Строительные машины и основы автоматизации

МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ УСТРОЙСТВА БУРОНАБИВНЫХ СВАЙ

В городском строительстве все шире применяются основания и фундаменты из буронабивных свай, при устройстве которых в сло­жившихся условиях застройки исключается деформация элементов несущих конструкций зданий и сооружений, расположенных побли­зости от места производства работ, и шум, возникающий при рабо­те молотов. Фундаменты из набивных свай имеют большую несу­щую способность, чем фундаменты из забивных свай. Буронабив­ные сваи изготовляются диаметром 600... 1200 мм при глубине зало­жения до 20...30 м и способны воспринимать сосредоточенные на­грузки до 300... 1000 т на сваю. Их широко применяют в фундамен­тах опор мостов и несущих конструкций каркасных зданий и соору­жений.

Технологический цикл изготовления буронабивных свай вклю­чает операции бурения ствола скважины под будущую сваю, изго­товление и установку каркаса сваи, бетонирование ствола скважи­ны. Защиту стенок скважин от возможного обрушения при проходке скважин в неустойчивых грунтах осуществляют обычно с помощью обсадных неизвлекаемых или инвентарных извлекаемых труб, а также избыточным давлением глинистого раствора или во­ды. Наиболее трудоемкой и продолжительной (55...60% общего вре­мени цикла) технологической операцией является бурение ствола скважины, которое осуществляется с помощью специальных (бу­рильных) машин или навесного бурильного оборудования, смонти­рованного на базе одноковшовых экскаваторов с гидравлическим и механическим приводом.

Для бурения скважин диаметром 0,36... 1,0 м без применения об­садных труб под свайные основания и фундаменты зданий и соору­жений применяют навесное бурильное оборудование на серийные гидравлические экскаваторы 4-й и 5-й размерных групп, основным бурильным инструментом которого служат сменные шнековые буры.

Навесное бурильное оборудование к экскаватору четвертой раз­мерной группы предназначено для бурения вертикальных и круто­наклонных скважин диаметром 0,36...0,63 м на глубину до 15 м под свайные фундаменты в немерзлых, сезонно-мерзлых и вечномерзлых грунтах, содержащих до 45 % гравийно-галечниковых включений с фракциями до 50 мм в поперечнике. Навесное бурильное оборудова­ние унифицировано с бурильным оборудованием бурильно-крано­вой машины (см. гл. 4) и монтируется на кронштейне навески в виде сварной рамной конструкции, прикрепленной к поворотной плат­форме экскаватора с помощью двух цапф. В состав бурильного обо­рудования входят двухсекционная бурильная мачта, гидроцилинд­ры изменения угла наклона мачты, механизмы вращения и рабочей подачи бура, спускоподъемный механизм, телескопическая буриль­ная штанга, сменный бурильный инструмент и гидрооборудование. Навесное оборудование комплектуется тремя короткошнековыми бурами диаметром 0,36; 0,5 и 0,63 м, сменные режущие элементы ко­торых (резцы и забурники) армируются твердосплавными пластина-
ми. Для привода всех меха­низмов бурильного обору­дования используется на­сосная станция базового экскаватора. Управление навесным бурильным обо­рудованием ведется из ка­бины экскаватора.

Бурильное оборудова­ние на гидравлическом экс­каваторе пятой размерной группы (рис. 5.12) включа­ет решетчатую мачту 6, те­лескопическую штангу 7. лебедку 1, вращатель 10. комплект бурильного ин­струмента, обсадное обо­рудование 14, гидроци­линдры подъема-опуска­ния мачты и перемещения вращателя. В комплект бу­рильного инструмента вхо­дят основной ковшовый 11 и шнековый буры, грейфер, ударное бурильное долото, бурильный расширитель, вставка и обечайки, ком­плект обсадных труб. Мач­та 6 с оголовком 4 шарнир­но крепится в проушинах поворотной платформы и переводится из транспорт­ного положения в рабочее и обратно с помощью гид­роцилиндров 12. Положе­ние оголовка с отводными блоками 5 регулируется канатом 2. На мачте установлены направ­ляющие, по которым с помощью длинноходового гидроцилиндра <V перемещается вращатель бурильного инструмента. В передней части вращателя имеется площадка 9 с ограждениями и лестницей для об­служивания вращателя и удобства монтажных работ при смене ра­бочих органов.

Телескопическая штанга состоит из трех выдвижных секций и од­новременно передает рабочему органу крутящий момент от вращате­ля и напорное усилие. Штанга подвешена на канате 3 лебедки 1.

При проходке скважин во влагонасыщенных грунтах со значительным содержанием гальки и валунов взамен ударного грейфера используют напорный штанговый грейфер, устанавливае­мый на штангу вместо бура.

Обсадное оборудование предназначено для придания обсадным трубам качательных движе­ний при их погружении, а также извлечения труб из грунта. Оно состоит из основания, составного хомута с гидроцилиндром зажима, двух гидроцилиндров вертикального движения и гидроцилиндра механизма качания труб с во - дилом, шарнирно соединенным с хомутом. Для захвата обсадных труб и установки их в обсад­ном оборудовании служат сменные (в зависимо­сти от диаметра трубы) обечайки, закрепляемые на вращателе. Правильная (без перекосов) уста­новка обсадной трубы в обсадном оборудова­нии обеспечивается вкладышами соответствую­щего диаметра. Управление буровым оборудо­ванием ведется из кабины машиниста экскава­тора.

Для устройства скважин без выемки грунта с уплотнением его в стенки скважин эффективно используются раскатывающие (см. гл. 4) и спи­ралевидные винтовые снаряды, устанавливаемые вместо грейфера. При винтовом продавливании расширение скважины до заданного диаметра происходит путем непрерывного уплотнения грунта под действием радиально направленных сил, создаваемых спиралевид­ным снарядом (рис. 5.13). Снаряд состоит из корпуса 2 и наконечни­ка 5. Корпус имеет среднюю цилиндрическую часть 3, нижнюю ли­дирующую 4 и верхнюю 1 конические части, радиус которых сту­пенчато уменьшается.

Раскатывающие снаряды формируют скважину диаметром до 1 м на глубину до 10 м, спиралевидные — диаметром до 0,8 м на глубину до 14 м. С помощью грейфера проходят скважины диамет­ром 0,65... 1,0 м на глубину до 15...20 м.