ВИБРОПОГРУЖАТЕЛЬ НАПРАВЛЕННОГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ПОГРУЖЕНИЯ И ИЗВЛЕЧЕНИЯ СВАЙ, ШПУНТА И ДРУГИХ СВАЙНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
VIBRATORY PILE DRIVER OF DIRECTED ACTION FOR SUBMERSION AND WITHDRAWAL OF PILES, RABBET AND OTHER PILE ELEMENTS

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при сооружении свайных фундаментов зданий и других инженерных сооружений.
Известна установка для вибровдавливания свай в грунт, включающая базовую машину в виде грузоподъемного крана или копра, мачту и вибровдавливающее устройство в виде вибропогружателя с опирающимися на голову сваи свайным наголовником и имеющее подвеску. Вибровдавливающее устройство выполнено в виде вибропогружателя «П»-образной формы с осью вращения дебалансов, расположенной ниже плоскости его крепления, при этом свайный наголовник имеет подпружиненную плиту, соединенную с корпусом свайного наголовника стяжками, снабженную направляющим цилиндром в центре, помещенным во втулке сквозного отверстия свайного наголовника и воздействующим на сваю, а свайный наголовник соединен с мачтой гидроцилиндрами давления на сваю (патент РФ №2158803, кл. 7 Е02D 7/18, 1999 г.).
Недостатком этой установки является малая эффективность воздействия вибропогружателя на вдавливаемую сваю. Так как наголовник без закрепления свободно опирается на сваю и соединен гидроцилиндрами с мачтой, а вибропогружатель соединен стяжками с наголовником, поэтому при работе вибропогружателя усилие направленное вверх передается через стяжки на наголовник, гидроцилиндры и мачту, подвергая ее вибрации и ослабляя давление гидроцилиндров на вдавливание сваи в грунт.
Известно устройство для погружения и извлечения свай, шпунта и других свайных элементов, включающее вибропогружатель и соединенный с ним свайный наголовник, состоящий из корпуса и помещенных с нем в наклонных направляющих клиновых башмаков, соединенных шарнирными звеньями с подпружиненными рычагами, свободные концы которых соединены тросами с траверсой подъема, а вибропогружатель снабжен толкателем, выполненным в виде полого цилиндра с закрытым дном, воздействующим на погружаемый и извлекаемый свайный элемент через сквозное отверстие, предусмотренное в корпусе свайного наголовника, опирается на пружины, установленные на корпусе свайного наголовника, и соединен с ним стяжками с амортизаторами, а свайный наголовник снабжен сменными свайными башмаками, прикрепленными к клиновым башмакам свайного наголовника, и рычагами переключения (патент РФ №2167977, кл. 7 Е02D 11/00, 1999 г.).
Наряду с положительным достоинством данного устройства (автоматическое бесприводное закрепление на погружаемых сваях, эффективность погружения одиночно расположенных свай в грунт) имеются и недостатки: недостаточная техническая возможность при сооружении отдельных строительных объектов (невозможность погружения и извлечения шпунта при сооружении сплошных ограждающих шпунтовых стенок, так как свайный элемент закрепляется в замкнутом пространстве свайного наголовника, затрудняется возможность извлечения одиночных свайных элементов в виду сложного ручного управления рычажным механизмом переключения с режима погружения на режим извлечения).
Наиболее близким техническим решением является вибропогружатель направленного действия для погружения в грунт свай, шпунта, включающий привод, корпус с размещенными в нем на одной оси полыми эксцентриковыми валами, объединенными в отдельные группы, причем группа с полыми эксцентриковыми валами соединена зубчатой передачей с распределительным валом привода, а другая группа эксцентриковых валов выполнена также полыми и соединены зубчатой передачей с распределительным валом объединены попарно с полыми эксцентриковыми валами первой группы посредством проходящей через их полости оси, жестко закрепленной в корпусе (патент РФ №2077636, кл. 6 E02D 7/18, 1994 г.).
Положительным достоинством этого вибропогружателя является то, что он имеет возможность при малой массе и габаритах иметь большой статический момент и амплитуду колебаний, что является высокой погружающей способностью этого вибропогружателя.
Недостатком данного вибропогружателя является то, что он не снабжен устройством, повышающим его эффективность с использованием высокой погружающей способности и закрепляющим на погружаемых и извлекаемых свайных элементах.
Изобретение направлено на повышение эффективности и расширение технических возможностей вибропогружателя направленного действия при погружении и извлечении свай, шпунта и других свайных элементов.
Сущность заявленного изобретения заключается в том, что вибропогружатель направленного действия, включающий подвеску к базовой машине, корпус с расположенными в нем полыми эксцентриковыми валами на одной оси, закрепленной жестко в корпусе, привод вращения полых эксцентриковых валов, соединенный зубчатой передачей с распределительным валом и полыми эксцентриковыми валами и свайный наголовник с корпусом в виде силовой скобы с подвижным клиновидным, соединенным шарнирно силовым цилиндром с корпусом свайного наголовника и неподвижным зажимами свайного элемента, и плиты с опорным звеном, подпружиненной к корпусу свайного наголовника и соединенной с ним и корпусом вибропогружателя стяжками, снабженными амортизаторами, при этом зажимы свайного элемента снабжены сменными башмаками, а подвеска к базовой машине выполнена в виде подпружиненной траверсы и соединена с корпусом свайного наголовника канатами.
Изобретение поясняется чертежом (фиг.1), на котором изображен общий вид вибропогружателя направленного действия.
Вибропогружатель направленного действия для погружения и извлечения свай, шпунта и других свайных элементов включает подвеску 1 к базовой машине (не показано), корпус 2 с расположенными в нем полыми эксцентриковыми валами на одной оси, закрепленной жестко в корпусе 2, привод 3 вращения полых эксцентриковых валов, соединенный зубчатой передачей с распределительным валом и полыми эксцентриковыми валами (не показано) и свайный наголовник 4.
Свайный наголовник 4 включает корпус 5 в виде силовой скобы 6 с подвижным клиновидным зажимом 7 и неподвижным зажимом 8 свайного элемента 9 и плиту 10 с опорным звеном 11, подпружиненную пружинами 12 к корпусу 5 свайного наголовника 4. Подпружиненная плита 10 соединена с корпусом 5 свайного наголовника 4 и корпусом 2 вибропогружателя стяжками 13 с амортизаторами 14.
Подвижный клиновидный зажим 7 соединен с корпусом 5 свайного наголовника 4 шарнирно силовым цилиндром 15. Подвеска 1 при извлечении свайных элементов выполнена в виде подпружиненной траверсы и соединена канатами 16 с корпусом 5 свайного наголовника 4. Зажимы 7 и 8 свайного элемента 9 снабжены сменными башмаками 17 для закрепления разной формы и габаритов сечения погружаемых и извлекаемых свайных элементов 9.
Вибропогружатель направленного действия для погружения и извлечения свай, шпунта и других свайных элементов работает следующим образом. При погружении свайных элементов вибропогружатель при помощи подвески 1 подвешивают к мачте базовой машины и соединяют свайный наголовник 4 с направляющей кареткой мачты базовой машины (не показано). При этом к подвижному зажиму 7 и неподвижному зажиму 8 свайного наголовника 4 прикрепляют сменные башмаки 17, соответствующие профилю погружаемого свайного элемента 9. Включением силового цилиндра 15 на раскрытие подвижного зажима 7 свайного наголовника 4 раскрывают сменные башмаки 17. При поднятом в верхнее положение вибропогружателя, свайным тросом базовой машины (не показано) поднимают погружаемый элемент 9 и заводят его в раскрытую полость сменных башмаков 17 свайного наголовника 4 до упора в опорное звено 11 и включением силового цилиндра 15 на закрытие закрепляют свайный элемент 9 в наголовнике 4. Свайный элемент 9 наводят на точку погружения базовой машиной, включают привод 3 вибропогружателя направленного действия, приспускают канаты 16 подвески 1 и, таким образом, осуществляют погружение свайных элементов 9 в грунт.
При извлечении свайных элементов 9 в качестве базовой машины может быть использован обычный грузоподъемный кран, на крюк которого навешивают вибропогружатель направленного действия. При этом подвеску 1 применяют в виде подпружиненной траверсы и к зажимам подвижному 7 и неподвижному 8 свайного наголовника 4 прикрепляют соответствующие профилю извлекаемых свайных элементов 9 башмаки 17.
Вибропогружатель направленного действия при раскрытом подвижном зажиме 7 насаживают на голову извлекаемого свайного элемента 9 и зажимают извлекаемый свайный элемент 9 включением силового цилиндра 15 на закрытие подвижного зажима 7 свайного наголовника 4. Грузоподъемным краном натягивают канаты 16 подвески 1 до сжатия пружин на половину их хода. Включают привод 3 вибропогружателя направленного действия и, таким образом, осуществляют извлечение свайных элементов 9 из грунта.
Увеличение эффективности работы вибропогружателя направленного действия достигается тем, что он, соединенный с подпружиненной плитой 10, связанной с корпусом 5 свайного наголовника 4 стяжками 13, снабженными амортизаторами 14, опирается посредством опорного звена 11 на погружаемый свайный элемент 9, закрепленный зажимами 7 и 8 в корпусе 5 свайного наголовника 4, что дает возможность в процессе работы вибропогружателя осуществлять мощное пульсирующее воздействие его непосредственно на подгружаемый, извлекаемый свайный элемент 9 собственной массой.
Использование предложенного устройства вибропогружателя направленного действия позволяет выполнять погружение и извлечение свайных элементов в пульсирующем режиме работы при непосредственном воздействии вибропогружателя на свайный элемент собственной массой, что значительно повышает эффективность погружения и извлечения свайных элементов, а также расширяет диапазон возможного применения.