8.5. ВЫПОЛНЕНИЕ СВАЙНЫХ РАБОТ
Для выполнения свайных работ применяется оборудование, которое можно подразделить на основное и вспомогательное. К основному оборудованию относятся: копры и молоты для погружения свай заводского изготовления; буровые станки для изготовления буронабивных свай; крановое оборудование, используемое для навесных копровых стрел или буровых рабочих органов; автобетоносмесители большой вместимости, приготовляющие и доставляющие литую бетонную смесь для буронабивных свай. К вспомогательному оборудованию относятся машины и механизмы общестроительного, назначения (автотранспортные средства, машины для земляных работ, погрузочно-разгрузочные средства, компрессоры, оборудование для сварочных работ и т.п.). К вспомогательному оборудованию можно отнести также свайные наголовники, инвентарные хомуты для срезки голов свай, отбойные молотки, бетонолитные трубы, бункера и бадьи для приемки и укладки бетонной смеси.
Для контроля качества выполнения свайных работ используются приборы и оборудование, к которым относятся геодезические инструменты, отказомеры, гаммаплотномеры, приборы для неразрушающих способов определения марок бетона свай и ростверков, фактических величин защитного слоя бетона и т.п.
8.5.1. Погружение свай заводского изготовления
Сваи заводского изготовления погружаются в грунт забивкой с помощью молотов, вибропогружением. с помощью вибропогружателей, вдавливанием (или вибровдавливанием) с помощью специальных агрегатов.
Наиболее широкое применение на объектах промышленного и гражданского строительства получил способ забивки, а на объектах транспортного и гидротехнического строительства — способ вибропогружения.
Существует два метода погружения свай: с помощью копров, когда молот (или вибропогружатель) закрепляется в направляющих копровой стрелы, служащей для удерживания сваи в заданном (вертикальном или наклонном) положении в течение всего периода погружения; бескопровый, когда молот (или вибропогружатель), подвешенный на крюке крана, устанавливается на голову сваи, которая удерживается в заданном положении инвентарным металлическим или деревянным кондуктором. Последний метод применяется главным образом для погружения свай и свай-оболочек в транспортном и гидротехническом строительстве.
По конструктивным особенностям копры подразделяются на рельсовые, самоходные и навесные. Технические характеристики копров приведены в табл. 8.27 и 8.28.
Рельсовые копры применяются, как правило, при погружении свай большой длины (до 20 м) и массы (до 8 т), а также в тех случаях, когда площадка строительства сложена от поверхности слабыми грунтами и давление на грунты дна котлована не может быть более 0,05 МПа.
Самоходные копры на базе тракторов и трубоукладчиков применяются главным образом в случаях, когда длина погружаемых свай массой до 1 т не превышает 12 м, а свайные фундаменты спроектированы в виде лент.
Навесное копровое оборудование на экскаваторах и кранах применяется для погружения свай, расположенных в плане в виде лент или групп (кустов) при длине до 14 м и массе до 6 т.
Молоты, используемые для погружения свай, по конструктивным особенностям подразделяются на механические, паровоздушные одиночного действия, дизельные штанговые и трубчатые, вибропогружатели.
Механические молоты представляют собой чугунные или стальные болванки, устанавливаемые в направляющих копровой стрелы и поднимаемые на требуемую высоту лебедкой. Сброс осуществляется механическим устройством. Масса механических молотов обычно не превышает 5 т, а частота ударов — 4–12 в 1 мин.
ТАБЛИЦА 8.27. ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОПРОВ НА РЕЛЬСОВОМ ХОДУ
Показатель | Простые и механизированные копры | Универсальные копры | ||||||||
КП-8 | КП-12 | С-1006 | С-582 | КП-20М | С-995 | С-908 | КУ-20 | СП-56 | СП-55 | |
Полезная высота мачты, м | 8 | 12 | 12 | 17,5 | 20 | 12 | 16 | 20 | 20 | 25 |
Полная высота копра, м | 15 | 19,6 | 18 | 23,4 | 28 | 18,3 | 23 | 28,2 | 28,2 | 36,2 |
Грузоподъемность, т | 7,5 | 8,5 | 10 | 9 | 21 | 8,5 | 12 | 20 | 20 | 30 |
Рабочий наклон, мачты: назад вперед |
– – |
– – |
1:3 1:6 |
1:3 1:9 |
– – |
1:3 1:3 |
1:3 1:6 |
1:3 1:10 |
1:3 1:8 |
1:3 1:8 |
Установочный наклон (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 | – | – | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,35 | 1,35 |
Удлинение направляющих ниже головки рельсов, м |
– | – | 4 | – | – | 3,5 | 4 | 4 | 4 | 4 |
Ширина колей, м | 3,4 | 3,4 | 4 | 5,5 | 7,5 | 4 | 4 | 5,5 | 6 | 6 |
Масса, т: копра без противовеса и молота противовеса максимальная молота |
13,6 4 3,5 |
22,1 4,3 4,5 |
11 14 6 |
7,73 – 4,2 |
32,5 15,1 8,5 |
20,8 21 4,5 |
36,9 21 6 |
49 11,7 8,5 |
52,5 31,2 12 |
57 57 17 |
Полная установленная мощность электродвигателя, кВт |
28,4 | 49,2 | 31,5 | 10 | 78,2 | 26,8 | 46 | 92,2 | 66 | 89 |
ТАБЛИЦА 8.28. ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НАВЕСНОГО И СМЕННОГО КОПРОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ НА БАЗЕ ТРАКТОРОВ И ЭКСКАВАТОРОВ
Показатель | Копровое оборудование марки | Навесное оборудование на экскаваторы | ||||||
С-870 | С-878К | СП-49 | КО-16 | C-860 | СП-50С | |||
Полезная высота | 8,5 | 8,5 | 12 | 16 | 10 | 12 | 10 | 14 |
Полная высота копра, м | 13 | 13 | 19 | 23 | 15,5 | 19 | 14,7 | 21 |
Грузоподъемность, т | 5,4 | 7 | 7 | 15 | 10 | 11 | 10 | 15 |
Рабочий наклон 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 |
– – |
– – |
Установочный наклон (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 |
Максимальное изменение вылета мачты, м | – | 0,7 | 0,7 | 1 | 0,5 | 0,5 | – | – |
Ширина направляющих для молота, мм | 360 | 360 | 360 | 360 | 360 | 360 | 360 | 360 |
Базовая машина | Т-100М | Т-100М | Болотный Т-100МБТП |
Т-160ГП | Э-652А | ЭО-5111АС | Э-652 | Э-1004 и Э-1252 |
Масса копрового оборудования, т: без молота агрегата в целом |
4,5 19 |
5,8 20,3 |
9,3 26,4 |
– – |
3,8 27 |
8 44,2 |
3,5 26 |
6,5 40 |
Удельное давление на грунт, МПа | 0,06 | 0,065 | 0,06 | – | 0,087 | 0,08 | 0,08 | 0,085 |
В связи с низкой производительностью механические молоты широкого применения не получили.
Паровоздушные молоты применяют, как правило, для погружения свай массой до 8 т. Эти молоты позволяют за счет регулирования высоты подъема ударной части изменять энергию удара. Их применение не зависит от осадок свай при погружении и от температуры окружающего воздуха. Недостатками паровоздушных молотов являются отсутствие энергетической автономности и необходимость обеспечения их компрессорами (или паровыми котлами) большой производительности.
Энергетической автономностью обладают дизельные молоты. Штанговые дизельные молоты предназначены для погружения деревянных и железобетонных свай массой до 2,5 т. Трубчатые дизельные молоты обладают более высокой по сравнению со штанговыми энергией удара и применяются для погружения железобетонных свай массой до 6 т.
Недостатком дизельных молотов являются ограниченные возможности в регулировании энергии удара, плохая заводимость при осадках свай более 200 мм (когда молот работает в режиме свободного сброса) и понижение работоспособности при нагревании.
Технические характеристики молотов, применяемых для погружения свай, приведены в табл. 8.29—8.32.
Вибропогружатели, характеристики которых приведены в табл. 8.32, применяются главным образом для погружения железобетонных полых круглых свай и свай-оболочек или иногда призматических свай большой (20 м) длины.
ТАБЛИЦА 8.29. ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПАРОВОЗДУШНЫХ МОЛОТОВ
Показатель | Молоты простого действия с управлением | ||||||||
ручным | полуавтоматическим | автоматическим | |||||||
МПВП -3000 | МПВП-4250 | МПВП-6500 | МПВП-8000 | СССМ-570 | С-276 | СССМ-680 | С-811 | С-812Л | |
Масса, кг: ударной части молота общая |
3000 3267 |
4250 4528 |
6500 6811 |
8000 8695 |
1800 2700 |
3000 4150 |
6000 8650 |
6000 8200 |
8000 11000 |
Энергия удара, кДж | 37,5 | 43,2 | 89,7 | 110,0 | 27,0 | 39,0 | 82,0 | 82,0 | 100,0 |
Число ударов в 1 мин | 8—12 | 8—12 | 8—12 | 8—12 | До 30 | До 30 | До 30 | 40—50 | 35—40 |
Высота подъема, м | 1250 | 1250 | 1250 | 1250 | 1500 | 1300 | 1370 | 1370 | 1370 |
Объемный расход воздуха, м3/мин |
9—11 | 11—15 | 16—20 | 18—26 | 10 | 14 | 30 | 18—20 | 26 |
Массовый расход пара, кг/ч | 500—550 | 600—750 | 1100—1300 | 1200—1500 | 545 | 700 | 1470 | 1250 | 1500 |
Габариты, мм: длина ширина высота |
– – 2850 |
– – 2820 |
– – 3125 |
– – 2580 |
810 780 4840 |
1180 900 4840 |
1410 880 4960 |
1070 1150 4730 |
1070 1270 4730 |
ТАБЛИЦА 8.30. ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ШТАНГОВЫХ ДИЗЕЛЬ-МОЛОТОВ
Показатель | Дизель-молоты с охлаждением | |||||||
подвижными | неподвижными | |||||||
ДБ-45 | ДМ-Б8 | ДМ-150 | ДМ-150а | С-222 | С-268 | С-330 | С-330А | |
Масса, кг: ударной части молота общая |
140 260 |
180 315 |
190 340 |
240 350 |
1200 2300 |
1800 3100 |
2500 4200 |
2500 4500 |
Энергия удара, кДж | 1,0 | 1,50 | 1,50 | 1,95—2,00 | – | – | – | – |
Число ударов в 1 мин | 96—100 | 100—110 | 100 | 60—65 | 50—55 | 50—55 | 42—50 | 42—50 |
Наибольшая высота подъема ударной части молота, мм |
1000 | 1000 | 1000 | 1250 | 1790 | 2100 | 2600 | 2500 |
Габариты, мм: длина ширина высота |
500 360 1715 |
550 400 1940 |
620 450 1970 |
650 450 1980 |
850 800 3360 |
900 820 3820 |
870 980 4540 |
870 1000 4760 |
Размер сечения или диаметр погружаемых свай, см |
20* | 18—22* | 18—22* | 18—22* | До 30×30** |
* Деревянные сваи.
** Железобетонные сваи.
ТАБЛИЦА 8.31. ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТРУБЧАТЫХ ДИЗЕЛЬ-МОЛОТОВ
Показатель | Дизель-молоты с охлаждением | ||||||||
водяным | воздушным | ||||||||
С-994 | С-995 | C-996 и С-996 хл |
С-1047, С-1047 хл |
С-1048 и С-1048 хл |
С-859 | С-949 | С-954 | С-974 | |
Масса ударной части, кг | 600 | 1250 | 1800 | 2500 | 3500 | 1800 | 2500 | 3500 | 5000 |
Высота подскока ударной части, мм: наибольшая наименьшая |
2800 2000± ±200 |
2800 2000± ±200 |
2800 2000± ±200 |
2800 2000± ±200 |
2800 2000± ±200 |
2800 2000± ±200 |
2800 2000± ±200 |
2800 2000± ±200 |
2800 2000± ±200 |
Энергия удара (при высоте подскока 2500 мм), кДж |
9,0 | 19,0 | 27,0 | 37,0 | 52,0 | 27,0 | 38,0 | 52,0 | 76,0 |
Число ударов в 1 мин, не менее | 44 | 44 | 44 | 44 | 44 | 44 | 44 | 44 | 44 |
Масса молота с кошкой, кг | 1500 | 2600 | 3650 | 5500 | 7650 | 3500 | 5000 | 7500 | 10 100 |
Габариты, мм: длина ширина высота |
640 470 3825 |
720 520 3955 |
765 600 4335 |
840 950 4970 |
890 1000 5150 |
700 790 4190 |
720 – 4970 |
890 1000 5080 |
– – 5520 |
ТАБЛИЦА 8.32. ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВИБРОПОГРУЖАТЕЛЕЙ
Марка вибропогружателя | Номинальная мощность электродвигателя, кВт | Статический момент массы дебалансов, кН×см | Частота колебаний в 1 мин | Возмущающая сила, кН | Масса вибропогружателя, кг |
ВПП-2А ВП-1 ВП-3М ВРП-30/120 ВУ-1,6 ВП-170М ВРП-60/200 ВУ-3 |
40 60 100 2×60 2×75 200 2×100 2×2000 |
1 000 9 300 26 300 33 000 34 600 50 000 60 000 99 400 |
1500 420 408 300–573 458 475–550 300–460 500–550 |
250 185 442 До 960 960 1000–1690 До 1700 2800–3400 |
2 200 4 500 7 500 10 200 11 900 12 500 15 000 27 600 |
Примечания: 1. Вибропогружатели ВУ-1,6, ВРП-60/200 и ВУ-3 имеют проходное отверстие для извлечения грунта из полости свай-оболочек. 2. Вибропогружатели марки ВРП-30/120 и ВРП-60/200 позволяют бесступенчато регулировать момент дебалансов и скорости их вращения в процессе погружения сваи-оболочки в зависимости от проходимых грунтов.
При сооружении свайных фундаментов для объектов жилищно-гражданского и промышленного строительства наибольшее применение находят дизельные молоты (штанговые, и трубчатые), на объектах транспортного и гидротехнического строительства — паровоздушные молоты и вибропогружатели.
Подбор копрового оборудования производится при следующих условиях: давление на грунт не должно превышать допустимое; копер должен обеспечивать заданную точность погружения свай в плане и по вертикали; длина свай не должна превышать полезной высоты стрелы; грузоподъемность копра должна быть больше или равна сумме масс сваи, наголовника и полной массы молота.