Копры

Рис.1. Устройство свайных фундаментов:

а – забивка свай трубчатыми дизель-молотами;

б - устройство свайных фундаментов сваевдавливающей

установкой на рельсовом ходу СВ-250.

На данном занятии рассмотрим средства механизации, применяемые в отечественной практике для сооружения свайных фундаментов.

На строительных и восстановительных работах сваи в грунт погружают, как правило, забивкой с помощью специальных установок, которые состоят из:

■ копра;

■ и свайного молота.

Широко используется также копровое оборудование, имеющее то же назначение, что и копёр, но устанавливаемое на самоходных машинах: кранах, экскаваторах, тракторах и т.д.

Назначение. Копры служат для подъёма и установки свай перед погружением в требуемой точке свайного поля и обеспечения их направления при погружении вместе с погружателем.

Применение. Копры используются для:

- забивки или выдергивания шпунта или свай на суше или на воде,

- установки и удержания их во время забивания,

- а также в качестве направляющих при перемещении сваебойных

молотов.

В настоящее время на стройках массовое применение (более 80% от общего объема применяемых свай) получили, главным образом, забивные железобетонные сваи квадратного сечения 300х300мм и 350х350мм длиной до 12м, а также составные длинной до 24м.

Классификация.

а). По степени подвижности:

- копер бывает передвижной,

Рис.2. Копёр КДМ-1.

- на рельсовом ходовом устройстве (КР),

а б

в г д

Рис.3. Копры на ж/д.ходу:

а- забивка свай копром ПКК-2×1250 на суходоле;

б - забивка свай копром ПКК-2×1850 на воде;

в – принципиальная схема копра ПК-2×1250;

г – рельсовый захват;

д – ходовая тележка.

- самоходные навесные (СН).

а б

в г д

е ж з

и к

Рис.4. Самоходные копры:

а - универсальный сваебойный агрегат УСА;

б - универсальная сваебойная машина УСМ-2;

в - установка сваебойная УСБ-Т-53236;

г - копёр навесной КоК-5, применяется в качестве сменного

навесного оборудования для машин на базе экскаватора ЭО-2621;

д - копровая установка СП-49Д на базе трактора Т130МБ-2121-2

предназначена для погружения на глубину до 1;

е – копровая установка КН-6 смонтирована на шасси надежного,

высокопроходимого и простого в обслуживании трактора ТТ-4;

ж – сваебойное оборудование на экскаваторе ЭО-5111;

з - бурильно-сваебойная машина БМ-811;

и - плавающий самоходный копёр ПСК-500;

к – навесное копровое оборудование к крану ПРК-30/50.

Самоходные копровые агрегаты по сравнению с рельсовым копрами имеют повышенную мобильность, увеличенную маневренность и автономность в производстве работ. В качестве, баз для самоходных копров применяют гусеничные тракторы, а также машины на пневмоколесном и автомобильном ходу. Навесное оборудование на базе автомобильных кранов применяют при малых рассредоточенных объемах свайных работ и необходимости быстрого перебазирования (пробные сваи при инженерно-геологических исследованиях, строительство линий электропередач, трубопроводов большой протяженности и др.).

б). По применению подразделяют на:

- простые,

- универсальные,

- полууниверсальные.

Простой копер используются для установки вертикальных свай и забивки свай. Такой вид не имеет специальных механизмов для осуществления поворота платформы, перемены вылета и рабочего наклона мачты (копровые мачты составляются из унифицированных секций, что дает возможность легко изменить их длины).

Простой копер используется для забивки легких свай из дерева длиной до 4,5 метров.

На универсальных, на полноповоротной платформе существует специализированное оборудование для установки свай с изменяющимся вылетом, продольным и поперечным рабочими наклонами мачты для установки вертикальных и наклонных свай.

Полууниверсальные копры, которые имеют на поворотной платформе специальное оборудование для осуществления установки свай с вертикальным проектным положением, а также, копры, которые обеспечивают рабочий наклон мачты для установки свай с наклонным проектным положением.

В промышленном и гражданском строительстве чаще используются универсальный и полууниверсальный рельсовой копер с электрическим и электрогидравлическим приводами, которые передвигаются по специально устроенному рельсовому пути. В таких конструкциях используются сборочные единицы и механизмы строительных башенных кранов.

Полууниверсальные копры отличаются более высоким уровнем механизации вспомогательных операций по сравнению с копрами простого типа.

Устройство. Конструкция копра предусматривает возможность выполнения следующих операций:

- перемещение копра,

- поворот его относительно вертикальной оси;

- наклон рамы вперед, назад и в сторону;

- подъем сваебойного молота и забиваемых конструктивных

элементов и перемещение установки с места на место.

Копер для забивки шпунта или сваи состоит из следующих элементов:

1) несущая конструкция;

2) оборудование для погружения шпунта (сван);

3) агрегат привода установки;

4) вспомогательные механизмы.

Более подробно рассмотрим устройство копрового оборудования УСА.

Универсальный сваебойный агрегат УСА (1978 г.) предназначен для забивки вертикальных и наклонных до 4:1 деревянных и ж/б свай массой до 3т при строительстве и восстановлении мостов и других транспортных сооружений. Состоит на вооружении мостовых и путевых батальонов железнодорожных бригад транспортных войск.

Рис.5. Агрегат УСА на базе крана К-104 (КС-4561):

1 – верхнее звено; 2 – звено подвески; 3, 4, 5, 6 – промежуточные звенья;

7 – телескопическая распорка; 8 – нижнее звено; 9 – подкос; 10 – рама-распорка;

12 – тяга; 13 – подвеска; 14 – отводной ролик; 15 – верхний подкос; 16 – фасонка;

17 – направляющий ролик для троса молота; 18 – направляющий ролик для троса сваи;

19 – болты; 20 – листы.

Рис.6. Навесное копровое оборудование УСА на автокране К-162 (КС-4561):

1 – трос вспомогательной лебёдки; 2 – направляющая стрела; 3 – блок подвески дизель-молота; 4 – дизель-молот; 5 – указатель наклона стрелы; 6 – телескопическая распорка;

7 и 18 – штепсельные разъёмы; 8 – выносной пульт; 9 – поворотная рама крана;

10 – площадка; 11 – бак; 12 – насосная установка; 13 – приспособление для монтажа телескопической распорки; 14 – гидродвигатель; 15 – шланги; 16 – блок; 17 – ферма;

19 – подвеска; 20, 23 и 25 – оси; 21 – кронштейн для крепления телескопической распорки; 22 и 24 – шплинты.

Навесное копровое оборудование подвешивается к крану КС-4561 только со стрелой длиной 10м. Забивка свай может производиться при вылете стрелы крана в пределах 4,0-4,85м и при её повороте вправо или влево от продольной оси крана до 45^°. Полезная высота копрового оборудования 10м.

Основные части навесного копрового оборудования УСА:

- направляющая стрела,

- подвеска,

- ферма,

- верхний подкос,

- телескопическая распорка,

- полиспаст.

Направляющая стрела собирается из семи элементов:

● верхнего звена 1,

● звена подвески 2,

● четырёх промежуточных 3-6 звеньев,

● нижнего звена 8.

Верхнее звено аналогично такому же звену направляющей стрелы копра КДМ-2. К полкам швеллеров звена для присоединения верхнего подкоса 15 приварены две листовые фасонки 16. За ролик 17 на оси направляющей стрелы запасовывается трос грузовой лебёдки для подъёма молота, а за второй ролик 18 - трос вспомогательной лебёдки для подъёма свай.

Звено подвески образовано из соответствующего ему промежуточного звена направляющей стрелы копра КДМ-2м усилением обоих швеллеров в месте прикрепления подвески листами 20 и устройством в стенках швеллеров и в приваренных к ним листах отверстий для крепёжных болтов 19.

Все остальные звенья такие же, как соответствующие им звенья направляющей стрелы копра КДМ-2м.

Рис.7. Подвеска агрегата УСА:

1 – щёки; 2 – кронштейн; 3 – запорная планка; 4 – винты; 5 – вырез;

6 – отверстие для оси; 7 – фасонка; 8 – отверстие для болтов.

Подвеска 13 состоит из (см. рис. выше):

- двух щёк,

- кронштейна 2,

- запорных планок 3,

- фасонок 7.

Щёки изготовлены из листовой стали толщиной 20мм и имеют вырезы 5 для постановки подвески на ось грузового полиспаста крана. Кронштейн представляет собой открытую в сторону крана сварную коробку, к передней стенке которой приварены два ребра. Вертикальные стенки коробки кронштейна крепятся болтами к щёкам, а его рёбра заходят в просвет направляющей стрелы и соединяются с её швеллерами. Запорные планки ограничивают поворот подвески на оси грузового полиспаста крана; к щекам они прикрепляются винтами 4. Фасонок две; каждая приварена к щеке крана и имеет два отверстия 8 для болтов, прикрепляющих верхний подкос, и одно 6 для установки оси отводного ролика 14, за который запасовывается трос грузовой лебёдки.

Ферма обеспечивает устойчивость направляющей направляющей стрелы ниже подвески. Ферму образуют:

- направляющая стрела,

- две параллельные её тяги 12,

- две рамы-распорки 11,

- восемь подкосов 9.

Конструкция тяг, рам-распорок и подкосов, а также узлов фермы такие же, как в ферме навесного оборудования к крану КС-4561.

Верхний подкос 15 обеспечивает устойчивость направляющей стрелы выше подвески. Он состоит из двух параллельных труб, соединённых двумя трубчатыми распорками. На концах труб вварены плоские наконечники, которые болтами присоединяются к фасонкам подвески и верхнего звена направляющей стрелы.

Телескопическая распорка 7 и полиспаст 10 такие же, как в оборудовании УКА, но задний конец телескопической распорки крепится не к стреле, а к поворотной раме крана. Длина телескопической распорки: наименьшая - 3481мм, наибольшая - 6245мм.

Масса навесного копрового обрудования к крану КС-4561 (без дизель-молота) - 2929кг.

Агрегат УСА на кране КС-4561 обслуживается командой из семи человек.

Рис.8. Телескопическая распорка агрегата УСА на кране КС-4561:

1 - обечайка; 2, 18 и 19 - отверстия; 3 - штырь; 4, 14 и 32 - рёбра; 5 и 12 - фасонка; 6. 7, 8, 9, 10 и 11 - секции; 13 - поперечная распорка из трубы; 15 и 20 - парные кронштейны; 16 - консольная планка; 17 - поперечная распорка из швеллеров; 21 - кронштейны для прикрепления телескопической распорки; 22 - подставка; 23 - хомут; 24 - планка; 25 - рабочий цилиндр; 26 - шток; 27 - водило; 28 - накладка-упор;

29 - фланец; 30 - кольцо; 31 - диафрагма.

Рис.9. Направляющая стрела с фермой для агрегата УСА на кране КС-4561:

1 – верхнее звено; 2 – звено подвески; 3 – верхние промежуточные звенья; 4 – нижнее промежуточное звено; 5 – концевое промежуточное звено; 6 – нижнее звено; 7 – отрезок швеллера; 8 и 16 – подкосы; 9 и 10 – направляющие ролики для троса при подтаскивании сваи; 11 – рама-распорка; 12, 13 и 14 – штанги; 15 – подвеска; 17 – фасонка; 18 – направляющий ролик для троса вспомогательной лебёдки (подъёма молота); 19 – направляющий ролик для троса главной лебёдки (подъёма сваи); 20 – трубчатые распорки; 21 – отверстия для предохранительного штыря; 22, 25и 27 – планки; 23 – кронштейн; 24 – болт; 26 – подшипники; 28 – лист; 29 – ограничитель.

Рис.10. Схема сборочной площадки навесного копрового оборудования:

1 – подставка; 2 – рама жесткости; 3 – трубчатые связи подвески и верхней распорной рамы; 4 – верхняя распорная рама; 5 – подкосные трубчатые связи; 6 – нижняя распорная рама; 7 – продольные трубчатые связи; 8 – бруски или шпалы для подкладок; 9 – дизель-молот; 10 – кран КС-4561; 11 – телескопическая распорка; 12 – нижнее звено направляющей стрелы; 13 – промежуточное концевое звено направляющей стрелы с отводными блоками; 14 – промежуточные звенья направляющей стрелы; 15 – верхнее звено направляющей стрелы с кронштейном; 16 – головное звено свайной направляющей; 17 – место сборки свайной направляющей.

Рис.11. Последовательность сборки навесного копрового оборудования:

а, б, в – этапы сборки; 1 – грузовой блок стрелы автокрана; 2 – отклоняющий блок;

3 – трос грейферной лебёдки; 4 и 15 – вальцы; 5 – монтажный брус; 6 – ось;

7 – отклоняющий барабан; 8 – блок головного звена направляющей стрелы;

9 – монтажная подставка; 10 – кронштейн направляющей стрелы; 11 – выносная опора;

12 – рукава гидросистемы; 13 – гидроцилиндр; 14 – нижнее звено направляющей стрелы; 16 – насосная установка.

Работа. Рабочий процесс копра состоит из:

- его передвижении к месту установки сваи,

- се строповки,

- подтягивания,

- установки на точку погружения по предварительно выполненной

разметке,

- выверке 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 сван наголовника.

Рис.12. Технология забивки свай.

При устройстве свайных фундаментов зданий и сооружений применяют два вида свай:

- забивные (готовые) железобетонные или металлические (деревянные – в мостостроении: временные мосты);

- и буронабивные сваи, устраиваемые в вертикальных и круто наклонных скважинах непосредственно на месте работ.

При возведении ограждений котлованов, колодцев и траншей используют металлический и железобетонный шпунт.

Процесс погружения свай включает в себя подъем и установку свай в направляющие, подъем, установку на сваю и запуск молота, обеспечение совместного поступательного движения сваи и молота. Все эти функции выполняются сваебойными агрегатами - копрами.

В качестве копров могут использоваться специально созданные для этого самоходные машины или установки в виде навесного копрового оборудования на базовые машины - тракторы, экскаваторы, подъемные краны. Для перемещения копров по свайному полю при возведении речных опор устраивают подкопровые мосты, эстакады, подмости. Копры устанавливают и на плавучие средства (рис. 10, 11).

Рис. 13. Использование временных подмостей для производства свайных работ:

1 - подмости: 2 - стреловой крап: 3 - копровая стрела; 4 - молот; 5 - подбабок; 6 - свая:

7 - шпунт: 8 - распорка: 9 - портальный кран; 10 - стойки; 11 - самоподъемная платформа; 12 - копер; 13 - направляющий каркас.

Рис. 14. Использование плавучих средств для производства свайных работ:

1 - копер; 2 - молот; 3 - свая; 4 - плашкоут: 5 - кран; 6 - ограждение котлована;

7 - направляющий каркас; 8 - подкопровой мост.

Самоходный копер состоит из ходовой части, на которой установлена поворотная или неповоротная рама с размещенными на ней механизмами подъема молота, «кошки» и сваи, а также копровой стрелы (мачты), у которой есть механизмы изменения вылета и наклона (рис. 12, 13).

Для передвижения копра ИСПОЛЬЗУЮТ собственное ходовое оборудование. Если размеры и конфигурация свайного поля таковы, что с одной установки рельсового пути нельзя погрузить в грунт все сван, 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 выполнения всех грузоподъемных операций используют одну двухбарабанную или две однобарабанные лебедки раздельно для подъема сван и погружателя. Для правильной установки сваи и ее фиксирования в требуемом начальном положении мачту оборудуют упорами, иногда захватами в ее нижней части. Для наводки сваи на требуемую точку свайного поля требуется две степени свободы мачты. Обычно это достигается поворотом платформы и изменением вылета мачты. Еще одна степень свободы нужна для корректировки направления последующего движения сваи в процессе ее погружения.

Для работы в особых условиях отдельные узлы копров могут быть существенно изменены. Так, для работы в котлованах большой протяженности применяют специальные мостовые копры в виде стальной фермы, передвигающейся на тележках по рельсам, уложенным на противоположных бровках котлована. Поворотная платформа в этом случае заменяется перемещающейся вдоль мостовой фермы тележкой.

В промышленном и гражданском строительстве широко применяют копровое оборудование, навешиваемое на различные базовые машины (тракторы, автомобильные краны, одноковшовые экскаваторы). Отечественная промышленность выпускает копровое оборудование для работы со сваями длиной 3 - 12 м. Копровое оборудование на базе тракторов класса 100 кН автономно по энергообеспечению, маневренно на строительной площадке, надежно в эксплуатации. Его недостатком являются большие затраты времени на маневровые движения трактора при установке сваи в заданную точку свайного поля. Мачту располагают сбоку (боковая навеска), сзади или спереди трактора (фронтальная навеска). По сравнению с фронтальной боковая навеска улучшает обзорность рабочей площадки, позволяет повысить производительность оборудования, исключив в некоторых случаях, особенно при линейном однорядном расположении свай, непроизводительные маневровые движения машины при переходах к новому рабочему месту.

Рис.15. Схема подтаскивания сваи:

1 - копер, 2 - мачта, 3 - рабочий канат, 4 - молот, 5 - нижний отводной блок,

6 - строп, 7 - свая.

Подтаскивание свай к копру допускается только по спланированной площадке или дну котлована, не имеющим перепада в отметках в зоне видимости машиниста копра по прямой линии от места стоянки копра до места расположения сваи. Подтаскивание свай, схема которого показана на рисунке 1, осуществляется рабочим тросом копра на расстояние, не превышающее свободной длины рабочего троса, с помощью нижнего отводного блока, укрепленного на раме поворотной платформы базовой машины или нижней части копровой стрелы.

Организация рабочего места при подтаскивания сваи к копровой установке приведена на рисунке 2.

При подтаскивании сваи копровщики К₁ и К₂ производят строповку сваи «мертвой» петлей кольцевым стропом канатного типа СКК, после чего отходят на безопасное расстояние и копровщик К₁ подает сигнал машинисту подтянуть сваю к копру. Подтягивание осуществляется сваеподъемным тросом копра с помощью нижнего отводного блока, укрепленного на нижней части копровой стрелы.

Рис.16. Схема подтаскивания сваи.

Рис.17. Схема организации рабочего места при заводке

сваи в оголовок копра:

К₁К₂ - рабочие места копровщиков, L - длина сваи

1 - копровая установка, 2 - свая, 3 - кольцевой строп, 4 - оттяжки (пеньковый канат Æ 16 - 18 мм), 5 - хомут для закрепления оттяжек

Рис.18. Схемы строповок свай

Приложение а

(обязательное)

форма ИГАСН № 1

РАЗРЕШЕНИЕ

на производство подготовительных и основных строительно-монтажных работ

__________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________

(наименование организации застройщика «заказчика», получающей разрешение)

Адрес строительства объекта__________________________________________________

______________________________________район________________________________

Наименование объекта_______________________________________________________

Серия проекта______________________________________________________________

Автор привязки проекта ________________Технический надзор____________________

Подрядная организация______________________________________________________

Согласно «Правилам о порядке застройки г. Москвы», утвержденным Постановлением СНХ СССР № 55 от 1 октября 1935 г., и на основании

- решения (распоряжения) Мосгорисполкома № ________

от______________20__г. об отводе участка

- акта на землепользование (разрешительного письма) № ____________

от_______________20__г., выданного УРЗиОЗ ГлавАПУ,

- обязательства застройщика от «____»_____________20___г.

- технического (техно-рабочего) проекта, согласованного с ГлавАПУ

(утвержденного Мосгорисполкомом) протокол (решение, распоряжение) № ________

от______________20___ г.

- сводного сметно-финансового расчета, утвержденного в сумме________ тыс. р.

«____»______________20 ___г.

- акта разбивки здания в натуре Мосгоргеотрестом от______________20___г.

УПРАВЛЕНИЕ ГОСУДАРСТВЕННОГО АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНОГО НАДЗОРА

РАЗРЕШАЕТ:

1. ПРОИЗВОДСТВО ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ РАБОТ, УСТРОЙСТВО НАРУЖНЫХ КОММУНИКАЦИЙ И ФУНДАМЕНТОВ

Срок действия разрешения до «___»__________________ 20___г.

Начальник управления________________

(подпись)

Начальник отдела выдачи

разрешений и сводного учета___________

(подпись)

«_____»______________ 20___ г.