Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего

Транспортные и Технологические Машины Оборудование для погружения винтовых свай Руководитель:

к.т.н., доцент Р.М.Авдеев Выполнил: студент ФТ15-01Б Д.А. Саруханян Красноярск 2019

скорости производства работ, почти полному исключению земляных работ, низкому воздействию

на ближайшие коммуникации, универсальности по условиям и сезонам года. Конструкция сваи устоялась и не имеет значительных изменений в последнее время

Основная операция в технологическом процессе – погружение винтовой сваи достаточно механизирована, имеется большое количество разнообразной техники для этого

а б в г

Рисунок 1 – Типы винтовых свай: а – широколопастная свая с одной лопастью; б – широколопастная свая с двумя и более лопастями; в – узколопастная многовитковая свая; г – свая для вечномерзлых грунтов

нарушении защитного покрытия. Так же к недостатку технологии погружения винтовых

свай является отсутствие оборудования для заполнения внутренней полости свай.

а б
Рисунок 2 – Оборудование для погружения винтовых свай: а – на колесном ходу без привода; б – на гусеничном ходу с приводом

подачей раствора через заглубленную сваю в окружающий грунт – инъекционные

сваи.

работы.
Цель: повышение эффективности применения винтовых свай, за счет разработки оборудования

для заполнения внутренней полости свай и подачи раствора через заглубленную сваю в окружающий грунт.
Задачи:
Разработать оборудование для заполнения внутренней полости свай и подачи раствора через заглубленную сваю в окружающий грунт.
Подготовить чертежи предлагаемого решения.
Внести изменения в гидравлическую систему базовой машины.
Провести необходимые расчеты.

для достижения поставленной цели, предложено техническое решение, основой которого является

винтовая свая с отверстиями (рисунок 3).

Рисунок 3 – Свая винтовая: 1 – труба без отверстий; 2 – муфта соединительная; 3 – труба с отверстиями; 4 – втулка усилительная; 5 ‑ наконечник

решения.
Первое решение. В нижней части сваи 3, у наконечника 5,

выполняются отверстия, так что бы они были в направлении навивки наконечника (вид А). При заполнении сваи цементным раствором, он будет выдавливаться в окружающий грунт, в полость (след) образованную навивкой при вворачивании сваи. Цементный раствор создаст защиту для сваи в самом нагруженном и изнашиваемом месте – у наконечника, при этом будет сформирована дополнительная опора, способствующая повышению несущей способности сваи.
Второе решение. В местах расположения отверстий винтовая свая будет ослаблена, это может привести к скручивающей деформации трубы сваи. В качестве решения данной задачи предлагается усилить части сваи с отверстиями 3 втулками 4. Это позволит использовать сваи с толщиной стенки 4 мм и выполнять в них отверстия с меньшей вероятностью деформации сваи в местах сверлений. При заполнении сваи цементным раствором и выдавливания его в окружающий грунт будет создаваться шероховатость стенки сваи, что позволит повысить несущую способность сваи.
Третье решение. В случае применения составных свай, соединения частей свай 1 и 3 производить с применением втулки соединительной 2. При этом втулка должна быть с отверстиями и выполнена таким образом, что бы отверстия не закрывались соединяемыми трубами или делались дополнительно, рисунок 2.1. При заполнении сваи раствором, он, как и в предыдущих решениях, выходя через отверстия в грунт, сформирует шероховатость ствола или дополнительную опору. При этом свая не будет ослаблена отверстиями и дополнительно будет защищена раствором.

оборудование для погружения винтовых свай на малогабаритном погрузчике (рисунок 4).

Это позволит повысить скорость монтажа свай и увеличить функциональность погрузчика.

Рисунок 4 – Оборудование для погружения винтовых свай на погрузчике: 1 – погрузчик; 2 – подвеска оборудования; 3 – гидромотор; 4 – переходник; 5 – винтовая свая

Рисунок 5 – Вращатель: 1 – верхний крепеж; 2 – ось; 3 – стопорное кольцо; 4 – ось; 5 ‑ нижний крепеж; 6 – втулка; 7 – гидромотор; 8,9 – болтовой крепеж; 10 – вал; 11 – переходник; 12 – палец; 13 – шплинт; 14 – шайба

раствором предлагается установить на погрузчик оборудование, показанное на рисунке 6..
Рисунок

6 – Оборудование для заполнения раствором винтовых свай на погрузчике: 1 – погрузчик; 2 – подвеска оборудования; 3 – гидромотор; 4 – переходник; 5 – нагнетатель раствора

Рисунок 7 – Нагнетатель раствора в винтовые сваи: 1 – бак; 2 – шнек; 3 – вращатель; 4, 5, 6, 7 – крепёж бака к вращателю; 8, 9, 10, 11 – крепёж шнека к вращателю

гидромотором, для привода его от гидравлической системы погрузчика необходимо в

нее внести изменения (рисунок 8). Предлагается установка дополнительного гидромотора

Рисунок 8 – Гидравлическая схема погрузчика с изменениями для привода вращателя

винтовой сваи, в виде различных вариантов отверстий, что позволяет при

заполнении сваи раствором формировать дополнительные опоры, повышать сцепление поверхности ствола сваи с грунтом и защищать сваю от коррозии.
Предложено техническое решение, заключающееся в размещении оборудования для погружения винтовых свай на погрузчике. Это позволит повысить скорость установки свай и увеличить функциональность погрузчика.
Разработана конструкция нагнетателя для заполнения винтовых свай цементным раствором. Устанавливать его предлагается на оборудование для погружения винтовых свай – вращатель. Так же используется вращатель для привода нагнетателя раствора. Предусмотрен вариант применения нагнетателя для смешивания компонентов цементного раствора. Добавление нагнетателя в технологию создания винтовых свай повысит производительность работ, качество заполнения свай и позволит более эффективно использовать инъекционный эффект свай с отверстиями.
Определены основные элементы предлагаемого оборудования, их компоновка и порядок монтажа на ковше погрузчика. Внесены изменения в гидросхему погрузчика позволяющие осуществлять привод вращателя свай.
Приведен принцип действия оборудования для погружения свай и последовательность действий в технологическом процессе.
Выполнены чертежи: общего вида, сборочные и деталировочные.
Проведены расчеты: болта крепления сваи на срез, оси в подвеске вращателя, напряжений в болтовом соединении подвески к ковшу, предварительный расчет гидропривода, количества свай необходимых для возведения фундамента.