К вопросу о выборе оборудования

Устройство свайных фундаментов требует комплекса организационных, технологических и проектных работ. На каждом из этапов обязателен контроль качества, подготовка и правильный выбор материалов и оборудования. Поскольку устройство фундаментов относится к скрытым работам, особенно важным является грамотное проектирование свайных оснований и выбор оборудования для производства работ.

Рабочий проект, учитывающий инженерно-геологические изыскания, расчеты несущей способности свайного основания, испытания пробных свай, рекомендации по подбору оборудования, является основным документом для производства работ. А как осуществить некоторые виды работ, правильно подобрать оборудование, принять разумные решения как финансовые, так и технические, читайте ниже в этой и последующих статьях.

Если с проектом в части касающейся выбора свай, их количества и качества есть некоторая определенность, то с выбором оборудования, которое обеспечит заданные проектом параметры: несущей способности, максимального количества ударов по свае, обеспечивающее заданные проектом глубины погружения свай и свайных элементов, могут возникать определенные трудности. Мало того, что некоторые производители лукавят, и умышлено завышают технические характеристики своих машин, например, энергию удара молота и т. п., но иногда навязывают дорогостоящие и неэффективные решения.

Никто не будет отрицать важность себестоимости производства работ, в которой, в том числе, учитывается стоимость оборудования, его мобильность и производительность.

Давайте попробуем определиться с параметрами и основными характеристиками оборудования, как копрового, так и оборудования для погружения свай. Хотелось бы сразу оговориться, в этой статье мы не будем рассматривать вибропогружатели и сваевдавливающие машины, поскольку — это отдельный класс оборудования, заслуживающий отдельного, большого разговора. Остановимся на ударном способе погружения свай и машинах для его осуществления.

Молота для погружения свай, свайных элементов и шпунта.

По большому счету, молота можно разделить на два больших класса: молота со свободным падением ударной части (молота одинарного действия) – дизельные молота, и молота двойного действия, например, – гидравлические. Дизельные же молота, в свою очередь, делятся на штанговые и трубчатые. Остановимся на них подробнее. Все дизельные молота представляют собой элементарный двухтактный двигатель внутреннего сгорания. Энергия удара, о которой подробнее поговорим ниже, сообщается свае через наголовник и шабот в процессе работы молота, а вот какую часть энергии молот расходует на погружение сваи зависит уже от типа молота. Трубчатые молота за счет особенностей своего цикла работы обеспечивают более высокую энергию удара (при той же массе ударной части) относительно штанговых, но имеют существенный недостаток – молот теряет работоспособность (глохнет) при большом отказе сваи и плохо заводиться на слабых грунтах. В среднем, при проходке сваи свыше 200 мм за один удар, погружение сваи трубчатым молотом становиться затруднительным. Штанговый молот лишен этих недостатков и может работать, и заводиться практически на любом типе грунта, но обеспечивает меньшую энергию удара (при той же массе ударной части). Соответственно, если у вас плотные и связные грунты, то ваш выбор – трубчатый молот, если грунты слабые, водонасыщенные и пр. ваш выбор – штанговый молот.

Остановимся подробнее на энергии удара молота, которая определяет скорость погружения сваи и ее несущую способность после погружения в грунт. В случае дизель-молота энергия удара зависит от двух параметров: максимальной высоты подъема (подскока) ударной части и ее массы. Зная эти две величины можно рассчитать энергию исходя из соотношения E=mgh, где: E-энергия в (Дж), m-масса ударной части в килограммах, h-высота подъема ударной части в метрах. Эта формула известна многим со школьной скамьи – по сути, это формула, описывающая потенциальную энергию тела в поле гравитации. Однако, всегда есть нюансы. Указанная формула, описывает полную энергию, но не энергию удара. Как раз то, о чем молчат некоторые производители сваебойного оборудования. А вот какая часть энергии идет на удар обсудим подробнее.

Каждый из типов молотов имеет свой термодинамический цикл работы двигателя. В целом, цикл состоит из следующих фаз:

  • сжатие и нагрев воздуха в цилиндре;
  • впрыск и распыление топлива;
  • воспламенение топливовоздушной смеси;
  • расширение газов;
  • выпуск отработанных газов и продувка цилиндра.

Энергия от воспламенения газов расходуется на погружение сваи и подъем ударной части молота, а, в свою очередь, запасенная при подъеме ударной части потенциальная энергия расходуется на сжатие и нагрев воздуха в цилиндре при последующей первой фазе цикла, в случае с трубчатым молотом еще и для удара по шаботу и распыления топлива. Казалось бы, простой дизельный молот, но сколько нюансов… Дабы не залезать в дебри, обратимся к ГОСТ Р 51041 и посмотрим, как он трактует энергию удара (см. п. 8.3.7 указанного ГОСТ)

Теперь, вооруженные данными знаниями, вы всегда сможете увидеть несоответствия между энергией удара, высотой подъема, массой ударной части и правильно подобрать необходимое вам оборудование.

В целом, описанное выше – это основа для подбора любого дизельного молота.

С гидравлическими молотами несколько сложнее, поскольку это молота двойного действия и за энергию удара отвечает не свободнопадающая ударная часть, но гидросистема молота, от правильности построения которой, зависит конечная скорость ударной части и, соответственно, энергия удара. В этом случае необходимо рассматривать и сравнивать характеристики молотов аналогов и оценивать их работу в реальных «боевых» условиях.

Копровое оборудование и копры

Вместо вступления давайте попытаемся проанализировать и рассчитать временные затраты на погружение сваи. Зачастую, специалисты строительных организаций главное внимание уделяют скорости погружения сваи в грунт, пытаясь подобрать наиболее производительный и/или энергоемкий молот. Обратимся к статистике, которая была собрана из разных источников и обобщена нами. Известно, что в общем цикле работ, чистое время погружения сваи, как правило (для легких и средних свай), не превышает 10-20 мин, а время подготовки составляет от 30 мин и более. Следовательно, ускорение погружения сваи даже на 50% может уменьшить общий цикл только на 10%. Сокращение же вспомогательного времени лишь на 25% позволяет уменьшить время цикла уже на 20%. Поэтому правильный подбор копрового оборудования позволит вам сократить не только машинное время, но и вспомогательное, которое на сегодняшний день составляет от 60 до 70% времени цикла.

Какие же характерные черты определяют функциональную, эффективную, производительную копровую установку с минимальным временем вспомогательного цикла? Ответ прост — мобильность, мобильность и еще раз мобильность. Попробуем описать это качество сухими цитатами одного из ТЗ нашего клиента:

  • копровая установка должна быть полноповоротной;
  • копровая установка должна обеспечивать наведение сваи на пикет в пределах 700 мм без перестановки основным ходом базового экскаватора;
  • мачта копровой установки должна обеспечивать коррекцию вертикального положения сваи в пределах разрешённых углов строительной площадки без перестановки основным ходом базового экскаватора.

Что же это значит на практике? Думаю, не надо объяснять преимущества полноповоротной копровой установки над обычным копром, скажем, СП-49 на базе трактора Т-10 или аналогичных, у которого все перестановки и наведение сваи на точку погружения (пикет) осуществляется за счет перемещения гусеничным ходом трактора. Полноповоротный копер позволяет делать это гораздо быстрее и эффективнее, наведение же на пикет за счет устройства продольного перемещения мачты вкупе с полноповоротной платформой позволят быстро и точно встать на расчетную точку затратив на операции наведения минимальное время. Корректировка вертикального положения сваи тоже важна, данная функция реализована во многих копровых установках, но только применяемые нами компоновочные решения позволяют делать данную операцию в большом диапазоне углов, и, даже, дают возможность погружать сваи под углами до 10-15 градусов. Представьте, машина, двигаясь вдоль ряда свай, позволяет с одной остановки базовой машины погрузить несколько свай в их расчетных точках.

Попробуем оценить себестоимость копрового оборудования. На ранке представлено большое количество полноповоротных копров как от европейских, так и от азиатских производителей разных ценовых категорий, разного качества и функционала. Здесь мы не изобрели велосипед, и, как говорилось выше, именно полноповоротные решения с возможностью продольного перемещения оборудования позволяют существенно снизить вспомогательное время цикла. На рынке присутствуют проверенные и не очень проверенные решения, однако, задумаемся вот над чем – целесообразна ли покупка новой полноповоротной установки?

Не секрет, что зачастую в организациях, занимающихся строительством и возведением зданий, сооружений, мостов, фундаментов, присутствует парк бывшей в употреблении техники, которая не используется и избавиться от которой не всегда возможно, а еще налоги на оборудование, утилизационный сбор и т.п. Ситуация классическая, как в известной присказке про чемодан без ручки, и выкинуть жаль, и толку нет. Стоит машина, не принося ничего кроме расходов, которые только обременяют бюджет, не принося ничего взамен. Не будет ли проще взять старый экскаватор и дать ему новую жизнь в виде полнофункциональной, полноповоротной копровой установки. Цена вопроса будет более чем вменяемой, а функционал не хуже аналогов.

В заключение хотелось бы сказать, что наши специалисты, имеющие многолетний опыт в разработке оборудования помогут Вам как с подбором, так и разработают, и изготовят копровое оборудование необходимое именно Вам, адаптированное под Ваши задачи. Выполнят, по большому счету, кастомизацию Вашего бывшего в употреблении оборудования и сэкономят существенные средства.

P.S Следите за статьями на нашем сайте, в которых, надеемся,вы сможете почерпнуть нечто новое для себя и, возможно, увеличить свою производительность и прибыль!

 

    Процветания Вашему бизнесу!
С уважением коллектив ООО «Лекур-АС»