стрелы и могут быть использованы для забивки свай в подводном положении. Применяют их для забивки легких свай и шпунта. Некоторые модели молотов двойного действия используют для выдергивания шпунта.

Для забивки свай широко используют дизель-молоты, которые бывают двух типов — штанговые и трубчатые.

Ударной частью штангового дизель-молота служит массивный цилиндр, скользящий по направляющим штангам (рис. 6.4). В нижней части молота расположен поршневой блок с наголовником, которым молот устанавливается на свае.

Рис. 6.4 Штанговый дизель-молот: 1 — цилиндр; 2 — направляющие штанги; 3 — поршень; 4 — наголовник; 5 — рычаг топливного насоса; 6 — кошка для захвата и подъема цилиндра

Молот работает следующим образом. При падении цилиндра на поршень в его полости происходит сжатие воздуха, температура которого резко повышается. Одновременно падающий цилиндр нажимает на рычаг топливного насоса и в камеру сгорания через форсунку впрыскивается горючее. Происходит взрыв, силой которого цилиндр подбрасывается вверх, и рабочий цикл повторяется. В нижнем положении ударная часть наносит удар по наковальне поршневого блока.

Штанговые дизель-молоты изготавливают с массой ударной части от 0,6 до 2,5 т и высотой падения до 2,5 м. Частота ударов 50–60 в минуту.

Более производительны трубчатые дизель-молоты (рис. 6.5), у которых ударной частью служит поршень массой 1,8–5,0 т с рабочим ходом 3,0 м. Принцип его работы такой же, что и штангового молота. Топливо подается автоматически действующим насосом в сферическую выемку пяты, где оно воспламеняется в момент удара выступа поршня.

Рис. 6.5 Трубчатый дизель-молот: 1 — поршень; 2 — цилиндр; 3 — пята; 4 — топливный насос; 5 — выхлопной патрубок

Преимущество дизель-молотов по сравнению с паровоздушными состоит в том, что для их работы не требуется громоздкое дополнительное оборудование (компрессоры, паровые котлы, паровоздушные шланги).

+ Пункт лекций 5.1

25. Типы вибропогружателей, принцип их действия. Выбор вибропогружателей.

Вибропогружение свай

С 50-х гг. в нашей стране, а затем и за рубежом для погружения свай и шпунтов стали широко применять вибрационные машины.

Вибропогружение свай особенно эффективно в песчаные грунты, так как оно обеспечивает большую скорость погружения в сравнении с забивным методом и несколько увеличивает несущую способность свай. В глинистых грунтах вибрационный метод погружения снижает несущую способность свай и менее производителен, чем забивной. Виброметод применяют также для погружения тонкостенных железобетонных оболочек большого диаметра (более 0,8 м), так как забивка их затруднительна.

Принцип действия вибропогружателей основан на их направленных, продольных по отношению к сваям колебаниям, возникающих от синхронно и противоположно направленного вращения от электропривода горизонтально расположенных парных валов с дебалансами (рис. 6.13).

Рис. 6.13 Вибропогружатели: а-простейшего типа, б-с подрессоренной пригрузкой; 1-электромотор, 2-вибратор, 3-наголовник, 4-свая, 5-пружина.

Вибропогружатели жестко соединяют с погружаемыми элементами с помощью болтового или зажимного наголовника.

При работе вибропогружателя возникает вынуждающая сила, вызывающая продольные колебания всей системы и погружение свай или шпунта. Горизонтальные составляющие центробежных сил эксцентриков воспринимаются корпусом вибратора и взаимно уравновешиваются.

Различают вибропогружатели низкочастотные (400–650 колебаний в минуту) и высокочастотные (до 2500 колебаний в минуту). Для погружения свай и оболочек применяют низкочастотные вибропогружатели с большой вынуждающей силой. У высокочастотных вибропогружателей электродвигатель с пригрузочной плитой отделен от вибратора системой пружин (рис. 6.13, б), что улучшает условия работы машины и повышает ее износоустойчивость. Высокочастотные вибропогружатели применяют для погружения легких свай и шпунтов.

Разновидностью вибропогружателей являются вибромолоты, в которых совмещены вибрационный и ударный эффекты (рис. 6.14). Их применяют для погружения сплошных свай и стального шпунта.

Рис. 6.14 Вибромолот: 1 -электромотор; 2 — дебалансы; 3 — верхняя плита; 4 — нижняя плита; 5 — пружина

Выбирают вибропогружатель по его вынуждающей силе Fв, которая должна преодолеть силы сопротивления сваи по ее боковой поверхности:

(6.3)
где Мс— статический момент дебалансов вибратора (по паспорту); w — угловая скорость вращения дебалансов; Fd— несущая способность сваи по грунту; Gв— вес вибросистемы (вибропогружателя, наголовника и сваи); ks— коэффициент, учитывающий снижение сопротивления грунта при вибрации, значение которого для песчаных грунтов средней плотности принимают в зависимости от их крупности: для гравелистых — 2,6; крупных — 3,2; средней крупности — 4,9; мелких — 5,6; пылеватых — 6,2. Для водонасыщенных крупных песков коэффициент ksувеличивают в 1,2 раза; для мелких — в 1,5 раза. В глинистых грунтах ksзависит от показателя их текучести IL:

IL		0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8
ks	1,3	1,4	1,5	1,7	2,0	2,5	3,0	3,3	3,5

При вибропогружении оболочек с выемкой грунта из полости значения Fвпринимают не менее 1,3Gв, а при погружении свай с закрытым нижним концом и шпунта — не менее 2,5Gв.

Кроме того, вибропогружатель должен обеспечить условие по амплитуде колебаний системы А:

А = Мс/тс ³ 1.2А0, (6.4)
где тс— масса вибросистемы; А0— минимальная амплитуда, принимаемая по таблице 6.5. Для оболочек, погружаемых с выемкой грунта из полости, значения А0понижают в 1,2 раза.

Значения параметра Таблица 6.5

Технические характеристики вибропогружателей приведены втаблице 6.6.

Организация работ по вибропогружению свай сходна с организацией работ при забивке свай молотами.

Сваи погружают в направляющих каркасах, вибропогружатель устанавливают на головы вертикальных свай. При погружении наклонных свай вибропогружатель перемещается по направляющей стреле.

Технические характеристики вибропогружателей Таблица 6.6