Копры и копровое оборудование

 

Универсальным базовым оборудованием для перемещения свай с мест их раскладки к местам погружения, их установки, поддер­жания и направления, а также для крепления погружателя явля­ются копры, обеспечивающие также передвижение сваебойного оборудования вдоль фронта работ. Копрами, кроме того, погружа­ют сваи-оболочки кольцевого сечения диаметром от 0,5 до 2,5 м длиной до 30 м, состоящие из звеньев длиной 3...8 м, а также металлический шпунт специального корытного или Z-образного профиля длиной до 25 м. Различают копры рельсовые (КР) и на­весные (КН) на тракторах, одноковшовых экскаваторах и автомо­билях. Применяют также навесное копровое оборудование (КО) на гусеничных тракторах, экскаваторах и кранах, реже — на автомо­бильных (пневмоколесных) кранах. Для забивки свай и шпунта в воде используют плавучи е копры. Навесные копры и копровое обо­рудование используют преимущественно в жилищном и промыш­ленном строительстве, а рельсовые копры — в гидротехническом и энергетическом строительстве. Главный параметр отечествен­ных копров, входящих в их индекс - максимальная длина погружаемых свай (до 8, 12, 16, 20 и 25 м). Так, например, индекс КН-12 расшифровывают как копер навесной для свай длиной до 12 м; КР-16 — копер рельсовый для свай длиной до 16 м.

 

По степени подвижности рабочего оборудования различают копры универсальные, полууниверсальные и простые. Универсаль­ные копры обеспечивают полный поворот платформы с установ­ленным на ней оборудованием, изменение вылета и наклон коп­ровой стрелы для погружения наклонных свай. Полууниверсаль­ные копры обеспечивают либо только поворот платформы для погружения вертикальных свай, либо наклон стрелы при работе с наклонными сваями. Простые копры, к которым относится обыч­но копровое оборудование, не имеют механизмов для поворот­ных (в плане) движений и наклона стрелы.

 

Рабочий процесс копра состоит из его перемещения к месту установки сваи, ее строповки, подтягивания, установки на точку погружения по предварительно выполненной разметке, выверки правильности ее положения, закрепления на свае наголовника, предохраняющего ее от разрушения при ударном погружении, установку на сваю погружателя, расстроповку сваи, ее погруже­ние с последующей выверкой направления, подъем погружателя и снятие с погруженной сваи наголовника.

Навесные копрыявляются наиболее распространенным типом машин для производства свайных работ. Они могут быть универ­сальными и полууниверсальными. В качестве базовых машин ис­пользуют тракторы, одноковшовые экскаваторы и автомобили. Каждую модель навесного копра комплектуют свайными молота­ми соответствующих типоразмеров.

Для начала работы на новой строительной площадке навесной копер подготавливают к функционированию в соответствии с инструкцией по эксплуатации, затем с помощью автомобильного крана навешивают на стрелу в ее нижней части свайный молот и закрепляют на нем канат копрового агрегата.

Копры на тракторной базеприменяют для работы со сваями дли­ной от 8 до 12 м при их линейном или кустовом расположении. Копровую стрелу 2 обычно навешивают на базовый трактор 3 b его задней части (а). Ее наклон в продольной вертикальной плоскости на угол от 10 до 33° и в поперечной плоскости на угол до 7° обеспечивается гидравлическими цилиндрами. Для подвески сваепогружателя (свайного молота) 1 с наголовником, подтаскивания и установки сваи в исходное для погружения положение ис­пользуют канатно-блочные системы с гидравлическим

Рис. Копер на базе гусеничного трактора с задней навеской копрового оборудования: а — рабочее положение; б — транспортное положение

 

приводом. Управляют копровым оборудованием с рабочей площадки с пра­вой стороны по ходу трактора. Для подготовки к перебазированию копра с него снимают свайный молот, а верхнюю секцию стрелы, соединенную с нижней секцией шарнирно, укладывают на под­ставку (б). На небольшие расстояния копер перемещают собственным ходом, а на дальние перевозят на трейлере.

 

Копры на тракторной базе изготавливают также с боковой на­веской копрового оборудования (рис) — обычно с левой сто­роны по ходу трактора. С правой же стороны располагают гидрав­лические цилиндры с полиспастами для подъема молота, сваи и противовеса. Управляют копровым оборудованием как из кабины машиниста, так и с выносного пульта.

Последовательность забивки свай определяют так, чтобы сум­марное время переездов копра от сваи к свае было минимальным. Наибольший эффект по этому условию достигается при линей­ной забивке свай, когда машина движется по оси свайного ряда.

Для повышения продольной устойчивости копра при его пере­движении свайный молот опускают на стреле в его нижнее положение, а стрелу (при ее заднем рас­положении) несколько наклоня­ют по ходу трактора вперед. В слу­чае работы в котловане перед въез­дом и выездом из него копер пе­реводят в транспортное положе­ние (см. выше). Выезжают из кот­лована задним ходом.

Копры на базе канатных экска­ваторов(рис) применяют пре­имущественно для забивки свай длиной до 16 м в котлованах и тран­шеях, располагая их на бровках выемок. Копровую стрелу 2 соеди­няют с головой экскаваторной стрелы 1 универсальным шарни­ром, позволяющим стреле накло­няться в любом направлении (до 20...35° продольно и до 1,5...5° в поперечном направлении) и по­ворачиваться относительно верти­кальной оси. В нижней части коп­ровую стрелу соединяют с пово­ротной платформой экскаватора двумя гидроцилиндрами 4. В систе­ме наведения используют гидрав­лический привод с раздельным управлением каждым из двух ниж­них гидроцилиндров и гидроцилиндра 3 привода механизма поворо­та стрелы относительно собственной продольной оси. В рабочем по­ложении копровая стрела опирается на грунтовое основание через гидравлический домкрат или выдвижную телескопическую пяту 5. Управляют копровым оборудованием из кабины машиниста.

За счет поворота платформы базового экскаватора рассматрива­емые копры имеют обширную рабочую зону, благодаря чему они могут погружать несколько свай с одной рабочей позиции. По срав­нению с тракторными копрами, перемещающимися на новую по­зицию после погружения каждой сваи, экскаваторные копры зат­рачивают меньше времени на выполнение операций рабочего цик­ла и поэтому обеспечивают более высокую производительность при прочих равных условиях. Наиболее эффективно использование экс­каваторных копров при кустовом расположении свай. Копры на экс­каваторной базе при работе в однородных фунтах средней плотнос­ти и проходимости могут погружать за смену до 25...30 свай длиной 8 м, 15...20 свай длиной 12 м и до 8...12 свай длиной 16 м.

Копры на автомобильной базеприменяют преимущественно на рассредоточенных свайных работах малых объемов в радиусе до 200 км, в частности, в стро­ительстве технологических трасс, в трубопроводном и сельскохозяйственном стро­ительстве при длине свай до 8 м. Автомобильными копра­ми погружают также проб­ные сваи при инженерно-геологических изысканиях, контрольных исследовани­ях, привязке и корректиров­ке проектов свайных фунда­ментов. Конструктивно коп­ровое оборудование сходно с таковым для навески на гу­сеничные тракторы.

В случае межобъектных пе­реездов копровое оборудова­ние укладывают в тран­спортное положение в тече­ние 10...15 мин без разборки, снятия молота и применения грузоподъемных средств. Средняя эксплуатационная производительность автомо­бильных копров при работе со сваями длиной 6...8 м в грунтах средней плотности и проходимости составляет 18...22 сваи в смену.

Рельсоколесный коперсостоит из ниж­ней рамы 1 с ходовыми те­лежками 2, поворотной платформы 6, опирающейся на нижнюю раму через опорно-поворотное устройство, с расположенными на ней силовой установкой (обычно электрической), механизмами (в том числе одной или двумя лебедками для подъема и установки в рабочее положение сваи и погружателя), органами управления, ка­биной и противовесом, мачты З и механизмов 4 и 5 для изменения ориентации мачты относительно платформы. В зависимости от при­нятой технологии работ копер комплектуют свайным молотом, виб­ро-погружателем или вибромолотом.

Если размеры и конфигурация свайного поля таковы, что с одной установки рельсового пути нельзя погрузить в грунт все сваи, то для работы используют несколько копров, работающих каждый на своем рельсовом пути, или перекладывают рельсовый путь после выполнения ра­бот с прежней его установ­ки. После перемещения коп­ра его надежно стопорят сто­яночными тормозами или другими устройствами.

Для районов массового жилищного и промышлен­ного стр-ва, а также при возведении зданий и сооружений на слабых и водонасыщенных грунтах или при наличии в строящемся здании значительного техни­ческого подполья наиболее рационально применять ко­пры мостового типа— КМ (рис. а), наз. также мостовыми копровыми установками, состоящими из самоходного моста 4, пере­двигающегося по рельсам 5, уложенным вдоль свайного поля (обычно на бровках котлована), и тележки 3 с копровым оборудованием 2 или рельсового копра, пере­мещающихся по мосту попе­рек свайного поля.

Все меха­низмы копровой установки приводятся в движение элек­тродвига-телями с гидравли­ческими автоматизированными (координатно-шаговыми) или неав­томатизированными системами наведения. В случае автоматического наведения сваи на точку погружения установки обеспечены программным или полуавтоматическим управлением с использованием следящих устройств, устанавливаемых на механизмах передвижения моста и копрового оборудования. Управляют координатно-шаговым устройством из кабины 1 с кнопочного пульта или системы кнопоч­ного набора кодовых знаков телефонного типа. Известны также мо­стовые копровые установки на рельсовом или гусеничном ходу, не имеющие систем наведения свай.

Перевозят мостовые копры седельным автомобилем-тягачом с использованием прицепа-роспуска (рис. б), который подводят под мост после его вывешивания. Копровую стрелу пере­водят в транспортное положение с помощью гидравлического механизма складывания. Продолжительность операций по пере­воду мостового копра в транспортное положение и обратно со­ставляет 3...4 ч без применения дополнительных грузоподъем­ных средств.

 

Для работы со сваями длиной 3... 12 м отечественная промыш­ленность выпускает также копровое оборудование,навешиваемое на базовые машины (тракторы, автомобильные краны, одноков­шовые экскаваторы).

Копровое оборудование автономно по энергоснабжению, маневренно на строительной площадке, надежно в эксплуатации. Его недостаток - повышенные затраты времени на ма­невровые движения для установки сваи в заданную точку свай­ного поля. Навесное копровое оборудование на базе автомобиль­ных кранов применяют при малых рассредоточенных объемах свайных работ и необходимости быстрого перебазирования (проб­ные сваи при инженерно-геологических исследованиях, строи­тельство линий электропередачи, трубопроводов большой про­тяженности и т.п.).

Сменную техническую производительность копров, определя­емую числом погруженных за смену свай, рассчитывают ориенти­ровочно по формуле: П_Т.С. = Т_С / Т_Ц, где Т_с — продолжительность смены, ч; Т_Ц — продолжительность рабочего цикла при погружении одной сваи, ч, включающая про­должительность собственно погружения и продолжительность вспо­могательных операций (переезд машины на новую позицию, под­таскивание, подъем, ориентирование сваи и др. операции). Про­должительность операций определяют хронометрированием, а среднюю продолжительность вспомогательных операций ориен­тировочно принимают от 43... 63 % рабочего цикла для копров пер­вой размерной группы (для свай длиной до 8 м) до 77... 83 % — для копров шестой размерной группы (для свай длиной до 25 м).