3. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ВИБРАЦИОННЫХ И УДАРНО-ВИБРАЦИОННЫХ МАШИН

Ниже приведена инженерная методика расчета параметров вибрационных и ударно-вибрационных машин для погружения, которая находится в соответствии с результатами теоретического исследования процесса погружения свай при чисто-пластическом механизме сопротивления грунта и содержит необходимые коррективы по упругим характеристикам грунта. Влияние упругости грунта учитывается в методике расчета параметров вибрационных и ударно-вибрационных погружателей при определении минимальных перемещений погружаемого элемента за цикл.

Расчет параметров свайного вибропогружателя производят в определенном порядке.

1. На основании исходных данных, характеризующих грунтовые условия, определяют расчетную величину критического сопротивления срыву сваи при заданной максимальной глубине ее погружения.

для шпунта

где I — порядковый номер слоя грунта мощностью проходимого сваей при погружении, общее число слоев; периметр поперечного сечения сваи.

Удельное сопротивление срыву определяют по табл. 1.

2. Определив ориентировочно массу сваи и жестко соединенных с ней частей вибропогружателя, рассчитывают Примерный статический момент массы дебалансов вибровозбудителя

где для железобетонных свай; для остальных погружаемых элементов.

1. Удельное сопротивление срыву

(см. скан)

Рекомендуемые амплитуду перемещений А и частоту необходимые для эффективного погружения шпунта и свай, определяют по табл. 2.

2. Амплитуды перемещений а в зависимости от частоты (в числителе — для песчаных грунтов, в знаменателе — для глинистых)

(см. скан)

3. Необходимая минимальная сила тяжести вибрирующей системы (вибропогружателя и дополнительных грузов):

где площадь поперечного сечения сваи, рекомендуемое необходимое давление для свай, погружаемых в водонасыщенные песчаные и слабые глинистые грунты.

(см. скан)

4. Проверяют отношение силы тяжести к амплитуде вынуждающей силы

После выполнения расчетов по (12) в случае необходимости увеличивают либо силу тяжести либо амплитуду вынуждающей силы (при повышении или

5. Принятые параметры проверяют по следующим ниже формулам:

где у — коэффициент, учитывающий влияние упругости грунта; для низкочастотных вибропогружателей (5—10 Гц); для остальных вибропогружателей.

а также по (11) и (12).

6. Мощность приводного двигателя

где диаметр цапф валов вибровозбудителя, см.

В (15) учтены КПД передачи от двигателя к вибровозбудителю, равный 0,9, коэффициент трения качения в подшипниках вибровозбудителя, равный 0,01, и дополнительный расход мощности на колебания грунтового массива, принятый от мощности, расходуемой на преодоление сопротивления грунта.

Параметры свайного вибромолота подбирают также в определенном порядке.

1. На основании исходных данных о погружаемом элементе сила тяжести ударной части вибромолота

где рекомендуется принимать минимальные значения

2. Выбирают отношение суммы силы тяжести ударной части и силы предварительного нажатия пружин вибромолота к амплитуде вынуждающей силы Р:

3. Амплитуда вынуждающей силы

Силу рекомендуется принимать минималы/ой; оптимальное значение параметра а обеспечивают преимущественно выбором силы тяжести ударной части и амплитуды вынуждающей силы.

4. Статический момент массы дебалансов ударной части

Частоту колебаний ударной части вибромолота следует принимать в интервале 5—7 Гц для вибромолотов, работающих в режиме «один удар за один оборот дебалансов»

5. Выбирают отношение частоты собственных колебаний ударной части к частоте вынуждающей силы

Рис. 5. Области существования ударно-вибрационного режима «один удар за один оборот дебалансов»

При выборе сочетания параметров необходимо пользоваться графиком областей существования режима (рис. 5).

6. Коэффициент суммарной жесткости пружин ударной части

7. Максимальный «подъем» ударной части

8. Скорость ударной части в момент удара

где

Ударная скорость из условия долговечности вибромолота не должна превышать Если при выбранных параметрах величина то необходимо подобрать другие параметры, обеспечивающие значение худ

9. Необходимая мощность двигателя вибромолота

10. Максимальная сила реакции пружин вибромолота

11. Безразмерное сопротивление грунта

где периметр сваи, сопротивление грунта по боковой поверхности; а — сопротивчение грунта в плоскости нижнего конца сваи (ориентировочно по данным

12. Определяют предельную глубину погружения сваи в данных грунтовых условиях, для чего при разных вычисляют осадку сваи за удар

где при отношении масс ударной части и сваи

Предельную глубину погружения определяют из условия равенства осадок за удар упругим деформациям грунта, составляющих для большинства видов грунтов 0,2 — 0,5 см, т. е.

После выполнения равенства (30) по значению соответствующему предельной осадке по (27) определяют предельную глубину погружения сваи

13. Время погружения сваи (мин)

где время прохождения каждого слоя грунта;

здесь осадка сваи за удар в пределах слоя с нарастающим сопротивлением грунта, определяемым с учетом сопротивления от его лежащих выше слоев.

14. Подбор параметров ударно-вибрационных машин для извлечения элементов из грунта производят по такой же методике, однако в этом случае вместо (17) имеем

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

(см. скан)