Палеві молоти застосовують механічні (підвісні), пароповітряні та дизельні.
Механічні молоти, Якими палі забивають за рахунок енергії їх вільного падіння, мають невелику продуктивність. Їх застосовують рідко і для занурення паль невеликих розмірів.
Пароповітряні молотишироко використовують для забивання залізобетонних та сталевих паль, у тому числі для забивання важких паль у щільні зв'язні ґрунти. Працюють такі молоти за допомогою пари чи стисненого повітря; за своєю конструкцією та принципом дії їх поділяють на молоти одиночної та подвійної дії.
Молоти одиночної діїбувають з ручним, з напівавтоматичним та з автоматичним керуванням.
Молоти з ручним керуваннямпрості та надійні в роботі, але мають малу частоту ударів (до 25 хв). Вага ударної частини в молотах одиночної дії сягає 8000 кг.
Молоти подвійної діїбільш продуктивні і працюють автоматично, але мають меншу вагу ударної частини, що обмежує їх застосування для забивання важких паль. Існують пароповітряні молоти подвійної дії, пристосовані до роботи під водою.
У зимових умовах у пароповітряних молотах краще застосовувати не стиснене повітря, а пару, тому що при пневматичному способі в механізмах конденсується та замерзає вода.
Дизель-молотизнаходять широке застосування головним чином для забивання відносно невеликих паль і поділяються на штангові, трубчасті та з повітряним буфером. У штангових молотах ударною частиною служить циліндр, а трубчастих - поршень. Вага ударної частини від 400 до 2500 кг.
До недоліків дизель-молотів відносяться:
Низький коефіцієнт корисної дії - до 60% кінетичної енергії витрачається на стиск повітря в циліндрі;
Неповноцінність роботи в початковий період та при слабких ґрунтах - при невеликому опорі зануренню не відбувається достатнього стиснення горючої суміші і тому припиняється робота молота;
Неповноцінна робота за низьких температур повітря.
Загальна організація пальових робіт на мостобудівному об'єкті залежить від вибору механізмів для занурення паль. Вибір свабійних агрегатів, у тому числі пальових молотів, залежить від властивостей грунтів, а також від ваги палі, її конструкції, необхідної глибини занурення та несучої здатності.
Вага ударної частини молота одиночної дії (включаючи дизель-молот) повинна бути більшою за вагу палі при її довжині більше 12 м. При довжині палі менше 12 м середньої густини.
У різних ґрунтових умовах ефект занурення паль може залежати як від енергії удару молота, і від частоти його ударів. Тільки при оптимальному співвідношенні всіх параметрів свабійного агрегату, що відповідає конкретним ґрунтовим умовам, можна успішно занурювати палі в ґрунт.
Занурення палі молотами в піщані ґрунти, повністю насичені водою, у деяких випадках виявляється скрутним. Збільшення ваги ударної частини молота не дає ефекту. Інтенсивніше витісняється вода і, отже, збільшується швидкість занурення палі також підмив ґрунту, при якому виникає потік води вздовж стінок паль, зменшується тертя і відкривається шлях для виходу вільної води з пір грунту. При водонасичених піщаних грунтах краще віброзанурення паль і забивання молотами з великою частотою ударів та із застосуванням підмиву.
При зануренні паль у глинисті ґрунти відбувається їх ущільнення, порушуються структурні зв'язки і як наслідок частина зв'язної води перетворюється на вільну, тобто. ґрунт розріджується (явище тиксотропін). Це полегшує занурення паль, причому відбувається воно інтенсивніше за відносно більшої частоти ударів молота. Крім того, можливість успішного занурення паль у глинисті ґрунти залежить від багатьох.
інших причин і головним чином від консистенції та вологості ґрунту. Великі сили зчеплення глинистих грунтів зі палею різко знижують ефект занурення; у водонасичених глинистих грунтах занурення утруднене навіть за невеликої їх щільності; у щільних глинистих ґрунтах опір зануренню зростає. Підмив паль у глинистих ґрунтах рідко дає позитивні результати. У щільні глинисті
ґрунти палі краще занурювати пальовими молотами з великою вагою ударної частини – пароповітряними молотами одиночної дії. Для полегшення занурення в глину трубчастих паль їх іноді занурюють з відкритим кінцем і із вилученням ґрунту з їхньої порожнини.
У супіску чи слабкі суглинкипалі можна успішно занурювати пальовими молотами із застосуванням у необхідних випадках підмивання.
Палі необхідно забивати в ґрунт доти, доки величина занурення від одного удару не досягне розрахункового значення, що називається відмовою (середнє арифметичне значення опади від кількох ударів).
Розрахункова відмовапобічно характеризує несучу здатність палі грунту, тобто. є динамічним еквівалентом граничного статичного навантаження на палю. Початкова відмова, отримана після завершення забивання палі, зазвичай не є істинною, оскільки після деякої перерви величина відмови змінюється. У маловологі піщаних грунтах відмова зростає (опір зменшується), а в глинистих грунтах зменшується.
Продуктивність пальових робіт залежить як від правильного вибору павалійного агрегату, так і від допоміжних операцій із забивання, які займають до 80% часу. Для пальових робіт застосовують копри чи крани. Стрілові та портальні крани забезпечують напрямними стрілами та іншим допоміжним обладнанням. Для спрямування паль при зануренні, особливо для спрямування похилих паль, застосовують також напрямні пристрої у вигляді каркасів з інвентарних елементів УІКМ або переносних пристроїв, що встановлюються на розпірних кріпленнях котлованів.
Копри і крани, що застосовуються для забивання паль, повинні мати маневреність і дозволяти швидко переміщувати їх, а також проводити всі допоміжні роботи. Копри повинні бути легкими, досить жорсткими, прості у складанні та по можливості універсальні. Розміри копра та його конструкцію підбирають залежно від розмірів паль, умов їх занурення, а також від застосовуваного палябійного агрегату. Якщо копри призначені для забивання відносно коротких і легких паль або шпунта, їх можна виготовляти на будівництві. Дерев'яні збірно-розбірні копри можна виготовляти заввишки до 15 м; знаходять застосування дерев'яні копри з двома стрілами, що дозволяють забивати одночасно дві палі. Найчастіше застосовують металеві інвентарні копри. Серед них копри для дизель-молотів, виконані з різних прокатних профілів та труб та забезпечені колесами для пересування рейками. Для забивання важких довгих паль, у тому числі і похилих, застосовують універсальні копри, що переміщуються рейками. Таким копрам можна надавати нахил у межах до 5:1 за допомогою довгих гвинтів, встановлених між вежею і платформою. Більшість універсальних копрів повноповоротні у горизонтальній площині, а на платформі зазвичай розміщені паровий котел, лебідка та механізми повороту. При перестановці візка та встановлення на рейки іншого напрямку станину копра піднімають домкратами, укріпленими під платформою. На місцевості, покритій водою, палі доцільно забивати за допомогою плавучих копров, які розташовують на плашкоутах із металевих понтонів (зазвичай на інвентарних понтонах КС) та закріплюють якорями.
Поряд з копрам в мостобудуванні для забивання паль широко використовують різні крани: стрілові стаціонарні деррик-крани, стрілові на гусеничному або автомобільному ходу і портальні. На місцевості, покритій водою, для цієї мети можна застосувати плавучі крани.
Застосування крана для забивання паль особливо доцільно, якщо його використовують на всіх роботах із спорудження опори, тобто. для забивання шпунта, вилучення ґрунту та бетонування тіла опори, та, крім того, для монтажу прогонових будов. Так універсальні крани, що мають змінне обладнання, дозволяють забивати шпунт і палі, розробляти і витягувати ґрунт з котлованів або опускних колодязів, подавати бетонну суміш, піднімати ковзну опалубку або подавати під складання опалубні щити, збирати опори з блоків, монтувати збірні металеві та залізобетонні. і т.д.
Крани, що використовуються для забивання паль, забезпечують напрямними стрілами. Знаходять застосування короткі напрямні, підвішені до крана, які в міру забивання палі періодично опускають з таким розрахунком, щоб при роботі молот не виходив за їх межі. Найчастіше застосовують довгі напрямні, підвішені до стріли крана, у нижній частині жорстко приєднані до корпусу крана за допомогою з'єднання, що дозволяє змінювати нахил напрямної та виліт стріли крана.
У тих випадках, коли проектні позначки голів паль знаходяться нижче рівня води, застосовують пальові молоти, здатні працювати під водою, або використовують так звані підбабки, що встановлюються між кінцем палі і молотом. Підбабки є відрізками паль або відповідні інвентарні конструкції.
Послідовність занурення паль залежить від форми фундаменту, властивостей ґрунту. кількості паль та застосовуваного обладнання. При невеликій кількості рядів палі послідовно забивають по рядах, починаючи від крайнього. У багаторядних фундаментах застосовують спіральну послідовність, починаючи від центральних паль, щоб уникнути переущільнення ґрунту, що перешкоджає зануренню наступних паль.
З підприємств будіндустрії палі доставляють у готовому для занурення у ґрунт вигляді. Залежно від характеристик ґрунту існує ряд методів пристрою паль, у тому числі ударний, вібраційний, вдавлювання, загвинчування, з використанням підмиву та електроосмосу, а також різними комбінаціями цих методів.
Ударний метод заснований на використанні енергії удару (дії ударного навантаження), під дією якої паля своєю нижньою загостреною частиною впроваджується в ґрунт. У міру занурення вона зміщує частинки ґрунту убік, частково вниз або вгору. В результаті занурення паля витісняє об'єм ґрунту, практично рівний обсягу її зануреної частини. Менша частина цього ґрунту виявляється на денній поверхні, велика - поєднується з навколишнім ґрунтом і значно ущільнює ґрунтову основу. Зона помітного ущільнення ґрунту навколо палі становить 2...3 діаметри палі.
Ударне навантаження на оголовок палі створюють спеціальні механізми:
- пароповітряні молоти, що приводяться в дію силою стисненого повітря або пари, що безпосередньо впливають на ударну частину молота;
- дизель-молоти, робота яких ґрунтується на передачі енергії згоряючих газів ударної частини молота;
- віброзанурювачі - передача коливальних рухів робочого органу на палю (використання вібрації);
- вібромолоти - поєднання вібрації та ударного впливу на палю.
Віброзанурювачі і вібромолоти найчастіше використовують при зануренні трубчастих паль-оболонок великого діаметра, при зануренні в ґрунт і вилученні шпунтових паль.
Робочий цикл молотів всіх типів складається з двох тактів: холостого ходу, протягом якого відбувається підйом ударної частини на певну висоту, та робочого ходу, протягом якого ударна частина з великою швидкістю рухається вниз до моменту удару по палі. У ряді пальових молотів робочий хід відбувається лише під впливом маси ударної частини, такі молоти називаються молотами одиночної дії.
У молотах подвійної дії в точці максимального підйому ударна частина отримує додаткову енергію, на палю діють ця енергія та маса ударної частини молота. У процесі роботи молота корпус його залишається нерухомим на голові палі, що занурюється, ударна частина молота рухається всередині корпусу. Енергія згоряння не тільки піднімає ударну частину молота на граничну висоту, але й впливає на неї ударом, коли під дією сили тяжіння падає вниз. Подача палива та його загоряння в залежності від положення ударної частини виконуються автоматично.
Дизель-молоти, в порівнянні з пароповітряними, відрізняються більш високою продуктивністю, простотою в експлуатації, автономністю дії та нижчою вартістю. Автономність забезпечується шляхом підйому за рахунок робочого ходу двотактного дизельного двигуна.
На будівельних майданчиках застосовують штангові та трубчасті дизель-молоти (рис. 6.5). Ударна частина штангових дизель-молотів - рухомий циліндр, відкритий знизу і переміщується в напрямних штангах. При падінні циліндра на нерухомий поршень у камері згоряння спалахує суміш повітря та палива. Гази, що утворилися в результаті згоряння суміші, підкидають циліндр вгору, після чого відбувається новий удар і цикл повторюється.
У трубчастих дизель-молотах нерухомий циліндр, що має п'яту, є спрямовує всієї конструкції. Ударна частина – рухливий поршень з головкою. Запалення суміші відбувається при ударі головки поршня по поверхні сферичної западини циліндра.
6.5. Схеми дизель-молотів:
а – штангового; б – трубчастого; / - Рухомий циліндр; 2 – напрямні штанги; 3-поршень; 4 – рухливий поршень; 5 – головка; 6 – нерухомий циліндр; 7 - опорна частина
Головна перевага дизель-молота трубчастого типу над штанговим у тому, що при однаковій масі ударної частини вони мають значно більшу (в 2...3 рази) енергію удару. Рекомендується наступне відношення маси ударної частини молота до маси палі: для штангових молотів 1,25; для трубчастих – 0,5...0,7. Для молотів одиночної дії кількість ударів на 1 хвилину становить 45...100, маса ударної частини до 2500 кг. Аналогічно для молотів подвійної дії кількість ударів за 1 хвилину до 300, маса ударної частини до 1200 кг.
У комплект молота входить наголовник, необхідний для закріплення палі в напрямних свабійної установки, захисту голови палі від руйнування ударами молота і рівномірного розподілу удару по площі палі. У зв'язку з цим внутрішня порожнина наголовника повинна відповідати контуру та розмірам голови палі і жорстко на ній бути закріпленою.
Для підіймання та встановлення палі у задане положення та для забивання паль із забезпеченням передачі зусилля від молота палі строго у вертикальному положенні застосовують спеціальні пристрої-копри (рис. 6.6). Основна робоча частина копра - його стріла, вздовж якої встановлюють перед зануренням молот, опускають і піднімають його при забиванні палі. Похилі палі занурюють у ґрунт копрамі з похилою стрілою. Копри бувають на рейковому ходу (універсальні металеві копри баштового типу) та самохідні - на базі кранів, тракторів, екскаваторів та автомашин зі стрілою довжиною 9...18 м.
Універсальні копри мають значну власну масу до 20 т. Монтаж та демонтаж таких копров, пристрій для них підкранових шляхів - досить трудомісткі процеси, тому універсальні копри застосовують для забивання паль завдовжки більше 12 м при великому обсязі пальових робіт на об'єкті.
Мал. 6.6. Своєбійні копрові установки:
6 – бруківка; б - рейкова універсальна; в - з урахуванням екскаватора; пана на тракторі; д – на автомобілі; / - кабіна, 2 - копрова щогла; 3 – міст; 4 – рейковий шлях; 5 – паля; б - оголовник із блоками; 7 - ходовий візок; 8 – поворотна платформа; 9 – молот; 10 – базова машина; II-стріла; 12 - розпірка; 13 - гідроциліндр; 14 – висувний механізм; 15 - гідроциліндр підйому та нахилу стріли; 16 - механізм підйому палі; 17 - рухома рама
Найбільш поширені у промисловому та цивільному будівництві палі завдовжки 6...10 м, які забивають за допомогою самохідних свабійних установок. Такі установки маневрені і мають механічні пристрої для підтягування та підйому на необхідну висоту палі, закріплення голови палі в наголовнику, у вертикальному вирівнюванні стріли зі паляю перед забиванням.
Забивання паль складається з трьох основних операцій, що повторюються:
■ пересування та встановлення копра на місце забивання палі;
■ підіймання та встановлення палі у позицію для забивання;
■ забивання палі.
Центр тяжкості пальового молота повинен співпадати з напрямком забивання палі. Палевий молот піднімають на висоту, достатню для установки палі, з деяким запасом на хід молота та в такому положенні закріплюють. При забиванні сталевих та залізобетонних паль молотами одиночної дії обов'язково застосування наголовників для пом'якшення удару та запобігання голові палі від руйнування.
У процес забивання паль входять установка палі в проектне положення, надягання наголовника, опускання молота та перші удари по палі з висоти 0,2...0,4 м, після занурення палі на глибину 1м-перехід до режиму нормальної забивання. Від кожного удару паля занурюється на певну глибину, яка зменшується в міру заглиблення палі. Надалі настає момент, коли глибина забивання палі практично непомітна. Практично паля занурюється в ґрунт на одну й ту саму малу величину, яку називають відмовою.
Відмова - глибина занурення палі за певну кількість ударів, як правило, молота одиночної дії або за одиницю часу для молотів подвійної дії. Величина відмови – середня від 10 або серії ударів в одиницю часу.
Запорука - серія ударів, що виконуються для виміру середньої величини відмови: для пароповітряних молотів у заставі 20...30 ударів; для дизель-молотів одиночної дії у заставі 10 ударів; для дизель-молотів подвійної дії відмову визначають за 1 хв. забивання.
Заміри проводять з точністю до 1 мм, забивання припиняють при отриманні заданого за проектом відмови (розрахункового). Якщо середня відмова у трьох послідовних заставах не перевищує розрахункової, то процес забивання палі вважається закінченим.
Якщо при зануренні паль не дійшла до проектної позначки, але вже отримано задану відмову, то ця відмова може виявитися помилковою, внаслідок можливого перенапруги в ґрунті від забивання попередніх паль. Через 3...4 дні паля може бути занурена до проектної позначки.
Занурення паль вібруваннямздійснюють з використанням вібраційних механізмів, що надають на палю динамічні впливи, які дозволяють подолати опір тертя на бічних поверхнях палі, лобовий опір грунту, що виникає під вістрям палі, та занурити палю на проектну глибину (рис. 6.7). На швидкість занурення та амплітуду коливань впливають маса вібруючих частин палі та вібратора, його ексцентриситет, щільність ґрунту, що бере участь у коливаннях, частота коливань віброзанурювача. Завдяки вібрації для занурення паль у ґрунт потрібно зусилля іноді в десятки разів менші, ніж при забиванні. При цьому відбувається часткове віброущільнення ґрунту, у тому числі під головкою палі. Зона ущільнення для різних ґрунтів становить 1,5...3 діаметри палі.
Мал. 6.7. Віброзанурення паль:
а - свої занурювальна установка; б - віброзанурювач з підресореним привантаженням; в – вібромолот; I - віброзанурювач; 2 - екскаватор; 3 – паля; 4 – електродвигун; 5 – привантажувальні плити; 6 – вібратор; 7 – дебаланси; 8 – наголовник; 9 – пружини; 10 – ударна частина з електродвигуном; 11 – бойок; 12 - ковадло
Для занурення паль у ґрунт вібруванням використовують віброзанурювачі, які підвішують до щогли свої занурювальної установки та жорстко з'єднують із наголовником палі. Дія віброзанурювача заснована на принципі, при якому горизонтальні відцентрові сили, що викликаються дисбалансами вібратора, взаємно ліквідуються, у той час як вертикальні сили підсумовуються. Амплітуда віброколивань і маса вібросистеми, в яку входять паля, наголовники і віброзанурювач, повинні забезпечити вібрацію сусідніх шарів ґрунту, включення їх в цю систему, в результаті відбувається розсунення зерен ґрунту під контуром зануреної частини палі.
Спосіб найбільш прийнятний у піщаних ґрунтах, водонасичених дрібних та пилуватих ґрунтах, де швидкість занурення може досягати 3,5...7 м/хв. Цим методом занурюють суцільні та порожнисті залізобетонні палі, палі-оболонки, металевий шпунт.
При глинистих і важких суглинистих ґрунтах під вістрям палі може виникнути глиняста подушка, яка знижує здатність палі, що несе, до 40%. Тому на заключній стадії занурення, на останні 15...30 см паля занурюється в ґрунт ударним способом.
При виборі низькочастотних занурювачів (до 420 кол/хв), що застосовуються при зануренні важких залізобетонних паль та трубчастих паль діаметром 1000 мм і більше, необхідно, щоб момент ексцентриків перевищував масу вібросистеми не менше ніж у 7 разів для легких ґрунтів та в 11 разів для середніх та важких ґрунтів.
Для занурення легких паль масою до 3 т і металевого шпунта в ґрунти, що не надають великого лобового опору під вістрям палі, застосовують високочастотні (від 1500 кіл/хв) віброзанурювачі з підресорним привантаженням, що складаються з самого вібратора та приєднаного до нього за допомогою системи пружин. привантаження із розташованим на ньому електродвигуном.
Вібраційний метод найбільш ефективний при нескладних водонасичених ґрунтах. Застосування методу для занурення паль у маловологі щільні грунти можливе лише за влаштуванні провідних свердловин, т. е. при попередньому пробуривании свердловин.
Більш універсальним є віброударний спосібзанурення паль за допомогою вібромолотів. При роботі вібромолота поряд з вібраційним впливом на палю періодично опускається ударник, надаючи динамічний вплив на голову палі.
Найбільш поширені пружинні вібромолоти. Вони при обертанні валів з дебалансами у протилежних напрямах створюються постійні коливання. Коли зазор між ударником і ковадлом палі виявляється менше амплітуди коливань, ударник періодично вдаряє через ковадло по палі. Вібромолоти можуть самоналаштовуватися, тобто збільшувати енергію удару з підвищенням опору ґрунту зануренню палі. Маса ударної частини вібромолота стосовно занурення залізобетонних паль повинна бути не менше 50% від маси палі і складати 650... 1350 кг.
Віброударний спосіб застосовується у зв'язаних щільних ґрунтах, і дозволяє в 3...8 разів швидше при однаковій потужності з вібраційним способом здійснювати занурення паль у ґрунт за рахунок одночасної вібрації та забивання. При цьому має бути забезпечене жорстке з'єднання віброзавантажувача зі палею.
Метод вібровдавлюваннязаснований на комбінації вібраційного або віброударного впливу на палю та статичного привантаження. Вібровдавлююча установка складається з двох рам. На задній рамі знаходяться електрогенератор, що працює від тракторного двигуна, і двобарабанна лебідка, на передній рамі розміщені напрямна стріла з віброзанурювачем і блоки, через які проходить до віброзанурювача вдавлювальний канат від лебідки. У робочому положенні віброзанурювач, розташований над місцем занурення палі, піднімає палю і встановлює її разом із закріпленим наголовником на місце забивання. При включенні віброзанурювача і лебідки паля занурюється за рахунок власної маси, маси віброзавантажувача та частини маси трактора, що передається вдавлюючим канатом через віброзанурювач на палю. Одночасно на палю діє вібрація, створювана низькочастотним занурювачем з підресореною плитою.
Метод вібровдавлювання не вимагає пристрою шляхів для пересування робочого агрегату, виключає пошкодження та руйнування паль. Особливо ефективний при зануренні паль завдовжки до 6 м.
Занурення паль втисканнямзастосовують для коротких паль суцільного та трубчастого перерізу (3...5 м). Статичне вдавлювання здійснюється в такій послідовності: палю встановлюють у вертикальне положення у напрямній стрілі агрегату. Далі на голову палі опускають і закріплюють оголовник, що передає тиск від базової машини (трактора, екскаватора) через систему блоків та поліспастів безпосередньо на палю, яка завдяки цьому тиску поступово занурюється у ґрунт. Після досягнення своєї проектної позначки занурення припиняють, знімають наголовник, агрегат переїжджає на нову позицію. Застосовується статичне вдавлювання з використанням одночасно задіяних двох механізмів (рис. 6.8).
Занурення паль загвинчуваннямзасноване на загвинчуванні сталевих та залізобетонних паль зі сталевим наконечником за допомогою мобільних установок, змонтованих на базі автомобілів чи інших самохідних засобів. Метод застосовують найчастіше при влаштуванні фундаментів під щогли ліній електропередачі, радіозв'язку та інших споруд, де достатньою мірою можуть бути використані несуча здатність гвинтових паль та їх опір висмиканню (рис. 6.9).
Мал. 6 8 Схема занурення палі статичним втисканням
1- лебідка н тяговий канат для опускання опорної плити н підйому наголовника, 2 - розтяжні стріли; 3 – блоки; 4 - рама стріли, 5 - наголовник з блоками, б - вдавлюючий канат, 7 -вдавливающая лебідка, 8 - опорна плита; II – рама, 12 – трактор
Мал. 6.9. Схема процесу загвинчування паль;
а) конструкція наконечника прн занурення в слабкі грунти б) те ж, в щільні грунти, схема занурення сван; 1 редуктор нахилу робочого органу; 2 - робочий орган (кабестан); 3 - паля; 4 – наконечник палі; 5 - виносні опори
Установка для загвинчування складається з робочого органу, приводів обертання та нахилу робочого органу, гідросистеми, пульта управління, чотирьох гідравлічних виносних опор та допоміжного обладнання. Робочий орган кабестан - механізм, що складається з двох пар захватів та електродвигуна. Захоплення обтискують палю і передають їй обертання електродвигуна. Залежно від призначення (передачі навантаження на велику площу або заглиблення в щільні ґрунти) гвинтові лопаті наконечників можуть мати діаметром до 3 м, мінімальний діаметр лопатей становить 30 см; довжина паль може перевищувати 20 м-коду.
Конструкція робочого органу дозволяє виконувати наступні операції: втягувати гвинтову палю всередину труби робочого органу (попередньо на палю надягають інвентарну металеву оболонку), забезпечувати заданий кут занурення палі в межах 0...450 від вертикалі, занурювати палю в ґрунт шляхом обертання з одночасним використанням осьового. зусилля. Це зусилля за необхідності можна використовувати при вивертанні палі з ґрунту. Обертання робочого органу здійснюють від коробки відбору потужності через відповідні редуктори.
Робочі операції при зануренні палі методом загвинчування аналогічні операціям, що виконуються при зануренні паль методами забивання або віброзанурення. Тільки замість установки та зняття наголовника при цьому методі одягають та знімають металеву оболонку.
Після загвинчування гвинтової палі (діаметр труб досягає 1 м), її внутрішня порожнина заповнюється бетоном. Швидкість занурення гвинтових паль залежить від діаметра лопаті та характеристик ґрунту та знаходиться в межах 0,2...0,6 м/хв.
Переваги гвинтових паль у їхній високій несучій здатності, можливості плавного занурення в ґрунт, сприйнятті негативних зусиль.
Занурення паль підмивом ґрунту застосовують у незв'язних та малозв'язних ґрунтах - піщаних та супіщаних. Доцільно підмив використовувати для паль великого поперечного перерізу та великої довжини, але неприпустимо для висячих паль. Спосіб полягає в тому, що під дією води, що витікає під натиском у вістря палі з однієї або декількох труб, закріплених на паля, ґрунт розпушує»! та частково вимивається (рис. 6.10). При цьому опір грунту у вістря палі знижується, а вода, що піднімається вздовж палі, розмиває прилеглий грунт, зменшуючи тим самим тертя по бокових поверхнях палі. В результаті паля занурюється в ґрунт під дією власної маси та маси встановленого на ній молота.
Розташування трубок для підмивання грунту діаметром 38...62 мм може бути бічним, коли дві або чотири трубки з наконечниками знаходяться з боків палі, і центральним, коли одно-або багатоструменевий наконечник розміщений в центрі пустотілої палі, що забивається. При бічному підмиві, в порівнянні з центральним підмивом, створюються більш сприятливі умови для зменшення сил тертя по бічній поверхні паль. При бічному розташуванні підмивні трубки кріплять таким чином, щоб наконечники знаходилися біля паль на 30...40 см вище від вістря.
Для підмивання грунту воду трубки подають під тиском не менше 0,5 МПа. При підмиві порушується зчеплення між частинками ґрунту під підошвою і частково по бічній поверхні паль, що може призвести до зниження несучої здатності палі. Враховуючи, що паля повинна буде надалі сприймати навантаження, занурення з підмивом здійснюють лише до заданого рівня, а потім за допомогою свабійної установки її забивають до проектної глибини (на 0,5...2,0 м). При цьому способі занурення продуктивність зростає на 30...40% у порівнянні з чистим забиттям, економиться пальне. Після припинення подачі води та стабілізації рівня ґрунтових вод, ґрунт ущільнюється та щільно обтискає палю.
Мал. 6.10. Підмив ґрунту для занурення паль:
а) - занурення квадратних паль з підмиванням ґрунту: / - молот; 2 ~ трос, що підтримує підмивні трубки; 3 – напірний шланг; 4 – підмивні трубки; 5 – паля; б -розташування підмивних трубок; в - наконечник підмивної труби
Застосування методу підмивання не допускається, якщо є загроза просідання прилеглих споруд, а також в цілому на грунтах.
Занурення паль з використанням електроосмосу застосовують у водонасичених щільних глинистих ґрунтах, у моренних суглинках та глинах. Для практичної реалізації методу вже занурену в грунт палю приєднують до позитивного полюса (аноду) електричної мережі постійного струму, а сусідню з нею, підготовлену для занурення в ґрунт - до негативного полюса (катоду). При включенні струму навколо палі з позитивним полюсом різко знижується вологість ґрунту, а в сусідній із негативним полюсом вона навпаки різко збільшується. У більш вологому середовищі паля швидше занурюється в ґрунт, що дозволяє застосовувати своєбійне обладнання меншої потужності.
Після закінчення забивання та від'єднання паль від джерела струму в ґрунті швидко відновлюється колишня стабілізація ґрунту та його вологого стану. Завдяки цьому тільки за рахунок зменшення вологості навколо забитої палі її несуча здатність значно зростає.
Якщо залізобетонні палі при методі осмосу додатково оснастити металевими смугами, які займатимуть 20...25% бічної поверхні паль, і також, вже забиту палю приєднати до анода, а занурювану з металевими смугами до катода, то тільки це дозволить на 20. .30% скоротити трудовитрати і тривалість занурення проти чистим методом электроосмоса. Порівняно із забиванням паль, використання додатково особливостей електроосмосу дозволяє на 25-40% прискорити процес занурення паль у ґрунт.
Послідовність занурення паль. Порядок занурення паль залежить від їх розташування у пальному полі та параметрів свазавантажувального обладнання. Послідовність забивання паль визначається техкартою або проектом виконання робіт, вона залежить від розмірів пальового поля та властивостей ґрунтів. Застосовні три схеми - звичайна, коли послідовно забиваються всі палі в одному ряду; спіральна, при забиванні паль від центру до паль зовнішніх рядів та секційна, коли все поле ділять на окремі секції за шириною будівлі, в яких забивання здійснюється за рядовою схемою (рис. 6.11).
Мал. 6.11. Схема рядової системи занурення паль:
а - при прямолінійному розташуванні паль окремими рядами; 6 - при розташуванні паль кущами; /... IS - послідовність за бивки паль
Спіральна схема передбачає занурення паль концентричними колами від центру до країв пальового поля, що дає змогу отримати мінімальну довжину шляху своєзанурювальної установки.
Крім цього при зануренні паль навколо неї ґрунт додатково ущільнюється. При спіральній схемі знову забиваються палі знаходяться завжди по зовнішньому контуру пальового поля, тому напруженість вже забитого поля має мінімальний вплив.
При великих відстанях між окремими палями послідовність занурення може визначатися переважно технологічними міркуваннями, насамперед використовуваним устаткуванням. У деяких копрів баштового типу щогли спираються на висувні рами, що зміщуються приблизно на 1 м. Такими копрамі можна забивати відразу палі двох рядів з однієї стоянки, що значно знижує трасу руху копра і час на його пересування. При спорудженні підземної частини житлових будівель знайшли застосування крани, оснащені навісним копровим обладнанням, що переміщаються рейковою колією вздовж брівки котловану будівлі.
При влаштуванні пальових фундаментів будівель великої протяжності раціонально застосовувати бруківку своєбійну установку (рис. 6.12), що являє собою пересувний міст, яким переміщається візок з копром. Палі завдовжки 8...12 м забивають дизель-молотом. Перевагою бруківки своєбійної установки є можливість точної установки паль у місці забивання, попередня розкладка паль у зоні робіт значно скорочує операції з підтягування та закріплення палі на копрі, що значно підвищує продуктивність та якість робіт.
При зануренні паль основними факторами, що визначають вибір методу та своєзанурювального обладнання, є фізико-механічні властивості ґрунту, обсяг пальних робіт, вид паль, глибина їх занурення, продуктивність застосовуваних свабійних установок та пальових занурювачів.
Обсяги майбутніх робіт вимірюють кількістю паль, які необхідно забити, або сумарною довжиною частини паль, що занурюється в грунт.
P та c. 6.12. Схема занурення паль бруківкою.
1 – головка з блоками; 2 – дизель-молот; 3 – паля; 4 – копер; 5 – рейки; 6 - пересувний міст; 7 - кран для подачі паль
Від цих обсягів, специфіки ґрунтових умов та заданих термінів робіт залежить вибір обладнання для занурення паль та кількість своїх занурювальних установок.
Для виконання пальових робіт застосовується обладнання, яке можна поділити на основне та допоміжне. До основного обладнання відносяться: копри та молоти для занурення паль заводського виготовлення; бурові верстати для виготовлення буронабивних паль; кранове обладнання, яке використовується для навісних копрових стріл або бурових робочих органів; автобетонозмішувачі великої місткості, що готують і доставляють литу бетонну суміш для буронабивних паль. До допоміжного обладнання належать машини та механізми загальнобудівельного призначення (автотранспортні засоби, машини для земляних робіт, вантажно-розвантажувальні засоби, компресори, обладнання для зварювальних робіт тощо). До допоміжного обладнання можна віднести також пальові наголовники, інвентарні хомути для зрізання голів паль, відбійні молотки, бетонолітні труби, бункери та цебра для приймання та укладання бетонної суміші.
Для контролю якості виконання пальових робіт використовуються прилади та обладнання, до яких належать геодезичні інструменти, відмовоміри, гаммаплотномери, прилади для неруйнівних способів визначення марок бетону паль та ростверків, фактичних величин захисного шару бетону тощо.
8.5.1. Занурення паль заводського виготовлення
Палі заводського виготовлення занурюються в ґрунт забиванням за допомогою молотів, віброзануренням. за допомогою віброзанурювачів, вдавлювання (або вібровдавлювання) за допомогою спеціальних агрегатів.
Найбільш широке застосування на об'єктах промислового та цивільного будівництва отримав спосіб забивання, а на об'єктах транспортного та гідротехнічного будівництва – спосіб віброзанурення.
Існує два методи занурення паль: за допомогою копро, коли молот (або віброзанурювач) закріплюється в напрямних копрової стріли, що служить для утримання палі в заданому (вертикальному або похилому) положенні протягом усього періоду занурення; безкопровий, коли молот (або віброзанурювач), підвішений на гаку крана, встановлюється на голову палі, яка утримується в заданому положенні інвентарним металевим або дерев'яним кондуктором. Останній метод застосовується головним чином для занурення паль та паль-оболонок у транспортному та гідротехнічному будівництві.
за конструктивним особливостямкопри поділяються на рейкові, самохідні та навісні. Технічні характеристикикопрів наведено у табл. 8.27 та 8.28.
Рейкові копри застосовуються, як правило, при зануренні паль великої довжини (до 20 м) та маси (до 8 т), а також у тих випадках, коли майданчик будівництва складений від поверхні слабкими ґрунтами і тиск на ґрунти дна котловану не може бути більшим. ,05 МПа.
Самохідні копри на базі тракторів та трубоукладачів застосовуються головним чином у випадках, коли довжина занурюваних паль масою до 1 т не перевищує 12 м, а пальові фундаменти спроектовані у вигляді стрічок.
Навісне копрове обладнання на екскаваторах і кранах застосовується для занурення паль, розташованих у плані у вигляді стрічок або груп (кущів) за довжини до 14 м і маси до 6 т.
Молоти, що використовуються для занурення паль, за конструктивними особливостями поділяються на механічні, пароповітряні одиночні дії, дизельні штангові та трубчасті, віброзанурювачі.
Механічні молоти являють собою чавунні або сталеві болванки, що встановлюються у напрямних стріли копро і піднімаються на необхідну висоту лебідкою. Скидання здійснюється механічним пристроєм. Маса механічних молотів зазвичай не перевищує 5 т, а частота ударів - 4-12 за 1 хв.
ТАБЛИЦЯ 8.27. ТЕХНІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА КОПРОВ НА РЕЙОВОМУ ХОДІ
Показник | Прості та механізовані копри | Універсальні копри | ||||||||
КП-8 | КП-12 | С-1006 | С-582 | КП-20М | С-995 | С-908 | КУ-20 | СП-56 | СП-55 | |
Корисна висота щогли, м | 8 | 12 | 12 | 17,5 | 20 | 12 | 16 | 20 | 20 | 25 |
Повна висота копра, м | 15 | 19,6 | 18 | 23,4 | 28 | 18,3 | 23 | 28,2 | 28,2 | 36,2 |
Вантажопідйомність, т | 7,5 | 8,5 | 10 | 9 | 21 | 8,5 | 12 | 20 | 20 | 30 |
Робочий нахил, щогли: 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 |
Установчий нахил (вправо, вліво), град | - | - | До 1,5 | - | - | До 1,5 | До 1,5 | - | До 1,5 | До 1,5 |
Кут повороту платформи, град | - | - | - | - | - | - | 360 | 360 | 360 | 360 |
Зміна вильоту щогли, м | - | - | 1,2 | - | - | 1,2 | 1,2 | 1,2 | 1,35 | 1,35 |
Подовження напрямних нижче за головку рейок, м |
- | - | 4 | - | - | 3,5 | 4 | 4 | 4 | 4 |
Ширина колій, м | 3,4 | 3,4 | 4 | 5,5 | 7,5 | 4 | 4 | 5,5 | 6 | 6 |
Маса, т: копра без противаги та молота противаги максимальна 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 |
Повна встановлена потужність електродвигуна, кВт |
28,4 | 49,2 | 31,5 | 10 | 78,2 | 26,8 | 46 | 92,2 | 66 | 89 |
ТАБЛИЦЯ 8.28. ТЕХНІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА НАВІСНОГО ТА ЗМІННОГО КОПРОВОГО ОБЛАДНАННЯ НА БАЗІ ТРАКТОРІВ І ЕКСКАВАТОРІВ
Показник | Копрове обладнання марки | Навісне обладнання на екскаватори | ||||||
С-870 | С-878К | СП-49 | КО-16 | C-860 | СП-50С | |||
Корисна висота | 8,5 | 8,5 | 12 | 16 | 10 | 12 | 10 | 14 |
Повна висота копра, м | 13 | 13 | 19 | 23 | 15,5 | 19 | 14,7 | 21 |
Вантажопідйомність, т | 5,4 | 7 | 7 | 15 | 10 | 11 | 10 | 15 |
Робочий нахил щогли: 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 |
- - |
- - |
Установчий нахил (вправо, вліво) | 1:10 | 1:8 | 1:8 | 1:8 | 1:10 | 1:10 | - | - |
Кут повороту щогли навколо осі копра, град | - | - | - | - | 360 | 360 | 360 | 360 |
Максимальна зміна вильоту щогли, м | - | 0,7 | 0,7 | 1 | 0,5 | 0,5 | - | - |
Ширина напрямних для молота, мм | 360 | 360 | 360 | 360 | 360 | 360 | 360 | 360 |
Базова машина | Т-100М | Т-100М | Болотяний Т-100МБТП |
Т-160ГП | Е-652А | ЕО-5111АС | Е-652 | Е-1004 та Е-1252 |
Маса копрового обладнання, т: без молота агрегату в цілому |
5,8 |
9,3 |
6,5 |
|||||
Питомий тиск на ґрунт, МПа | 0,06 | 0,065 | 0,06 | - | 0,087 | 0,08 | 0,08 | 0,085 |
У зв'язку з низькою продуктивністю механічні молоти широкого застосування не отримали.
Пароповітряні молоти застосовують, як правило, для занурення паль масою до 8 т. Ці молоти дозволяють за рахунок регулювання висоти підйому ударної частини змінювати енергію удару. Їх застосування не залежить від осад паль при зануренні та від температури навколишнього повітря. Недоліками пароповітряних молотів є відсутність енергетичної автономності та необхідність забезпечення їх компресорами (або паровими казанами) великої продуктивності.
Енергетичну автономність мають дизельні молоти. Штангові дизельні молоти призначені для занурення дерев'яних і залізобетонних паль масою до 2,5 т. Трубчасті дизельні молоти мають більш високу порівняно зі штанговими енергією удару і застосовуються для занурення залізобетонних паль масою до 6 т.
Недоліком дизельних молотів є обмежені можливості в регулюванні енергії удару, погана заводимість при опадів паль більше 200 мм (коли молот працює в режимі вільного скидання) та зниження працездатності при нагріванні.
Технічні характеристики молотів, що застосовуються для занурення паль, наведено у табл. 8.29-8.32.
Віброзанурювачі, характеристики яких наведені у табл. 8.32 застосовуються головним чином для занурення залізобетонних порожнистих круглих паль і паль-оболонок або іноді призматичних паль великий (20 м) довжини.
ТАБЛИЦЯ 8.29. ТЕХНІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ПАРОВОЗДУШНИХ МОЛОТІВ
Показник | Молоти простої дії з керуванням | ||||||||
ручним | напівавтоматичним | автоматичним | |||||||
МПЗП-3000 | МПВП-4250 | МПВП-6500 | МПЗП-8000 | СССМ-570 | С-276 | СССМ-680 | С-811 | С-812Л | |
Маса, кг: ударної частини молота спільна |
3000 3267 |
4250 4528 |
6500 6811 |
8000 8695 |
1800 2700 |
3000 4150 |
6000 8650 |
6000 8200 |
8000 11000 |
Енергія удару, кДж | 37,5 | 43,2 | 89,7 | 110,0 | 27,0 | 39,0 | 82,0 | 82,0 | 100,0 |
Число ударів за 1 хв | 8—12 | 8—12 | 8—12 | 8—12 | До 30 | До 30 | До 30 | 40—50 | 35—40 |
Висота підйому, м | 1250 | 1250 | 1250 | 1250 | 1500 | 1300 | 1370 | 1370 | 1370 |
Об'ємна витрата повітря, м 3 /хв |
9—11 | 11—15 | 16—20 | 18—26 | 10 | 14 | 30 | 18—20 | 26 |
Масова витрата пари, кг/год | 500—550 | 600—750 | 1100—1300 | 1200—1500 | 545 | 700 | 1470 | 1250 | 1500 |
Габарити, мм: довжина ширина висота |
- - 2850 |
- - 2820 |
- - 3125 |
- - 2580 |
810 780 4840 |
1180 900 4840 |
1410 880 4960 |
1070 1150 4730 |
1070 1270 4730 |
ТАБЛИЦЯ 8.30. ТЕХНІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ШТАНГОВИХ ДИЗЕЛЬ-МОЛОТІВ
Показник | Дизель-молоти з охолодженням | |||||||
рухливими | нерухомими | |||||||
ДБ-45 | ДМ-Б8 | ДМ-150 | ДМ-150а | С-222 | С-268 | С-330 | С-330А | |
Маса, кг: ударної частини молота спільна |
140 260 |
180 315 |
190 340 |
240 350 |
1200 2300 |
1800 3100 |
2500 4200 |
2500 4500 |
Енергія удару, кДж | 1,0 | 1,50 | 1,50 | 1,95—2,00 | - | - | - | - |
Число ударів за 1 хв | 96—100 | 100—110 | 100 | 60—65 | 50—55 | 50—55 | 42—50 | 42—50 |
Найбільша висота підйому ударної частини молота, мм |
1000 | 1000 | 1000 | 1250 | 1790 | 2100 | 2600 | 2500 |
Габарити, мм: довжина ширина висота |
500 360 1715 |
550 400 1940 |
620 450 1970 |
650 450 1980 |
850 800 3360 |
900 820 3820 |
870 980 4540 |
870 1000 4760 |
Розмір перерізу або діаметр занурюваних паль, см |
20* | 18—22* | 18—22* | 18—22* | До 30×30** |
* Дерев'яні палі.
** Залізобетонні палі.
ТАБЛИЦЯ 8.31. ТЕХНІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ТРУБЧАТИХ ДИЗЕЛЬ-МОЛОТІВ
Показник | Дизель-молоти з охолодженням | ||||||||
водяним | повітряним | ||||||||
С-994 | С-995 | C-996 та С-996 хл |
С-1047, С-1047 хл |
С-1048 та С-1048 хл |
С-859 | С-949 | С-954 | С-974 | |
Маса ударної частини, кг | 600 | 1250 | 1800 | 2500 | 3500 | 1800 | 2500 | 3500 | 5000 |
Висота підскоку ударної частини, мм: найбільша найменша |
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 |
Енергія удару (при висоті підскоку 2500 мм), кДж |
9,0 | 19,0 | 27,0 | 37,0 | 52,0 | 27,0 | 38,0 | 52,0 | 76,0 |
Число ударів в 1 хв, не менше | 44 | 44 | 44 | 44 | 44 | 44 | 44 | 44 | 44 |
Маса молота з кішкою, кг | 1500 | 2600 | 3650 | 5500 | 7650 | 3500 | 5000 | 7500 | 10 100 |
Габарити, мм: довжина ширина висота |
640 470 3825 |
720 520 3955 |
765 600 4335 |
840 950 4970 |
890 1000 5150 |
700 790 4190 |
720 - 4970 |
890 1000 5080 |
- - 5520 |
ТАБЛИЦЯ 8.32. ТЕХНІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ВІБРОЗАГУБНИКІВ
Марка віброзавантажувача | Номінальна потужність електродвигуна, кВт | Статичний момент маси дебалансів, кН×см | Частота коливань 1 хв | Обурювальна сила, кН | Маса віброзанурювача, 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 |
Примітки: 1. Віброзанурювачі ВУ-1,6, ВРП-60/200 та ВУ-3 мають прохідний отвір для вилучення ґрунту з порожнини паль-оболонок. 2. Віброзанурювачі марки ВРП-30/120 та ВРП-60/200 дозволяють безступінчасто регулювати момент дебалансів та швидкості їх обертання в процесі занурення палі-оболонки в залежності від прохідних ґрунтів.
При спорудженні пальових фундаментів для об'єктів житлово-цивільного та промислового будівництваНайбільше застосування знаходять дизельні молоти (штангові, і трубчасті), на об'єктах транспортного та гідротехнічного будівництва - пароповітряні молоти та віброзанурювачі.
Підбір копрового обладнання проводиться за наступних умов: тиск на ґрунт не повинен перевищувати допустимий; копер повинен забезпечувати задану точність занурення паль у плані та по вертикалі; довжина паль не повинна перевищувати корисної висоти стріли; вантажопідйомність копра повинна бути більшою або дорівнює сумі мас палі, наголовника та повної маси молота.
Забивні палі виготовляють на поверхні землі, а потім занурюють у ґрунт у вертикальному або похилому положенні. Існує кілька методів занурення забивних паль.
Ударний спосіб.Цей метод заснований на використанні енергії удару, під дією якого паля нижнім кінцем (загостреною частиною) впроваджується у ґрунт. У міру занурення вона зміщує частинки ґрунту убік, частково вниз і частково вгору. В результаті занурення паля витісняє об'єм ґрунту і таким чином додатково ущільнюється ґрунтова основа. Ударне навантаження на оголовок палі виробляють спец. механізмами – молотами різних типів, основним у тому числі є дизельний. Як правило, зазвичай застосовуються штангові та трубчасті дизель-молоти.
Процес занурення палі складається з наступних операцій:
підтягування та підйом палі з одночасним закладом її головної частини у гніздо наголовника у нижній частині молота;
встановлення палі у напрямних у місці забивання;
забивання палі спочатку декількома легкими ударами з подальшим збільшенням сили ударів до максимальної. При відхиленні положення палі від вертикалі більш ніж на 1% палю виправляють підпірками, стяжками тощо, або вилучають і забивають знову;
пересування копрової установки та зрізання палі за заданою позначкою.
Забивання паль ведеться до отримання заданої проектом відмови.
Відмова- Глибина занурення палі від одного удару. Відмову вимірюють з точністю до 1 мм. Осаду від одного удару в кінці забивання палі виміряти важко, тому відмова визначають як середнє значення при серії ударів, які називаються запорукою.
При зануренні паль дизель-молотами та пароповітряними молотами одиночної дії застава приймається рівним 10 ударам, при зануренні паль молотами подвійної дії та віброзанурювачами заставу приймають рівним числу ударів за 1 хв забивання.
Якщо середня відмова в трьох наступних заставах не перевищує розрахункового, то процес забивання паль можна вважати закінченим. Палі, що не дали контрольної відмови після перерви з тривалістю в 3-4 дні, піддають контрольній забивці, якщо глибина занурення паль не досягла 85% проектної, а протягом 3-х останніх застав отримано розрахункову відмову, то треба виявити причини цього явища, погодити з проектною організацією.
Вібраційний метод.Метод заснований на значному зменшенні при вібрації коефіцієнта внутрішнього тертя в ґрунті та сили тертя бічних поверхонь паль. Завдяки цьому при вібрації дою занурення паль потрібно в десятки разів менше зусиль, ніж при забиванні. При цьому спостерігається часткове ущільнення ґрунту. зона ущільнення становить 1.5-3 діаметри палі залежно від виду ґрунту та його щільності. При вібраційному способі палю занурюють за допомогою спец.механізмів - віброзанурювачів. Віброзанурювач підвішують до щогли палі занурювальної установки і з'єднують зі своєю наголовником. Дія вибропогр-ля заснований на принципі, у якому горизонтальні відцентрові сили взаємокомпенсуються, а вертикальні сумуються.
Амплітуда коливань і маса вібросистеми (вібропогруж-ль, наголовник, паля) повинні забезпечити руйнування структури грунту з незворотними деформаціями. При вібраційному зануренні в глину або важкий суглинок під нижнім кінцем палі утворюється глиняста подушка, яка спричиняє значне зниження несучої здатності палі. Щоб усунути це явище палю занурюють ударним способом на довжину 15-20 см. для занурення легких паль (до 3-х тонн) і металевого шпунта в ґрунти великого лобового опору, що не виявляється, під вістрям палі приймають високоякісні віброзанурювачі з підресорним привантаженням.
Вібраційний метод найбільш ефективний при незв'язних, водонасичених ґрунтах. Застосування вібраційного методу для занурення паль в маловологі щільні ґрунти можливе тільки при влаштуванні провідних свердловин.
Віброударний методзанурення паль – універсальний. Вібромолот робить удари по наголовнику палі, коли зазор між ударником віброзбудника і паля менше амплітуди коливань збудника.
Маса ударної частини вібромолота для ЗБ паль має бути не менше 50% від маси палі і становить близько 650-1350 кг.
Спосіб вдавлювання (статичний метод)коротких паль (до 6 м) більш безпечний для навколишніх споруд, ніж вібраційний та віброударний способи. Однак у щільних ґрунтах перед вдавлюванням необхідно бурити провідні свердловини невеликого діаметру.
Вібровтискання.При вібровтисканні паля занурюється від комбінованих впливів вібрації та статичного навантаження. Цей спосіб ефективніший, ніж просте вдавлювання.
Вібровдавлююча установка складається з 2-х рам, на задній рамі знаходяться електрогенератори, що працюють від трактора та 2-хбарабанна лебідка. На передній рамі розташовується напрямна стріла з вібронавантажувачем. Коли вібровдавлююча установка займе робоче положення, віброзанурювач опускають вниз, наголовником з'єднується паля і піднімають на місце забивання.
Метод вібровдавлювання виключає руйнування паль і ефективний при зануренні паль завдовжки до 6 м.
Закручування.Гвинтові палі виготовляють сталевими або комбінованими: нижня гвинтова частина – сталева; верхня – залізобетонна. Такі палі застосовуються як фундаменти та анкери при будівництві щогл, ліній електропередачі, радіозв'язку тощо.
Робочі операції при зануренні палі методом загвинчування аналогічні операціям, виконаним при зануренні паль методом забивання або вібрації, тільки замість встановлення та зняття наголовника тут надягають оболонки.
Метод із підмиванням ґрунту.З підмивом під тиск води не менше 0,5 МПа можуть занурюватися палі-стійки, якщо немає небезпеки опади довколишніх споруд. Розташування підмивних трубок буває центральним або бічним. Центральне розташування краще, оскільки при бічному розташуванні підмивні трубки часто пошкоджуються і заповнюються грунтом. У зв'язку з розмивом ґрунту під п'ятою палі за 1... 1,5 м до проектної позначки підмив припиняють, далі палю занурюють без підмиву.
Електроосмосвикористовують при зануренні паль у щільні глинисті ґрунти. Після короткочасного впливу постійного струму у стінок палі-катода, що занурюється, збирається грунтова вода, знижуються сили тертя між паляю і грунтом
а – вібраційний; б - віброударний; в - вдавлювання; г – вібровдавлювання;
д - загвинчування; е - підмив; ж – електроосмос.
Опубліковано: Лютий 11, 2008[Маса ударної частини, найбільша потенційна енергія, розрахункова, рекомендована]
Забивка паль дизель-молотами
Дизель-молоти відрізняються від пароповітряних тим, що підйом ударної частини у них виробляється за рахунок енергії робочого ходу двотактного дизельного двигуна. Наша промисловість випускає дизель-молоти двох типів: штангові та трубчасті.
В основному випускаються та застосовуються дизель-молоти штангового типу, ударною частиною яких є рухомий циліндр, відкритий знизу і що переміщується у напрямних штангах. Насос, що приводиться в дію, що рухається циліндром високого тискуподає паливо у форсунку камери згоряння трубкою, розташованої в блоці поршня.
Дизель-молоти: а – штанговий, б – трубчастий, 1 – вісь важеля для скидання циліндра; 2 – кішка; 3 - циліндр (ударна частина); 4 – штир (кулачок); 5 - напрямна штанга; 6 - форсунка; 7 - поршневий блок; , 15 – паливний насос, 16 – важіль подачі палива, 17 – резервуар з паливом.
У трубчастому дизель-молоті ударною частиною служить важкий рухомий поршень, а циліндр нерухомий і виконує роль напрямної конструкції. Насос низького тиску лише дозує подачу палива до камери згоряння; розпилення його досягається ударом головки поршня по сферичній западині циліндра, куди надходить паливо з насоса.
Штангові молоти працюють при меншій висоті підйому і більш високого ступеня стиснення, через що енергія їх удару в 2 - 3 рази менша, ніж у відповідних трубчастих молотів.
Для забивання залізобетонних паль завдовжки до 8-10 м, перетином 30х30 і 35x35 см і вагою до 2-2,5 т зазвичай користуються штанговими дизель-молотами із вагою ударної частини 1200-2500 кг. Рекомендується, щоб відношення ваги ударної частини дизель-молота до ваги палі не менше 1,25. Однак для трубчастих дизель-молотів, які мають значно більшу енергію удару і більш ефективні, це відношення може бути зменшено до 0,7-0,5.
Дизель-молоти мають власне джерело енергії, що особливо важливо при забиванні коротких паль, коли необхідні часті пересування павалійної установки. Вони застосовні як за глинистих, і при піщаних грунтах. Однак у щільних піщаних ґрунтах рекомендується додатково застосовувати підмив.
Серйозним недоліком дизель-молотів є їх погана заводимість при зануренні в грунти з прошарками, що сильно стискаються, і в м'які податливі грунти.
Справа в тому, що висота підйому циліндра залежить від кількості палива, що надходить, і опору грунту зануренню палі. При слабких ґрунтах циліндр підкидається недостатньо і тоді при падінні ударної частини не відбувається необхідного стиснення повітря в камері згоряння, необхідного для займання паливної суміші, і молот перестає працювати.
В літню пору заводимість готових до роботи штангових і трубчастих дизель-молотів залежить головним чином від величини занурення палі при одному ударі (від відмови). Заводимость і стійкість роботи трубчастого молота забезпечується за максимальної відмови палі до 8, а штангового - до 25- 30 див/удар.
Слід зазначити, що трубчасті молоти поступаються штанговими за пусковими якостями. При роботі на морозі для надійного запуску трубчастого дизель-молоту застосовують спеціальні присадки до палива, інакше при температурі повітря до -20°С необхідне попереднє підігрів молота протягом 20-30 хв. Це, однак, не є великим недоліком і мало впливає на продуктивність.
Штангові молоти (наприклад, С-268) в зимових умовах працюють стійкіше, ніж трубчасті, і успішно заводяться навіть при температурі повітря -30 ° С.
У жарку безвітряну погоду працездатність штангового дизель-молота значно знижується через перегрівання, і після забивання кожних двох-трьох паль доводиться протягом 20 - 30 хв охолоджувати молот із піднятою ударною частиною. Щоб уникнути зупинок дизель-молота через перегрівання, рекомендується обдмухувати його поршень стисненим повітрям. Для цього мінімальний переносний компресор, наприклад, 0-16 (фарбувальний), встановлюється на рамі копра, а шланг прикріплюється до стріли.
При промерзанні ґрунту на 0,5 м ефективне занурення залізобетонних паль штанговим дизель-молотом може здійснюватися без влаштування провідних свердловин. При забиванні в ґрунт, промерзлий на глибину 1,1 м, близько 50% паль отримують тріщини - в таких умовах обходитися без свердловин, що лідирують, вже не можна.
Слід зазначити, що дизель-молот не можуть працювати під водою.
Тип молота вибирають по енергії удару.
Від: milica,  7293 переглядів