УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВДАВЛИВАНИЯ СВАЙ

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована при сооружении фундаментов в жилом, промышленном и сельском строительстве, особенно в густо застроенных районах на небольших строительных площадках.
Известно устройство для вдавливания свай, содержащее передвижную основу, включающую две установленные с возможностью передвижения по рельсам балки-тележки, жестко соединенные между собою поперечным несущим элементом в виде двух поперечных балок, размещенных с промежутком между ними, размещенный в промежутке между балками вертикальный стояк с механизмом вдавливания свай, опору вертикального стояка, установленную на поперечных балках с возможностью перемещения вдоль них и оснащенную приводом этого перемещения. На опоре закреплена размещенная под поперечными балками платформа, на которой закреплен вертикальный стояк, а вокруг него расположены контргрузы для уравновешивания опрокидывающих сил со стороны вертикального стояка. Передвижная основа оснащена приводом ее перемещения по рельсам с фиксацией ее положения в местах вдавливания свай [а.с. СССР №962459, E 02 D 7/20, опуб. 30.09.82].
Сваю с помощью подъемного крана подводят нижним торцом к верхнему торцу вертикального стояка и устанавливают ее в механизм вдавливания. Вертикальный стояк со сваей подводят к месту размещения очередной скважины путем перемещения всего устройства по рельсам и путем перемещения с закрепленным на ней вертикальным стояком вдоль поперечных балок, после чего с помощью механизма вдавливания сваю вдавливают в скважину.
Размещение вертикального стояка в промежутке между двумя поперечными балками обуславливает такую технологическую схему вдавливания свай: перемещение устройства с вертикальным стояком с места размещения скважины, установку сваи в скважину, подведение механизма вдавливания к верхнему торцу сваи и осуществление самого процесса вдавливания. Такая схема обуславливает значительную трудоемкость процесса. Наряду с этим, размещение контргрузов на подвижной опоре вертикального стояка обуславливает значительный добавочный ее вес и, как следствие, значительную добавочную нагрузку поперечных балок как статическую, так и динамическую, что требует значительной прочности балок и, как следствие, их значительных размеров и металлоемкости. Кроме того, перемещение опоры требует свободного пространства между балками-тележками, что ограничивает размеры площади платформы и, как
следствие, ограничивает общий вес контргрузов, которые могут быть размещены на платформе, а это, в свою очередь, ограничивает величины сил реакций на опрокидывающие моменты со стороны вертикального стояка в процессе вдавливания свай. Наряду с этим, перемещение опоры с контргрузами требует добавочных затрат электроэнергии.
Наиболее близким к заявляемому устройству по совокупности признаков и достигаемому результату является устройство для вдавливания свай, содержащее передвижную основу, включающую две установленные с возможностью передвижения по рельсам балки-тележки, оснащенные приводами этого перемещения с фиксацией их положения в местах вдавливания свай и жестко соединенные между собой поперечными главной и добавочными балками, размещенными с промежутком между ними. Устройство также содержит вертикальный стояк с механизмом вдавливания свай, подвижную опору вертикального стояка, установленную на поперечных балках с возможностью перемещения вдоль них и оснащенную приводом этого перемещения, и контргрузы. Подвижная опора вертикального стояка выполнена в виде двух размещенных под поперечными балками продольных балок, на передних концах которых перед главной балкой закреплен вертикальный стояк, балки-тележки с выступающими вперед участками. Контргрузы составлены из трех групп, в которых одна группа размещена на платформе, расположенной на балках-тележках между поперечными главной и добавочной балками, а две другие группы - перед вертикальным стояком с промежутком на выступающих участках балок-тележек.
Размещение вертикального стояка перед поперечной главной балкой, в промежутках между которыми на выступающих вперед участках балок-тележек расположены две группы контргрузов, позволяет использовать менее трудоемкую технологическую схему вдавливания свай: установка всех свай в скважины, проезд устройства к очередной свае, вдавливание ее и проезд к следующей свае. Наряду с этим, размещение контргрузов непосредственно на балках-тележках, а не на подвижной опоре вертикального стояка уменьшает вес подвижной опоры и, тем самым, нагрузку поперечных балок, что, в свою очередь, снижает требования прочности балок и, как следствие, снижает их размеры и материалоемкость. Кроме того, размещение контргрузов непосредственно на балках обеспечивает достаточно свободное пространство между балками-тележками для перемещения опоры вертикального стояка, а также не ограничивает общий объем контргрузов. Уменьшаются затраты энергии на перемещение опоры вертикального стояка.
Кроме того, хотя концы продольных балок жестко соединены между собой через закрепленный на них нижний торец вертикального стояка, между их задними концами отсутствует замыкающая связь. Поэтому связь между подвижной опорой вертикального стояка и поперечными балками не осуществляется через замкнутую силовую конструкцию, которая могла бы надежно воспринимать от вертикального стояка усилия от его реакции на вдавливание свай и передать их на поперечные балки и, тем самым, на устройство в целом. Кроме этого, незамкнутая силовая конструкция не может обеспечить беспрепятственное перемещение подвижной опоры вертикального стояка вдоль поперечных балок. Все это обуславливает недостаточную устойчивость устройства, а также недостаточные стабильность и безопасность его работы как в процессе установки механизма над очередной сваей, так и в процессе вдавливания свай.
В основу полезной модели поставлена задача усовершенствования устройства для вдавливания свай путем выполнения связи между подвижной опорой и поперечными балками в виде замкнутой силовой конструкции, которая обеспечила бы беспрепятственное перемещение подвижной платформы вдоль поперечных балок, а также надежную передачу усилий реакции на подвижную опору и устройство в целом и, как следствие, повысила бы устойчивость устройства, а также стабильность и безопасность его работы как в процессе установки механизма над очередной сваей, так и в процессе вдавливания свай.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для вдавливания свай, содержащем две установленные с возможностью передвижения по рельсам балки-тележки, оснащенные приводами этого перемещения с фиксацией их положения в местах вдавливания свай и жестко соединенные между собой поперечными главной и вспомогательными балками, размещенными с промежутком между ними, вертикальный стояк с механизмом вдавливания свай, подвижную опору вертикального стояка, установленную на поперечных главной и вспомогательной балках с возможностью перемещения вдоль них и оснащенную приводом этого перемещения, а также контргрузы, причем подвижная опора вертикального стояка выполнена в виде двух размещенных под поперечными балками продольных балок, на передних концах которых перед главной балкой закреплен вертикальный стояк, балки-тележки выполнены с выступающими вперед участками, а контргрузы составлены из трех групп, из которых одна группа размещена на платформе, расположенной на балках-тележках между поперечными главной и вспомогательной балками, а две другие группы - перед вертикальным стояком между ними на выступающих участках балок-тележек, согласно полезной модели, каждая продольная балка оснащена закрепленной на ее конце, противоположном стояку, П-
образной скобой, образованной верхней горизонтальной полкой и двумя вертикальными стенками с образованием между нею и вертикальной поверхностью продольной балки прохода, через который пропущена вспомогательная балка.
Оснащение каждой продольной балки закрепленной на ее противоположном стояку конце П-образной скобой, образованной верхней горизонтальной полкой и двумя вертикальными стенками с образованием между нею и вертикальной поверхностью продольной балки прохода, через который пропущена вспомогательная балка, создает замкнутую силовую конструкцию, надежно соединяющую подвижную опору вертикального стояка с поперечными главной и вспомогательной балками. При этом П-образные скобы обеспечивают возможность беспрепятственного перемещения подвижной опоры вдоль поперечных балок в процессе установки вертикального стояка над сваями. При вдавливании каждой сваи на вертикальный стояк действуют значительные направленные вверх вертикальные усилия от реакции вдавливания свай. Эти усилия прижимают передние концы продольных балок к нижней поверхности главной балки, при этом задние ее концы выбирают зазоры в П-образных скобах, а эти скобы прижимаются своими полками к верхней поверхности вспомогательной балки, в результате чего образуется направленный против часовой стрелки опрокидывающий момент, который стремится перевернуть передвижную основу, поднимая передний ее конец. Этот опрокидывающий момент уравновешивается по часовой стрелке моментом, создаваемым весом всего устройства с контргрузами. Таким образом, указанная замкнутая силовая конструкция обеспечивает как беспрепятственное перемещение подвижной опоры вдоль поперечных балок, так и надежную передачу усилий от реакции вертикального стояка на усилия при вдавливании свай на подвижную опору и устройство в целом и, как следствие, повышает устойчивость устройства, а также стабильность и безопасность его работы как в процессе установки механизма вдавливания свай над очередной сваей, так и в процессе вдавливания свай.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На Фиг.1 изображено устройство для вдавливания свай, вид спереди;
на Фиг.2 - то же, вид сверху;
на Фиг.3 - то же, вид сбоку;
на Фиг.4 - соединение подвижной опоры с поперечными балками;
на Фиг.5 изображен разрез А-А Фиг.4;
на Фиг.6 показана схема уравновешивания опрокидывающего момента.
Устройство для вдавливания свай (Фиг.1-Фиг.3) содержит передвижную основу, включающую установленные с возможностью передвижения по рельсам 1 две балки-тележки 2, жестко соединенные между собой поперечными главной 3 и вспомогательной 4 балками, размещенными с промежутком между ними. Устройство содержит также вертикальный стояк 5 с механизмом вдавливания свай (не показано), подвижную опору вертикального стояка 5, установленную на поперечных главной 3 и вспомогательной 4 балках. Каждая балка-тележка 2 оснащена приводом перемещения с фиксацией их положения в местах вдавливания свай в виде гидроцилиндра 6 с захватами 7. Главная 3 балка размещена непосредственно за вертикальным стояком 5, а вспомогательная 4 балка - сзади главной 3 балки. Подвижная опора вертикального стояка 5 выполнена в виде двух размещенных под поперечными главной 3 и вспомогательной балками продольных 8 балок, на передних концах которых перед главной 3 балкой закреплен вертикальный стояк 5. Балки-тележки 2 выполнены с выступающими вперед участками. Контргрузы составлены из трех групп. Одна группа 9 контргрузов размещена на платформе 10, расположенной на балках-тележках между главной 3 и вспомогательной 4 балками, а две другие группы 11 - перед вертикальным стояком 5 с промежутком между ними на выступающих участках балок-тележек 2.
Каждая продольная 8 балка оснащена закрепленной на ее противоположном вертикальному стояку 5 конце П-образной скобой 12 (Фиг.3-Фиг.5), образованной верхней горизонтальной полкой 13 с двумя вертикальными стенками 14 с образованием между полкой 13 и верхней поверхностью продольной балки 8 прохода, в который с зазорами сверху и снизу вставлен конец вспомогательной балки 4, что позволяет подвижной опоре вертикального стояка 5 беспрепятственно перемещаться вдоль поперечных главной 3 и вспомогательной 4 балок с помощью любого известного из уровня техники привода.
Вертикальный стояк 5 (Фиг.1, Фиг.2) содержит две вертикальные балки 15, жестко соединенные между собой поперечным силовым набором 16, размещенным в задней части вертикального стояка 5 так, что его передняя сторона открыта для наезда вертикального стояка 5 на сваю 17 таким образом, чтобы эта свая стала в середине вертикального стояка 5. В верхней части вертикального стояка 5 с возможностью пошагового вертикального перемещения установлен механизм вдавливания в виде гидроцилиндра 18 давления с направленным вниз штоком 19 с наголовком 20. В середине вертикального стояка 5 над гидроцилиндром 18 давления размещен механизм 21 его пошагового вертикального перемещения, приводящийся в действие с помощью троса лебедки 22. Конструкции механизмов пошагового перемещения гидроцилиндра 18
давления известны, например из а.с. №№402516, 1766827. Вертикальные балки 15 закреплены на передних концах продольных балок 8 опоры вертикального стояка 5.
Устройство для вдавливания свай работает следующим образом.
Сначала на строительной площадке монтируют устройство для вдавливания свай, для чего устанавливают рельсы 1, на которых размещают балки-тележки 2 и монтируют привод их перемещения с фиксацией их положения в местах вдавливания свай 17. На балках-тележках 2 закрепляют поперечные главную 3 и вспомогательную 4 балки, под которые подводят продольные балки 8 и на их концах закрепляют П-образные скобы 12 таким образом, чтобы они охватывали вспомогательную балку 4. С помощью подъемного крана (не показано) на передние концы продольных балок 8, выступающие за главную балку 3, устанавливают вертикальный стояк 5 и закрепляют его вертикальные балки 15. После этого на балках-тележках 2 монтируют платформу 10 и размещают на ней и на передних участках балок-тележек 2 три группы контргрузов 9, 11. Монтаж устройства для вдавливания свай на этом закончен.
В заранее приготовленные скважины с помощью подъемного крана устанавливают сваи 17. Перемещают передвижную основу к месту размещения первой сваи 17. Путем перемещения опоры вертикального стояка 5 вдоль поперечных главной 3 и вспомогательной 4 балок устанавливают вертикальный стояк 5 открытой стороной напротив сваи 17. Затем путем перемещения передвижной основы наезжают вертикальным стояком 5 на сваю 17 таким образом, чтобы она оказалась под наголовком 20 штока 19 гидроцилиндра 18 давления. Далее центрируют сваю 17 таким образом, чтобы оси штока 19 и сваи 17 совпадали. Поднимают давление в гидроцилиндре 18 давления с помощью маслостанции (не показано), при этом шток 19 гидроцилиндра 18 давления давит на верхний торец сваи 17, вдавливая ее в грунт. После исчерпания хода штока 19 освобождают гидроцилиндр 18 давления с фиксированного положения. С помощью привода опускают гидроцилиндр 18 давления с втягиванием штока 19 нового фиксированного положения и повторяют вдавливание сваи 17 до следующего исчерпания хода штока 18. Указанные операции повторяют до окончания вдавливания свай. Поднимают гидроцилиндр 18 давления в верхнее положение, подводят передвижную основу к следующей свае 17 и повторяют все операции.
n
n
n
При вдавливании каждой сваи 17 (Фиг.6) на вертикальный стояк 5 действуют значительные направленные усилия F от реакции вдавливания сваи 17. Усилия F прижимают передние концы каждой продольной балки 8 к нижней поверхности главной 3 балки, в результате чего образуется направленный против часовой стрелки опрокидывающий момент М, который стремится опрокинуть передвижную основу,
ур
9
11
поднимая ее передний конец. При этом задние концы каждой продольной 8 балки выбирают зазоры в П-образных скобах 12, а скобы 12 прижимаются своими горизонтальными полочками 13 к верхней поверхности поперечной вспомогательной 4 балки. В результате возникает направленный по часовой стрелке уравновешивающий момент М, создаваемый усилиями Р и P от веса контргрузов 9 и 11 плюс усилиями от веса всего устройства.