> Техника, страница 54 > Копер

Копер

Копер, устройство для забивки в грунт свай. Различают К. ручные, машинные (с ме-ханич. приводом каната для поднятия бабы), паровые (одиночного действия), овые (в настоящее время не прим шлются) и К. с бабами-молотами—паровыми или пневматическими (двойного действия).

Ручныв К. Остовы ручных К. состоят из треноги или из горизонтальных рам треугольной или трапецои-дальной формы с укрепленными на них стрелами, или ногами, состоящими из одного или двух брусьев и служащими направляющими при движении бабы. Остовы ручных копров делают деревянные; конструкция остова ясна из фигура 1. Высота ручных К.—6—9 метров Более низкими и легкими являются К.-треноги; более высокими и тяжелыми—рамные с вертикальными стрелами.

Бабы ручных К. обыкновенно чугунные, весом 250—700 килограмм, а иногда и деревянные; вес деревянной бабы—100—250 килограмм. Чугунные бабы должен быть отлиты из мелкозернистого нехрупкого чугуна, иметь вид прямоугольного параллелепипеда с квадратным основанием; чтобы баба свободно двигалась между стрелами К. и в то же время направлялась ими, в ней оставляют при отливке 2 или 4 сквозных отверстия для вставки в них железных полос («пальцев») с выступающими концами; верхняя часть бабы прикрепляется кольцом к попарному канату. Деревянные бабы делают из крепкого сухого кряжа, преимущественно дубового, толщиною 35— 53 см; длина бабы—до 1,4 м; деревянные бабы имеют форму усеченной пирамиды или усеченного конуса, стянутых двумя или тремя бугелями из полосового железа. Деревянные бабы быстро мочалятся и применение их экономически невыгодно. Малый вес деревянных баб также ограничивает их применение, так как вообще нормальный вес бабы должен быть не менее чем в 2,5 раза больше веса сваи.

Оснастка ручного К. состоит из:

1) укрепляемого наверху К. шкива или ко

леса с болтом, через которые перекидывается канат (лопарь) для поднятия бабы; 2) блока для подъема свай, прикрепляемого обыкновенно выше шкива к перекладине над стрелами (голова К.); 3) лопаря, служащего для поднятия бабы, для чего одним концом его прикрепляют к ушку бабы, а другим перекидывают через шкив; 4) кошек или веревок, привязываемых к свободному концу лопаря для поднятия бабы; 5) такельного каната

(танька) для подъема и установки свай, продеваемого через блок, прикрепленный к голове К. Устройство и закрепление шкива должен быть такими, чтобы сопротивление от жесткости каната, трение по оси шкива и трение бабы о стрелы копра были минимальными. Условия эти достигаются соответственным увеличением диаметра шкива и такой установкой, чтобы при поднятии бабы лопарем последний был параллелен стрелам К. Шкивы для подъема бабы применяют чугунные (фигура 2), железные и деревянные; последние из 3—4 рядов досок, сколоченных слоями друг к другу перпендикулярно (фигура 3). Диаметр таких шкивов должен быть

>-50 см. Лопарь—толстый вый канат 10Э—150 миллиметров в окружности, служащий для поднятия бабы, ^Фаг· ⁴· ^фаг· ⁵· к которой он прикрепляется одним концом (фигура 4). К другому концу лопаря, перекинутого через шкив, прикрепляются более тонкие канаты (25—50 миллиметров в окружности), называемые кошками (фигура 5), за которые берутся рабочие. Для ручного К. длина лопаря должен быть такова, чтобы последний, будучи привязан за ушко поставленной у основания К, бабы и перекинут через шкив, спускался с него на длину 1,20—2 метров Для предохранения лопаря от изнашивания толщина его должен быть взята с запасом против нагрузки на ~ 20%. Средняя

продолжительность службы каната при непрерывной работе от 1 до 1,5 месяца. Блок для подъема свай применяется деревянный или металлический, диам. > 15 см. Такель-ный канат, служащий для подъема и установки свай, берут в зависимости от веса сваи до 75 миллиметров в окружности.

Ручные К. применяют лишь в том случае, когда при незначительности свайных работ затраты на машинный К. не окупаются.

Машинные К. Первые попытки устройства машинных К. относятся к 1707 г. и принад-

Фиг.

Фигура 7.

лежат франц. ученому Делагиру (de la Hire). Машинные К. отличаются от ручных главк. обр. высотой и способом поднятия и опускания бабы, а также значительным весом бабы, доходящим до 2 000 килограмм, и большими размерами самого остова К.— как нижней горизонтальной рамы, так и вертикальных стрел, имеющ. высоту до 15 л и более. Конструкция остова машинного К. такая же, как и ручного К. с двумя стрелами (фигура 6 и 7), с той лишь разницей, что в машинных К. иногда (когда это требуется) стрелы устраиваются опускными (фигура 7); это дает возможность забивать сваи ниже основания К. без подбабка, что имеет весьма существенное зна-

Фигура 10.

Фигура 8.

Фигура 9.

чение при забивке свай в котловане. Машинные копры можно разделить на 2 рода:

1) К., в которых баба поднимается канатом (фигура 6) или цепью о двух концах (фигура 7), и

2) К., в которых баба поднимается бесконечной цепью (фигура 8 и 9). В К. второго рода в качестве источника движущей силы применяют паровой или иной механический двигатель.

Оснастка машинного К. состоит из: 1) лопаряили цепи; 2) такельного каната;

3) блоков и шкивов для подъема бабы 0 ^ 50 см; 4) блоков для подъема свай 0 ^ 15 см; 5) приспособлений для подвешивания бабы: спускового крюка (фигура 10), автоматич. действующего крюка (фигура 11) и автоматически действующих клещей (фигура 12); действие этих приспособлений ясно из фигур; 6) приспособлений для приведения бабы в действие; к таковым относятся: а) ворот, или шпиль, к-рый представляет собою деревянный вертикальный вал, вращаемый рабочими при помощи горизонтальных рукояток (аншпуг); конец лопаря наматывается или на ворот или на особый барабан с несколько бблыним диаметром; барабан имеет свободный ход, для того чтобы при спуске каната после подъема бабы не вращать всего механизма, а только один барабан с канатом; фигура 6 показывает машинный копер с вертикальным деревянным воротом и барабаном; при более легких бабах иногда устраивают не вертикальный, а горизонтальный ворот

(фигура 13); б) лебедка, которая в зависимости от веса бабы бывает или с одиночной или с двойной зубчатой передачей и устанавливается там же, где и ворот, на нижней раме остова (фигура 7); для вращения ворота или лебедки, поднимающей бабу, требуется на каждые 82— 115 килограмм бабы по 1 рабочему; в) конный привод, устраивается в стороне от К. Тяжелые машинные К. должны иметь приспособления для свободного передвижения их по одному, а иногда и по двум направлениям.

Из машинных К., относящихся по устройству привода к первому роду, с паров, двигателями, укажем на К. сист. Кретьена (фигура 14). Он состоит из парового цилиндра А высотой 2,8 метров и диам. 24 см, приводящего в движение бабу В весом 950 килограмм при помощи цепи С. Лебедка D служит для укорочения и удлинения цепи в зависимости от положения головы сваи. Наибольшая высота падения бабы 5 метров Число ударов в мин. 12—20. Благодаря шарнирному прикреплению стрел и цилиндра к горизонтальной раме эти части могут наклоняться, а потому можно забивать сваи с уклоном до 1 :10.

Из машинных К. второго рода укажем на К. системы Менк и Гемброк (Menk & Hamb-rock); в нем (фигура 8) баба поднимается бесконечной цепью Галля, приводимой в дви-

Фигура 11.

Фигура 12.

жение паровым двигателем. Деталь зацепления бабы за бесконечную цепь показана на фигуре 9. Зацепление бабы и ее срыв произво- дятся при помощи рычага S, связанного с замыкающим аппаратом, стержень которого входит в звено цепи. Вес бабы 800—1 800 килограмм. Высота стрел 10—20 метров Высота подъема бабы произвольная. При подъеме бабы до 3 я можно получить 8—10 ударов в минуту.

Паровые К. одиночного действия также бывают двух родов: 1) К., в которых паровая баба сконструирована с неподвижным поршнем и бьющим по свае цилиндром, и 2) К. с неподвижным цилиндром и бьющей по свае бабой, закрепленной на штоке поршня. В паровых К., вследствие ограниченной высоты подъема бабы, последней придают более тяжелый вес. Так, при забивке в 1928 году железобетонных свай под фундаменты зданий ЦИК и Сов-Фигура 13. ма СССР в Москве применялись бабы системы Арциша весом от 2 000 до 12 000 килограмм. Высота падения паровых баб от 0,6 до 1 м; наибольшее число ударов от 50 до 100 в мин. Благодаря последнему обстоятельству работа копра с паровыми бабами в некоторых грунтах (плывунах, вязких глинистых и особенно сыпучих песчаных) оказывается весьма производительной. В грунтах же упругих слишком большое количество ударов в мин. паровой бабы может привести к получению неправильного отказа; поэтому в таких случаях, чтобы убедиться в правильности отказа, надо дать свае-передохнуть, а потом попробовать отказ. Это явление объясняется тем, что в упругих грунтах при слишком частых ударах создается накопление упругих деформаций грунта в окружающ. сваю области, которые не успевают в процессе забивки рассосаться вглубь, почему свая может давать преждевременный отказ.

Из паровыхкопров первого рода в CCCr применяется пре имущественно копер системы Арциша (фигура 15), где А—бьющий по свае паровой цилиндр (баба), весом 850—900 килограмм, у—поршень цилиндра, имеющий два штока, из которых нижний M—сплошной, а верхний М—полый. Нижний шток· снабжен острым шты рем, при помощи которого он закрепляется на голове сваи. В поршне проделаны каналы а, дающие выход из полого штока М в надпоршневое пространство. Правильное положение сваи закрепляется хомутом. Верхняя крышка парового цилиндра А снабжена сальником с который препятствует пропуску пара наружу. Для удаления из-под поршня воздуха при подъеме бабы внизу цилиндра сделаны отверстия то и то. На верхнем полом штоке насажен и закреплен в кольце особый парораспределительный механизм (золотниковая коробка), при помощи которого пар впускается в полый щток М, затем поступает из штока в надпоршне- и вое пространство и | поднимает бабу. Ко-1| гда баба достигает $ своего наивысшего | положения, полый И шток М вверху при г помощи парораспре- делительного меха- 1), низма получает со-, общение с атмосфе- и рой, куда и удаляет- Ь-· ся пар из цилиндра § бабы, почему послед- | няя свободно падает. I Высота подъема бабы | может регулироваться положением кулака * на штанге I.; полная же высота подъема бабы около 1 метров Число ударов в 1 мин.—до 50. Слабым местом в паровой бабе сист. Арциша является полый шток М, который при перевозках и установках легко может быть погнут или помят, что нарушает правильную работу паровой бабы. Из паровых копров первого рода по простоте своей конструкции заслуживает внимания К. системы Лякура, у которого поршень неподвижен, как и в К. сист. Арциша, но не имеется верхнего штока; вес бабы до 4 000 килограмм; высота подъема ее 0,7—2,5 м; число ударов 30—40 в минуту. Кроме паровых К. сист. Арциша и Лякура известен К. сист. Левицкого; по сложности конструкции он имеет ограниченное применение. Из паровых К. второго рода известен копер сист. Насмита, устарелой конструкции; в настоящее время не применяется.

Сравнение стоимости забивки свай К. различных систем дает следующее соотношение: паровой К.—1, машинный К.—6 и ручной К. — 13. Соотношение производительности К.: машинный К.—1, ручной К.—3 и паровой К,—28.

Из америк. конструкций паровых баб первого рода, то есть с неподвижным поршнем и бьющим цилиндр.ом, известны бабы системы Уорингтона, Арнота и др. Баба К. системы Уорингтона имеет вес ударной части 2 260 килограмм, полный вес—4 600 килограмм, высоту падения—1 м, число ударов в минуту—60; потребная мощность—401Р. Баба системы Арнота имеет вес ударной части до 1116 килограмм, полный вес— 5 500 кз, высоту падения—0,60 м, число ударов в минуту—100; потребная мощность— 50 IP. Баба системы Арнота может работать сжатым воздухом.

Бабы-молоты. Кроме отмеченных типов паровых баб за последнее время в Западной Европе, а в особенности в США, получили широкое применение т. наз. бабы-молоты— паровые или пневматические свайные молоты (Steam pile hammer) двойного действия. Главное достоинство свайных молотов в том, что они м. б. применяемы без станины К. и притом в малодоступных местах. При работе свайными молотами малой мощности их держат в руках непосредственно, а при более значительной мощности подвешивают к крану или ясе к какому-либо иному приспособлению. Свайными молотами забиваются сваи без подбабка при всякой глубине котлована; кроме того ими можно забивать сваи в самой воде на глубине от поверхности воды до 23 ж. В Америке очень распространен свайный молот двойного действия фирмы Кирнан - Терри (Kiernan-Terry) с числом ударов в мин. 200—500. Он состоит (фигура 16) из. корпуса А, поддона его В, скалки С и поршня Р. Парораспределение в нем осуществляется автоматически действующим золотником D. Чугунный корпус молота устанавливается непосредственно на головах свай. Самый же молот (или баба его) находится внутри корпуса и поднимается и опускается

ла: а—для пропуска пара, предназначенного для подъема молота, и b—для проведения пара под поршень, то есть для содействия силе удара падающего вниз молота (цилиндра С). На верхней части рамы А помещена авто-матич. парораспределительная коробка В, при помощи которой можно регулировать движение молота (цилиндра С). Кроме отмеченных уже типов свайных молотов известен свайный молот Union, применяемый и в СССР на Днепрострое. Свайным молотом Union при постройке пристани в Маниле забивались железобетонные сваи длиной

33 метров и весом 32 т.

Свайн. молоты применяются не только для забивки свай, но и для вытаскивания их. Вытаскивание шпунтовых рядов сделалось в современной строительной практике такой же неотъемлемой частью работ, как и сама забивка. Для вытаскивания сваи молот поворачивают головой вниз и ушко корпуса, которым он в нормальных условиях подвешивается к крану, соединяют цепью или особыми стальными захватами с вытаскиваемой сваей. Молот подвешивают к крану или деррику, к-рые

Данные, относящиеся к свайным молотам фирмы Кирна н-Т е р р и.

№	Вес	в кг	Размеры в		м	Поршень		Число ударов в мин.	Приведенная высота падения бабы в м	Необходимое в 1 ч. количество пара в килограммах при давлении в котле 5,6 atm	Диам. паропровода в мм
	Полного комплекта	Падающей массы (бабы)	Длина	Шири на	Высота	Дна-метр в миллиметров	Ход В миллиметров
9	В 400	750	0,533	0,533	1,98	381	305	200	1,90	820	50
7	2 260	365	0,533	0,406	1,60	317	241	225	1,56	480	38
6	1 320	182	0,381	0,381	1,42	247	222	275	1,80	365	32
5	680	91	0,280	0,280	1,29	178	178	300	1,50	275	32
3	290	31	0,228	0,211	1,34	182	146	300	1,55	205	25
2	182	21,5	0,190	0,168	1,01	103	133	450	1,02	175	19
1	65	9,5	0,203	0,152	1,00	57	95	500	1,54	135	19

паром, причем молот передает свой удар нижнему поддону корпуса, а не ударяет непосредственно по свае. Фирма Кирнан-Терри выпускает свайные молоты нескольких типов; в таблице сведены данные о семи типах молотов фирмы Кирнан-Терри. Номера 1, 2, 3, 5 и 6 предназначаются для шпунтовых стенок, а номера 7 и 9 как для них, так и для отдельных свай (железобетонных). Одним из недостатков конструкции свайных молотов Кирнан-Терри является то, что они не имеют приспособлений для регулирования хода самого молота, что требуется в некоторые моменты забивки свай, например в начале забивки. Такого типа свайным молотом, то есть с регулирующим парораспределением, является молот Губерта (фигура 17) В нем цилиндр С является молотом (ударяющей мае ой), А—жесткая рама, направляющая движение молота к верхней крышке, к которой неподвижно прикреплен шток поршня Т. В штоке имеются два кана должны сообщать ему постоянное натяжение. Скорость вытаскивания свой считают в среднем равной скорости забивки.

Лит.: Баталин С., О- паровом копре инж. С. Арциша, «Журн. Мин. пут. сообщ.», СПБ, 1892; Бреннеке Л., Устройство оснований и фундаментов, СПБ, 1901; Курдюмов В. И., Материалы для курса строит, работ, вып. 3—Свайные работы, СПБ, 1911; Джекоби и Девис, Основания и фундаменты мостов и зданий, М., 1921; П р е и с П. В., Строит, работы, М., 1926; Д м о х о в с к и и В. К., Курс оснований и фундаментов, М.—Л., 1927; его же, Свайный молот, «СП», Москва, 1926, 5; Розов И. А., Забивка свай, «Америк, техника», Нью Иорк, 1927, т. 4,· 77; Bre nnecke L., Der Grundbau, 4 Auli., В. 1, В., 1927; Luckemann Н., Der Grundbau, 2 Aufl., B., 1913; Jacob jH. a. Davis R., Foundations of Bridges a. Buildings, New York, 1925; F r a n z i u s, Der Grundbau, Berlin, 1927. H. Герливанов.