Машины для погружения винтовых свай, выпускаемые опытными партиями на производственных мощностях научно-исследовательских институтов (ВНИИземмаш, ВНИИстройдормаш), не отвечали условиям строительства в районах Сибири и Крайнего Севера, т. к. не обеспечивали возможности продвижения по труднопроходимым и заболоченным территориям; рабочее оборудование являлось сложным и громоздким; массогабаритные характеристики рабочего оборудования делали машины неустойчивыми.
В связи с этим с участием научно-исследовательской лаборатории конструкций электросетевого строительства были разработаны и использовались машины УЗА-1, УЗА-2 и УЗА-2А. В качестве базовой машины был принят трелевочный трактор. Основным рабочим органом для всех трех модификаций служил гидрокабестан, смонтированный на несущем элементе – на рабочей стреле представляющей из себя жесткую пространственную ферму. Стрела шарнирно соединялась с рамой и могла посредством гидроцилиндров подниматься из транспортного в рабочее положение. Шарнирное крепление стрелы позволяло завинчивать сваи и анкера под углом наклона до 40° от вертикали.
Разработка машин типа УЗА способствовала лишь частичному удовлетворению технико-эксплуатационных требований, предъявляемых к машинам для погружения винтовых свай: высокая проходимость и маневренность установок вне зависимости от дорожных условий; универсальность и многофункциональность машины; соблюдение габаритных размеров, позволяющих транспортировать установку железнодорожным, автомобильным и водным транспортом; высокая надежность работы установок в сложных условиях строительства на труднодоступной и болотистой местности; простота и удобство эксплуатации, технического обслуживания и ремонта, комфортабельность работы обслуживающего персонала с соблюдением эргономических требований.
Такие инженерные находки, как использование гидрокабестана в качестве механизма для обеспечения вращательного движения сваи, ключа оригинальной конструкции для фиксации сваи и передачи на нее моментов сил, а также использование мачты, шарнирно закрепленной на раме базового трактора и несущей на себе кабестан, были шагом вперед по сравнению с установками для завинчивания предыдущего поколения. Однако конструкторские решения, реализованные в установках типа УЗА лишь облегчали, но не снимали всех проблем, возникающих при производстве работ. В частности, установки типа УЗА работали лишь на завинчивание сваи, а лидерное бурение выполняла другая машина. На установках УЗА было сложно позиционировать сваю (при наезде на пикет машинисту следовало двигаться точно по следу машины, производившей лидерное бурение). Кроме того, об оптимальности конструкции ключа для фиксирования сваи тоже можно было бы подискутировать.
Для устранения этих недостатков, конструкторы ОАО “Завод СТРОЙДОРМАШ” спроектировали установку для погружения винтовых свай и анкеров УБМ-85, обладающую рядом особенностей, выгодно отличающих ее от установок-предшественниц.
Рабочее оборудование смонтировано на собственной жесткой раме, соединенной, в свою очередь, с рамой базового автомобиля Урал 4320, и расположено за кабиной водителя. Такая конструкция облегчает привязку рабочего оборудования к разным типам грузовых автомобилей, промышленных тракторов либо прочих носителей, обеспечивая наиболее полное удовлетворение требований заказчиков в части транспортного средства для установки.
Вращающий момент от вращателя на сваю в установке УБМ-85 предается непрерывно посредством редуктора, что повысило производительность установки.
Использование ключа оригинальной конструкции для фиксирования сваи на хвостовике выходного редуктора обеспечило передачу “правильного” (вращающего) момента на сваю в ходе процесса завинчивания, но, в то же время, позволяет использовать дозированный пригруз на стадии внедрения сваи в грунт в начале погружения.
Конструктивное решение узла “вращатель-редуктор” позволяет использовать машину для производства работ по бурению скважин сплошными шнеками диаметром от 200 до 800 мм на глубины до 6 м, в т.ч. и для лидерных скважин, что существенно повышает универсальность машины и расширяет спектр решаемых производственных задач.
Вращатель с редуктором расположены на оголовнике телескопической трехсекционной стрелы, шарнирно закрепленной на колонне, установленной, в свою очередь, на опорно-поворотном круге. Опорно-поворотный круг, в свою очередь, закреплен на несущей раме установки, жестко связанной с рамой базового автомобиля. Данное техническое решение позволило говорить о рабочей зоне машины (имеющей сложную округлю форму радиуса до 10 м от оси вращения стрелы). Таким образом, помимо изящного решения проблемы позиционирования машины на пикете, достигается увеличение производительности работ, так как возможно бурить несколько скважин, либо бурить и завинчивать несколько винтовых свай, не меняя местоположения базового транспортного средства.
Возможности телескопируемой стрелы позволяют работать со сваями разных типоразмеров. Максимальная теоретическая длина погружаемой сплошной сваи достигает 11 м. Конструкция стрелы спроектирована с учетом реактивного момента, возникающего на вращателе при выполнении работ по бурению и завинчиванию.
Устойчивость машины на всех рабочих режимах обеспечивают 4 гидравлических аутригера, опорный контур которых составляет прямоугольник со сторонами 4.7 на 5.6 м.
Широкое использование в конструкции установки узлов и комплектующих от лучших европейских производителей обеспечивает высокую надежность установки, плавность работы и возможность совмещения рабочих операций. Кроме того, использование европейской гидроаппаратуры позволяет легко предусмотреть разные варианты управления функциями установки, в том числе и с беспроводного пульта дистанционного управления.