Копёр

Копёр — это строительная машина, предназначенная для подъёма, установки в проектное положение и погружения в грунт свай, шпунта, труб и других вертикальных элементов фундаментов и ограждений. Копры относятся к классу грузоподъёмных и сваебойных машин и используются в промышленном, гражданском, гидротехническом и транспортном строительстве. Основными рабочими органами копра являются стрела (мачта), механизм подъёма и опускания сваи, а также устройство для погружения — молот или вибропогружатель.

История

Первые прообразы копров появились в глубокой древности. Для забивки деревянных свай при строительстве мостов, плотин и зданий использовались ручные бабы — тяжёлые чугунные или каменные грузы, которые поднимали с помощью воротов и канатов, а затем сбрасывали на сваю. Такие устройства были известны ещё в Древнем Риме и Китае.

Механизация процесса началась в XIX веке с появлением паровых машин. В 1840-х годах в Англии были созданы первые паровые молоты для забивки свай. К середине XIX века копры стали оснащаться паровыми лебёдками и направляющими стрелами, что позволило значительно увеличить скорость и точность работ.

В XX веке с развитием дизельных и электрических двигателей появились дизель-молоты, а затем и гидравлические молоты. В 1950—1960-х годах в СССР были разработаны и серийно выпускались копры на базе гусеничных тракторов (например, копёр СП-49 на базе трактора Т-100М). В конце XX — начале XXI века широкое распространение получили копры на колёсном шасси и самоходные гидравлические установки, позволяющие быстро менять положение стрелы и работать в стеснённых условиях.

Классификация

Копры классифицируются по нескольким основным признакам.

По типу ходового устройства

• Гусеничные копры — наиболее распространённый тип, обладающий высокой проходимостью и устойчивостью. Используются на строительных площадках со сложным рельефом и слабыми грунтами. Примеры: копры на базе тракторов «Челябинец» (Россия), Junttan (Финляндия).
• Колёсные копры — устанавливаются на автомобильное или специальное колёсное шасси. Обладают высокой мобильностью, могут передвигаться по дорогам общего пользования. Применяются в городском строительстве и при работах на линейных объектах (трубопроводы, линии электропередачи).
• Рельсовые копры — используются при строительстве мостов, портов и других объектов, где требуется высокая точность позиционирования. Перемещаются по временным рельсовым путям.
• Навесные (навесное оборудование) — копровая установка, монтируемая на экскаватор или кран. Такие копры универсальны, так как основная машина может использоваться и для других видов работ.

По типу привода рабочего органа

• Копры с механическим молотом — используют энергию падающего груза (бабы). Просты, но малопроизводительны и устарели.
• Копры с паровоздушным молотом — работают на сжатом воздухе или паре. Ранее широко применялись, но из-за низкого КПД и громоздкости вытеснены более современными типами.
• Копры с дизель-молотом — наиболее распространённый тип в XX веке. Молот работает по принципу дизельного двигателя: топливо воспламеняется от сжатия, создавая ударное усилие. Различают штанговые и трубчатые дизель-молоты.
• Копры с гидравлическим молотом — современный тип, обеспечивающий высокую энергию удара, низкий уровень шума и возможность регулировки параметров. Широко применяются при работе вблизи жилых зданий.
• Копры с вибропогружателем — используются для погружения свай в песчаные и водонасыщенные грунты. Вибропогружатель создаёт вынужденные колебания, снижающие сопротивление грунта.

По способу установки сваи

• Копры с наклонной стрелой — позволяют забивать сваи под углом (наклонные сваи) для повышения устойчивости фундамента.
• Копры с вертикальной стрелой — предназначены для забивки только вертикальных свай.

Устройство и основные узлы

Типовой копёр состоит из следующих основных частей:

1. Ходовая часть — гусеничная, колёсная или рельсовая тележка, обеспечивающая перемещение машины.
2. Поворотная платформа — на ней размещены силовая установка (двигатель), кабина оператора, лебёдки и гидравлическое оборудование.
3. Стрела (мачта) — направляющая конструкция, по которой перемещается молот или вибропогружатель. Стрела может быть телескопической или решётчатой, часто оснащается механизмом наклона для забивки наклонных свай.
4. Молот или вибропогружатель — рабочий орган, непосредственно воздействующий на сваю.
5. Наголовник — сменное приспособление, надеваемое на голову сваи для защиты её от разрушения при ударе и для правильной передачи усилия.
6. Система управления — гидравлическая, электрическая или пневматическая система, обеспечивающая подъём, опускание и позиционирование сваи и молота.
7. Лебедки — для подъёма сваи и молота, а также для натяжения канатов.

Применение

Копры используются в различных областях строительства:

• Фундаментостроение — устройство свайных полей под здания и сооружения (жилые дома, промышленные цеха, торговые центры).
• Гидротехническое строительство — возведение причалов, дамб, плотин, шлюзов. Здесь часто применяются вибропогружатели для работы в водонасыщенных грунтах.
• Транспортное строительство — строительство мостов, путепроводов, эстакад, а также опор линий электропередачи и контактной сети железных дорог.
• Укрепление склонов и берегов — забивка шпунтовых свай для предотвращения оползней и эрозии.
• Горное дело — крепление горных выработок и устройство ограждений.

Современные тенденции

В современном строительстве наблюдается тенденция к увеличению доли гидравлических копров, которые обеспечивают более высокую производительность и точность, а также снижают уровень шума и вибрации, что особенно важно в условиях плотной городской застройки. Активно развиваются системы автоматизированного управления, позволяющие контролировать глубину погружения, угол наклона сваи и энергию удара в реальном времени.

В России крупными производителями копров являются ООО «Копёр» (г. Екатеринбург), ООО «Стройдормаш» (г. Кемерово), а также ряд предприятий, выпускающих навесное оборудование для экскаваторов. Среди зарубежных производителей выделяются компании Junttan (Финляндия), Bauer (Германия), PTC (Франция), ICE (Италия).

Интересные факты

• Самая длинная свая в мире (длиной около 80 метров) была забита в 2010 году при строительстве моста через пролив Босфор в Стамбуле с использованием специализированного копра.
• В СССР копры часто базировались на тракторах ЧТЗ (Челябинский тракторный завод), которые были приспособлены для работы в условиях Сибири и Крайнего Севера.
• Для забивки свай в вечной мерзлоте применяются специальные копры с паровыми иглами, которые оттаивают грунт вокруг сваи.

Источники

• Строительные машины: Справочник / Под ред. В. А. Бауман. — М.: Машиностроение, 1976.
• ГОСТ 18962-86 «Копры строительные. Типы, основные параметры и размеры».
• Технология строительного производства / Под ред. О. О. Литвинова. — М.: Стройиздат, 2005.
• Материалы сайта ООО «Копёр» (г. Екатеринбург).
• Junttan Oy. Product catalog. — 2020.