Вибропогружатель: виды устройство, применение

Одним из основных способов погружения шпунта в грунт является использование специальных вибропогружателей.  Принцип их действия имеет в основе резкое снижение сопротивлению, возникающему в момент, когда шпунту в ходе погружения в грунт сообщается вибрация. Обычно вибропогружатель используют, если необходимо осуществить работы по погружению или извлечению шпунта на глинистых или песчаных грунтах. При наличии специальной трамбовочной плиты вибропогружатель может быть применен для утрамбовки почвы.

Работа вибропогружателя происходит в комплексе с виброизолятором и грузоподъемным механизмом, в качестве которого можно использовать подъемный кран, копер или подходящие по техническим параметрам экскаваторы.

Вибропогружатель состоит из:

• Наголовника;
• Гидромотора или электродвигателя;
• Вибровозбудителя, то есть специального механического устройства, которое генерирует вибрации в строительно-дорожных машинах.

В современном строительстве вибропогружатель применяют, чтобы погрузить в грунт или извлечь из грунта:

• Шпунт Ларсена;
• U-образный или Z-образный шпунт;
• Трубы различного диаметра;
• Двутавровые балки, опоры, швеллеры;
• Ограждения котлованов и т.д.

Когда дисбалансы начинают вращаться, центробежная сила воздействует на ось их крепления.  В итоге вибропогружатель получает необходимое движение. Через наголовник оно передается на свайный элемент. Дисбалансы приводит в движение гидромотор или электродвигатель. Это может осуществляться непосредственно от вала мотора или через механическую передачу. Расположенные симметрично дисбалансы вращаются в разные стороны, что позволяет уравновесить радиальные нагрузки.

Одновременное вращение дисбалансов приводит к возникновению циклической вертикальной вибрации.  Горизонтальные составляющие возникающих при вращении дисбалансов центробежных сил компенсируются, вертикальные – складываются.

Преимущества использования вибропогружения:

• Низкая стоимость работ;
• Уровень шума будет меньше, чем при использовании молотов, так как применяется высокочастотная вибрация;
• Многофункциональность вибропогружателей. С их помощью можно извлекать шпунты, трубы, двутавры, швеллеры различных размеров и диаметров.

Минусом данного метода можно считать невозможность использования вибропогружателей при работе на скальных грунтах.

О разновидностях вибропогружателей

Выбирая вибропогружатель, обращают внимание на мощность его электродвигателей, центробежную силу конкретной модели, амплитуду и частоту производимых колебаний. По последнему из вышеперечисленных параметров вибропогружатели подразделяют на:

1. Низкочастотные. Имеют большую ударную мощность, пробивающую тяжелые грунты. Частота их колебаний не поддается регулировке, поэтому вибропогружатели данного типа используются в совокупности с кранами с решетчатой стрелой;
2. Среднечастотные. Применяются для прохождения небольших призм мореной глины, суглинков и мореных глин;
3. Высокочастотные. Их частота может варьироваться от 1900 до 2300 оборотов за одну минуту. Такие вибропогружатели можно использовать не только в сочетании с краном с решетчатой стрелой, но и вместе с автокраном. Весит подобная техника до девяти тонн. Ее перебазирование на строительную площадку не вызывает никаких сложностей. Высокочастотные погружатели сочетаются с любым видом крана, поэтому их использование наиболее распространено;
4. Погружатели с безрезонансным пуском. Имеют высокую частоту колебаний и дополнительно оснащены встроенным гидронасосом. Во время включения и выключения такого вибропогружателя не происходит направленной в стрелу крана вибрации. Это означает, что кран не будет трясти в процессе работы или в момент включения и выключения вибропогпужателя.

В компании «Ларсен Пайлинг» вы всегда можете взять в аренду вибропогружатели различных марок по выгодным ценам.

Вибропогружатели сообщают погружаемым (или извлекаемым) в грунт элементам (свае, шпунту, трубе) направленные вдоль их оси колебания определенной частоты и амплитуды, благодаря чему резко снижается коэффициент трения между грунтом и поверхностью внедряемого (извлекаемого) элемента. Они применяются для погружения в песчаные и супесчаные водонасыщен-ные грунты металлического шпунта, двутавровых балок, труб, железобетонных свай и оболочек, а также извлечения их из грунта. Составными частями вибропогружателя являются электродвигатель, вибровозбудитель и наголовник.

Жесткое соединение вибропогружателя с погружаемым (извлекаемым) элементом обеспечивается сменным наголовником с механическим или гидравлическим захватом.

В качестве вибровозбудителей используются вибраторы направленного действия с четным количеством (четыре, шесть или восемь) горизонтально расположенных параллельных валов с дебалансами, синхронно вращающимися в различных направлениях.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Общая масса дебалансов на каждом валу одинакова. Дебалансные валы приводятся во вращение одним или двумя электродвигателями специального виброударостойкого исполнения через ременную, цепную или зубчатую передачи.

Главным параметром вибропогружателей является установленная мощность электродвигатслей. К основным параметрам относятся вынуждающая сила, статический момент дебалансов, амплитуда и частота колебаний. Вынуждающая (центробежная) сила вибровозбудителя, возникающая при вращении дебалансов, достигает максимального значения при их вертикальном расположении и направлена вдоль оси погружаемого элемента. При горизонтальном расположении дебалансов их центробежные силы взаимно уравновешиваются. Величина вынуждающей силы вибропогружателя F (кН) зависит от сумманой массы m дебалансов, расстояния их от центра массы до оси вращения (эксцентриситета) е и угловой скорости дебалансных валов w: F = mew2. Амплитуда колебаний а (мм) представляет собой отношение статического момента дебалансов М (М = те) к массе колеблющейся конструкции глк (т. е. а = М/тк). Частота колебаний п вибровозбудителя равна частоте вращения дебалансных валов.

Различают низкочастотные (п < 10 Гц) и высокочастотные (п > 16,6 Гц) вибропогружатели. Низкочастотные вибропогружатели используют для погружения в однородные слабые грунты массивных железобетонных оболочек и свай длиной до 12м.

Они характеризуются значительной амплитудой колебаний, сравнительно большими статическими моментами дебалансов, вынуждающей силой и общей массой, малой частотой колебаний.

Конструкции низкочастотных вибропогружателей довольно разнообразны. Рассмотрим в качестве примера устройство и принцип действия низкочастотных вибропогружателей типа ВП и ВРП.

Рис. 1. Низкочастотный вибропогружатель типа ВП:
а — общий вид; 6 — принципиальная схема

В корпусе вибровозбудителя в сферических подшипниках вращаются несколько пар дебалансных валов с дебалансами. Движение дебалансным валом, вращающимся попарно в разные стороны, передастся от электродвигателя через промежуточную шестерню и систему синхронизирующих цилиндрических шестерен, закрепленных на валах.

Для крепления на стреле копра корпус вибропогружателя снабжен четырьмя направляющими роликами. Каждый вибропогружатель комплектуется пультом управления с пусковой и защитной аппаратурой.

Вибропогружатели типа ВРП с регулируемыми параметрами снабжены системой автоматического управления режимом погружения различных свай и свай-оболочек, которая обеспечивает плавное регулирование вынуждающей силы, статического момента дебалансов, амплитуды и частоты колебаний, в зависимости от сопротивления грунта. Частота вращения дебалансов регулируется командоконтроллером, а статический момент — путем перемещения подвижной части дебалансов с помощью гидросистемы погружателя.
Вибропогружатели имеют отверстие для очистки внутренней полости сваи-оболочки от грунта в процессе погружения.

Высокочастотные вибропогружатели применяют для погружения в малосвязные грунты элементов с малым лобовым сопротивлением: шпунта, труб и профильного металла длиной до 20 м. По сравнению с низкочастотными высокочастотные вибропогружатели имеют значительно меньший статический момент дебалансов (не более 60 кН-см) и соответственно меньшую (до 10… 14 мм) амплитуду колебаний. Конструкции высокочастотных вибропогружателей имеют мало различий. Рассмотрим устройство таких вибропогружателей на примере вибропогружателя ВПП-2А.

Высокочастотный вибропогружатель ВПП-2А включает четырехвальный вибратор, приводной электродвигатель с короткозамкнутым ротором, установленный на подпружиненных пригрузочных плитах, и наголовник. Наличие между электродвигателем и вибратором амортизирующих пружин позволяет существенно уменьшить вредное воздействие вибрации на электродвигатель: в процессе погружения колебания совершают только вибратор и свая.

Технические характеристики низкочастотных вибропогружателей

Меняя число пригрузочных плит, а следовательно, и массу пригруза, создающего необходимое давление на погружаемый элемент, подбирают оптимальные режимы вибрации, способствующие наиболее эффективному погружению в соответствующую грунтовую среду элемента заданных параметров. Привод четырехвального вибратора осуществляется через вертикальную цепную передачу, конический редуктор, горизонтальную цепную передачу и систему синхронизирующих шестерен, закрепленных на дебалансных валах с дебалансами.

Рис. 2. Высокочастотный вибропогружатель ВПП-2А: а — общий вид; 6 — принципиальная схема

Каждый дебаланс вибропогружателя состоит из двух частей, что позволяет регулировать его статический момент изменением взаимного расположения частей. Установка дебалансов в заданном положении осуществляется с помощью подпружиненных фиксаторов. При работе вибропогружатель подвешивается на крюке грузоподъемного устройства с помощью подвески.

Вибропогружатели в 2,5…3 раза производительнее паровоздушных и дизельных молотов; они удобны в управлении и не разрушают погружаемые элементы. Основными их недостатками являются непригодность для погружения свай (шпунта) в связные маловлажные грунты и сравнительно небольшой срок службы электродвигателей.

Технические характеристики высокочастотных вибропогружателей

—

Вибропогружение свай осуществляется специальными механизмами — вибропогружателями. При таком способе забивки свай сопротивление грунта резко уменьшается и для погружения сваи достаточны меньшие усилия, чем при мгновенном ударе молотом.

Различают два вида вибропогружателей — с жестким креплением основных узлов и с подрессоренной пригрузкой. Первые используются для погружения тяжелых свай сплошного и полного сечения, а также свай-оболочек, а вторые — для погружения деревянных свай, металлических труб и легких железобетонных свай.

Вибропогружатель с жестким креплением состоит из цельносварного корпуса, электромеханического вибрационного механизма, наголовника и электродвигателя. На четырех грузовых валах вибрационного механизма установлены дебалансы, создающие при вращении колебания неуравновешенных масс. Грузовые валы вращаются электродвигателем через зубчатую передачу.

Вибропогружатель с подрессоренной пригрузкой состоит из двух частей; вибрирующей, в которую входят вибратор и наголовник, и изолированной от вибрации — пригрузочной плиты и электродвигателя. Обе части вибропогружателя соединены системой пружин.

Вибрационный механизм приводится в действие электродвигателем при помощи двухступенчатой цепной и конической передач.

Вибропогружатель оснащен шарнирной подвеской с пониженным расположением осей шарниров, что значительно облегчает разворот вибропогружателя в горизонтальное положение. Свая крепится к вибропогружателю клиновым наголовником.

Вибропогружатели выпускаются с электродвигателями мощностью 22—310 кВт с частотой вибрирования 400—1500 ударов в минуту и вынуждающей силой до 250 тс.

Рекламные предложения:

Читать далее: Вибромолоты

Категория: — Сваебойные машины и оборудование

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Вибропогружатель для свай

9 Июль 2017      Стройэксперт            Просмотров:   4290

Свайные варианты оснований постепенно стали одним из ведущих конструктивных решений для строительства зданий и сооружений различной сложности. Развитие данного направления обустройства фундаментов стимулирует изучение технологий погружения и создание новых методик для выполнения работ. Применение вибрации в качестве движущего элемента приводит к достижению отличных результатов.

Вибропогружение свай: особенности технологии

Технология вибропогружения свай известна довольно давно, но не так популярна как забивание опор. В основе данного подхода лежит снижение сопротивления подстилающих пород при направленном воздействии вибрации. В вертикальном направлении вибрация передается на погружаемый предмет, которым выступает выбранный тип свай. Передатчиком вибрации служит специальное зажимное устройство.

В техническом отношении данный процесс происходит за счет сочетания центробежной силы и статического веса сваи.

Применение специальных устройств, вибропогружателей, оптимально для несвязанных и насыщенных водой грунтов.

Под воздействием вибрационных сил происходит снижение силы трения и показателей сцепления в грунте. Увеличение амплитуды колебаний и веса погружаемого предмета ускоряет процесс погружения.

Методика разделяется на несколько этапов:

1. Подготовка сваи, доставка на участок производства работ и установка в рабочее положение.
2. Установка вибропогружателя и закрепление его на свае.
3. Проведение контрольных измерений и показателей установки опоры и вибропогружателя.
4. Погружение опоры в грунт до заданной проектом глубины.
5. Перемещение установки к новой свае.

к оглавлению ↑

Какие сваи погружаем таким методом

Применение вибрационных методик допустимо для разных типов свай. При определенных поправках данный подход позволяет достигать отличных результатов. Единственным ограничением служит прочность погружаемой сваи. Под воздействием вибраций может произойти разрешение структуры сварных соединений, что недопустимо при строительстве основание. Поэтому следует подбирать соответствующий тип жесткости опоры.

Вибрационное погружение сваи рекомендуется при работе с полыми конструкциями, имеющими открытую нижнюю часть. Такие опоры эффективнее погружать именно вибрацией, но не забиванием. Также вибропогружение используют при работе со шпунтовым металлопрокатом – это полые стальные трубы, которые имеют корытообразный и прямой шпунт. С уменьшением диаметра конструкции повышается эффективность погружения.

к оглавлению ↑

Вибропогружатели для свай: устройство и типы оборудования

Для монтажа опор вибрационным методом следует применять специальные устройства – вибропогружатели. Данный тип оборудования обеспечивает отличные эксплуатационные характеристики и оптимизацию процесса установки опор в условиях города. Кроме того, существуют специальные варианты погружателей, которые позволяют свести вибрацию на соседние строения к минимуму. Универсальными достоинствами вибропогружателей свай служат:

1. Высокое качество выполнения работы.
2. Снижение стоимости производства.
3. Высокая эффективность работы.

На производстве применяется несколько типов вибропогружателей, которые различаются по отдельным характеристикам.

Вибропогружатели, предназначенные для монтажа на экскаватор. Данная категория устройств работает за счет гидравлической системы экскаватора и монтируется непосредственно на стрелу экскаватора. Управлением вибропогружателя занимается машинист экскаватора. Машина при работе устройства не повреждается и обеспечивается высокая эффективность выполнения работ.

Вибропогружатели, имеющие отдельный силовой блок. Данный тип устройств предназначен для работы с краном. Этот тип оборудования обладает повышенной мощностью.

По техническим характеристикам вибропогружатели разделяются на следующие типы:

• с нормальной частотой работы,
• с высокой частотой работы,
• безрезонансные устройства.

Вибропогружатели с нормальной частотой работы обладают своим набором достоинств:

1. Работа с профилем и шпунтовыми сваями, обеспечивающая высокую эффективность.
2. Долговечность эксплуатации и надежность устройства.
3. Работа с разными типами материалов.
4. Экономичность эксплуатации.
5. Увеличенная амплитуда работы для погружения тяжелых материалов.

Модели с высокой частотой отличаются следующими моментами:

1. Минимальная передача создаваемой вибрации на почву.
2. Постоянный статический момент.
3. Повышенная производительность.
4. Сниженное количество движущихся деталей.

Безрезонансные вибропогружатели разработаны специально для стесненных условий работы и имеют следующие достоинства:

1. Управление вибрационной силой с помощью эксцентрикового момента.
2. Отсутствие вибрации при запуске работы машины.
3. Снижение звукового загрязнения при работе за счет применения вибропоглощающих материалов.
4. Возможность настройки устройства под определенный тип грунта.

Вибропогружатель для свай сконструирован таким образом, чтобы решить любые проблемы при монтаже свайного фундамента с высокой степенью точности.

к оглавлению ↑

Плюсы и минусы данного метода погружения

Первоначально вибрационный метод погружения был создан для определенного типа грунтов. С течением времени строители оценили потенциал применения устройства и технологии для городских условий. На производстве вибропогружение свай обладает следующим набором достоинств:

• Старт и окончание работы без резонансных колебаний территории.
• Сниженные показатели шума и вибраций при выполнении работ.
• Высокая экологичность работы.
• Сокращение расхода энергии на выполнение работ.
• Высокая производительность оборудования.
• Мобильность установки.
• Универсальность применения для свай любых размеров.

Вибрационная технология продолжает доказывать свою состоятельность и приобретает все большую популярность по мере сгущения строительных объектов.