Ударний метод занурення паль заснований на забивання паль молотами-Механічними, пароповітряними одиночного і подвійної дії і дизель-молотами, які працюють з копрами або мо-більних копрових (сваєбойних) установками, обеспечівающі-ми спрямований рух палі і молота і механізацію вспомо- готельних операцій.
Цим методом можна занурювати різні залізобетонні палі (суцільні, трубчасті, хрестоподібні), а також дерев'яні палі, дерев'яний і сталевої шпунти.
Процес забивання палі складається з наступних операцій: пере-ня (переїзду) сваєбійне установки до місця занурення черговий палі; установки і вивірки, підтягання, підйому палі і установки її в плані в проектне положення; забивання палі; вимірювання занурення палі; динамічного її випробування.
Трудомісткість і тривалість переміщення, установки і вивірки сваєбійне установки залежать від її конструкції. Універ-сальні металеві копри баштового типу, встановлені на платформах-візках, пересуваються на колесах по рейках, име-ют велику вантажопідйомність (враховуються маса палі і молота) і значну власну масу (разом з лебідкою - до 20 т). Монтаж і демонтаж цих копрів і пристрій для них рейкових шляхів - дуже трудомісткі процеси. Тому їх застосовують для забивання паль довжиною понад 12 м при великому обсязі пальових робіт на об'єкті.
Ударний метод занурення паль заснований на забивання паль молотами-Механічними, пароповітряними одиночного і подвійної дії і дизель-молотами, які працюють з копрами або мо-більних копрових (сваєбойних) установками, обеспечівающі-ми спрямований рух палі і молота і механізацію вспомо- готельних операцій.
Цим методом можна занурювати різні залізобетонні палі (суцільні, трубчасті, хрестоподібні), а також дерев'яні палі, дерев'яний і сталевої шпунти.
Процес забивання палі складається з наступних операцій: пере-ня (переїзду) сваєбійне установки до місця занурення черговий палі; установки і вивірки, підтягання, підйому палі і установки її в плані в проектне положення; забивання палі; вимірювання занурення палі; динамічного її випробування.
Трудомісткість і тривалість переміщення, установки і вивірки сваєбійне установки залежать від її конструкції. Універ-сальні металеві копри баштового типу, встановлені на платформах-візках, пересуваються на колесах по рейках, име-ют велику вантажопідйомність (враховуються маса палі і молота) і значну власну масу (разом з лебідкою - до 20 т). Монтаж і демонтаж цих копрів і пристрій для них рейкових шляхів - дуже трудомісткі процеси. Тому їх застосовують для забивання паль довжиною понад 12 м при великому обсязі пальових робіт на об'єкті.
Найбільш поширені в промисловому і цивільному будівництві палі довжиною 6 ... 10 м, їх забивають з по-міццю самохідних сваєбойних установок (рис. VIII.1), виготов-лення на базі кранів, тракторів, автомобілів і екскаваторів. Ці палебійні установки маневрені і мають механізми для вирівнювання стріли, що спрощує їх установку і вивірку.
Подтасківанію і підйом залізобетонної палі - теж Трудоем-кі операції. При забиванні довгих паль універсальним копром рекомендується включати в комплект механізмів автомобільний кран, який підтримує палю за нижню скобу, поступово наближаючись до копру. В цей же час голова палі піднімається за верхню петлю підйомним пристроєм, наявними на копрі. При відсутності автокрана палю подають і піднімають за допомогою двох вагонеток і спеціального підйомного пристосування. При такому рішенні трудомісткість цих операцій істотно віку-ет і, крім того, палі часто пошкоджуються.
Сучасні палебійні установки мають спеціальні устрій-ства, механизирующие процес підтягання і підйому паль, а також установку голови палі в наголовники. Так, копрова установ-ка, показана на рис. VIII.2, має викидних стрілу, виліт ко-торою змінюється за допомогою гідравлічного пристрою. Палі невеликої довжини (6 ... 8 м) можна підтягати таким чином, щоб їх вістря линула по грунту.
Ефективність операції забивання паль і основному залежить від типу пальового молота і перш за все від правильного визначення співвідношення між його масою і масою палі, а також від відпо-вия Системи молота увазі грунту і впливу його на голову палі.
Механічні (підвісні) молоти через низьку виробник-ності (10 ... 15 ударів в 1 хв) застосовують лише при невеликих обсягах пальових робіт.
Маса ударної частини вільно падаючого молота при забиванні палі довжиною 12 м в щільні грунти повинна дорівнювати 1,5 маси палі з наголовником, а при забиванні в грунти середньої щільності - 1,25 цієї маси.
VIII.1. палебійні установки
а - на базі трактора; 1 - трактор; 2 - гідромультіплікатори для підйому моло-та і палі; 3 - гідравлічні розкоси;
VIII.2. Схема підтаскування палі сваєбійне установкою
1 - забивна паля; 2 - штабель паль; 3 - стрела- щогла; 5 - головка з блоками; 6 -Т - стрілка заведення палі під молот; 8 - паля; 9 - рама; 10 - нижній відвідної блок; б - на базі автомобіля; 1 - опо-ри щогли (для транспортного положення); 2 - автомобіль; 3 - гідромультіпліка-
тори для підйому молота і палі; 4 - гідроциліндри підйому молота і палі; 5 гідроциліндри нахилу щогли; 6 -гідроціліідр висунення стріли; 7 - гідроциліндр переміщення щогли; 8 -мачта; 9 - головка з блоками; 10 - мо-лот; 11 - рама; 12 - паля; 13 - винос-ні опори; в - на базі екскаватора; 1 - поліспаст; 2 - канал молота; 3 - паль-ний канат; 4 - стріловий канат; 5 - головка з блоками; 6 - молот; 7 - наго-ловнік; 8 - щогла; 9 - паля; 10 - стре-ла екскаватора; 11 - телескопічна распорка
Пароповітряні молоти бувають одиночного і подвійного дію-вия.
Молоти одиночної дії мають масу ударної частини 1,25 ... 6 т, число ударів в 1 хв у більшості моделей цих молотів не перевищує 30.
Пароповітряні молоти подвійної дії випускають різних марок, що відрізняються між собою по конструкції. У біль-шинства пароповітряних молотів подвійної дії ударної ча-стю є поршень. Молот подвійної дії може робити більше 200 ударів в 1 хв. Число ударів можна регулювати авто-матически. За допомогою молотів подвійної дії палі забивають в вертикальному і похилому положенні в грунти різної пліт-ності.
Маса ударної частини пароповітряних молотів подвійної дії становить 15 ... 25% загальної маси молота, а маса ударної частини молотів одиночної дії - 65 ... 76%;
Широко застосовуються дизель-молоти в порівнянні з паровоз-задушливими молотамд відрізняються більш високою виробник-ністю, простотою в експлуатації, автономністю дії і більш низькою вартістю. Автономність дизель-молотів забезпечується шляхом підйому ударної частини за рахунок робочого ходу двотактного двигуна, що становить основу дизель-молота.
На будівництвах застосовують штангові і трубчасті дизель-молоти. Ударна частина штангових дизель-молотів (рис. VIII.3, а) -подвіж-ний циліндр, відкритий знизу і переміщається в направляючих штангах. При падінні циліндра на нерухомий поршень в камері згоряння запалюється суміш повітря і палива. Настає внаслідок згоряння суміші енергія підкидає циліндр вгору, після чого відбувається новий удар і цикл повторюється. Паливо надходить у форсунку камери згоряння по трубці, що проходить в блоці поршня, за допомогою насоса високого тиску, який при-водиться в дію рухомим циліндром.
У трубчастих дизель-молотах (рис. VIII. 3,6) нерухомий ци-Ліндрен, що має шабот (п'яту), є направляючої конструк-цією. Ударна частина молота - рухливий поршень з головкою. Розпилення палива і займання суміші відбуваються при ударі головки поршня по поверхні сферичної западини циліндра, куди паливо подає насос низького тиску, який по суті лише дозує надходження суміші.
Число ударів в 1 хв у штангових дізелимолотов 50 ... 60, у трубчастих - 47 ... 55.
Головна перевага дизель-молота трубчастого типу по срав-рівняно з нафтовими дизель-молотами полягає в тому, що при оди-наково масі ударної частини вони мають значно більшу (в 2 ... 3 рази) силою удару. Так, для забивання паль довжиною 8 ... 10 м рекомендується приймати наступне відношення маси ударної частини молота до маси палі: 1,25 при штангових і 0,7 ... 0,5 при трубчастих дизель-молотах.
Взимку штангові дизель-молоти працюють більш ефективно, ніж трубчасті молоти. Їх можна запустити при температурі -30 ° С, а для надійного запуску трубчастого дизель-молота вже при температурі до -20 ° С потрібно застосовувати спеціальні присадки до палива та попередньо підігрівати молот протягом 20 ... 30 хв. В процесі забивання паль в цих умовах штангові дизель-молоти працюють також більш стійко.
VIII.3. Схеми дизель-молота
а - штангового; б - трубчастого; 1 - рухливий циліндр; 2 - напрямні штаігі; 3 - пор-шень; 4 - рухливий поршень; 5 - головка; 5 - нерухомий циліндр; 7 - шабот
VIII.4. Схема наголівника з поворотною рамкою
1-наголовник; 2 - сережка; 3 - цапфа; 4 - по-воротная рамка; 5 - штифт; 6 - планка; 7 - паля; в - петля; 9 - карабін; 10 - сталевий канат
VIII.5. Схема автоматичного підсумовує отказомера
1 - паля; 2 - хомут; 3 - шарнір; 4 - Храпова лінійка; 5 - напрямна; 6 - покажчик упру-гого відмови; 7 - мірна лінійка для вимірювання пружного відмови; 8 - хомут опори; 9 - підклад-ка; 10 - опора; 11 - шарнір; 12 - покажчик ос-таточного відмови; 13 - мірна лінійка для через міру залишкового відмови; 14 - напрямна
Незважаючи на ряд переваг, при-міняти дизель-молоти в ряді слу-чаїв недоцільно, наприклад при забиванні паль в м'які податливі грунти і грунти з сільносжімае-мимі прошарками, коли через не-достатній жорсткості підстави важко привести в дію дизель-молот , оскільки ударна частина піднімається на недостатню ви-соту і потрібного стискання в камері згоряння не відбувається. Дизель-мо-лотами можна забивати палі під водою.
При виборі типу молота (в зави-ності від маси паль і виду грун-тов) необхідно враховувати коефі-цієнт застосовності К.
K = (Q + q) / W, (VIII. 1)
де Q - маса молота, кг; q - маса палі з наголовником, кг; W - енергія удару по паспорту.
Значення К коливаються від 2 до 6 (в залежності від матеріалу палі і типу молота). Для забивання желе-зобетонних паль за допомогою підвіс-них молотів К-3, за допомогою оди-нічної дії і штангових дизель-молотів К = 5, Молта подвійно-го дії і трубчастих дизель-молотів К = 6.
Наголовники необхідні для закріплення палі в направляю щих сваєбійне установки, запобігання голови палі від руйнуючої-ності ударами молота і рівномірного розподілу удару по площі палі. При забиванні паль підвісними і пароповітряними молотами застосовують металеві зварні і литі Наголовна-ки у вигляді перекинутих коробок, що мають всередині амортизаційних-ву прокладку, виконану з дощок твердих порід деревини або полімерних матеріалів.
Внутрішня порожнина наголівника повинна відповідати очер-танию і розмірами голови палі. Зазвичай наголовник підвішуючи-ють до молота за вушка і разом з ним піднімають і опускають на палю. Наголовники дизель-молотів з поворотною рамкою (рис. VIII.4) дозволяють при опущеному молоті заводити під внутрен нюю порожнину головку палі, що лежить на грунті, що трохи скорочує тривалість підйому палі. Застосування наго-ловніков скорочує тривалість установки палі.
Забивати палі починають з повільного опускання молота на наголовник після установки палі на грунт і її вивірки. Під дією маси молота паля занурюється в грунт. Щоб забезпе-чити правильний напрямок палі, перші удари виробляють з невеликої висоти підйому молота (як правило, не більше 0,4 ... 0,5 м). На початку занурення необхідно відраховувати число ударів на кожен метр занурення палі, відзначаючи при цьому середню висоту падіння ударної частини підвісного молота оди-нічної дії. При використанні молотів і дизель-молотів заміряють час дії молота, що витрачається на кожен метр занурення палі, число ударів в хв, а молотів подвійної дії-тиск пара (повітря). На початку забивання необхідно уважно спостерігати за правильністю занурення палі в плані і по вертикалі або по заданому куту нахилу (при за-бівке похилих паль).
В кінці забивання за допомогою підвісних молотів і паровоз-задушливих молотів одиночної дії, коли вістря палі погру-жено приблизно до проектної позначки або отриманий проект-ний відмову, забивання виробляють «заставами» по 10 ударів в каж-будинок. При забиванні паль молотами подвійної дії і дизель-молотами вважати удари (через їх великий частоти) практичес-ки неможливо. У цих випадках за відмову приймають величину занурення палі за 1 хв. Відмови вимірюють з похибкою не більше 1 мм.
Палі, що не дали контрольного відмови після перерви продов-тивних 3 ... 4 дня, піддають контрольної добивки. Якщо глибина занурення палі не досягнула 85% проектної, а на про-тяженіі трьох послідовних застав отриманий розрахунковий від-каз, необхідно з'ясувати причини цього явища і узгодити з проектною організацією порядок подальшого ведення пальових робіт.
Динамічні випробування паль проводять для визначення їх несучої здатності. Більш точним, але в той же час більш
дорогим і трудомістким є спосіб статичних навантажень, що вимагає до того ж проведення тривалих випробувань. При динамічному способі визначають несучу здатність палі в залежності від енергії удару пальового погружателя при її за-бівке. Відмови при цьому способі встановлюють за допомогою отка-Зомер, які можна ставити на грунт або підвішувати на палю. Показаний на рис. VIII.5 напівавтоматичний підсумовують-щий отказомер хомутом кріплять до палі. Він складається з храповой лінійки, уздовж якої переміщують покажчики відмов. При по-навантаженого палі в грунт один з покажчиків рухається вниз і по-показувала на мірної лінійці сумарне значення залишкового відмови. При деякому зворотному русі палі за рахунок пружної реакції грунту другий покажчик переміщається вгору і покази-кість на мірної лінійці сумарне значення пружного відмови.
Вимірювання, що здійснюються при зануренні палі, і динамічн-ські випробування є допоміжними операціями.
Основна операція (забивання) триває 10 хв, а 15 хв (60% загальної тривалості циклу) витрачається на вспомо-готельних операції. При несамохідних копрах і виробництві пальових робіт в зимових умовах допоміжні операції за-ють 70 ... 80% часу, що витрачається на занурення палі. Та-ким чином, стає очевидним, що механізація і автоматизація допоміжних робіт мають не менше значення, ніж механізація і автоматизація основних процесів.
У системах, автматізірующіх процес забивання паль, здійс-ствляется автоматизація основних операцій (запуск дизель-мо-лота, вимикання його при досягненні вістрям палі проектної позначки) і таких допоміжних операцій, як облік числа ударів, запис на стрічці самописця характеристики занурення палі і ін .