УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОГРУЖЕНИЯ СВАЙ

Полезная модель относится к строительству, в частности к устройству для погружения свай вдавливанием.
Известна установка для вдавливания свай, разработанная трестом №101 Главленинградстроя и ЭКБ НИИмонтажспецстроя, содержащая основание, выполненное в виде двух решетчатых пространственных балок, имеющих площадки для размещения пригруза и снабженных кронштейнами, на которых закреплен рабочий орган. Рабочий орган представляет собой траверсу, на которой смонтированы гидравлические механизмы зажима и вдавливания свай (гидродомкраты), (см. Е.М.Перлей и др. «Погружение свай способом вдавливания». Общество «Знание» РСФСР, Ленинградский дом научно-технической пропаганды, Л. 1983, с.16-17, рис.2).
Известно также устройство для погружения и извлечения ряда свай вдавливанием, содержащее силовой блок, выполненный в виде установленной на поверхности грунта рамы со сквозными окнами для пропуска свай и жестко прикрепленными к ней с внутренней стороны вертикальными направляющими, в которых установлен механизм вдавливания, выполненный в виде подвижной траверсы, связанной со штоками гидроцилиндров, смонтированных на силовом блоке. Кроме того устройство имеет механизмы захвата свай, включающие гидроцилиндры, копирные рейки и подпружиненные захваты (см. авт.свид. СССР №887728, МПК Е 02 Д 7/20).
Основным недостатком описанных выше технических решений является то, что глубина вдавливания свай ограничивается длиной хода штоков гидроцилиндров. Вследствие этого вдавливание длинных свай производят в несколько переходов. Штоки гидроцилиндров возвращают в исходное (втянутое), положение, производят перезахват свай, или между сваями и штоками размещают дополнительные промежуточные конструкции, удлиняющие штоки, после чего вновь продолжают вдавливание свай и т.д.
Это снижает производительность погружения свай в грунт. Боле того необходимость перезахвата свай требует наличие дополнительных зажимных механизмов, что усложняет конструкции устройств.
За прототип выбрано устройство для погружения свай, включающее раму со сквозными окнами для пропуска свай и механизм вдавливания, выполненный в виде наголовников и ползунов. Каждый наголовник выполнен в виде штанги, один конец которой снабжен улавливателем сваи, а другой снабжен полиспастами. Ползуны смонтированы на раме вдоль окон с возможностью перемещения и фиксации, при этом с одной стороны окон размещены ползуны, снабженные полиспастами, а с другой стороны окон размещены ползуны, на которых закреплены концы тросов, пропущенных через полиспасты наголовников и ползунов и связанных противоположными концами с грузоподъемной машиной. (см. патент РФ№2250306, МПК Е 02 Д 7/20)
Предлагаемое устройство имеет простую конструкцию и повышает производительность погружения свай в грунт за счет непрерывного процесса вдавливания. Устройство может вдавливать как одну, так и одновременно несколько свай. Количество одновременно вдавливаемых свай обуславливается физико-механическими характеристиками грунта и возможностями грузоподъемного механизма. В качестве грузоподъемного механизма наиболее целесообразно использовать подъемный кран на гусеничном ходу, который не только приводит в действие механизм вдавливания, но и устанавливает сваи в исходное для погружения положение.
Однако перед тем как установить на строительной площадке устройство для погружения свай необходимо провести испытания грунта методом пробных нагрузок, который наиболее приемлем в условиях тесной городской застройки. Метод пробных нагрузок заключается в определении несущей способности висячей сваи по величине осадки, получаемой сваей при воздействии на нее пробной нагрузки, развиваемой домкратом или грузами. (см., например Л.Е.Линович «Расчет и конструирование частей
гражданских зданий» Киев, издательство «Будiвилиник», 1972, с.304-305). Указанный метод требует дополнительных значительных материальных и временных затрат на изготовление, материалоемкой испытательной установки, на ее транспортировку на строительную площадку, а также на ее монтаж и демонтаж.
Техническая задача полезной модели состояла в разработке устройства, обеспечивающего не только погружении свай вдавливанием, но и испытания грунта методом пробных нагрузок перед погружением свай.
Сущность полезной модели заключается в том, что устройство для погружения свай, включающее раму со сквозным окном для пропуска свай и механизм вдавливания, выполненный в виде наголовника, снабженного полиспастами, и ползунов, смонтированных на раме вдоль окна с возможностью перемещения и фиксации, при этом с одной стороны окна размещен ползун, снабженный полиспастами, а с другой стороны окна размещен ползун, на котором закреплен конец троса, пропущенного через полиспасты наголовника и ползуна и связанного противоположным концом с грузоподъемной машиной, дополнительно снабжено по меньшей мере одной съемной балкой, которая пересекает сквозное окно, связана с образующими это окно противолежащими элементами рамы и снабжена упором для домкрата.
Упор для домкрата размещен на одинаковом расстоянии от концов съемной балки и выполнен в виде пластины, жестко закрепленной на нижней части съемной балки.
Такое выполнение устройства для погружения свай обеспечивает не только вдавливание свай, но и испытание грунта методом пробных нагрузок, что значительно сокращает затраты на выполнение работ по устройству (или закреплению) фундаментов.
Полезная модель поясняется чертежом, где изображен общий вид устройства для погружения свай в аксонометрии (на чертеже условно совмещены процессы испытания грунта и процесс вдавливания сваи).
Устройство для погружения свай содержит раму 1 со сквозным окном 2 для пропуска свай 3 и механизм вдавливания, который включает наголовник 4 и ползуны 5, 6 смонтированные на раме 1 вдоль окна 2 с возможностью перемещения и фиксации в требуемом положении посредством стопорных механизмов (на чертеже не показаны). Ползун 5 снабжен полиспастами 7, а ползун 6 - осями 8, на которых крепится трос 9. Наголовник 4 выполнен в виде штанги 10, один конец которой снабжен уловителем сваи 11, а второй полиспастами 12. Трос 9, закрепленный на осях 8, пропущен через полиспасты 12 и полиспасты 7 ползунов 5 и связан противоположным концом с грузоподъемной машиной. Длина штанги 10 наголовника 4 выполнена равной или превышающей высоту рамы 1.
Механизм вдавливания дополнительно снабжен направляющими кондукторами (на чертеже не показаны), которые особенно необходимы при погружении свай большой длины.
Для проведения испытаний грунта методом пробных нагрузок (перед задавливанием свай) устройство снабжено, по меньшей мере, одной съемной балкой 13, которая пересекает сквозное окно 2 и связана с образующими это окно противолежащими элементами 14, 15 рамы 1. Крепление съемной балки 13 к элементам 14, 15 рамы 1 осуществляется, например, посредством болтовых соединений. Устройство может быть снабжено большим количеством съемных балок 13, которые могут использоваться одновременно в случаях, если требуется провести испытания грунта, посредством определения несущей способности нескольких висячих свай (при значительной неоднородности грунта). Каждая съемная балка 13 снабжена упором 16 для домкрата 17, оснащенного манометром (на чертеже не показан).
Упор выполнен в виде пластины и жестко соединен с нижней частью съемной балки 13. При этом упор 16 предпочтительно размещен на одинаковом расстоянии от концов съемной балки 13.
Устройство для погружения свай работает следующим образом.
Раму 1 устанавливают на поверхность грунта. В случае необходимости ее дополнительно анкеруют пригрузами, или анкерными механизмами (на чертеже не показаны). Съемную балку 13 устанавливают на раму 1 в зоне испытываемой сваи 18 таким образом, чтобы упор 16 разместился над сваей 18. После этого съемную балку 13 крепят к элементам 14, 15 рамы 1, а между упором 16 и сваей 18 устанавливают домкрат 17, который вдавливает указанную сваю в грунт. При этом усилие вдавливания сваи 18 фиксируется посредством манометра.
После окончания испытания домкрат 17 удаляют, а балку 13 снимают с рамы 1 и осуществляют погружение (вдавливание) свай механизмом вдавливания. Для этого сваю 3 подают подъемным краном в сквозное окно 2. Ползуны 5 и 6 устанавливают с обеих сторон сваи и фиксируют опорными механизмами. Устанавливают направляющие кондукторы (на черт. не показаны), фиксирующие сваю 3 в исходном для вдавливания положении. На голову сваи надевают наголовник 4 с предварительно пропущенным через полиспасты 12 тросом 9, который также пропущен через полиспасты 7 ползуна 5.
После выполнения указанных работ конец троса, выходящий из полиспастов 7 стропят на крюке крана. Крюк, перемещаясь вверх, тянет за собой трос 9, передавая тем самым усилие на наголовник 4, в результате чего происходит вдавливание сваи 3 в грунт.
После окончания процесса вдавливания крюк крана освобождают от троса 9, а наголовник 4 снимают со сваи 3, погруженной в грунт.