Копер

Копер это устройство , используемое для привода свай в грунт , чтобы обеспечить фундамент поддержки зданий или других сооружений. Этот термин также используется в отношении членов строительной бригады, работающих с сваебойными установками. [1] В одном типе копра используется груз, помещенный между направляющими, так что он может скользить вертикально. Ставится над стопкой. Увеличение веса может потребовать использования гидравлики , пара , дизельного топлива или ручного труда. Когда груз достигает своей наивысшей точки, он отпускается и ударяется о сваю, вбивая ее в землю. [1] [2]

Гусеничная машина с сваебойщиком

Римский сваебойщик (копия), использованный при строительстве мостов через Цезарь через Рейн (55 г. до н.э.)
Свайный копер 18-го века, из Abhandlung vom Wasserbau an Strömen , 1769 г.

К изобретению копра имеется ряд пунктов формулы изобретения. Механически прочный рисунок сваебойщика появился еще в 1475 году в трактате Франческо ди Джорджо Мартини « Trattato di Architectura» . [3] Кроме того, несколько других выдающихся изобретателей - Джеймс Нэсмит (сын Александра Нэсмита ), который изобрел паровой сваебойный станок в 1845 году, [4] часовщик Джеймс Валуэ , [5] граф Джован Баттиста Газзола , [6] и Леонардо да Винчи [7] - всем приписывают изобретение этого устройства. Тем не менее, есть свидетельства того, что сопоставимое устройство было использовано в строительстве Crannogs на Oakbank и Loch Tay в Шотландии еще 5000 лет назад. [8] В 1801 году Джон Ренни изобрел в Великобритании паровоз. [9] Отису Тафтсу приписывают изобретение парового копра в Соединенных Штатах . [10]

Копатели, 1917 год.

Древнее оборудование для забивки свай использовало человеческий или животный труд для подъема тяжестей, обычно с помощью шкивов , а затем опускания груза на верхний конец сваи. В современном сваебойном оборудовании используются различные методы подъема веса и направления сваи.

Дизельный молот

Современный дизельный сваевой молот - это большой двухтактный дизельный двигатель. Вес - это поршень , а устройство, которое соединяется с верхней частью сваи, - это цилиндр. Пиледрайвинг начинается с подъема груза; обычно трос от крана, удерживающий сваебойный станок - он втягивает воздух в цилиндр. Дизельное топливо впрыскивается в цилиндр. Вес сбрасывается с помощью быстросъемного устройства. Вес поршня сжимает топливно-воздушную смесь, нагревая ее до точки воспламенения дизельного топлива. Смесь воспламеняется, передавая энергию падающего груза на головку сваи и поднимая груз вверх. Поднимающийся вес втягивает свежий воздух, и цикл продолжается до тех пор, пока топливо не закончится или не будет остановлено экипажем. [11]

Из армейского руководства по сваебойным молотам: Первоначальный запуск молота требует, чтобы поршень (плунжер) был поднят до точки, в которой спусковой механизм автоматически освобождает поршень, позволяя ему упасть. Когда поршень падает, он включает топливный насос, который нагнетает отмеренное количество топлива в шаровой поддон ударного блока. Падающий поршень блокирует выпускные отверстия, и начинается сжатие топлива, застрявшего в цилиндре. Сжатый воздух создает силу предварительной нагрузки, чтобы плотно прижать ударный блок к крышке привода и свае. В конце такта сжатия поршень ударяется о ударный блок, распыляя топливо и заставляя сваю двигаться вниз. В момент удара поршня распыленное топливо воспламеняется, и возникший в результате взрыв оказывает большую силу на уже движущуюся сваю, загоняя ее глубже в землю. Реакция взрыва, отражающаяся от сопротивления сваи, толкает поршень вверх. Когда поршень поднимается, выхлопные отверстия открываются, выпуская выхлопные газы в атмосферу. После того, как поршень прекращает движение вверх, он снова падает под действием силы тяжести, чтобы начать следующий цикл.

Системы вертикальных поводков

"> File:Berminghammer Vertical Travel Leads.ogvВоспроизвести медиа
Вертикальные поводки Berminghammer в использовании

Кабели с вертикальным перемещением бывают двух основных типов: стержневые и коробчатые. Коробчатые поводки очень распространены в южных штатах США, а окурки - в северных Соединенных Штатах, Канаде и Европе.

Гидравлический молот

Гидравлический молот - это современный тип сваебойного молота, который используется вместо дизельного и пневматического молотов для забивания стальных труб, сборного железобетона и деревянных свай. Гидравлические молоты более экологически приемлемы, чем старые, менее эффективные молоты, поскольку они производят меньше шума и загрязняющих веществ. Во многих случаях преобладающий шум вызывается ударами молота по свае или ударами между компонентами молота, поэтому результирующий уровень шума может быть аналогичен воздействию дизельных молотов. [11]

Гидравлическое запрессование

Стальная шпунтовая свая, подвергающаяся гидравлическому прессованию

Гидравлическое запрессовочное оборудование устанавливает сваи с помощью гидроцилиндров для вдавливания свай в грунт. Эта система предпочтительна, если вибрация вызывает беспокойство. Существуют прессовые приспособления, которые можно адаптировать к обычным сваебойным станкам для одновременного прессования 2 пар шпунтовых свай. Другие типы прессового оборудования устанавливаются на существующих шпунтовых сваях и захватывают ранее забитые сваи. Эта система позволяет использовать большее усилие вдавливания и извлечения, поскольку создается большая сила реакции. [11] Машины, работающие на основе реакции, работают с уровнем шума всего 69 дБ на высоте 23 фута, что позволяет устанавливать и извлекать сваи в непосредственной близости от чувствительных участков, где традиционные методы могут угрожать устойчивости существующих конструкций.

Такое оборудование и методы указаны в частях внутренней дренажной системы в районе Нового Орлеана после урагана Катрина , а также в проектах, где шум, вибрация и доступ являются проблемой.

Вибрационный копчик / экстрактор

Вибропогружатель на стальной двутавровой свае с приводом от дизельного двигателя.

Вибрационные сваебойные молоты содержат систему эксцентриковых грузов, вращающихся в противоположных направлениях, приводимых в действие гидравлическими двигателями и спроектированных таким образом, что горизонтальные колебания гасятся, а вертикальные колебания передаются в сваю. Сваебойная машина устанавливается над сваей с помощью экскаватора или крана и крепится к свае с помощью зажима и / или болтов. Вибромолоты могут забивать или извлекать сваю. Извлечение обычно используется для извлечения стальных Н-образных свай, используемых для опалубки временных фундаментов. Гидравлическая жидкость подается водителю с помощью насоса с приводом от дизельного двигателя, установленного в прицепе или фургоне и соединенного с головой водителя через шланги. Когда сваебойный комбайн подсоединен к экскаватору-драглайну , он приводится в движение дизельным двигателем экскаватора. Вибрационные сваебойные молотки часто выбираются для уменьшения шума, например, когда строительство находится рядом с жилыми домами или офисными зданиями, или когда нет достаточного вертикального зазора, чтобы можно было использовать обычный сваебойный молот (например, при модернизации дополнительных свай к колонне моста или опорному основанию ). Доступны молотки с несколькими различными скоростями вибрации, от 1200 до 2400 полуколебаний в минуту. Выбранная частота вибрации зависит от условий почвы и других факторов, таких как требования к мощности и стоимость оборудования.

Свайная установка

Специальная буровая установка Junttan в Ювяскюля , Финляндия

Свайная установка используется в проектах по строительству фундаментов, которые требуют бурения песчаной почвы, глины, илистой глины и подобных сред. Такие установки могут быть оснащены коротким винтом (для сухой почвы), роторным ковшом (для влажной почвы) или колонковым буром (для горных пород), а также другими опциями. Скоростные автомагистрали, мосты, промышленные и гражданские здания, диафрагменные стены, проекты водного хозяйства и защита склонов - все это проекты, для которых могут потребоваться свайные установки.

Подводное звуковое давление, вызванное забиванием свай, может быть вредным для находящейся поблизости рыбы. [12] [13] Государственные и местные регулирующие органы решают экологические проблемы, связанные с забивкой свай. [14] Предел шума составляет 160 дБ (SEL) на расстоянии 750 м (820,21 ярда). Методы смягчения воздействия включают пузырьковые завесы , воздушные шары, гидравлические удары внутреннего сгорания и т. Д. [15]

  • Шнек (дрель)
  • Глубокий фундамент
  • Почтовый удильщик
  • Буровая установка

  1. ^ a b Сваи и свайные фундаменты. К. Виджиани, А. Мандолини, Дж. Руссо. 296 стр., ISBN 978-0367865443, ISBN 0367865440
  2. ^ Свайные фундаменты. Р. Д. Челлис (1961) 704 стр., ISBN 0070107513 ISBN 978-0070107519
  3. ^ Ладислао Рети, "Трактат Франческо ди Джорджо Мартини по технике и ее плагиаторам", Технология и культура , Vol. 4, No. 3. (Лето, 1963), стр. 287–298 (297f.)
  4. ↑ Харт-Дэвис, Адам (3 апреля 2017 г.). Инженеры . Дорлинг Киндерсли Лимитед. ISBN 9781409322245 - через Google Книги.
  5. ^ Наука и общество Картинная библиотека Изображение дизайна Валуэ
  6. ^ Копра Информация по дизайну GAZZOLA в
  7. ↑ Леонардо да Винчи - Информация по копру в Национальном музее науки и технологий Италии
  8. ^ История Трассы: Древний Crannogs от BBC «s Mysterious предках серии
  9. ^ Флеминг, Кен; Велтман, Остин; Рэндольф, Марк; Элсон, Кит (25 сентября 2008 г.). Свайная инженерия, третье издание . CRC Press. ISBN 9780203937648 - через Google Книги.
  10. ^ Хевеси, Деннис (3 июля 2008 г.). «RC Seamans Jr., фигура НАСА, умирает в возрасте 89 лет» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 3 июля 2008 . Его прапрадед Отис Тафтс сконструировал первый паровой печатный станок в Соединенных Штатах и ​​изобрел паровой сваебойный станок.
  11. ^ a b c Свайный фундамент: проектирование и строительство. Сатьендер Миттал (2017) 296 стр. ISBN 9386478374, ISBN 978-9386478375
  12. Перейти ↑ Halvorsen, MB, Casper, BM, Woodley, CM, Carlson, TJ, & Popper, AN (2012). Порог начала травмы чавычи от воздействия импульсных звуков забивания свай. PLoS ONE, 7 (6), e38968.
  13. Перейти ↑ Halvorsen, MB, Casper, BM, Matthews, F., Carlson, TJ, & Popper, AN (2012). Воздействие звуков забивания свай на озерного осетра, нильскую тилапию и хогчокер. Труды Лондонского королевского общества B: Биологические науки, 279 (1748), 4705-4714.
  14. ^ «Рыболовство - биоакустика» . Caltrans . Проверено 3 февраля 2011 .
  15. ^ «Снижение шума при строительстве все более крупных морских ветряных турбин» (PDF) . Федеральное агентство по охране природы . Ноябрь 2018.

  • Веб-сайт о Vulcan Iron Works, которая производила сваебойные машины с 1870-х по 1990-е годы.