Что такое вибропогружатель, как он работает и для чего используется

На объектах строительства применяется разнообразная спецтехника. И среди всего этого многообразия устройств можно выделить вибропогружатели.

Название уже во многом даёт намёк на то, для чего применяется устройство и на основе какого принципа работает. Это погружение, функционирующее за счёт вибраций. Но этого недостаточно, чтобы детально разобраться в сути оборудования.

Знакомство с вибропогружателем

Вибропогружателями называют устройства, применяемые для погружения, а также извлечения труб, свай и шпунтов. Чтобы выполнить поставленную задачу, используется принцип вибрационного воздействия. В сравнении с ударными погружателями, вибрационные создают намного меньше шума и самих вибраций.

Подобные установки могут применяться для бетона, находящегося в жидком состоянии и залитого толстым слоем. Их использовать даже в городских застройках. Но основной сферой применения считаются мягкие виды грунта. К ним относятся глинистые, песчаные и супесчаные грунты. Плюс вибропогружатель способен установить короткие сваи и трубы в относительно плотную почву. А вот для скалистой местности такое оборудование категорически не подходит.

У устройств есть определённое назначение. Они способствуют погружению и изъятию следующих строительных конструкций:

• шпунты Ларсена;
• U-образные шпунты;
• Z-образные шпунты;
• трубы разного диаметра;
• швеллеры;
• опоры;
• двутавровые балки;
• сваи.

Что же касается сферы применения погружателей вибрационного типа, то они могут пригодиться при:

• формировании свай для фундамента;
• монтаже коммунальных коллекторов;
• организации промышленных коллекторов;
• строительстве мостов;
• возведении плотин;
• сооружении паркингов и подземных этажей;
• ограждении котлованов и так далее.

Действительно полезная, а порой незаменимая техника.

Особенности конструкции

Конструктивно вибропогружатель состоит из нескольких основных элементов.

1. Силовая установка. В основном это двигатель электрического, либо дизельного типа. Но встречаются также и гидравлические устройства, где используется гидромолот.
2. Вибрационный возбудитель. Или просто вибровозбудитель. Это специальный кожух высокой прочности, на котором имеются валы. На валах располагаются дебалансиры. При вращении они создают необходимые вибрации.
3. Наголовник. С помощью наголовника происходит фиксация верхней части конструкции, которая забивается в землю.

Это общие для всех моделей конструктивные особенности. Хотя каждое устройство может отличаться своими нюансами, дополнительными возможностями или функциями.

Как это работает

Подробно опишем, как выглядит технология работы вибропогружателем и каким образом происходит погружение строительных свай в слой грунта.

• Суть метода основана на воздействии с помощью высокочастотных низкоамплитудных колебаний на сваи.
• При погружении вибрации, которые воздействуют на сваи, передаются грунту, контактирующими со стенками и остриём погружаемой конструкции.
• Вибрация способствует разуплотнению грунта. Как результат, происходит разрушение структурных связей почвы за счёт наконечника сваи. Конструкция легче заходит в грунт, сталкиваясь с меньшим сопротивлением силы трения.
• По мере того как сопротивление грунта вдавливаемой сваи уменьшается, за счёт массы самого погружателя, а также сваи, конструкция постепенно уходит вглубь почвы.

На эффективность вибрационного погружения влияет сразу несколько факторов:

• количество виброколебаний, которые вырабатывает техника (обычно параметр варьируется от 400 до 2500 колебаний за 1 минуту);
• масса устанавливаемой сваи или иной конструкции;
• вес используемого вибропогружателя;
• тип грунта, на котором проводятся работы.

Самое большое влияние оказывает именно грунт. Именно от него зависит эффективность вибрационного погружения. На разной почве при одинаковых условиях процесс будет существенно отличаться.

Вот почему основной сферой применения вибропогружателей являются супеси, песчаные виды почвы, а также низкоплотный водонасыщенный грунт.

Вибрации и вес способствуют тому, что остриё сваи как бы прорезает почву и уходит вглубь. Но если речь идёт о высокоплотной глинистой, либо суглинистой почве, тогда пройти через такой слой свая не сможет. В итоге вибропогружатель становится практически бесполезным.

На таких видах почвы лучше задействовать технику для бурения скважин, либо вибрационный погружатель заменить на ударный.

Тогда справиться с поставленной задачей точно получится.

Разновидности оборудования

Если говорить о классификации вибропогружателей, то тут основным параметром справедливо считается частота колебаний. В зависимости от этого, вибрационные погружатели делят на 4 категории.

1. Низкочастотные. Их применяют при работе с тяжёлыми и объёмными погружаемыми конструкциями. Работают в паре со стрелочными кранами. Характеризуются низкими показателями аварийности, но высокой надёжностью и эффективностью. Параметры колебаний составляют 300-500 в минуту.
2. Среднечастотные. Довольно распространённый вид техники. Обладает усреднёнными характеристиками, что расширяет сферу применения погружателей. Показатели составляет 500-1500 колебаний за минуту.
3. Высокочастотные. Работают совместно с разными видами кранов. При работе создают минимум шума и вибраций, влияющих на окружающие объекты. Нашли широкое применения при погружении лёгких конструкций и свай с малым сечением. Подходят для работы на застроенной местности, а также при обработке высокоплотного грунта. Тут речь идёт о 1500-2500 колебаний за минуту.
4. Безрезонансные. Подходят для условий плотных городских застроек. Уровень резонансных возмущений минимальный. Практически не издают шума и вибраций. Причём даже при нахождении в непосредственной близости с техникой.

Помимо частоты колебаний, в профессиональной сфере применяется ещё несколько классификационных признаков. А именно:

• принцип работы;
• конструкция;
• тип привода;
• диапазон;
• тип колебаний;
• целевое назначение.

К примеру, в зависимости от принципа работы, устройства делят на погружатели и вибромолоты. А по конструкции различают одномассные, двухмассные и подрессоренные.

Отталкиваясь от типа привода, установка может быть трансмиссионной и бестрансмиссионной. Для последних предусмотрен электромотор с короткозамкнутым ротором. Такие модели характеризуются большей надёжностью и долговечностью.

На этом знакомство с классификацией и техническими характеристиками вибропогружателей можно закончить.

Какие сваи можно погружать

На самом деле технология работы вибропогружателем даёт возможность выполнять погружение свай всех видов.

Есть лишь одно исключение — это составные конструкции.

Причина в том, что вибрационные погружатели предъявляют повышенные требования в плане жёсткости конструкций, на которые будет воздействовать вибрационная нагрузка.

Из-за того, что в такой технике используются высокочастотные колебания, сварные соединения в составных видах свай при погружении в итоге могут существенно деформироваться. А может даже и разломаться на части. Как результат, свая приходит в состояние полной негодности. Её потребуется заменить. А это дополнительные финансовые и временные траты.

Поэтому погружение специальным вибропогружателем обычно является наиболее предпочтительным решением при работе с полыми видами железобетонных свай, где предусмотрена открытая нижняя часть. В этом случае эффективность вдавливания конструкции будет намного выше, нежели при использовании метода ударной забивки.

Ещё вибропогружная технология завоевала большую популярность при работе со шпунтовым металлопрокатом. Это касается таких вариантов конструкций:

• полые стальные трубы;
• корытообразные шпунты;
• прямые шпунты.

Практика строителей показала одну важную зависимость. Чем меньше будет сечение стенок у погружаемой в грунт конструкции, тем большую эффективность демонстрирует метод вибропогружения.

Что же касается применения технологии для работы со сваями, которые имеют прямоугольное, либо квадратное сечение, то тут нужно отталкиваться от местности, где проводятся работы, и от характеристик самого грунта на участке. Оптимальным вариантом считается низкоплотный грунт и черта городских застроек.

Конечно же, вибропогружателем также может осуществляться и извлечение свай.

Как происходит процесс погружения

Весь процесс можно разделить на следующие этапы:

1. Сначала на ствол погружаемой конструкции с помощью краски наносятся специальные пометки. Их шаг составляет 1 метр. Так оператору удаётся определять глубину, на которую входит в грунт конструкция. Без размерных метод погружение железобетонных свай обычно не осуществляется, поскольку оператору, находящемуся за пультом управления вибропогружателем, нужны визуальные ориентиры.
2. Далее сваю с необходимыми параметрами и разметкой крепят к монтажным петлям, используя карабин лебёдки, после чего подтягивают к технике.
3. Теперь свая стропуется кольцевыми и страховочными стропами и поднимается. С помощью стрелового крана установки свая располагается вертикально. Острие должно упереться в почву, а верхняя часть войти под наголовник спецтехники.
4. Происходит надёжная фиксация железобетонной конструкции в наголовнике. После этого оператор должен проверить вертикальность уровня расположения относительно точки погружения.
5. Теперь уже сам вибропогружатель вступает в действие. По мере проникновения конструкции в грунт, оператор постоянно контролирует вертикальность вхождения. Если возникают какие-то откосы, их компенсируют с помощью оттяжки ствола лебёдкой, либо боковыми упорами-кондукторами.

Погружение прекращается в тот момент, когда уровень вхождения достигнет расчётных значений. Последние получают в результате разработки специального проекта.

Преимущества и недостатки технологии

Среди основных достоинств технологии выделяют следующие:

1. Низкий уровень шума. В процессе работы вибрационный погружатель действительно создаёт невысокий уровень шума. Обычно он составляет не более 50 дБ. Для сравнения, при работе забивного дизельмолота уровень шума поднимается выше 100 дБ.
2. Отсутствует угроза для близлежащих домов. Минимальное разрушительное воздействие. Колебания практически не воздействуют деструктивным образом на фундамент расположенных поблизости сооружений и зданий. Поэтому вибропогружатели могут без проблем применяться даже в окружении многоэтажных жилых домов.
3. Высокая эффективность. Повышенная производительность и эффективность работы особенно наблюдается при проведении работа на участках с несвязными и водонасыщенными видами грунта.
4. Низкая себестоимость. Применение вибропогружателя по себестоимости обходится так же, как и ударная забивка. В результате технология становится экономически выгодным решением.

Фактически можно выделить только 2 весомых минуса:

• низкая эффективность при работе на глинистых плотных видах грунта;
• ограниченные возможности при погружении железобетонных конструкций составного типа.

В остальном же, если техника работает в подходящих условиях, технология обладает лишь объективными и весомыми преимуществами.

Кто сталкивался с вибропогружателями? Насколько это полезная и эффективная техника? Лучше забивка или вибрационный метод?