Автоматизация и механизация строительного производства

А.М. Липкинд

Методические указания по выполнению лабораторных работ

для студентов всех форм обучения направления подготовки 08.03.01 «Строительство»

(специализация «Промышленное и гражданское строительство»)

Екатеринбург

УрГУПС

Лабораторная работа № 3

Машины для погружения свай

Сваи заводского изготовления погружают в грунт с помощью копров, перемещающихся на собственном ходу по свайному полю. Копры служат для подъема и установки свай перед погружением в требуемой точке свайного поля и обеспечения их направления при погружении вместе с погружателем.

Свайные молоты применяют для погружения свай в грунт ударом. Различают механические, паровоздушные, дизельные и гидравлические свайные молоты.

Механический молот является простейшим механизмом, представляющим собой металлическую отливку массой до 5 тонн, сбрасываемую на погружаемую сваю.

Паровоздушный молот представляет собой пару цилиндр-поршень. В молотах двойного действия используется сжатый воздух (пар) подают поочередно в нижнюю штоковую и верхнюю поршневую полости цилиндра, обеспечивая тем самым подъем поршня с бойком и принудительное его падение на ударную плиту.

Гидравлический молот работает по схеме паровоздушного молота в режиме двухтактного двигателя двойного действия с тем отличием, сто вместо сжатого воздуха (пара) в рабочий цилиндр подается под давлением жидкость.

Дизельные молоты работают независимо от внешних источников энергии. Различают дизель-молоты с направляющими штангами – штанговые и с направляющим цилиндром – трубчатые. В дизель – молотахиспользуется дизельное топливо, которое перед падением ударника распыляется форсункой топливного насоса и смешивается с нагретым вследствие сжатия до высокой температуры воздухом. В последней фазе движения ударной части вниз вследствие дополнительного сжатия топливно-воздушной смеси происходит ее воспламенение. Расширяющиеся при сгорании топлива газы отбрасывают ударную часть вверх, откуда она снова падают, повторяя процесс.

Последовательность выполнения работы

1. Подобрать молот для забивки свай по данным, представлены в

таблице вариантов задания (см. табл. 3).

2. Подобрать марку копра, пригодного для подъема и установки сваи, а

также для работы с выбранным молотом. Определить производительность сваебойной установки.

Подбор молота для забивки свай

а) Предварительный подбор молота производится из условия:

G_у ≥ ζ · G_св (3.1)

где: ζ - коэффициент пропорциональности, равный 1.5 при забивке свай в тяжелых грунтах (см. табл. П 17), 1.25 в средних грунтах и; 1.0 – в легких грунтах.

- вес ударной части молота, кг, определяемый по табл. П 15;

G_св - вес железобетонной сваи, кг, определяемый из соотношения:

G_св = F_св · l_св · γ _ж.б. (3.2)

где: F_св – площадь поперечного сечения сваи, м² ;

l_св – длина сваи, м.;

γ _{ж.б .} – объемный вес железобетона, принимаемый равным 2500 кг/м³.

Таблица 3

В случае, когда максимальный вес ударной части молота заданного типа меньше требуемого по формуле 3.1 следует выбрать молот любого другого типа.

б) Проверить условие:

Э_min < Э_m (3.3)

где:Э_min - минимальная энергия удара молота, необходимая для забивки свай, кДж.;

Э_m - энергия удара выбранного молота, кДж, определяемая по табл. П 15.

Э_min = 1.75 · A · F_v, кДж (3.4)

где: A - коэффициент, равный 25 дж/кН;

F_v - расчетная нагрузка на сваю, кН.

в) Произвести проверку пригодности принятого молота по условию

100 · (G_m + G_св) / Э_р ≤ К_m (3.5)

где: G_m - полный вес молота, кг;

- коэффициент, равный «6» - для паровоздушных и трубчатых молотов и «5» - для штанговых;

Э_р - расчетная энергия удара принятого молота, дж, определенная из соотношения

Э_р = 100 · К_э · G_у · h_m, дж (3.6)

где: h_m - высота подъема ударной части молота, м;

К_э - коэффициент, принимаемый равным «1.0» для паровоздушных молотов, равным «0.9» для трубчатых дизель-молотов и «0.4» для штанговых дизель-молотов.

Подбор копрового оборудования

а) Подобрать марку копра в соответствии данными условиями и табли-цей технических характеристик (см. табл. П 16)

б) Определить производительность сваебойной установки «П_э» из соотношения:

П_э = К_в · N · 3600 / (T_п + T_в ), свай/м.смена (3.7)

где: К_в - коэффициент использования времени, равный 0.8;
N - продолжительность смены, равная 8.2 часа

T_в - продолжительность вспомогательных операций, сек, принимаемая для универсальных и полууниверсальных копров – 1200 сек, для навесных копров на тракторах и автомобилях – 1000 сек; на экскаваторах – 800 сек.

T_п - время погружения свай, определяемое по соотношению

Т_п = ∑ n / n, сек. (3.8)

где: ∑ n - общее количество ударов при забивке свай (см. табл. 3);
n - частота ударов молота в секунду.

Таблица П 16

Технические характеристики копров

Таблица П 17

Значения коэффициента «С»