V.2.2. Вибропогружатели
На забивке стального шпунта и труб в геологоразведочном бурении, погружении замораживающих колонок при создании мерзлотных завес и свай-оболочек в мостовом, гидротехническом и других видах строительства широко используются вибропогружатели. Известны многие типы вибропогружателей, различающихся по форме и частоте возбуждаемых колебаний, конструкции и т.д.
На основе практики создания и применения вибропогружателей основные виды их могут быть классифицированы по форме возбуждаемых колебаний — на машины продольного и продольно-вращательного действия; по схеме устройства — на машины простейшего типа и с подрессоренной пригрузкой; по виду используемой энергии — на машины с электрическим и гидравлическим приводом; по назначению и области применения — на машины высокочастотные (в пределах 700—1500 кол/мин) и низкочастотные (в пределах 300—500 кол/мин).
В производстве свайных работ наибольшее распространение получили вибропогружатели высокочастотные типа ВПП с подрессоренной пригрузкой и низкочастотные типа ВП.
Наиболее известен высокочастотный вибропогружатель ВПП-2А (В-401); он предназначен для погружения стального шпунта и труб весом до 15 кН в водонасыщенные песчаные грунты на глубину до 12—15 м и слабые пластичные глинистые грунты на глубину до 10 м. Он используется также для извлечения шпунта и труб. Технические данные вибропогружателей типа ВПП приведены в табл. V-17.
Таблица V-17
Технические данные вибропогружателей типа ВПП
| Показатель | Марка вибропогружателя | ||||
| ВПП-1 | ВПП-2а | ВПП-4 | ВПП-5 | ВПП-6 | |
| Возмущающая сила, кН | 250 | 250 | 140 | 88 | 62 |
| Статический момент дебалансов, Н·м | 100 | 100 | 55 | 35 | 25 |
| Частота колебаний в 1 мин | 1500 | 1500 | 1300—1500 | 1500 | 1200—1500 |
| Число дебалансных валов | 4 | 4 | 2 | 4 | 4 |
| Вес вибрирующих частей кН | 7,0 | 7,0 | 4,0 | 3,5 | 2,5 |
| Вес основной пригрузки, кН | 14,0 | 15,0 | 8,0 | 8,5 | 5,0 |
| Вес дополнительной пригрузки, кН | 24,0 | – | 8,0 | – | – |
| Общий вес вибропогружателя с основной пригрузкой, кН | 21,0 | 22,0 | 12,0 | 12,0 | 7,5 |
| Общий вес с дополнительной пригрузкой, кН | 45,0 | – | 20,0 | – | – |
| Мощность электродвигателя, кВт | 30 | 40 | 28 | 16 | 11 |
Другие, имеющие некоторое распространение конструкции вибропогружателей типа ВПП аналогичны ВПП-2А.
Низкочастотные вибропогружатели с частотой колебаний 300—500 в 1 мин предназначены для погружения железобетонных свай, свай-оболочек и железобетонного шпунта. Низкочастотные вибропогружатели характеризуются относительно большим статическим моментом эксцентриков, большой потребляемой мощностью и значительным весом вибратора. Технические данные вибропогружателей представлены в табл. V-18. Эти вибропогружатели выпускаются в СССР двух основных типов ВП и ВУ.
Таблица V-18
Технические данные низкочастотных вибропогружателей
| Показатель | Марка вибропогружателя | ||||||
| ВП-1 | ВП-3М | НВП-56 | ВП-80 | ВУ-1,6 | ВП-170М | ВУ-3 | |
| Возмущающая сила, кН | 185 | 440 | 485 | 550—660—910 | 958 | 940—1250—1700 | 2800—3400 |
| Статический момент дебалансов, Н·м | 930 | 2 630 | 5 000 | 2 750 | 3 100 | 5 000 | 9 940 |
| Частота колебаний в 1 мин | 420 | 408 | 300 | 408 460 545 |
498 | 408—475—550 | 500—550 |
| Мощность установленных электродвигателей, кВт | 60 | 100 | 2×80 | 100 | 2×75 | 200 | 2×200 |
| Вес вибропогружателя, кН | 42 | 72 | 110 | 91 | 110 | 159 | 276 |
| Размер центрального отверстия, мм | – | – | 800×1100 | – | ø1400 | – | ø2740 |
| Габариты, мм: длина ширина высота |
1300 860 1650 |
1555 1413 2103 |
2220 2500 2080 |
2100 2100 2200 |
3350 2618 1910 |
– – – |
5150 4420 2480 |
| Тип наголовника | АСН | АСН | Фланцевый | АСН | Фланцевый | – | Фланцевый |
V.2.3. Свайные копры, навесное и сменное копровое оборудование
Конструкция свайного копра и копрового оборудования должна обеспечивать навеску на него свайного молота или вибропогружателя, подтягивание, подъем и установку сваи под свайный молот или вибропогружатель, направление движения молота или вибропогружателя и сваи при ее забивке, перемещение копра или копрового оборудования по свайному полю.
Согласно ГОСТ 7889-66, свайные копры и копровое оборудование подразделяются на: а) копры на рельсовом ходу; б) копры безрельсовые и в) навесное или сменное копровое оборудование, укрепляемое на самоходных машинах. В свою очередь каждая из подгрупп копров или копрового оборудования делится на три исполнения: копры универсальные с поворотной платформой, движущимся шасси и рабочим наклоном мачты — для забивки вертикальных и наклонных свай; копры без поворотной платформы для забивки вертикальных и наклонных свай; копры без рабочего наклона мачты для забивки вертикальных свай. Стандарт не распространяется на плавучие копры и копровые агрегаты мостового типа.
Технические данные перечисленных выше механизированных и универсальных копров приведены в табл. V-19.
Таблица V-19
Технические данные копров на рельсовом ходу
| Показатель | Марка копра | ||||||||||
| Простые и механизированные копры | Универсальные копры | ||||||||||
| КП-8 | КП-12 | С-429 | С-1006 | С-582 | КП-20М | С955 | С-908 | КУ-20 | СП-56 | СП-55 | |
| Полезная высота мачты (максимальная длина погружаемой сваи), м | 8 | 12 | 13 | 12 | 17,5 | 20 | 12 | 16 | 20 | 20 | 25 |
| Полная высота копра, м | 15 | 19,5 | 18 | 18 | 23,4 | 28 | 18,3 | 23 | 28,2 | 28,2 | 36,2 |
| Грузоподъемность, т | 7,5 | 8,5 | 7,5 | 10 | 9 | 21 | 8,5 | 12 | 20 | 20 | 30 |
| Рабочие наклоны мачты: назад вперед |
– – |
– – |
– – |
1:3 1:6 |
1:3 1:8 |
– – |
1:3 1:3 |
1:3 1:6 |
1:3 1:10 |
1:3 1:8 |
1:3 1:8 |
| Установочные наклоны: вправо—влево, град |
– | – | – | До 1,5 | – | – | До 1,5 | До 1,5 | – | До 1,5 | До 1,5 |
| Угол поворота платформы, град | – | – | – | – | – | – | – | 360 | 360 | 360 | 360 |
| Изменение вылета мачты, м | – | – | – | 1,2 | 1 | – | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,35 | 1,35 |
| Удлинение направляющих ниже головки рельсов, м | – | – | 4 | 4 | – | – | 3,5 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| Ширина колеи, м | 3,4 | 3,4 | 5,5 | 4 | 5,5 | 5,5 | 4 | 4 | 5,5 | 6 | 6 |
| Вес копра без противовеса и молота, кН | 136 | 221 | 47,5 | 110 | 77,3 | 325 | 208 | 369 | 490 | 525 | 570 |
| Вес противовеса, кН | 40 | 43 | – | 140 | – | 151 | 210 | 210 | 117,4 | 312 | 570 |
| Максимальный вес молота, кН | 35 | 45 | 31 | 60 | 42 | 85 | 45 | 60 | 85 | 120 | 170 |
| Максимальный вес погружаемой сваи, кН | 35 | 40 | 40 | 40 | 45 | 80 | 40 | 50 | 80 | 80 | 130 |
| Полная установленная мощность электродвигателя, кВт | 28,4 | 49,2 | 10 | 31,5 | 10 | 78,2 | 26,8 | 46 | 92,2 | 66 | 89 |
Копровое оборудование, навешиваемое на самоходные, машины (тракторы, экскаваторы, краны, автомашины), широко применяется при производстве свайных работ. К преимуществам навесного и сменного копрового оборудования относятся: невысокая стоимость и несложность изготовления; упрощенная технология забивки (результат исключения из производственного цикла устройства рельсовых путей под копры); большая, чем у рельсовых копров, маневренность копрового агрегата с навесным копровым оборудованием; полная автономность копрового агрегата, так как все вспомогательные операции выполняются механизмами, имеющими привод от двигателя внутреннего сгорания базовой машины (трактора, экскаватора и др.). Технические данные сменного и навесного копрового оборудования сведены в табл.V-20 [39].
Таблица V-20
Технические данные навесного и сменного копрового оборудования на тракторах и экскаваторах
| Показатель | На тракторах | На экскаваторах | ||||||
| С-870 | С-878К | СП-49 | КО-16 | не механизированные | механизированные | |||
| Э-652 | Э-1004, Э-1252 |
С-860 | СП-50С | |||||
| Полезная высота копра (максимальная длина погружаемой сваи), м | 8,5 | 8,5 | 12 | 16 | 10 | 14 | 10 | 12 |
| Полная высота копра, м | 13 | 13 | 19 | 23 | 14,7 | 21 | 15,5 | 19 |
| Грузоподъемность, т | 5,4 | 7 | 7 | 15 | 10 | 15 | 10 | 11 |
| Рабочие наклоны мачты: назад вперед |
1:3 1:10 |
1:3 1:4 |
1:3 1:4 |
1:3 1:4 |
– – |
– – |
1:10 1:10 |
1:3 1:8 |
| Установочные вправо—влево | 1:10 | 1:8 | 1:8 | 1:8 | – | – | 1:10 | 1:10 |
| Угол поворота мачты вокруг оси копра, град | – | – | – | – | 360 | 360 | 360 | 360 |
| Изменение вылета мачты максимальное, м | – | 0,7 | 0,7 | 1 | – | – | 0,5 | 1,05 |
| Ширина направляющих для молота, мм | 360 | 360 | 360 | 360 | 360 | 360 | 360 | 360 |
| Базовая машина | Трактор Т-100 | Трактор Т-100М | Болотный трактор Т-100 |
Трактор Т-160 | Экскаватор Э-652 | Экскаватор Э-1004 или Э-1252 |
Экскаватор Э-652А | Экскаватор ЭО-5111АС |
| Вес копрового оборудования без молота, кН | 45 | 58 | 93 | – | 35 | 65 | 38 | 80 |
| Полный вес агрегата, кН | 190 | 203 | 264 | – | 260 | 400 | 270 | 442 |
| Удельное давление на грунт, МПа | 0,06 | 0,065 | 0,06 | – | 0,08 | 0,085 | 0,087 | 0,08 |