Теория  вибропогружения

Теория вибропогружения была разработана советским учёным — профессором Д. Д. Барканом в 1949 году. Впервые на практике вибропогружатель использовался при строительстве Горьковской ГЭС. Он назывался БТ-5 и имел следующие характеристики: динамическое усилие 214 кН, эксцентриковый момент 41,67 Гц, а приводом служил 28 кВт электрический мотор. БТ-5 забил 3700 шпунтин на глубину 9-12 метров, тратя при этом на кажую шпунтину по 2-3 минуты.
В 1950 годах в СССР активно шло развитие проектирования и производства вибропогружателей. Советская технология была взята на вооружение японцами. Несколько позже вибропогружатели стали производить в Америке и в Европе. Именно тогда были основаны известые сейчас во всём мире производители, такие как PTC и TRAMAC во Франции, MUELLER, MGF и TUENKERS в Германии, TOMEN в Японии, ICE в Голландии. Первый американский гидравлический вибропогружатель MKT V-10 появился на рынке в 1969 году.
В начале 60-х свои варианты гидравлических вибропогружателей представили во Франции и в Японии. Эти погружатели во многих отношениях отличались от современных. Вместо резиновых демпферов колебаний использовались стальные рессоры. Эксцентрики были длинные и монтировались крестообразно. Мотор был соединён с одним из эксцентриков, а шестерёнки передавали усилие на остальные эксцентрики. В большинстве современных вибропогружателей оба эксцентрика одновременно приводятся в движение переключаемой шестерней.
Классифицировать вибропогружатели не так просто. Одна из самых распространённых классификаций — по частоте, которая связана с динамической силой и эксцентриковым моментом. 1. Низкочастотные вибропогружатели. Рабочая частота таких машин 5-10 ГЦ. Они используются, в первую очередь, для погружения элементов с высокой массой, таких как бетонные сваи или тяжёлые стальные сваи. Примером может служить русский вибропогружатель ВПМ-170. Такие вибропогружатели находились в строительном парке министерства транспорта СССР. Максимальное динамическое усилие этой машины составляет 1700 кН, максимальная частота 9,17 Гц и эксцентриковый момент 510 кг-м. Эта машина была спроекирована специально для забивания кессонов от 2 метров в диаметре. Японская компания TOMEN производила много вибропогружателей такого типа.
2. Среднечастотные вибропогружатели. Такие вибропогружатели работают на частоте 10-30 Гц. Они используются для погружения труб и шпунта. Примером может служить вибропогружатель Б-402. На фотографии Б-402 забивает шпунт Ларссена при строительстве туннеля в Санкт-Петербурге. Максимальное динамическое усилие 270 кН, тогда как рабочая частота 23,8 Гц, а максимальный эксцентриковый момент 12 кг-м. Сейчас большинство представленных на рынке вибропогружателей относятся именно к этому типу.
3. Высокочастотные вибропогружатели.
К этой группе относятся вибропогружатели, которые вибрируют на частоте более 30 Гц. Их, в свою очередь, делят на 2 типа: к первому типу относятся машины, спроектированные, главным образом, исходя из уменьшения вибрации в окружающей среде. В США такие поргужатели производит VULCAN, а в Европе TUENKERS, PTC, ICE. Такие машины активно используются для городского строительства. Другой тип вибропогружателей — это резонансные машины, которые впервые появились на свет в 60-х годах. Рабочая частота этих погружателей 90-120 Гц. Основной идеей является возбуждение реакции вовлечения в погружаемом или извлекаемом элементе. Это приводит к значительному увеличению скорости работы.



Важные технические параметры вибропогружающей техники


Статический момент M [кгм]  

Статический (маховой) момент является  мерой для величины дисбаланса. Как  определяющий фактор для амплитуды  колебаний, он является решающим  параметром для работ по забивке.


Число оборотов (частота колебаний) n [мин–1]
Число оборотов (вибраций) в минуту Этот показатель напрямую связан с частотой  колебаний, с которой работает система. Колебания переносятся через забивной профиль в  грунт, блягодаря чему сокращается поверхностное трение между забиваемым прфилем и  грунтом. Высокие частоты противодействуют нежелательному распространению колебаний  в грунте.

Центробежная сила.
Центробежная сила должна быть настолько большой,  чтобы можно было преодолеть статическое трение  между забиваемым профилем и грунтом. Центробежная  сила оказывает сильное воздействие на сокращение  поверхностного трения и играет важную роль, будучи  ударной силой для преодоления лобового сопротивления.

Амплитуда колебаний S [м]
Амплитуда колебаний вместе с центробежной силой являются мерилом для мощности
забивки. Большая "высота подъема" и большая "сила удара" гарантируют легкое
погружение сваи. Во время работ по забивке и извлечению в вязких грунтах только
достаточно большая амплитуда колебаний может разорвать эластичную связь между
забиваемым профилем и грунтом.

Ускорение a [м/сек2]
Перенос ускорения погружаемого элемента на прилегающий грунт влечет за собой
перемещение частиц грунта, чем снижает трение между частицами и сокращает
сопротивление грунта. Соотношение между ускорением и гравитационной постоянной
указывается как показатель:

Данная относительная величина

Это значение может составлять от 10 до 30.

Посмотреть на карте

какрта проезда ВАДИС