Машины для земляных работ

На рис. 78 представлены характерные схемы намыва земляных сооружений (насыпей) грунтом, разрабатываемым в забое гидромониторами. Производительность гидромонитора значительно повышается в том случае, если разрабатываемый грунт подвергается рыхлению. Рыхление грунтов может производиться путем предварительного насыщения их водой, которая нагнетается под напором 2-3 атм по трубам, устанавливаемым на расстоянии 3-7 м от верхней бровки забоя. Для рыхления и подачи грунта к гидромонитору могут применяться также экскаваторы или бульдозеры.

По соображениям техники безопасности, в настоящее время стремятся к осуществлению дистанционного управления гидромонитором для поворота его ствола в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Для этой цели применяется гидромонитор с гидравлическим управлением (рис. 76, б).

В случае, когда разрабатываемый грунт находится под водой или имеется возможность его затопления, то в качестве средства механизации здесь применяется плавучий землесосный снаряд (рис. 79). Грунт вместе с водой засасывается через приближенную к дну забоя всасывающую трубу 6, которая снабжена специальным рыхлителем.

Пульпа, консистенция которой обычно колеблется от 1: 6 для рыхлых грунтов до 1: 15 - для супесей с гравием и для суглинков, засасывается землесосом и направляется по трубам (пульповодам) к месту укладки.

 

Рис. 14. Плавучий землесосный снаряд

Разработка грунта производится по так называемому способу папильонирования.Последнее осуществляется с помощью двух свай, которые закреплены в находящемся на корме понтона свайном аппарате. С носа понтона вперед и в разные стороны заводятся два якоря. Снаряд подтягивается к одному из якорей, при этом он вращается вокруг упертой в дно сваи. Вторая свая в это время приподнята. После поворота до предела опорная свая меняется и снаряд подтягивается к другому якорю, заброшенному в противоположную сторону. В результате снаряд находится в непрерывном веерообразном движении, продвигаясь одновременно вперед.

Скорость движения пульпы не должна быть ниже определенной критической скорости, при которой частицы начинают уже выпадать из потока. При скорости более критической движение пульпы становится турбулентным, и в потоке появляются вертикальные токи воды, которые поддерживают частицы грунта во взвешенном состоянии. Скорость пульпы определяется уклоном.

Гидромониторные работы могут начинаться ранней весной, когда грунт еще не полностью оттаял. В этом случае мерзлый грунт должен быть предварительно разрыхлен взрывным способом.

В настоящее время дистанционное и автоматическое управление осуществляется только на плавучих землесосных снарядах большой производительности. На них при помощи обычных магнитных станций управления с общего пульта осуществляется дистанционный пуск и остановка землесоса и управление всеми водоводными задвижками.

Контроль концентрации пульпы в трубах можно осуществлять с помощью радиоактивных изотопов, например кобальта (Сово). Здесь концентрация определяется при помощи тарировочных кривых, по числу гамма-квантов, достигших счетчика при прохождении их через пульповод от расположенного на противоположной стороне от счетчика контейнера с радиоактивным изотопом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Машины для свайных работ

 

1.Копры.

 

Копры предназначаются для подвешивания и направления свайного молота, а также для установки, направления и поддержания сваи при ее погружении в грунт. (Кроме того, копры должны обеспечивать быстрое и удобное перемещение сваебойного оборудования вдоль фронта работы.

Рациональная конструкция копра имеет существенное значение.

В зависимости от назначения различают копры:  
а) стандартные для забивки вертикальных свай, расположенных правильными рядами;  
б) наклонные и маятниковые для забивки наклонных свай;  
в) поворотные для забивки свай, расположенных кустами;  
г) универсальные для забивки свай при различных способах погружения;  
д) краны-копры, у которых копер является сменным оборудованием гусеничного крана или одноковшового экскаватора.

Одной из распространенных конструкций металлических копров является так называемый универсальный копер (рис. 179), применяемый для забивки тяжелых железобетонных свай. Ферма универсального копра вместе со стрелой при помощи двух винтовых домкратов может немного передвигаться взад и вперед, а также наклоняться для забивки наклонных свай.

Рис. 15. Универсальный металлический копер

Рис. 16. Копер для забивки свай, стального шпунта и для изготовления набивных свай: 1 — ферма; 2 — направляющая стрела; 3 — рама; 4 — винтовой домкрат для наклона фермы; 5 — паровая лебедка, 6 — паровой котел; 7 — паропровод; 8 — молот; 9 — свая; 10 — бадья для бетонной смеси

Ферму также можно поворачивать в горизонтальной плоскости на поворотной платформе. Копер установлен на тележке и перемещается по рельсам. 
Для дизель-молотов изготовляются облегченные металлические копры.

Забивку свай паровоздушным молотом двойного действия можно производить и без направляющих рам, устанавливая молот на сваю и только поддерживая его крюком крана.

На рис. 180 приведен копер для забивки свай и стального шпунта, а также для изготовления набивных свай, т. е. железобетонных свай, изготовляемых на месте их погружения.

Для забивки свай (особенно стального шпунта) часто вместо копров используют передвижные и стационарные стреловые краны, к крюкам которых подвешивают сваебойные молот или копровые стрелы.

Устойчивость свайных копров определяется аналогично устойчивости стреловых передвижных кранов с коэффициентом устойчивости не ниже 1,5.

Производство свайных работ в речных и морских портах имеет особый характер, так как погружение свай производится на водном пространстве или с подмостей, устанавливаемых на береговых откосах. При забивке свай на береговых откосах с подмостей используют любые типы копров. Поскольку в портовом строительстве применяют сваи большой длины и значительного веса, наибольшее распространение получили универсальные полноповоротные металлические копры тяжелых моделей. Такой копер, обеспечивающий установку стрелы под углом (для забивки наклонных свай) и снабженный телескопическими направляющими, позволяет перемещать стрелы в двух взаимно перпендикулярных направлениях, а также поворачивать ферму со стрелами в горизонтальной плоскости на 360°.

Однако сооружение подмостей для копра обходится очень дорого, а в некоторых случаях они вообще не могут быть применены. Поэтому в портовом строительстве для забивки свай часто применяют плавучие копры. Некоторые из них полностью механизированы и допускают забивку деревянных и железобетонных вертикальных, а также и наклонных свай длиной до 35 м и весом до 30 т. Иногда такие плавучие копры снабжают несколькими направляющими стрелами (многостреловые копры), что позволяет вести работу одновременно несколькими молотами. В большинстве случаев плавучие копры проектируют и изготовляют по специальному заказу.

На рис. 181 показан плавучий несамоходный универсальный полноповоротный копер для забивки в речных и морских акваториях вертикальных и наклонных железобетонных свай и стального шпунта. Им пользуются также и для выдергивания свай. Плавучий копер состоит из корпуса (понтона) и поворотной части, на которой расположено сваебойное оборудование.

Рис. 17. Плавучий универсальный копер

Поворотная часть копра представляет собой поворотную платформу, на которой смонтированы ферма копра с направляющими стрелами, по которым перемещается свайный молот. Машинное помещение с паровым котлом и лебедкой располагается на противоположной стороне понтона и служит противовесом.

В некоторых моделях стрела копра может наклоняться вперед или назад. Плавучие копры снабжаются сменными молотами для забивки тяжелых железобетонных свай и стального шпунта и могут выполнять следующие операции: 
а) забивку вертикальных свай или стального шпунта; 
б) забивку наклонных свай «от себя» как с короткой стороны понтона, так и с бортов; 
в) забивку наклонных свай «на себя» с короткой стороны понтона; 
г) подъем свай с короткой стороны понтона при наклоне стрелы (фермы) копра и подъем свай с бортов при вертикальном положении стрелы; 
д) выдергивание свай только с короткой стороны петтона.

Вращение поворотной платформы, установка стрелы копра

в рабочее или транспортное положение, забивка или выдергивание свай производится посредством пятибарабанных паровых лебедок с барабанами типа канатоведущих шкивов. Рабочие операции на лебедке могут выполняться только последовательно, без их совмещения. Перемена направления вращения поворотной платформы осуществляется реверсированием паровой машины и регулируется тормозом.

Забивка свай под водой производится с использованием для работы молота сжатого воздуха. С этой целью плавучие копры оборудуются компрессорными установками.

Стрела копра выполняется сварной, решетчатой конструкции, чаще всего треугольного сечения и оборудуется системой блоков и канатов, необходимых для ее наклона в транспортное положение, при котором она опирается на специальную стойку.

Забивка и извлечение из грунта свай и стального шпунта является, с точки зрения техники безопасности, одним из наиболее опасных видов работ на строительстве. Поэтому они должны.производиться со строгим соблюдением правил и инструкций.

При монтаже копра и молотов надо обращать внимание на тщательную укладку путей или подмостей. Монтаж сваебойной установки должен проводиться в строгом соответствии с инструкцией, при этом особо проверяется достаточность противовесов, обеспечивающих ее устойчивость. В некоторых случаях установку следует дополнительно крепить канатными оттяжками. При передвижении или при повороте копра молот должен быть опущен в крайнее нижнее положение. Неработающие, свободно висящие молоты должны быть обязательно закреплены. Не следует применять тяжелые модели сваебойного оборудования для забивки легких свай.

Подъем свай лебедкой копра (или крана) должен производиться в строго вертикальном направлении без оттяжки крюка.

В процессе забивки сваи необходимо проверять соосность сваи и молота, а также взаимную перпендикулярность поверхностей наголовника сваи молота, так как даже незначительное нарушение этого условия резко снижает эффект работы молота.

Паровоздушные молоты можно приводить в действие только тогда, когда они установлены на сваю; в противном случае может быть разрушена наковальня. До начала работы их надо прогреть и удалить из них воду (конденсат); у дизель-молота надо пробным подъемом ударной части отрегулировать подачу топлива. Паровоздушные молоты должны смазываться специальными сортами компрессорных масел с учетом температуры внешней среды.

При извлечении свай из грунта необходимо учитывать усилия, передающиеся на скобы и захваты сваевыдергавателя, и, в частности, прочно присоединять скобы к стальному шпунту и следить за состоянием гаек и болтов.

 

 

2. Молоты

 

По роду привода свайные молоты разделяются на механические (применяются редко), паровоздушные, дизельные и гидравлические.

Свайные молоты состоят из массивной ударной части, движущейся возвратно-поступательно относительно направляющей конструкции в виде цилиндра (трубы), поршня со штоком, штанг и т. п. Направляющая часть молота снабжена устройством для закрепления и центрирования молота на свае. Ударная часть молота наносит чередующиеся удары по головке сваи и погружает сваю в грунт.

Рабочий цикл молотов включает два хода — холостой и рабочий. В течение холостого хода производится подъем ударной части в крайнее верхнее положение, в течение рабочего хода — ускоренное движение ударной части вниз и удар по свае.

Основными параметрами свайных молотов являются масса ударной части, наибольшая энергия одного удара, наибольшая высота подъема ударной части, частота ударов в минуту.

Паровоздушные молоты приводятся в действие энергией пара или сжатого воздуха. Различают молоты простого (одностороннего) действия, у которых энергия привода используется только для подъема ударной части, совершающей затем рабочий ход под действием собственной массы и молоты двустороннего действия, энергия привода которых сообщает ударной части также дополнительное ускорение при рабочем ходе, в результате чего увеличивается энергия удара и сокращается продолжительность рабочего цикла.

Ударной частью паровоздушных молотов простого действия служит чугунный корпус массой 1250—6000 кг, направляющей— поршень со штоком, опирающимся на головку сваи. Такие молоты несложны по конструкции, просты и надежны в эксплуатации, но вследствие малой производительности (не более 30 ударов в минуту) применяются сравнительно редко.

Шире распространены автоматически работающие паровоздушные молоты двустороннего действия с частотой ударов по свае до 100—300 в минуту и массой ударной части до 2250 кг.

К недостаткам молотов двустороннего действия относятся значительная масса неподвижных частей («мертвая» масса), составляющая 60—70% ”(у молотов простого действия до 30%) общей массы молота, возможность погружения только легких шпунтов, деревянных и железобетонных свай, большой расход пара или сжатого воздуха.

Основными узлами паровоздушного молота двустороннего действия (рис. 10.1) являются неподвижный корпус, подвижный поршень с двумя массивными штоками (ударная часть) и автоматическое парораспределительное устройство. Корпус молота составлен из трех цилиндров: среднего — парового их для штоков. Сверху корпус закрыт крышкой с проушиной для подъема и удерживания молота, а снизу—ударной плитой, укрепляемой на головке сваи. Плита воспринимает удары нижнего штока ударной части и может перемещаться в незначительных пределах вдоль вертикальной оси корпуса; от выпадения она удерживается упорами.