СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ

31. Машины для буровых работ

При устройстве фундаменты из набивных свай исключается деформация прилегающих сооружений, шум и др.негативные факторы работы молотов. Набивные сваи изготовляются диаметром 600…1700мм при глубине заложения до 40…50м и способны воспринимать нагрузки до 300…1000т на сваю. Их применяют в фундаментах опор мостов и несущих конструкций каркасных зданий и сооружений.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ЦИКЛ изготовления набивных свай включает операции изготовление ствола скважины, изготовление и установку каркаса сваи, бетонирование ствола скважины. Защиту стенок скважин от возможного обрушения при проходке скважин в неустойчивых грунтах осуществляют: с помощью обсадных неизвлекаемых или инвентарных извлекаемых труб, а также избыточным давлением глинистого раствора или воды. Наиболее трудоёмкой и продолжительной (55…60% времени цикла) технологической операцией является изготовление ствола скважины

Набивные сваи бывают:

-буронабивные – устраиваемые в грунте путем заполнения пробуренных скважин бетоном или железобетоном;

-набивные – скважины для которых образуются методами продавливания (вытеснения) грунта.

БУРЕНИЕ – это процесс разрушения грунта с образованием в грунтовом массиве цилиндрических полостей и выносом из них продуктов разрушения на поверхность. При диаметре до 75мм и глубине до 9м полости называют ШПУРАМИ, при больших размерах

–СКВАЖИНАМИ.

Встроительстве бурение осуществляют для проведения инженерно-геологических изысканий, при разработке грунтов взрывом, при водоснабжении и водопонижении, для установки столбов, устройства буронабивных свай и т. п.

Вбольшинстве бурильных машин и оборудования реализованы МЕХАНИЧЕСКИЕ способы бурения с ВРАЩАТЕЛЬ-НО-ПОСТУПАТЕЛЬНЫМ, УДАРНОВРАЩАТЕЛЬНЫМ и УДАРНЫМ движениями рабочего инструмента.

Вкачестве рабочих органов для механического бурения применяют ЛОПАСТНЫЕ, ШНЕКОВЫЕ и КОВШОВЫЕ БУРЫ, БУРЫ-РАСШИРИТЕЛИ, ТРЕХШАРОШЕЧНЫЕ и УДАРНЫЕ ДОЛОТА

ЛОПАСТНОЙ БУР состоит из трубчатого остова 1 с двумя копающими лопастями 6 в виде двухзаходного винта, забурника 5 и заслонок 2. Забурник направляет и удерживает бур на оси бурения. Заслонки, шарнирно прикрепленные к лопастям, препятствуют просыпанию грунта при его извлечении из скважины. Бур крепят к нижнему концу гранёной штанги. Для работы в мерзлых грунтах лопасти и забурник оснащают резцами, армированными твердосплавными пластинками 4.

У ШНЕКОВОГО БУРА (от нем. schnecke – «улитка») остов длиннее, чем у лопастного. К нему приварена спираль 7 из полосовой стали, образующая шнек. В нижней части остова закреплены копающие лопасти 6 и забурник 5. Лопастной и шнековый буры разгружают после их извлечения из скважины: вращением с повышенной скоростью (продукты бурения рассыпаются в стороны за счет центробежных сил); цикличным реверсированием; вручную и др.

КОВШОВЫЙ БУР представляет собой полый цилиндр с откидным дном и ножами в его нижнем торце. Срезаемый ножами грунт заполняет внутреннюю полость бура через окна в его днище. После заполнения его извлекают из скважины и разгружают через открытое днище. Ковшебур разработан специально, чтобы производить бурение во всех типах грунтов ниже уровня грунтовых вод. Для бурения в разнообразных грунтовых условиях поворачивающееся днище может быть снабжено различными типами зубьев, устанавливаемых на ковшебур.

БУРОМ-РАСШИРИТЕЛЕМ, закрепляемым на буровой штанге 7 в её нижней части, расширяют полость скважины под пяту сваи. При вращении штанги ножи 9 с рычагами 8 опускаются под действием собственного веса и срезают грунт, который ссыпается в ковш 10. Окончательный угол раскрытия расширителя обычно составляет 60%, а стандартное увеличение диаметра – 2-3 раза по сравнению с диаметром ствола.

БУРИЛЬНЫЕ МАШИНЫ с вращательно-поступательным движением бурового инструмента изготавливают на базе грузовых автомобилей, гусеничных и пневмоколесных тракторов. Кроме того, буровое оборудование монтируют в качестве сменного рабочего оборудования на одноковшовых гидравлических экскаваторах, малогабаритных погрузчиках с бортовым поворотом и других машинах.

Главным параметром бурильной машины является ГЛУБИНА БУРЕНИЯ. Машины по глубине бурения:

-лёгкие (до 5м);

-средние (до 20м);

-тяжёлые (свыше 20м).

Бурильно-крановые машины на базе ГРУЗОВОГО АВТОМОБИЛЯ применяют для бурения скважин в однородных грунтах. Рабочее оборудование состоит из полой бурильной штанги 3 с гидроцилиндром внутри неё, вращателя 5, приводимого через механическую трансмиссию от двигателя базового автомобиля или от индивидуального гидромотора, граненой штанги 6, рабочего инструмента – лопастного 7 или шнекового бура. Оборудование располагается сзади базового автомобиля 1, закрепляя его шарнирно на раме последнего. Рабочее оборудование из транспортного положения в рабочее и наоборот переводят гидроцилиндром 2. Для бурения скважины машину устанавливают на выносные опоры, гидравлическим цилиндром, находящимся внутри полой штанги, опускают бур на поверхность земли и включают вращатель.

По мере заглубления бура в грунт и накопления на его лопастях (в случае лопастного бура) или на спирали шнека (при шнековом буре) разработанного грунта бур извлекают из скважины и на повышенной скорости вращения освобождают его

от продуктов разрушения, после чего бур снова опускают в скважину и повторяют процесс бурения до достижения требуемой глубины.

В качестве базы средних бурильных машин используют большегрузные грузовые автомобили и гидравлические экскаваторы 4-й и 5-й размерной группы. Скважины бурят шнековыми и ковшовыми бурами. Последние применяют преимущественно при бурении песчаных грунтов, укрепляя их стенки обсадными трубами.

1– гидромотор лебёдки подъёма;

2– тормоз лебёдки;

3– барабан лебёдки подъёма бура;

4– планетарный редуктор;

5– канат;

6– вертлюг;

7– гидроцилиндры напорного механизма;

8– четырёхкулачковый патрон;

9, 12 – зубчатые пары;

10– вращатель;

11– буровая штанга;

13– шнековый бур; 14, 15 - гидромоторы

Обычно вращатель приводится в движение двумя гидромоторами, один из которых – через зубчатую пару обеспечивает вращение буровой

штанги на рабочей скорости, а второй через зубчатую пару – вращение на повышенной скорости для освобождения от продуктов бурения вынутого из скважины шнекового бура.

Всвязи с необходимостью обеспечения значительного по длине хода буровой штанги прежняя схема напорного механизма оказывается непригодной. Для этого используют два гидроцилиндра, установленные симметрично по обе стороны буровой штанги, и работающие перехватом через четырехкулачковый патрон, который охватывает штангу и зажимает её своими кулачками.

Втаком положении соединенные штоками с

патроном гидроцилиндры опускают буровую штангу до исчерпания полного хода их поршней, после чего кулачки разжимаются, гидроцилиндры поднимают патрон вверх, где его устанавливают на штанге на новом месте.

Гидроцилиндры используют только для напорного движения, а для подъёма штанги служит лебедка с барабаном, приводимым во вращение гидромотором через встроенный в барабан планетарный редуктор. Второй конец навиваемого на барабан каната закреплен на вертлюге в верхней части буровой штанги. В поднятом положении штанга удерживается тормозом.

1– лебёдка;

2– канат регулировки положения оголовка;

3– канат подвески штанги;

4– оголовок мачты;

5– отводные блоки оголовка;

6– решётчатая мачта;

7– телескопическая штанга из трёх секций;

8– длинноходовой гидроцилиндр перемещения бурильного инструмента;

9– площадка с ограждением для обслуживания вращателя и смены рабочих органов;

10– вращатель;

11– бур ковшовый (основной) или шнековый, грейфер, ударное долото и др.;

12– гидроцилиндры подъёма мачты;

13– базовый экскаватор;

14– обсадное оборудование

32.Машины для бетонных работ

32.1.Машины для транспортирования бетонной смеси

При транспортировании от бетонного завода до строящегося объекта бетонная смесь должна сохранить свои свойства: однородность, показатели подвижности и жесткости. Чтобы предотвратить расслоение и сохранить технологические свойства смеси при транспортировании, соблюдают ряд требований: перевозят ее в специальном транспорте по дорогам с жестким покрытием без выбоин и неровностей. Например, при перевозке в открытых самосвалах качество смеси снижается под влиянием атмосферных осадков, солнечных лучей, ветра.

Способы транспортирования бетонных смесей в зависимости от применяемых средств могут быть порционными, непрерывными и комбинированными.

Порционное транспортирование осуществляют с использованием автобетоносмесителей, автосамосвалов, автобетоновозов, вагонеток, бадей, бункеров, устанавливаемых на автомашины. При малых расстояниях между заводом и строительной площадкой применяют непрерывный способ транспортирования конвейерами или бетоноводами.

При комбинированном способе сочетают порционное перемещение от завода до объекта с последующей непрерывной подачей в бетонируемую конструкцию бетононасосами, бетоноводами, конвейерами или бетоноукладчиками.

Наиболее эффективным средством транспортирования являются АВТОБЕТОНОСМЕСИТЕЛИ (см. рис). При загрузке в барабан готовой бетонной смеси автобетоносмеситель служит только средством транспортирования. В этом случае барабан в период транспортирования медленно вращается, предотвращая расслоение бетонной смеси.

Автобетоносмесители, получившие наибольшее распространение, имеют вместимость барабана от 4 до 9 м3.

При транспортировании автосамосвалами общего назначения часть бетонной смеси теряется из-за неплотности бортов кузова, выплескивается при движении по плохим дорогам, при спуске в котлованы, кроме того, в жаркое время года с большой открытой поверхности смеси интенсивно испаряется влага, а в холодное время смесь остывает. При разгрузке приходится вручную очищать поверхность кузова. Этих недостатков не имеют специальные автосамосвалы-бетоновозы (см. рис.) с кузовом корытообразной формы, оснащенные вибровозбудителем. Плавные сопряжения бортов с днищем исключают налипание бетона в углах, а наличие вибровозбудителя позволяет быстро, без затрат ручного труда, выгружать смесь. Для защиты смеси от воздействия атмосферных осадков, охлаждения и ветра кузов снабжен крышкой с двойной обшивкой, заполненной термоизоляционным материалом. Процессом разгрузки управляют из кабины автомобиля с помощью пневмогидропривода. Угол подъема кузова до 90°.

При подаче смеси в конструкции кранами применяют различные типы бадей вместимостью 0,5...8 м3: поворотные и неповоротные (см. рис.).

Для предотвращения зависания бетонной смеси на корпус бадьи устанавливают навесной вибратор. Для укладки пластифицированных и высокоподвижных смесей используется бункер, оснащенный гибким рукавом 8. Такое приспособление позволяет облегчить укладку бетонных смесей в труднодоступные места, особенно при производстве работ в монолитном домостроении.

При сооружении конструкций и элементов сооружений и зданий с верхней отметкой на уровне 3...9 м выше отметки уровня земли используют самоходные

ленточные бетоноукладчики на базе гусеничных тракторов, кранов-трубоукладчиков или экскаваторов (см. рис.).

В последнее время на строительных площадках РФ и Н.Новгорода появились машины, представляющие собой комбинацию ленточного конвейера и автобетоносмесителя (см. рис.). Достоинства применения данных машин очевидны.

Транспортирование бетонной смеси по трубопроводам с помощью бетононасосов и пневмонагнетателей наиболее прогрессивный способ, позволяющий существенно снизить объем ручного труда, повысить производительность и качество бетонных работ. По сравнению с открытым способом при этом исключаются такие отрицательные явления, как испарение влаги и нарушение однородности смеси, потери бетона. Современные установки трубопроводного транспорта компактны и мобильны, что снижает непроизводительный расход рабочего времени на их монтаж и демонтаж.

Промышленность выпускает поршневые бетононасосы производительностью 10, 25, 40, 65, 80, 100, 120 м3/ч для транспортирования подвижных бетонных смесей с осадкой конуса 5...8 см и литых - с осадкой конуса 15...16 см на расстояние до 350 м по горизонтали и до 100...120 м по высоте.

Промышленность выпускает стационарные и мобильные бетононасосы (автобетононасосы), которые отличаются принципом действия и техническими характеристиками.

Перед началом транспортирования бетонной смеси в приемный бункер загружают так называемую «пусковую» смесь, приготовленную из цемента и воды или цементнопесчаного раствора состава 1:1, подвижностью 6...8 см. Допускается в качестве «пусковой» смеси использовать порцию пластичной бетонной смеси с повышенным расходом цемента. При движении по трубопроводу такая смесь образует смазочный слой на внутренней поверхности сухого бетоновода, что предотвращает пробкообразование при перекачке первых порций бетонной смеси. Чтобы «пусковая» смесь перемещалась по всему сечению, в бетоновод вставляют пыж из губчатой резины, препятствующий растеканию смеси.

По окончании бетонирования бетоновод промывают водой под давлением и пропускают через него эластичный пыж. При перерыве более чем на 30 мин смесь во избежание образования пробок в бетоноводе активизируют путем периодического включения бетононасоса, а при перерывах более 1 ч бетоновод полностью освобождают от смеси.

Стационарные бетононасосы оснащаются бетоноводом диаметром 125 мм, собираемым из отдельных секций для подачи бетонной смеси непосредственно к месту укладки. Они обеспечивают подачу бетонной смеси на расстояние до 1500 м по горизонтали и до 350 м по вертикали.

Бетоновод оканчивается гибким шлангом, перемещаемым по фронту работ вручную, или распределительной стрелой. Стрелы бывают разной конструкции: круговые, Z-образные, на опорных колоннах, на секциях крана и т.д.

Бетононасосы, смонтированы на шасси автомобилей, в отличие от стационарных представляют собой самоходный механизм, обеспечивающий интенсивное ведение бетонных работ при частом перебазировании оборудования вдоль фронта бетонирования. АВТОБЕТОНОНАСОСЫ успешно применяют при бетонировании тонкостенных конструкций, отдельно стоящих фундаментов, труднодоступных мест, большой интенсивности бетонирования.

Автобетононасосы снабжены трёх-, четырёхсекционной распределительной стрелой и бетоноводом диаметром 125 мм. Они обеспечивают подачу бетонной смеси на расстояние до 40 м по горизонтали и до 45 м по вертикали. Стрела оснащена гидравлическим приводом, что обеспечивает ее разнообразные рабочие положения, отвечающие технологическим требованиям и условиям производства работ.

Автобетононасосы являются более мобильными, что позволяет выполнять работы в различных условиях строительной площадки. В последнее время находят применение автобетононасосы-автобетоносмесители

32.2. Машины для уплотнения бетонной смеси

При приготовлении, транспортировании и укладке бетонная смесь чаще всего находится в рыхлом состоянии; частицы заполнителя расположены неплотно и между ними есть свободное пространство, заполненное воздухом. Назначение процесса уплотнения - обеспечив высокую плотность и однородность бетона. В основном бетонную смесь уплотняют вибрированием.

Вибраторы подразделяют по способу воздействия на бетонную смесь: глубинные - с погружаемым в бетонную смесь вибронаконечником или корпусом; поверхностные, устанавливаемые на уложенную бетонную смесь и передающие ей колебания через рабочую площадку; наружные, прикрепляемые к опалубке и передающие через нее колебания бетонной смеси.

Ручной электромеханический вибратор с гибким валом. Гибкий вал заключен в специальную броню, на поверхность которой надет резиновый рукав. На обоих концах вала имеются винтовые муфты с левой резьбой для присоединения соответственно к электродвигателю и наконечнику. Электродвигатель установлен на металлической подставке, предохраняющей его от погружения в бетонную смесь. Включают электродвигатель выключателем находящимся на его корпусе. Наконечник состоит из стального трубчатого корпуса, внутри которого вращается дебаланс, соединенный с гибким валом пружинной муфтой. При включении электродвигателя дебаланс обкатывается по конусу и совершает колебания.

Вибратор с встроенным электродвигателем. Вибрационный механизм выполнен в виде вала. На валу насажен груз (дебаланс), центр тяжести которого не совпадает с осью вала, поэтому в процессе вращения создаются колебания с частотой, равной частоте вращения вала. Колебания через опорные части вала передаются корпусу, а через него - бетонной смеси.