Справочник строителя | Разработка грунта механизмами

ЗЕМЛЕРОЙНО-ТРАНСПОРТНЫЕ МАШИНЫ

Основные землеройно-транспортные машины — скреперы и бульдозеры, которые за один цикл разрабатывают грунт, перемещают, разгружают в насыпь и возвращаются в забой порожняком.

Скреперы — наиболее высокопроизводительные землеройно-транспортные машины. Их эксплуатационные возможности позволяют разрабатывать котлованы и планировать поверхности. Есть прицепные (с объемом ковша 3,7 и 8 м³), полуприцепные (4,5 м³) и самоходные (8,15 и 25 м³) скреперы. Применение прицепных и полуприцепных скреперов наиболее эффективно при транспортировке грунта на расстояние до 1 км, а самоходных — до 3 км.

С помощью скреперов ведут разработку, транспортировку и укладку грунтов I и II групп по трудности разработки (песчаных, супесчаных, лессовых, суглинистых, глинистых и др., не имеющих валунов, с примесью гальки и щебня в.объеме не более 10%). Плотные грунты необходимо предварительно рыхлить.

Цикл работы скрепера состоит из набора грунта, движения нагруженного скрепера, разгрузки ковша и движения порожнего скрепера. Скрепер с объемом ковша 3-8 м³ снимает ковшом стружку грунта толщиной 0,12-0,35 и шириной 1,65-2,75 м. Толщина отсыпаемого слоя — 0,35-0,5 м. Для обеспечения равномерной толщины отсыпаемого грунта ковш разгружают только при движении скрепера.

Грунт набирают при прямолинейном движении скрепера. Для увеличения толщины стружки, сокращения затрат времени и пути наполнения ковша применяют тракторы-толкачи, число которых зависит от типа скрепера, вместимости ковша и дальности транспортировки (1 толкач на 2-16 скреперов). Длина пути наполнения ковша при совместной работе скрепера и толкача в супесчаных и суглинистых грунтах сокращается до 10-12 м, в глинистых — до 15-18 м при нормальной длине пути наполнения 22-26 м. При этом толщина стружки увеличивается на 20-25%. Трактор-толкач особенно эффективен при разработке плотных и тяжелых грунтов, когда усилия тягача скрепера при наборе грунта не хватает.

В зависимости от вида скреперы набирают грунт различными способами. Способ набора грунта постоянной толщины тонкой прямой стружкой применяют на любых связных грунтах при работе под уклон. Клиновой, т.е. с переменной толщиной стружки, — при разработке любых связных грунтов на горизонтальных участках. Гребенчатый с переменным заглублением и выглублением ковша — при разработке сухих суглинистых и глинистых грунтов на горизонтальных участках. Клевковый с переменным заглублением ковша скрепера на возможно большую глубину и последующим полным его выглублением (разновидность гребенчатого способа) — при разработке сухих песчаных и супесчаных грунтов на горизонтальных и наклонных участках.

Последовательность проходок может быть разной, на практике чаще всего используют схемы разработки грунта последовательными проходками (полоса рядом с полосой), проходками через полосу и ребристо-шахматными проходками. Разработка по схеме «полоса рядом с полосой» нерациональна из-за потерь грунта в виде боковых валиков. Разработка грунта проходками через полосу и по ребристо-шахматной схеме уменьшает рассыпание при резании и способствует лучшему наполнению ковша.

В зависимости от характера возводимого сооружения, взаимного расположения мест разработки и укладки грунта, а также от местных условий применяют следующие траектории движения скреперов: эллиптическую, спиральную, «восьмеркой», зигзагообразную, челночно-поперечную и челночно-продольную.

Наиболее простая — эллиптическая схема, она применяется в большинстве случаев при планировочных работах в промышленном и гражданском строительстве. Наибольший эффект дает при возведении насыпей или разработке выемок на линейно-протяженном строительстве с высотой насыпи или глубиной выемок не более 2 м, т.е. когда не требуется устройство выездов.

Спиральная схема представляет собой разновидность эллиптической, она применяется при возведении широких насыпей из двухсторонних резервов или широких выемок высотой или глубиной до 2,5 м. Не требует устройства съездов и выездов. Поскольку отсыпка грунта по этой схеме производится перпендикулярно оси возводимого сооружения, сокращается дальность транспортировки, что увеличивает производительность.

Схема движения скрепера по «восьмерке» применяется в подобных условиях, что и эллиптическая. Отличием является то, что скрепер при движении по «восьмерке» чередует правые и левые повороты, что улучшает технико-эксплуатационные показатели и почти вдвое сокращает время на повороты. Производительность скрепера повышается на 3-5%.

Схема движения скрепера по зигзагу применяется при возведении насыпей высотой до 6 м из резервов по длине захвата 200 м и более. Уменьшается число поворотов и дальность возки грунта, до 15% повышается производительность скрепера по сравнению с организацией работы по эллиптической схеме.

Челночно-поперечную схему применяют на возведении насыпей высотой менее 1,5 м при работе из двухсторонних резервов. Движение скреперов аналогично движению по эллиптической схеме, но по сравнению с эллиптической схемой производительность скрепера в этом случае выше на 20-25%.

Челночно-продольная схема движения скреперов применяется при возведении насыпей до 5-6 м с заложением откосов не круче 1:2 с транспортировкой грунта из двухсторонних резервов. Холостой пробег скрепера при этой схеме сокращается до минимума.

При вертикальной планировке площадей рекомендуются эллиптическая, спиральная и челночно-поперечная схемы движения скреперов.

Скреперные работы рационально производить в две смены.

Тяжелые грунты, а также грунты с примесями, разработка которых затруднена, предварительно рыхлят на толщину срезаемой стружки. Для рыхления применяют рыхлители — навесное или прицепное оборудование к гусеничному трактору. Рыхлитель оборудован пятью стойками^:ножами, при рыхлении особо плотных грунтов пользуются тремя — вторую и четвертую снимают.

---

Как правило, бульдозерами разрабатывают грунт в неглубоких и протяженных выемках и резервах для перемещения его в насыпи на расстояние до 100 м (при применении более мощных тракторов можно перемещать грунты и на большие расстояния). Бульдозеры применяют для окучивания грунтов, обратной засыпки траншей и пазух котлованов, зачистки дна котлованов после экскаваторных работ, для разравнивания и планировки грунта.

Рис. Способы срезания стружки при работе скрепера: а – с наполнением ковша стружкой постоянной толщины; б – с наполнением ковша стружкой переменного сечения; в – гребенчатый способ наполнения ковша стружкой; г – наполнение ковша способом клевков

Рис. Способы разработки забоя: а – траншейно-гребенчатый; б – ребристо-шахматный

Выемки бульдозером разрабатывают ярусами, соответствующими толщине стружки, снимаемой за одну проходку от начала выемки к середине. При этом обеспечивают эффективную работу бульдозера под уклон.

Цикл работы бульдозера состоит из следующих операций: резания и набора грунта путем снятия стружки под уклон; перемещения грунта с надвижкой его отвалом; разгрузки грунта и возвратного холостого хода.

На этапе перемещения грунта наблюдаются его потери от осыпания в сторону отвала. Для уменьшения потерь отвалы оборудуют по бокам открылками ящичного типа.

Планировка площадок бульдозерами выполняется преимущественно двумя способами: траншейным и послойным. По первому способу выемку разбивают на ярусы глубиной 0,4-0,5 м. Разработка каждого яруса ведется траншеями на ширину отвала с оставлением между ними полосы нетронутого грунта шириной 0,4-0,6 м. Этот грунт срезают бульдозером в последнюю очередь.

Траншейный способ исключает значительные потери грунта при транспортировке, поэтому он более производительный. При послойном способе выемка разрабатывается слоями на толщину снимаемой стружки за один проход бульдозера последовательно по всей ширине выемки или отдельным ее частям. Этот способ применяется при небольшой глубине срезки и сложном очертании площадок.

Если грунт перемещают на расстояние свыше 40 м, применяют разработку с промежуточным валом, а также спаренную работу двух бульдозеров. Отсыпку грунта ведут послойно, начиная с точки, наиболее удаленной от места забора, путем постепенного подъема отвала. Возвращается бульдозер в забой для повторения цикла при дальности перемещения до 70 м задним ходом без разворота машины. При разработке особо плотных грунтов их предварительно разрыхляют.

Рис. Способы резания грунта бульдозером: а – обычное резание; б – гребенчатое резание

Рис. Схемы работы бульдозера: а – однослойным зарезанием; б – траншейным зарезанием.

Цифрами указана очерёдность резания

---

Производство земляных работ грейдерами

Грейдеры используют при планировке территории, откосов земляных сооружений, зачистке дна котлованов и отрывке канав глубиной до 0,7 м, при возведении протяженных насыпей высотой до 1 м и нижнего слоя более высоких насыпей из резерва. Автогрейдерами профилируют дорожное полотно, проезды и дороги.

Наиболее эффективно использовать автогрейдеры при длине проходки 400-500 м. Плотные грунты до разработки грейдером предварительно разрыхляются. При возведении насыпи из разрабатываемого резерва наклонный нож сдвигает срезанный грунт в сторону насыпи. При следующей проходке грейдера этот грунт перемещается еще дальше в том же направлении, поэтому целесообразно организовывать работу двумя грейдерами, один из которых срезает, а другой перемещает срезанный грунт.

При возведении насыпей и профилированного дорожного полотна зарезание грунта начинают от внутренней бровки резерва и ведут послойно: сначала вырезают стружку треугольной формы, затем до конца слоя стружка получается прямоугольной. При разработке широких резервов в грунтах, не требующих предварительного разрыхления, зарезание начинают от внешней бровки резерва и ведут послойно, при всех проходах стружка треугольной формы; возможен другой способ: стружка при этом получается треугольной и четырехугольной формы.

При выполнении различных операций углы наклонов грейдера изменяются в следующих пределах: угол захвата — 30-70 градусов, угол резания — 35-60 градусов, угол наклона — 2-18 градусов.

Рекомендуемые углы установки ножа грейдера

Рабочие операции	Углы установки ножа, град.
	захвата	резания	наклона
Резание грунта:
разрыхленного плугом	до 30	до 40	15
разрыхленного рыхлителем	30-35	до 40	15
не разрыхленного	35-40	до 35	15
Перемещение грунта	35-50	35-45	18
Разравнивание грунта	55-70	50-60	2
Планировка грунта	45-55	40-45	18

---

В практике строительства применяется несколько способов укладки грунта:

грунт укладывают слоями, отсыпая его от бровки к оси дороги (профилировочные работы в нулевых отметках при высоте насыпи, не превышающей 0,1-0,15 м);

валики размещают один возле другого с соприкосновением их только основаниями (отсыпка насыпей высотой 0,15-0,25 м);

каждый последующий валик частично прижимают к ранее уложенному, перекрывая его основанием на 20-25%; гребни этих двух валиков располагаются на расстоянии 0,3-0,4 м один от другого (отсыпка насыпей высотой до 0,3-0,4 м);

каждый последующий валик прижимается к ранее уложенному без всякого зазора; новый валик перемещают отвалом вплотную к ранее уложенному с захватом его на 5-10 см; образуется один широкий плотный вал выше первого валика на 10-15 см (отсыпка насыпей высотой до 0,5-0,6 м).