Гидравлические сваебои

Железобетонные сваи надежны, так как их изготавливают в заводских условиях из тяжелого, высококачественного бетона, набравшего полную прочность в процессе изготовления. После погружения свая способна воспринимать проектную нагрузку и готова к устройству ростверка. Заводские сваи отличаются большей несущей способностью в сравнении с буронабивными при одинаковых геометрических показателях за счет уплотнения грунта при их погружении. Также для железобетонных свай характерны огнеупорность, влагозащищенность, способность переносить большие перепады давления, их удобно хранить в штабелях.

Сегодня технологии погружения железобетонных и металлических свай получили широкое распространение из-за увеличения масштабов строительных проектов, а также из-за сложных гидрогеологических условий на значительной, если не большей, территории Российской Федерации.

Существует несколько методов погружения свай: ударный, вибрационный, вдавливанием, завинчиванием, с использованием подмыва и электроосмоса, которые используют как отдельно, так и в комбинации в зависимости от грунтовых условий.

Технология погружения свай ударным методом посредством артели мужиков и «бабы» существует издревле. Этот метод 60–70 лет назад широко использовали в инженерных войсках при наведении мостовых переправ, так как условия боевых действий не позволяли быстро подвести громоздкую сваебойную технику и подготовить рабочую площадку, самой техники было катастрофически мало, и ручной труд оставался единственным эффективным решением. Да и сегодня в отдаленных районах забивка свай вручную остается единственно доступным способом.

От артели мужиков технология забивки свай переместилась в область дизель-молотов, а сегодня развивается направление гидравлических молотов.

Современные сваебойные установки (копры) на базе гусеничных шасси – крановых, экскаваторных и специальных, а также сваебойные гидравлические молоты представляют на российском рынке ряд производителей. Сваебойные установки маневренны, устойчивы и оснащены устройствами, механизирующими подтаскивание, подъем сваи, установку головы сваи в наголовник и выравнивание стрелы.

Финская компания Junttan десятилетиями развивает сваебойную технологию и накопила в этой области огромный опыт. Основная линейка сваебойных машин Junttan включает модели малого, или компактного, класса, средние и тяжелую модели. Малые (компактные) копры РМ16, РМх20, РМх22, РМ23, РМх24 работают с гидромолотами с ударной частью массой от 3 до 6 т и железобетонными, стальными и деревянными сваями длиной до 24 м. Средние установки РМх25 и РМ25Н оснащают гидромолотами с массой ударной части 5–9 т, способными забивать сваи длиной до 25 м. На тяжелую установку РМ30 навешивают гидромолоты с массой ударной части 6–12 т. Конструкция позволяет забивать сваи длиной до 36 м. Junttan также поставляет многофункциональные модели PM26 и PM28, работающие как со сваебойным, так и с буровым оборудованием.

Сваебойные машины работают как с цельными железобетонными, стальными или деревянными сваями заводского производства, так и с составными. Секции составной сваи надставляют по мере погружения с помощью механического или сварного соединения. Используют также предварительное лидерное бурение скважин диаметром на 50 мм меньше диаметра сваи и глубиной не более 0,9 расчетной глубины погружения сваи для уменьшения вибрационного воздействия на окружающие объекты, а также для ускоренного прохождения плотных, тяжелых грунтов. Для этого сваебойную установку оснащают дополнительной стрелой с буровым инструментом.

Основа сваебойных машин Junttan – проходимое и устойчивое шасси с раздвижной гусеничной тележкой и низким центром тяжести, оснащенное двигателем Cummins и мощной гидросистемой, обеспечивающей ход машины и работу сваебойного и бурового оборудования. Комплектации с удлиненной гусеничной тележ­кой получают к наименованию индекс LC. Гидросистема приводит гусеничные движители, механизм поворота платформы, опоры, лебедки, механизм подъема и позиционирования мачты, гидромолот и буровое оборудование. Механизм подъема и позиционирования мачты позволяет развернуть своебойную машину в рабочее положение в считаные минуты. Благодаря горизонтальной наводке мачты вместе со сваей на проектную отметку забивки не нужны лишние движения машины. Мачта может перемещаться в горизонтальном направлении на 1200–6650 мм, вверх на 1000–4700 мм и вниз на 300–4330 мм в зависимости от модели и конструкции механизма подъема мачты. На малых и средних машинах использованы телескопические мачты с раздвижением на 4000 мм, на тяжелой машине РМ30 жесткая сборная мачта. Конфигурация мачты позволяет погружать сваи как вертикально, так и со значительными наклонами в любом направлении.

Junttan выпускает гамму гидромолотов с массой ударной части от 3 до 14 т, включающую три серии – SHK, HHK A и HHK S. В сравнении с дизель-молотами они эффективнее, тише в работе и экологичнее. Компания утверждает, что ее гидромолоты обеспечивают КПД 95% и даже более. Гидромолоты серии HHK A и HHK S благодаря бесступенчатой регулировке энергии погружения в зависимости от плотности грунта позволяют проводить погружение в щадящем режиме с меньшим вибрационным воздействием на окружающие объекты.

Компания Liebherr предлагает комплекс решений для выполнения свайных работ. С помощью комбинированных сваебойных и буровых установок серии LRB выполняют сваебойные работы гидравлическим молотом, вибропогружение, высокочастотное вибропогружение, задавливание, бурение с двойной вращающей головкой, бурение со штангой Келли, бурение бесконечным шнеком. Машины LRB также выполняют лидерное бурение. Для сваебойных машин Liebherr предлагает линейку гидромолотов.

Машины построены на базе гусеничных экскаваторов с раздвижной гусеничной тележкой. Отличительная особенность серии LRB в треугольной кинематической системе, которая придает установке высокую устойчивость и направляющее усилие и обеспечивает жесткость и точность. Мачта коробчатого сечения с направляющими для рабочих органов выдерживает высокие задавливающие/ вытягивающие усилия и крутящие моменты. Полезная длина мачты наращивается удлинителями. Электронная система контроля за рабочими параметрами Litronic следит за текущим расходом энергии, уровнем погружения сваи и другими рабочими параметрами молота, а также проводит необходимые расчеты параметров рабочего процесса.

В серию LRB входят модели LRB 125, LRB 125XL, LRB 155, LRB 255. Модель LRB 125 погружает сваи длиной до 12 м с помощью гидромолота H 50 с массой ударной части 4000 кг. LRB 125XL отличается увеличенной длиной мачты и может погружать сваи длиной до 15,5 м. Масса машины LRB 125 – 43 т, LRB 125XL – 46 т.

Машина LRB 155 массой 66,6 т работает с гидромолотами Н85/7 и Н85/5 с массой ударной части 7000 или 5000 кг. Максимальная длина сваи – 21 м. У «старшей» модели LRB 155 массой 80,8 т на мачту навешивают гидромолот Н110/9 или Н110/7 с массой ударной части 9000 или 7000 кг. Длина мачты в полной комплектации 30,2 м позволяет погружать сваи длиной до 27 м.

Машины серии LRB оснащены 8- и 12-цилиндровыми (LRB 255) V-образными дизелями собственного производства мощностью 450 и 670 кВт и гидравлическими системами также собственной разработки и производства. Как известно, компания Lierherr один из лидеров моторостроения и гидравлических систем.

Для сложных условий Liebherr предлагает серию свае­бойных машин LRH с большим вылетом рабочего оборудования, реализованным благодаря удлиненной стреле, паре гидроцилиндров стрелы, отвечающих за вылет, и паре гидроцилиндров, отвечающих за наклон мачты. Серия LRH включает четыре базовые модели: LRH 100, LRH 200, LRH 400 и LRH 600.

Для модели LRH 100 использовано гусеничное шасси роторной буровой машины LB 20. Благодаря оригинальной кинематической схеме рабочий радиус сваебойной машины достигает 8,5 м, при этом угол погружения сваи регулируется на ±18,4° как в продольном, так и в поперечном направлении. Машина работает с гидромолотами серии Н 40 с массой ударной части 2500–7000 кг. Длина мачты позволяет погружать сваи длиной до 19 м. Эксплуатационная масса машины, включающая 12-тонный противовес и 5,6-тонный гидромолот, составляет 65 т. Машина достаточно компактна для транспортировки без демонтажа мачты (с гидромолотом или без него).

Машины LRH 200 строят на базе гусеничного эскаватора HS 855 HD с механическим (канатным) приводом рабочего оборудования или на базе гусеничного крана LR 1100. Мачта решетчатой конструкции подвешивается к базовой решетчатой стреле. На базовую машину дополнительно устанавливают гидравлический механизм позиционирования мачты. Машины LRH 400 строят на базе гусеничного экскаватора HS 885 HD или крана LR 1130, а машины LRB 600 – на базе экскаватора HS 895 HD или крана LR 1280. Конструкция машин серии LRH позволяет работать на больших вылетах, с высокими мачтами и длинными, тяжелыми сваями. Базовая машина может использоваться и как подъемный кран. Грузоподъемность LRH 100 составляет 15 т, LRH 200 – 40 т, LRH 400 – 60 т и LRH 600 – 100 т. В их распоряжении полная линейка гидромолотов Liebherr. Машины LRH 200, LRH 400 и LRH 600 используют в проектах, требующих погружения длинных, тяжелых свай на значительном удалении от машины, например на строительстве причалов.

Универсальные сваебойные машины RTG серии RG выпускает немецкая компания RTG Rammtechnik GmbH, дочерняя компания BAUER AG, основанная в 1996 г. В серию входят 7 базовых моделей на гусеничных шасси, способных погружать железобетонные, стальные и деревянные сваи длиной от 14 до 25 м. Машины могут быть оснащены оборудованием для вибрационного погружения, задавливания, забивки, бурения и для перемешивания грунта. С гидравлическими или дизель-молотами могут работать модели RG 18 S, RG 22 S и RG 25 S с жесткой моноблочной мачтой. Для остальных моделей с телескопической мачтой и индексом «Т» в наименовании свае­бойные операции с дизель-молотами или гидромолотами возможны только при соблюдении определенных условий.

К особенностям машин RTG относится оригинальный рычажный механизм, который обеспечивает регулировку вылета мачты в значительном диапазоне, регулировку высоты мачты, ее наклон вперед, назад и вбок, а также поворот мачты вправо-влево на 90–100°. Машины полностью гидрофицированы. С помощью дополнительной лебедки машина может сама устанавливать и снимать противовес без помощи вспомогательных грузоподъемных средств.

Машина RG 18 S (транспортная масса без противовеса – 61,5 т) построена на базе гусеничного шасси с раздвижной тележкой. Силовая установка – двигатель Cat C18 мощностью 570 кВт. Мачта позволяет работать со сваями длиной до 18 м.

Возможности машины RG 22 S больше: длина сваи до 22 м, хотя в ее основе то же шасси с тем же двигателем. «Старшая» модель транспортной массой 73 т базируется на более тяжелом шасси с двигателем Cat C18 мощностью 570 кВт. Максимальная длина сваи для этой машины – 25 м.

Навесное оборудование, в том числе дизельные молоты, для техники RTG производит американская фирма BAUER-Pileco, присоединившаяся к группе BAUER в 2005 г. Мачты и гидравлические молоты выпускает другая дочерняя компания Fambo Sweden AB.

* * *

Junttan, Liebherr и BAUER не единственные поставщики свае­бойного оборудования. Однако технику именно этих производителей используют в крупных, ответственных проектах. Функциональность и надежность этих машин объясняют их репутацию и распространенность.