Меню

Вибропогружатель - что это, устройство, виды и принцип работы

Что такое вибропогружатель?

Вибропогружатель – строительное оборудование для погружения и извлечения свай, шпунтов, труб и других элементов в грунт с использованием вибрации. Вибропогружатель создаёт высокочастотные колебания, уменьшая сопротивление грунта и облегчая процесс заглубления.

Погружение шпунта ларсена крановым подвесным вибропогружателем

Устройство вибропогружателя

Устройство вибропогружателя включает компоненты:

Вибрационный блок – основной элемент, содержащий эксцентриковые грузы, создающие колебания.
Шестерни – передающие механизмы, обеспечивают синхронизацию вращения эксцентриков и стабильность работы устройства.
Эксцентрики – вращающиеся грузы, создают вибрацию для погружения или извлечения элементов.
Свайный элемент – конструктивный компонент, погружается в грунт под действием вибропогружателя.
Гидравлический или электрический привод – источник энергии для вращения эксцентриков.
Рама – каркас, обеспечивает устойчивость и крепление агрегата к подъемному оборудованию.
Захватное устройство – механизм фиксации обрабатываемого элемента, передающий вибрацию на сваю или шпунт.

Виды вибропогружателей

Вибропогружатели классифицируются по признакам – источник питания, способ установки, конструктивные особенности и область применения.

1. По источнику питания

Гидравлические вибропогружатели – работают от гидравлической системы, обеспечивая высокую мощность и точность.
Электрические вибропогружатели – используют электрический привод, отличаются стабильностью работы.

2. По способу установки

Подвесные вибропогружатели – монтируются на стреловые краны или экскаваторы, что упрощает транспортировку и расширяет зону применения.
Самопередвигающиеся вибропогружатели – оснащены собственной ходовой частью, позволяющей работать автономно без дополнительной техники.

3. По конструкции вибрационного узла

Вибропогружатели с эксцентриковыми грузами – создают вибрацию за счет вращения грузов с регулируемым смещением центра тяжести.
Вибропогружатели с электромагнитным приводом – генерируют колебания с помощью электромагнитных сил, обеспечивая плавную регулировку частоты.
Безрезонансные вибропогружатели – отличаются сниженной передачей вибрации на окружающие конструкции, что минимизирует негативное воздействие на здания и сооружения.

4. По назначению

Для погружения свай и шпунтов – применяются при строительстве фундаментов, гидротехнических сооружений и береговых укреплений.
Для извлечения конструкций – используются при демонтаже временных сооружений и повторном использовании свайных элементов.

5. По типу несущей техники и способу монтажа

Экскаваторные вибропогружатели
Вибропогружатель для экскаватора устанавливают на его стрелу и подключают к гидравлической системе. Они используются для заглубления шпунтовых свай, труб и других конструкций, особенно в стесненных условиях. Отличаются высокой мобильностью, маневренностью и удобством эксплуатации.

Крановые вибропогружатели
Закрепляются на гусеничных или автомобильных кранах, обеспечивая большую мощность и глубину погружения. Вибропогружатель на кран для шпунта используется при строительстве мостов, портовых сооружений и объектов, где требуется работа с тяжелыми и длинномерными элементами.

Погружение шпунта подвесным крановым вибропогружателем

Самоходные вибропогружатели
Оснащены собственной ходовой частью, могут передвигаться без дополнительной техники. Самоходные вибропогружатели используются на крупных строительных объектах с постоянными работами по погружению и извлечению свай.

Подвесные вибропогружатели
Подвесные вибропогружатели крепятся к подъемной технике и работают от внешнего гидравлического или электрического привода. Подходят для универсального применения, на временных или ограниченных площадках.

Подвесной крановый вибропогружатель

Ручные вибропогружатели
Компактные установки, управляемые оператором вручную. Используются для работы с небольшими конструкциями – тонкостенные сваи, металлические профили и трубы, – особенно в условиях ограниченного пространства или при проведении локальных строительных работ.

Каждый тип вибропогружателя адаптирован под свои задачи, обеспечивая оптимальные условия работы в различных грунтах и строительных условиях.

Правильный расчет вибропогружателя и вибрационных нагрузок играет ключевую роль в выборе оборудования, чтобы определить необходимые параметры мощности, частоты колебаний и усилия для выполнения задач.

Какие бывают захваты у вибропогружателя

Захваты вибропогружателя (шпунтовыдергивателя) выполняют функцию фиксации и передачи вибрационного воздействия на заглубляемые конструкции. Их выбор зависит от типа свай, условий работы и особенностей оборудования.

Универсальные захваты. Фиксируют сваи и шпунты регулируемыми зажимными механизмами. Используются в строительных работах.
Щечные (лобовые) захваты. Крепятся к свайному шпунту или трубе по их продольной оси, создавая равномерное распределение нагрузки. Применяются при работе с длинномерными элементами, требующими стабильного погружения.
Боковые захваты. Охватывают сваю с боковых сторон, обеспечивая крепление и уменьшая риск повреждений. Оптимальны для работы в ограниченном пространстве.
Гидравлические захваты. Используют давление рабочей жидкости для фиксации свай, обеспечивая плавность и точность зажима. Применяются в современных вибропогружателях с автоматизированным управлением.
Механические захваты. Фиксируют конструкцию рычажными механизмами без использования гидравлики. Отличаются простотой конструкции и надежностью в эксплуатации.
Специальные захваты. Разрабатываются под конкретные задачи – для работы с трубами большого диаметра, элементами нестандартной формы.

Принцип работы вибропогружателя свай

Вибропогружатель свай работает, генерируя высокочастотные колебания, которые уменьшают сопротивление грунта. Энергия от двигателя передается на рабочий элемент, создавая вибрации нужной силы и частоты. Под их воздействием грунт вокруг погружаемой конструкции разрыхляется, снижая сопротивление. Благодаря чему свая или шпунт плавно погружаются в грунт.

Вибропогружение считается щадящим по сравнению с ударным способом. Оно не создает сильного шума и минимизирует вибрационное воздействие на окружающие конструкции. Нагрузка на шпунты и сваи при вибропогружении значительно ниже, чем при забивке молотом, что снижает повреждение материалов.

Эффективность вибропогружателя зависит от:

Типа грунта – песчаные и водонасыщенные породы легче поддаются вибрационному воздействию, а плотные глинистые и скальные образования требуют дополнительного давления.
Массы и мощности оборудования – гидравлические и электрические вибропогружатели с высокой вынуждающей силой обеспечивают быстрое и глубокое погружение.
Частоты и амплитуды колебаний – подбор оптимального режима работы предотвращает преждевременное уплотнение грунта и повышает скорость заглубления.
Конструкции сваи или шпунта – форма, масса и материал влияют на сопротивление в почве, определяя потребность в корректировке вибрационных нагрузок.
Метода крепления – вибропогружатель с боковым захватом на экскаватор подходит для ограниченного пространства, крановый вариант удобен в работе с крупными элементами.
Дополнительных нагрузок – использование прижима или массы машины увеличивает эффективность погружения, особенно в плотных грунтах.

Преимущества погружения вибрационным способом

Вибрационное погружение конструкций в грунт обладает преимуществами:

Снижение сопротивления грунта. Вибрационные колебания уменьшают трение между частицами, что облегчает процесс погружения элементов.
Высокая производительность. Скорость установки конструкций выше по сравнению с ударными и статическими методами.
Минимальные повреждения элементов. Отсутствие ударных нагрузок снижает риск деформации погружаемых материалов.
Безопасность для окружающей застройки. Вибрация передаётся только на погружаемый элемент, не оказывая разрушительного воздействия на фундаменты сооружений рядом. Это делает метод подходящим условий плотной городской застройки.
Экономичность. Уменьшение времени и расхода топлива снижает общие затраты.
Применимость в различных условиях. Метод эффективен для работы с песчаными, глинистыми и водонасыщенными грунтами.

Недостатки вибропогружателей

Ограниченная глубина погружения. Вибрационные устройства менее эффективны при работе с плотными или скальными грунтами.
Возможность разуплотнения основания. Интенсивные колебания способны снижать несущую способность грунта, что требует дополнительных мероприятий по его укреплению.
Чувствительность к внешним условиям. Высокая влажность, подземные воды снижают эффективность оборудования.
Шум и вибрационные нагрузки. Использование вибропогружателя требует соблюдения норм по снижению воздействия на окружающую среду и безопасность персонала.

Области применения вибропогружателей

Вибропогружатели используют в различных сферах строительства и инфраструктурных работ. Их задача — погружение в грунт свай, шпунта, труб с минимальным сопротивлением.

Основные области применения:

Гидротехническое строительство – возведение причалов, дамб, волноломов, мостов и объектов, требующих устойчивого фундамента в водонасыщенных грунтах.
Дорожное строительство – вибропогружение свай для опор мостов, эстакад, путепроводов и укрепление грунтов под дорожным полотном.
Промышленное и гражданское строительство – создание фундаментов зданий, укрепление береговых линий, обустройство котлованов и временных ограждений.
Добыча полезных ископаемых – строительство вспомогательной инфраструктуры на карьерах, шахтах и участках добычи, где необходимо закрепление грунта.
Экологические проекты – предотвращение оползней, укрепление берегов, возведение защитных конструкций от эрозии.

Вибропогружатели для шпунта Ларсена

Вибропогружатели применяют для установки шпунта Ларсена в строительстве гидротехнических сооружений, подпорных стен, ограждений котлованов и укрепления береговых линий. Благодаря высокочастотным колебаниям, передаваемым на шпунт, снижается сопротивление грунта. Так вибропогружатели заглубляют шпунт Ларсена с минимальными усилиями без предварительного бурения.

Особенности вибропогружателей для шпунта Ларсена:

Замковая фиксация. Оборудование обеспечивает надежное соединение шпунтин в непрерывную конструкцию, предотвращая размывание и утечки грунта.
Контроль вертикальности. Точная направленность установки снижает риск отклонения шпунта в процессе заглубления.
Разнообразие креплений. Используются верхние и боковые захваты, чтобы работать с разными профилями шпунта.
Эффективность в сложных грунтах. Вибрационное воздействие облегчает заглубление даже в плотные или водонасыщенные слои.