Технологический цикл погружения готовых свай включает операции захвата и установки свай в проектное положение, погружения свай сваепогружателем в грунт до проектной отметки, перемещения сваебойной установки к месту погружения очередной сваи. Сваепогружатели разнообразны по конструкции, виду потребляемой энергии и принципу работы. Классификация свайных погружателей приведена на рис. 1. В городском строительстве наибольшее распространение получили сваепогружатели ударного действия, к которым относятся свайные молоты.

—

При возведении искусственных оснований различных сооружений погружение в грунт свай и металлического шпунта производится с помощью сваебойных агрегатов, состоящих из копра, свайного молота, силового и вспомогательного оборудования (при использовании вибропогружателя копра не требуется). Погружение свай в грунт осуществляется одним из следующих способов: забивкой сваи ударом молота, вибрацией, при которой погружение происходит за счет собственного веса сваи, ввинчиванием сваи в грунт, забивкой сваи с одновременным подмывом ее водой.

Рис. 2. Бур-столбостав

Копры (колесные, гусеничные и плавучие) служат для правильной установки и направления сваи при забивке. Различают копры: стандартные для забивки вертикальных свай, наклонные и маятниковые для забивки наклонных свай, поворотные для забивки свай, расположенных кустами, и универсальные для забивки свай при различных способах погружения. В качестве силового оборудования копров используются электродвигатели, двигатели внутреннего сгорания, паросиловые установки и компрессоры (при работе с паровоздушными свайными молотами).

Рис. 3. Схема копра для дизель-молота

Рис. 4. Схема паровоздушного молота простого действия

В состав копра входят: основная рама, натравляющие стрелы, подкосы и площадка для установки силового оборудования. Для подтягивания и подъема свай, подъема и установки молота копры снабжаются многобарабанными фрикционными лебедками. Копры для дизель-молотов выполняются более легкими и состоят из отдельных элементов, соединяемых на месте работы. Они снабжаются двумя ручными лебедками.

Сваебойное оборудование. Для погружения свай применяют оборудование: ударного действия — свайные молоты, вибрационного действия — вибропогружатели и виброударного действия— вибромолоты.

Различают свайные молоты подвесные (механические), паровоздушные и дизельные.

Механический свайный молот поднимают на тросе копровой лебедки над сваей в крайнее верхнее положение, откуда после освобождения тормоза барабана лебедки молот падает и наносит по свае удар. Вес молота от 100 до 300 кг, число ударов в минуту от 4 до 12. В настоящее время из-за малой эффективности на строительстве такие молоты не применяются.

Паровоздушные свайные молоты делятся на молоты одностороннего (простого) действия, в которых сила Пара или сжатого воздуха используется только для подъема ударной части, и молоты двустороннего (двойного) действия, где эти’ силы используются как для подъема ударной части, так и для увеличения работы удара при рабочем ходе. Паровоздушные молоты могут иметь ручное, полуавтоматическое и автоматическое, управление.

Паровоздушный молот простого действия с ручным управлением состоит из массивного корпуса-цилиндра с поршнем и штоком. Шток проходит сковозь отверстие в дне корпуса и при работе опирается наконечником на сваю. В верхней части молота установлен распределительный кран с рычагом. Корпус молота имеет прилив, которым удерживается в направляющих стрелах копра. Сжатый воздух или пар подается в корпус молота по гибкому шлангу. Управление молотом производится при помощи распределительного крана. Ударной частью; молота является цилиндр (корпус), поднимающийся относительно неподвижного поршня. Высота подъема ударной части ограничивается отверстием, через которое при максимальном подъеме корпуса пар (сжатый воздух) выходит в атмосферу. Вес ударной части молота от 300 до 6000 кг, а число ударов 12—‘15 в минуту.

Более совершенны паровоздушные молоты с полуавтоматическим и автоматическим парораспределением, у которых число ударов по свае достигает 40 в минуту, а габариты и вес значительно меньшие.

Паровоздушные молоты двойного действия изготавливаются только с автомагическим парораспределением, что позволяет сократить продолжительность цикла и довести число ударов по свае в мин/ту: до 200 в тяжелых моделях и до 500 в легких. Вес ударной части молота от 100 до 1300 кг. Недостатком молота является большой мертвый вес — 60—80% общего паровоздушный молот двойного действия состоит из неподвижного корпуса, подвижного поршня-бойка и парораспределительного устройства. В верхней части молота имеется проушина для подъема и удерживания молота, в нижней части — ударная плита, устанавливаемая на сваю. Распределительное устройство направляет пар или сжатый воздух попеременно в нижнюю и верхнюю полость корпуса (цилиндра), который заставляет поршень-боек изменять направление своего движения.

Дизельный молот (штанговый или трубчатый) работает по принципу двухтактного дизеля. Вес его падающей части колеблется от 500 до 2 500 кг, а число ударов — от 50 до 60 в минуту.

Штанговый дизель-молот состоит из основания с неподвижным поршнем, двух направляющих штанг, закрепленных в основании и соединенных между собой верхней траверсой, кошки и ударной части — подвижного цилиндра. В нижней части основания шарнирно укреплена сферическая пята с наголовником. Перед основанием расположен резервуар для горючего и топливный насос, связанный топливопроводом с форсункой, укрепленной в верхней части поршня.

Тросом лебедки, перекинутым через головной блок шпра, поднимают дизель-молот и сваю, которую с помощью стропа крепят к крюкам основания молота. Установив сваю вдоль направляющих стрел и опустив на нее дизель-молот, опускают кошку до сцепления ее крюка с валиком цилиндра. При подъеме кошки в верхнее положение поднимается и цилиндр. В крайнем верхнем положении поворотом рычага крюк кошки отсоединяется от валика цилиндра, последний падает на неподвижный поршень и сжимает воздух в 16 раз. При таком сжатии температура воздуха внутри цилиндра поднимается до 600 °С. Падающий цилиндр выступающим стержнем давит на нажимной шток топливного насоса. Из форсунки в цилиндр с нагретым от сжатия воздухом впрыскивается дизельное топливо, которое воспламеняется и силой горючих газов отбрасывает цилиндр вверх. Отработанные газы свободно выходят из цилиндра в атмосферу. Достигнув крайнего верхнего положения, цилиндр начинает двигаться в обратном направлении и наносит удар по основанию сваи. Внутри цилиндра вновь происходит сгорание топлива, и цилиндр снова отбрасывается вверх. Дизель-молот работает автоматически до тех пор, пока не будет перекрыт топливопровод.

Трубчатый дизель-молот состоит из неподвижного цилиндра и тяжелого подвижного поршня со сферической головкой. Пята цилиндра имеет сферическую выемку, соответствующую очертаниям головки поршня. Для центрирования дизель-молота на свае пята снабжена штырем. Топливный насос расположен у основания цилиндра и приводится в действие нажатием падаюшего поршня на рычаг. К моменту удара.поршня о пяту порция топлива уже находится в сферической выемке. При ударе топливо разбрызгивается в в среде сжатого (в 14—116 раз) воздуха и самовоспламеняется. Продукты сгорания отбрасывают поршень вверх и при его подъеме уходят из цилиндра через открытые патрубки. Цилиндр сверху открыт. В верхней части поршня имеется проушина для присоединения каната при запуске дизель-молота.

Дизельные молоты по сравнению с паровоздушными более экономичны, транспортабельны и всегда готовы к работе. Недостатками их являются значительный расход кинетической энергии падающей части на сжатие воздуха (50—60%), большие габариты (особенно трубчатых) и небольшая мощность.

Вибропогружатели. Для погружения свай и шпунта в несвязные (особенно песчаные водонасыщенные) грунты успешно применяют вибропогружатели, позволяющие опустить сваю на глубину до 15 м за 5—6 мин.

В состав вибропогружателя входят наголовник. электродвигатель и вибратор. Наголовник служит для крепления вибратора к погружаемой свае, трубе или шпунтине.

Вращение от вала электродвигателя передается клиноре-менной передачей на валы вибратора, соединенные между собой зубчатой парой. На валах укреплены противовесы (дебалансы). Валы вращаются навстречу друг другу с одинаковым числом оборотов, и направленные колебания через наголовник сообщаются свае. Под влиянием этих колебаний сопротивление грунта снижается, и свая погружается в него под действием собственного веса и работы погружателя. Для увеличения веса вибропогружателя на корпус вибратора часто устанавливают пригрузочную плиту.

Более эффективное погружение свай обеспечивают вибромолоты. В вибромолоте между вибратором и наголовником устанавливаются пружины. Каждый вибратор получает вращение от отдельного электродвигателя (иногда дебалансы устанавливаются на валах электродвигателей). В результате направленных колебаний выступ вибратора наносит удары по выступу наголовника. Свая погружается под соединенным действием: ударов, собственного веса и сил вибрации. Изменение зазора между вибратором и наголовником позволяет регулировать режим работы вибромолота.