Для погружения свай ударом

Для восстановления и строительства мостовых переходов и других искусственных сооружений дорожные войска имеют специальные соединения, части и подразделения, оснащенные соответствующей техникой и оборудованием.

Техника и оборудование для свайных работ включает сваепогружающие средства и копровые установки и различается по способу погружения свай.

Ударный способ применяется при погружении деревянных, металлических и железобетонных свай и шпунта практически в любые грунты. При забивке масса ударной части молотов должна быть примерно равна массе сваи (при её длине до 12 м) и 1,5 массы сваи (при её длине более 12 м).

Вибрационный способ применяется при погружении свай в песчаные и водонасыщенные грунты.

Завинчивание производится в грунтах, не содержащих крупных твёрдых включений. Сваи имеют значительную несущую способность.

Вдавливание применяется при погружении коротких свай (до 4 м) в рыхлые и плотные грунты.

Комбинированный способ - например, сочетание вибрационного и ударного (виброударный), вибрационного и вдавливания (вибровдавливание). Может применяться с подмывом струей воды.

Для реализации любого из перечисленных способов необходимо специальное оборудование - свайные погружатели.

Отдельные виды погружателей могут быть использованы и для извлечения ранее погруженных элементов (сваевыдергиватели).

Вид погружателей выбирается в зависимости от плотности грунта, параметров погружаемых элементов и других специфических условий

В дорожных войсках из вышеперечисленных способов погружения свайнаибольшее распространение получил способ погружения ударом как наиболее универсальный. Применяемые молоты для погружения свай ударом по виду используемой энергии делятся на механические, паровоздушные, дизельные, гидравлические.

Основным преимуществом штанговых дизель-молотов, определившим их широкое применение на свайных работах, до последнего времени считалась наряду с автономностью и независимостью от посторонних источников энергии высокая надежность в работе. Они достаточно устойчиво работают при низких температурах и значительной величине осадки свай. В то же время по энергии удара, погружающей способности, энергетическим показателям они уступают трубчатым дизель-молотам, которые в последние десятилетия вытесняют штанговые дизель-молоты. Дорожные войска длительное время отдавали предпочтение штанговым молотам, однако в последние годы все шире начинают использовать трубчатые дизель-молоты.

9.1.1. Дизель молоты и копры

На протяжении длительного времени из всех типов сваепогружающих средств как в нашей стране, так и за рубежом наиболее широкое применение находят дизельные молоты - свайные погружатели, использующие в процессе работы энергию газов сгорающего дизельного топлива.

По типу направляющих ударной части свайные дизельные молоты классифицируют на штанговые или трубчатые.

Штанговый дизель-молот ДМ-240 предназначен для механизации работ по погружению деревянных свай при возведении опор низководных мостов и свайных оснований.

Дизель-молот ДМ-240 применяют для погружения свай на суходоле, мелководье и с воды. Он включает поршневой блок 3, ударную часть 2, патрон (наголовник) 4, кошку 1 (рис. 9.1).

Поршневой блок (рис. 9.2) представляет собой стальную отливку, состоящую из корпуса 1, топливного резервуара 7 и колонки 9, на которой неподвижно заварен поршень 10.

		Рис. 9.1. Дизель молот ДМ-240: 1 – кошка; 2 - ударная часть; 3 - поршневой блок; 4 – патрон

Рис. 9.2. Поршневой блок:

1 – корпус; 2 – сцепка; 3 – шплинт; 4 – палец; 5 – ухо; 6 - спускная пробка;

7 - топливный резервуар; 8 - заливная пробка; 9 - поршневая колонка;

10 - поршень; 11 - направляющая втулка; 12 - бронзовый вкладыш; 13 - топливоподводящий канал; 14 – форсунка; 15 - поршневое (компрессионное) кольцо;

16 - рычаг подачи; 17 - фиксатор эксцентрикового валика; 18 - опора эксцентрикового валика; 19 - эксцентриковый валик; 20 – коромысло; 21 - направляющая гайка; 22 и 26 - уплотнительные кольца; 23 – толкатель; 24 – насос; 25 – пружина; 27 – серьга; 28 - пробка топливопровода; 29 - уплотнительная шайба;

30 - центрирующий поясок; 31 - технологическая пробка

В канавках поршня установлены стальные компрессорные кольца 15. В теле колонки и основания корпуса имеется топливопроводящий канал, по которому топливо поступает от насоса 24 к форсунке 14. Форсунка - открытого типа с четырьмя отверстиями-соплами, из которых топливо под давлением поступает в цилиндр и распределяется.

Горизонтальный канал топливопривода закрыт пробкой 28, в кольцевой выточке которой установлена серьга 27 для крепления нижнего крюка пружины 25.

В поршневой блок запрессованы две направляющие втулки 11 с бронзовыми вкладышами 12, служащие для центрирования ударной части поршневого блока.

Сцепка 2 служит для соединения поршневого блока с ударной частью при подвеске молота на копер и при транспортировании.

Нижняя часть поршневого блока оборудована центрирующим пояском 30 для сопряжения со свайным патроном. Для крепления к патрону в поршневом блоке имеются два отверстия под болты.

Топливный резервуар 7 оборудован двумя пробками: в верхней части - пробкой 8 для заливки топлива и в боковой стенке снизу - пробкой 6 для слива топлива при рабочем положении молота.

На топливном резервуаре установлен механизм привода топливного насоса, состоящий из рычага 16 подачи, эксцентрикового валика 19 с коромыслом 20 и толкателя 23.

Рычаг подачи свободно сидит на эксцентриковом валике и при воздействии штыря может поворачиваться на определенный угол. Для предотвращения запрокидывания рычага подачи в сторону, противоположную толкателю, на нем имеется горизонтальный выступ, упирающийся в поверхность топливного резервуара.

Эксцентриковый вал установлен на двух опорах 18 и удерживается в них от осевого смещения фиксатором 17, хвостик которого входит в паз валика и ограничивает его поворот в пределах 90°.

Толкатель предназначен для передачи движения от рычага подачи топлива к плунжеру насоса и может регулироваться по высоте, что необходимо при установке требуемых фаз подачи топлива насосом, а также для компенсации износа рычага подачи и штыря ударной части.

Топливный насос (рис. 9.3) служит для подачи определенного количества топлива через форсунку в цилиндр. Он состоит из плунжера 23, гильзы 6, пружины 3, клапана 11 с седлом 16, уплотнителя 10, втулки 4, седла 24 пружины плунжера. Диаметр плунжера – 10 мм, полный ход около 10 мм, рабочий ход около 5 мм.

Детали насоса расположены в стальном корпусе 1, имеющем на наружном нижнем конце резьбу для закрепления насоса в отверстии топливного резервуара, а на верхнем - шестигранники под ключ для ввинчивания насоса в днище топливного резервуара.

Плунжер насоса может поступательно перемещаться в гильзе, его вращение на оси исключено ввиду размещения выступов в вертикальных прорезях втулки, которая стопорится в корпусе винтом 21. При сборке насоса плунжер вставляется в гильзу таким образом, чтобы его продольный паз 19 располагался относительно всасывающего отверстия 17 под углом 45°.

Ударная часть (рис. 9.4) включает цилиндр 7, две шланги 4, крышку 11.

Полость цилиндра внизу заканчивается конусом 17 для улавливания поршневых колец. Конусная часть цилиндра разделена пазами на четыре сектора, которые при падении ударной части проходят через окна в основании поршневого блока и передают удар через пятку в подушку патрона на сваи. Сверху цилиндр герметично закрыт крышкой с уплотнительным резиновым кольцом 12.

Рис. 9.3. Топливный насос:

1 - корпус насоса; 2 – стакан; 3 - пружина плунжера; 4 – втулка; 5 и 25 - стопорные кольца; 6 – гильза; 7 – винт; 8 - уплотнительная шайба; 9 - уплотнительное кольцо; 10 – уплотнитель; 11 – клапан; 12 - пружина клапана; 13 - ограничитель; 14 – штуцер; 15 – контргайка; 16 – седло; 17 - всасывающее отверстие; 18 - продольный паз плунжера; 19 - предохранительная пластина; 20 - сетчатый фильтр; 21 - стопорный винт; 22 – тарелка; 23 – плунжер; 24 - седло пружины

Крепление крышки к цилиндру производится шестью болтами 8. На крышке укреплен рым-болт 9, предназначенный для удержания молота или ударной части в подвешенном положении.

Для лучшей очистки цилиндра от остаточных газов цилиндр выполнен с двумя продувочными окнами 1, разделяющими его полость на две части. Часть цилиндра, расположенная выше верхних кромок продувочных окон, образует рабочий объем цилиндра, а остальная - продувочный объем. На передней стороне цилиндра в горизонтальном пазу 6 на двух болтах 15 закреплен штырь 14, воздействующий при работе молота на рычаг подачи топлива. Штырь может перемещаться вдоль паза, что в сочетании с изменением высоты толкателя регулирует фазы подачи топлива насосом.

На задней части цилиндра имеются два выступа 10, в которые упираются захваты кошки при подъеме ударной части для запуска молота.

Штанги 4 запрессованы в цилиндр, благодаря чему их масса включается в активную массу ударной части. В нижней части штанги устанавливаются ударные втулки 3.

Патрон сварной конструкции, предназначен для сочленения молота с направляющей стрелы копра и центрирования сваи над молотом. На направляющей стрелы копра патрон удерживается двумя съемными направляющими планками, которые крепятся к патрону болтами.

Рис. 9.4. Ударная часть:

1 - продувное окно; 2 - конический штифт; 3 – упорная (ограничительная) втулка; 4 – штанга; 5 - пуговица сцепки; 6 - горизонтальный паз; 7 – цилиндр; 8 и 15 – болты; 9 - рым-болт; 10 – выступ; 11 - крышка цилиндра; 12 - уплотнительное кольцо; 13 - основание штыря; 14 – штырь; 16 – шайба; 17 - конус-улавливатель колец

Через опорную подушку энергия падающей ударной части передается на сваю. С поршневым блоком патрон соединяется стяжными болтами через втулку.

Кошка предназначена для подъема всего молота по копровой стреле или только ударной части молота при его запуске.

Она состоит из корпуса, захвата, соединительного валика. Ударная часть молота поднимается с помощью захватов кошки, упираемых в выступы ударной части молота.

Для подъема молота по стреле копра необходимо ввести крюк кошки под палец патрона. Обе операции выполняются поворотом коромысла кошки по ходу часовой стрелки.

Сброс ударной части полета выполняется резким поворотом коромысла кошки против хода часовой стрелки, с помощью каната. Для переноски молота на короткие расстояния, а также для извлечения молота из упаковочного ящика служит приспособление, включающее трубчатую штангу и три троса.

Работа дизель-молота. Молот запускают с помощью ударной части, поднимая ее кошкой и сбрасывая при полной подаче горючего. После запуска молота и в процессе работы кошка должна находиться выше ударной части.

Таблица 9.1