Mașini pentru lucrări de fundație

12. Masini pentru lucrari de fundatii

La executarea lucrarilor de fundatii, pe langa masini utilizate si la alte lucrari (ca de exemplu masini de sapat, masini de sapat si transportat, masini de ridicat, masini pentru transportul betoanelor), se utilizeaza si masini speciale si anume:

-masini pentru infigerea elementelor de constructii in pamant;

-masini pentru executarea peretilor turnati in pamant (pereti mulati, ecrane);

-masini pentru executarea coloanelor de fundatie;

-masini pentru executarea ancorajelor;

-masini pentru prepararea si transportul noroiului bentonitic;

-masini pentru injectarea unor amestecuri in pamant in vederea consolidarii terenului;

-masini pentru evacuarea apei din zona de lucru.

Masinile de forat au o larga utilizare la lucrari de fundatii (executarea gaurilor pentru coloane de fundatii si ancoraje, executarea peretilor din piloti secanti), dar se utilizeaza si la alte lucrari ca de exemplu: foraje pentru alimentari cu apa, foraje in cariere pentru dislocarea rocilor cu explozivi, foraje pentru studii geotehnice, foraje pentru executarea tunelelor sub pamant, foraje pentru subtraversarea unor constructii.

12.1. Masini pentru infigerea elementelor de constructii in pamant

Masinile pentru infigerea elementelor de constructii in pamant se utilizeaza la urmatoarele lucrari:

-infigerea in pamant a pilotilor prefabricati din beton, a profilelor metalice, a palplanselor, a pilotilor din lemn, a tevilor etc.;

-infigerea in pamant a tuburilor de protectie a forajelor pentru coloane de fundatie;

-executarea gaurilor in pamant slab, usor compactabil, prin infigerea unor tuburi avand capatul inferior astupat;

-executarea coloanelor din balast si pamant;

-compactarea in adancime a terenurilor de fundatie.

Dupa metoda de infigere folosita, masinile de infigere se clasifica astfel:

a) masini de infigere prin batere;

b) masini de infigere prin vibrare;

c) masini de infigere prin apasare si rotire.

12.1.1. Masini de infigere prin batere

Masinile de infigere prin batere se recomanda la infigerea elementelor de constructii in pamanturi coezive.

In figura 12.1 se indica schema unei masini de infigere prin batere, care cuprinde doua parti:

a) berbecul (poz. 5), utilajul care realizeaza lovitura asupra elementului (poz.7);

b) soneta (poz.1-4), utilajul care constituie suportul berbecului, realizand ghidarea berbecului si a pilotului, precum si manevrarea acestora.

Dupa sistemul de actionare, berbecii se clasifica astfel:

-berbec cu actiune mecanica (greutate ridicata de un troliu si lasata sa cada liber);

-berbec diesel;

-berbec pneumatic;

-berbec hidraulic.

Fig.12.1. Schema unei masini de infigere prin batere

1 - masina de baza cu platforma rotitoare; 2 - catarg (2'-pozitia limita inclinat spre spate; 2''- pozitia limita inclinat spre fata); 3 - mecanism de manevrare a catargului pentru pozitiile de lucru si de transport); 4 - trolii pentru manevrarea berbecului si a pilotului; 5 - berbec; 6 - ghidajele berbecului; 7 - elementul ce se infige in pamant (pilot).

Organul activ al masinilor de infigere prin batere este berbecul.

Berbecul mecanic - este un mai metalic lasat sa cada ghidat, de la o inaltime prestabilita, pe capul elementului care se infige. Berbecii diesel sau pneumatici se fixeaza direct pe capul elementului de infipt.

Berbecii diesel - au o parte fixa (solidara cu elementul de infipt), care poate juca rol de piston- la o varianta, sau de cilindru - la altele, si o parte mobila (cilindru, respectiv piston -dupa caz) care, pentru initierea functionarii, este ridicata cu o funie sau un cablu si apoi eliberata. Pe ultima portiune ghidata a caderii, se produce compresia aerului cuprins si apoi injectia de motorina. Urmeaza autoaprinderea si explozia - ca la orice MAI cu apindere prin compresie (MAC). Efectul este dublu: infigerea exercitata asupra elementului, propulsia partii mobile si pregatirea ei in vederea urmatoarei caderi.

Berbecii pneumatici - au corpul cilindrului fixat pe capul elementului de infipt, iar pistonul este mobil. Berbecul este alimentat de un compresor cu aer. Pot fi cu actiune simpla (aerul comprimat asigura doar ridicarea partii mobile) si cu actiune dubla (aerul comprimat actioneaza si la ridicare, dar si la cadere si lovire - ca urmare a unei distributii automate a aerului).

Berbecii hidraulici - au o alcatuire si functionare mult mai complexa.

Principalii parametri ai berbecului sunt: energia de lovire [kJ], masa piesei de lovire m [kg], cursa/ inaltimea de cadere h [m], frecventa loviturilor ? [s-1/ Hz], masa berbecului M [kg], dimensiuni de gabarit. Alegerea berbecului se face functie de tipul si dimensiunile elementului, adancimea de infigere si caracteristicile pamantului.

Intervalele in care se incadreaza berbecii uzuali sunt prezentate in tabelul 12.1.

La berbeci de tip mai, energia de lovire este data de formula:

E_l=Mgh (12.1)

Tabelul 12.1. Domeniile in care se incadreaza caracteristicile principale ale diverselor tipuri de maiuri

Tipul berbecului Masa partii de lovire Energia de lovire Frecventa loviturilor Inaltimea de cadere

kg kJ lov/min m

Diesel 500...6000 50...250 35...60 3,5...6

Diesel rapizi 1500...4500 35...125 80...100 5....5,6

Pneumatici, cu simpla actiune 2500...15000 35...200 30...50 4,5....5

Pneumatici, cu dubla actiune 20...2250 0,25...27 100...500 1,25...4,5

Numarul de lovituri necesare infigerii se poate calcula in functie de berbecul utilizat, masa si forma elementului de infipt si de natura terenului.

In practica, infigerea se realizeaza pana la o adancime de refuz, adica pana in momentul cand adancimea de infigere - in mm, dupa un numar de lovituri succesive, devine constanta si nesemnificativa.