Форма нижней поверхности стальной плиты наголовника должна соответствовать профилю стальной сваи, шпунтины или пакета и обеспечивать их надежную фиксацию в процессе погружения Глубина выемки или высоты выступов (ограничителей), фиксирующих положение забиваемых стальных элементов, должна быть не менее 50 мм для шпунта и не менее 100 мм для трубчатых свай. Размеры плиты наголовника назначаются из условия равномерного распределения давления ударного импульса по всей площади торца стального элемента за исключением крайних замков шпунтовых пакетов.

Деревянные сваи разрешается забивать без наголовника. Головы деревянных свай укрепляют при этом стальным кольцом (бугелем).

При забивке деревянных свай паровоздушным молотом одиночного действия без наголовника в верхнем торце сваи устраивают выемки глубиной 30-40 мм под шток или лапу молота.

При забивке деревянных свай дизель-молотом в нижнюю плоскость шабота дизель-молота ввертывают специально предусмотренный конструкцией молота наконечник-фиксатор. В случае размочаливания головы сваи поврежденную верхушку сваи срезают, насаживают снова бугель, и процесс забивки продолжается.

ПРИЛОЖЕНИЕ 39

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПОГРУЖЕНИЯ СВАИ И СТАЛЬНОГО ШПУНТА

Таблица 1

Технические характеристики вибропогружателей для погружения свай и свай-оболочек

Марка вибропогружателя

Номинальная мощность электродвигателей N, кВт

Статический момент массы дебалансов K0, кг, см

Частота вращения дебалансов nв, об/мин

Вынужденная сила, кН

Масса вибропогружателя без наголовника, кг

С-1003

-

-

-

-

-

(ВП-1)*

60

9300

420

190

4500

ВРП-15/60

60

0-15000

300-500

0-400

5500

ВП-3М*

100

23600

408

445

7500

ВРП-30/120

132

0-30000

до 500

0-960

10200

ВУ-1,6*

2 × 90

34500

498

950

11000

ВПМ-170**

200

51000

475-550

1250-1700

12500

ВРП-70/200

200

0-70000

до 500

0-1700

12500

BУ-3**

2 × 200

99400

500-550

2800-3400

27600

Примечания: 1. Индексом «*» обозначены вибропогружатели с постоянными параметрами, индексом «**» - со ступенчато изменяемыми параметрами.

2. Вибропогружатели ВУ-1,6 и В-3 имеют проходное отверстие для извлечения грунта из полости оболочек.

3. Вибропогружатели марки ВРП обеспечивают бесступенчатое регулирование момента дебалансов и скорости их вращения в процессе погружения шпунта, сваи или сваи-оболочки в соответствии с проходимыми грунтами.

4. При необходимости погружения оболочек больших диаметров возможно применение спаренных вибропогружателей, смонтированных на общем переходнике.

Таблица 2

Технические характеристики вибропогружателей и вибромолотов для погружения и извлечения стального шпунта

Ориентировочная глубина погружения или извлечения, м

Марка вибропогружателя или вибромолота

Основные параметры

мощность электродвигателя, кВт

момент дебалансов, кг·см

частота вращения, об/мин

вынуждающая сила максимальная, кН

масса вибромашины, т

Максимальное усилие сжатия пружин амортизатора при виброизвлечении, кН

До 12 м

ВПП 2 (В401)

55

1000

1000, 1500

До 250

2,2

120

В401А

В401Б

45

1100

1300

200

2,2

120

До 15 м

ВРП-3/44

2 × 30

До 3000

До 970

До 310

3

200

До 15 м

МШ-2М

2 × 30

910, 1130

970

94, 117

4,1

245

B1-809

2 × 17

940

1440

213

4,4

196

До 20 м

ВШ-1

2 × 30

2500

800, 1000, 1200

400

4

230

В1-633A

2 × 30

3000

970

310

6,75

-

Примечания. 1 Вибропогружатели и вибромолоты В401А, В401Б, ВРП 3/44 и МШ-2М имеют гидравлические наголовники.

2. Вибропогружатели В401Б и ВРП 3/44 снабжены системой динамического торможения электродвигателей.

3. Вибропогружатель ВШ-1 при необходимости настраивается на ударно-вибрационный режим с ударами вверх и вниз.

4. Вибромолоты МШ-2М и В1-809 предназначены, в основном, для извлечения.

5. Вибромолот В1-633А предназначен только для погружения.

ПРИЛОЖЕНИЕ 40

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ В ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ СВАЯХ ПРИ ЗАБИВКЕ

Приведенное ниже решение разработано на основе волновой теории удара, впервые примененной Н. М. Герсевановым к решению задач, связанных с ударом молота о сваю. При составлении алгоритма был использован упрощенный метод Каншина - Плуталова - Смита. Сущность этого метода заключается в следующем. Свая делится на ряд жестких отрезков, соединенных друг с другом определенными связями, учитывающими деформационные характеристики материала сваи. Для каждого элемента условной системы, включающей ударную часть молота, шабот (для дизель-молота), наголовник и отрезки свай, составляется система уравнений, описывающая состояние этого элемента на весьма малом интервале времени t, в течение которого скорость движения элемента и действующие на элемент силы со стороны соседних элементов и внешней среды (грунта) принимаются постоянными. При последовательном цикличном решении для каждого элемента указанной системы уравнений можно определить усилия на границах элементов, а следовательно и напряжения в любой момент времени в период удара. При математическом описании характера сил, действующих на элементы условной системы, учтены все основные особенности реальной системы «молот - свая - грунт», а именно: влияние рабочего процесса в цилиндре дизель-молота, упруговязкая работа амортизаторов и упруговязкопластическое поведение грунта при динамических нагрузках. По составленным таким образом программам для ЭВМ было решено около 2 тыс. задач по определению напряжений в железобетонных сваях, в которых варьировались параметры свай, молотов и грунтовые условия. В результате статистической обработки результатов решений частных задач были получены упрощенные формулы для определения максимальных и растягивающих напряжений в сплошных железобетонных сваях с коэффициентом продольного армирования до 0,05 при условии соосного центрального удара в пределах допусков, приведенных в СНиП 3.02.01-83. Величины максимальных сжимающих напряжений в голове и максимальных растягивающих напряжений в стволе железобетонных свай, возникающие при ударе трубчатого дизель-молота или паровоздушного молота одиночного действия, определяются по формуле

σс.р = К К1 К2 К3 К4,                                                                (1)

где σс.р - сжимающие или растягивающие напряжения в свае, МПа; К - коэффициент надежности, принимаемый для сжимающих напряжений К = 1,1, для растягивающих напряжений К = 1,3; К1 - коэффициент, зависящий от величины отношения массы ударной части молота к площади поперечного сечения (нетто) сваи Q/F, кг/см2; K2 - коэффициент, зависящий от расчетной высоты падения ударной части молота Н; К3 - коэффициент, зависящий от жесткости амортизатора в нижней выемке наголовника; K4 - коэффициент, зависящий от длины сваи L и расчетного сопротивления грунта под ее концом R, определяемого в соответствии с указаниями главы СНиП II-17-77.

Значения коэффициентов К1, К2, К3, K4 принимаются соответственно: для трубчатых дизель-молотов - по табл. 1-4; для паровоздушных молотов одиночного действия - по табл. 5-8.

Таблица 1

Q/F, кг/см2

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

2,2

2,4

2,6

2,8

3

К1, МПа

13,1

7,3

14,8

6,5

16,1

5,8

17,0

5,1

17,8

4,5

18,6

3,9

19,3

3,3

19,9

2,8

20,5

2,3

21,0

1,9

21,5

1,6

22,0

1,3

Таблица 2

Расчетная высота падения ударной части молота Н, см

150

175

200

225

250

275

300

К2

0,58

0,35

0,76

0,45

0,84

0,55

0,92

0,75

1,00

1,00

1,08

1,25

1,16

1,55

Таблица 3

Жесткость амортизатора Кж, МПа/см

5

10

15

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

К3

0,58

0,20

0,78

0,40

0,87

0,60

0,94

0,80

1,05

1,16

1,14

1,36

1,22

1,50

1,29

1,60

1,35

1,07

1,41

1,72

1,47

1,76

1,52

1,80

1,57

1,83

1,62

1,85

Таблица 4

Длина сваи L, м

Коэффициент К4 при расчетном сопротивлении грунта под нижним концом сваи R, кПа

11000

8000

6000

4000

2500

1500

1000

500

25

1,03

0,44

1,03

0,66

1,02

0,88

1,02

1,10

1,01

1,37

1,01

1,65

1,00

1,93

1,00

2,58

20

1,02

0,40

1,01

0,60

1,01

0,80

1,00

1,00

1,00

1,25

0,99

1,50

0,98

1,75

0,98

2,25

16

1,01

0,35

1,00

0,53

1,00

0,70

0,99

0,88

0,98

1,10

0,97

1,32

0,96

1,54

0,95

2,0

12

0,99

0,30

0,99

0,44

0,98

0,59

0,97

0,74

0,96

0,93

0,94

1,11

0,92

1,29

0,91

1,70

8

0,98

0,20

0,97

0,30

0,96

0,40

0,95

0,50

0,93

0,63

0,92

0,75

0,88

0,88

0,86

1,30

Таблица 5

Q/F, кг/см2

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

К1, МПа

14,0

8,2

15,5

6,4

16,5

4,8

17,7

3,6

18,5

2,8

19,6

2,2

20,3

1,8

20,9

1,5

Таблица 6

Расчетная высота падения ударной части молота Н, см

20

40

60

80

100

120

К2

0,50

0,47

0,71

0,67

0,87

0,84

1,00

1,00

1,12

1,14

1,23

1,27

Таблица 7

Жесткость амортизатора Кж, МПа/см

5

10

15

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

К3

0,65

0,20

0,78

0,40

0,87

0,60

0,94

0,80

1,05

1,21

1,14

1,48

1,2

1,65

1,32

1,76

1,40

1,84

1,48

1,90

1,50

1,95

1,04

2,00

1,72

2,04

1,79

2,08