Вибропогружатели

Вибрационный метод погружения шпунта изобретен в 1934 году, а впервые использован в 1948 году. В дальнейшем он широко применялся при строительстве гидроэлектростанций. В то время начали разрабатывать теорию виброударного погружения.

Вибропогружение используют при работе в рыхлых, плотных, насыщенных водой грунтах. Вибропогружатель – механизм, передающий погружаемым или извлекаемым элементам колебания определенного направления, амплитуды и частоты. Это позволяет обеспечить надежное и эффективное погружение или извлечение. Основной принцип работы вибропогружателя состоит в снижении трения между грунтом и погружаемым (извлекаемым) элементом.

Вибропогружатели часто используют при возведении различных гидротехнических объектов (причалов, пирсов, мостов и т.д.).

Описываемую технику классифицируют по следующим параметрам:

• Принципу работы (погружатели и вибромолоты);
•  Спектру частот (одночастотные и поличастотные);
• Конструктивному исполнению (одномассные, двухмассные, с подрессоренной пригрузкой);
• По частоте (низкочастотные, нормальные и высокочастотные);
• По характеру колебаний (круговые, вертикальные и сложные);
• По назначению (для погружения шпунта и трубошпунта, для погружения железобетонных опор, для погружения свай-оболочек).

Низкочастотные вибропогружатели используют для погружения массивных элементов с большим лобовым сопротивлением, высокочастотные – для погружения более легких элементов с меньшим лобовым сопротивлением.

По типу привода вибропогружатели делят на трансмиссионные (с передаточным механизмом между двигателем и небалансными валами) и бестрансмиссионные (валы электродвигателей являются небалансными. Вариант без трансмиссии отличается большей долговечностью.

В последние годы появились и получили распространение вибропогружатели, которые работают по принципу статического вдавливания. Их принцип работы более подробно описан ниже.

Особенности конструкции вибропогружателей

Вибропогружатели работают быстрее молотов, имеют простую конструкцию, удобны в управлении и бесшумны. При их использовании погружаемый элемент не подвергается ударным нагрузкам. Это позволяет достаточно глубоко погрузить даже тонкостенные железобетонные оболочки. Такая техника может работать в максимально допустимой близости от расположенных по соседству зданий и сооружений, не рискуя нанести им повреждения. В плотных грунтах использование вибропогружателя не представляется возможным.

Связь между вибрирующей массой и электродвигателем может быть жесткой (одномассные вибропогружатели) или упругой (двухмассные вибропогружатели). Одномассные погружатели имеют один или два вибратора направленного действия. В первом случае он состоит из  привода вращения небалансных валов, вибровозбудителя и наголовника с механическими или гидравлическими зажимами для жесткого соединения механизма с погружаемым (извлекаемым) элементом.

Вибровозбудитель – это вибратор  направленного действия, имеющий четное число горизонтально расположенных валов с небалансами - два, четыре или шесть, получающих вращение от электродвигателя через ременную, цепную или шестеренчатую передачу.

В ходе вращения небалансных валов возникает суммарная центробежная сила. Она развивается небалансами и достигает наибольшего значения в вертикальной плоскости.

У погружателя с подрессоренной пригрузкой двигатель  установлен на подрессоренной пригрузочной плите, которая оказывает необходимое давление на погружаемый элемент. Крутящий момент от электродвигателя вибратору передается через клиноременную передачу. Двухмассный вариант таких вибропогружателей имеет следующие преимущества:

• Двигатель может работать без ремонта до 1000 часов;
• Подрессоренную массу можно увеличить за счет дополнительных грузов. В результате возрастает нагрузка на сваю и расширяется диапазон работы вибропогружателя;
• перераспределение общей нагрузки на сваю в подрессоренную часть уменьшает колеблющуюся массу и позволяет снизить мощность приводного двигателя.

Вышеназванные преимущества не имею значения, если:

1. Используется тяжелый и мощный низкочастотный вибратор, не нуждающийся в дополнительном грузе и работающий в режиме сильных ударов торца сваи о грунт;
2. Можно пригрузить сваю от канатной лебедки копровой установки.

Достаточно распространены и вибропогружители, имеющие сборный вибровозбудитель. Число модулей зависит от условий выполняемых работ и от их типа.

Вибропогружатели применяются при укреплении стенок котлованов и траншей, укреплении и защите береговой линии от негативных воздействий (эрозия, подмывы и т.д.), возведения различных гидротехнических сооружений. Такую технику с высокой степенью эффективности используют для погружения и извлечения балок, металлического шпунта, труб, ПВХ шпунта.