Производство работ обратной лопатой и грейфером

Рабочее оборудование в виде обратной лопаты служит для раз­работки грунтов траншей и котлованов на уровне ниже стоянки экскаватора. Жесткая связь ковша с рукоятью позволяет разрабатывать и тяжелые грунты.

Разработка производится двумя ви­дами проходок — боковой и торцовой. Грунт можно отсыпать вдоль траншеи или котлована в отвал или выгружать в средства транспорта, устанавливаемые при разработке траншей на одном уровне с экскаватором, а при раз­работке котлованов — на одном уровне или на дне котлована (при челночном способе).

Схемы разработок показаны на рис. 24.

Схемы движения землевозного транспорта даны на рис. 25

Производительность грейферов в два раза меньше производительности драглайна при одинаковой емкости ковша. Поэтому применение грейфера ог­раничивается разработкой глубоких котлованов, колодцев, грунтов под водой и для обратной засыпки грунта при устройстве фундаментов.

5 Многоковшовые экскаваторы

Многоковшовые экскаваторы являются машинами непрерыв­ного действия, производящими разработку грунта в отвал или с погрузкой на средства транспорта. В строительстве многоковшовые экскаваторы применяют­ся преимущественно для копания траншей, кюветов, водоотводных канав и каналов. Они обеспечивают большую производительность и меньший удельный расход энергии, чем одноковшовые экскаваторы.

При разработке выемки многоковшовый экскаватор может находиться на верхней отметке и разрабатывать выемку на большую глубину с одновремен­ной планировкой откосов, а также успешно работать в условиях мокрых выемок. Усилие на режущих кромках ковшей у большинства многоковшовых экскаваторов значительно меньше, чем у одноковшовых. Поэтому возможность применения многоков­шовых цепных экскаваторов ограничивается не особо плотными грунтами без крупных валунов.

По конструкции рабочего органа многоковшовые, экскаваторы разделяются на цепные с ковшами, укрепленными на бесконечной, непрерывно движущейся цепи, и роторные с ковшами, прикрепленными по окружности вращающегося колеса.

По способу экскавации машины различаются на:

· экскаваторы поперечного копания с движением ковшей в направлении, перпендикулярном направлению передвижения самой машины (рис. 26),

· экскаваторы продольного копания, в том числе канавокопатели, при совпадении направления движения ковшей и передвижения самой машины.

По конструкции ходового оборудования бывают:

1. на рельсовом,

2. гусеничном

3. автомобиль­ном ходу.

Рис. 26 Схема устройства цепного многоковшового экс­каватора поперечного копания: а—работа при нижнем черпании; 6—работа при верхнем черпании

Наибольшее распространение в строительстве получили цеп­ные канавокопатели продольного копания, подразделяющиеся на две группы с наклонным и вертикальным расположением рамы. Канавокопатели отрывают траншеи с вертикальными стенками. Во избежа­ние необходимости последующего крепления боковых стенок траншеи канаво­копатели могут быть оборудованы специальными наклонными или горизон­тальными ножами — фрезами для рытья траншей с наклонными откосами или ступенчатыми в случае установки нескольких горизонтальных лопастных фрез.

Установка наклонных режущих фрез позволяет работать с применением принципа самообрушения грунта.

Техническая производительность многоковшового экскаватора в м³/ч

где v — скорость движения ковшовой цепи в м/сек;

ml — расстояние между соседними ковшами в м; q — емкость ковша в м³, к_н, к_р , к_в — коэффициенты, учитывающие соответственно степень наполнения ковша, разрыхления грунта и использования экскаватора по времени;

выражает число ковшей, выгружающихся в единицу времени;

l — длина одного звена цепи.

Роторные экскаваторы по сравнению с одноковшовыми при равном весе и мощности дают в 2—2, 5 раза большую производительность. Вследствие высокой окружной скорости ротора экскаватор может разрабатывать плотные и твердые грунты. Роторные экс­каваторы могут применяться при разработке карьеров и выемок, а роторные траншейные экскаваторы — для разработки траншей.

Роторный траншейный экскаватор — основная землеройная машина для рытья траншей большой протяженности, например, под газо- и нефтепроводы. Разработка роторными и траншейными экскаваторами в связных грунтах (суглинках и глинах) выемок с вертикальными стенками без крепления допускается на глубину не более 3 м. В местах, где требуется пребывание работников, должны устраиваться крепления или разрабатываться откосы.

Канавокопатель может работать в твердых глинистых грунтах и даже при промерзании грунта на глубину до 0, 4 м.

Размеры траншеи ограничены шириной (1, 2 м) и глубиной (до 2, 2 м), так как с увеличением глубины канавы ухудшаются условия устойчивости экска­ватора. В роторных экскаваторах отсутствует наиболее изнашиваемый орган — цепь, поэтому они долговечнее цепных, их рабочие органы испытывают мень­шие динамические нагрузки.

Цепно-роторный канавокопатель соединяет в себе преимуще­ства одного и другого типов канавокопателей; он может копать более глубокие траншеи с откосами и производительность его выше, чем цепных.

6 Способы возведения земляного полотна

Сооружение насыпей и выемок производится в установленном проектом порядке и последовательности после выполнения подготовительных работ.

При сооружении насыпи грунт доставляют транспортными, землеройно-транспортными или непос­редственно из резервов землеройными машинами. Насыпь должна быть:

· устой­чивой,

· дающей малую осадку

· безосадочной.

Общими правилами являются:

1. послойная отсыпка на всю ширину насыпи,

2. немедленное разравнивание

3. равномерное послойное уплотнение.

В процессе сооружения и при перерывах должен быть обеспечен сток воды. Необходима согласованная работа машин.

Конусы и участки насыпей за ус­тоями мостов отсыпают из дренирую­щего грунта с послойным уплотне­нием. Оставляемые в насыпи прогалы для труб и за устоями мостов должны иметь достаточную ширину для после­дующей работы бульдозера по их за­сыпке. Ширина прогала по низу назначается из расчета обеспечения фронта работ для грунтоуплотняющих машин, но не менее 10 м.

Для устройства грунтовой призмы у металлических гофриро-
ванных труб используются дренирующие грунты.

Грунты для сооружения насыпей должны отвечать соответствующим тре­бованиям. Ограничивается применение глин, дерна, чернозема, засоленных и пылеватых грунтов, торфа и некоторых других.

Свой­ства грунтов и их пригодность устанавливаются лабораторно, учитывая сте­пень изменения свойств грунтов при замораживании и оттаивании.

Насыпи рекомендуется сооружать:

1. из однородных грунтов

2. разнородные грунты размещаются послойно.

3. Отсыпка разнородных грунтов в одном слое недопустима.

4. В случае необходимости принимаются меры по уменьшению осадки основания насыпи уплотнением и заменой грунтов.

При интенсивных дождях сооружение насыпей из глинистых грунтов приостанавливают. Отсыпка слоев производится по направлению от откосов к середине; на переувлажненных слабых основаниях и болотах до высоты 3 мотсыпка слоя ведется от середины, с тем, чтобы слабый грунт основания отжимался из-под насыпи. Поверхность уложенного и уплотненного слоя должна быть горизонтальной или с уклоном 0, 04 к отко­сам для отвода воды. В продольном направлении уклон слоев насыпи до­пускается крутизной до 1: 5 при доставке грунта скреперами или авто­мобилями. В местах пересечения узких и глубоких логов и на болотах при невозможности передвижения транспортных средств по поверхности земли допускается отсыпка насыпи «с головы» (рис.) дренирующими грунтами наклонными слоями с доставкой грунта автомобилями-самосвалами, вагонами или транспортерами. В этом и в других случаях, когда невозможно послойное уплотнение, при наличии надежного основания насыпи отсыпают с запасом на осадку в пределах до 6% высоты при скальных грунтах и до 9% — при нескальных грунтах. В указанных случаях возможна отсыпка грунта с временных эстакад.

Послойноеразравнивание грунта в насыпях производится бульдозерами или самоходными грейдерами непосредственно после отсыпки слоем установленной толщины в зависимости от свойств грунта и уплотняющих средств.

Тема 4 «Технология производства работ при уплотнении грунта».

Рассматриваемые вопросы:

1. Коэффициент уплотнения грунта

2. Способы уплотнения. Виды уплотняющей техники.

3. Обратная засыпка выемок и траншей.

1.Коэффициент уплотнения грунта

Уплотнение грунтов в насыпях является важнейшим технологическим процессом, от качества которого зависит долговечность и прочность земляного сооружения.

Возведение насыпей без уплотнения допускается в следующих случаях: при сооружении насыпи методом гидронамыва, на болотах (ниже поверхности болота), в водоемах (подводная часть насыпи) и при отсыпке земляного полотна из скальных
слабовыветривающихся пород.

Степень уплотнения грунта в теле земляного сооружения определяется коэффициентом уплотнения К:

К = р/рmах,

где р — фактическая плотность сухого грунта в земляном полотне,
г/см³;

Рmах — максимальная стандартная плотность сухого грунта, соответствующая оптимальной влажности W, г/см³.

Значение коэффициента К устанавливается СНиП. Например, коэффициент уплотнения песчаного грунта при нагрузке на поверхности уплотнённого грунта до 2 кг/см² при толщине отсыпки до 2 м – должен быть не менее 0, 93.

Если насыпи возводятся из скальных и крупнообломочных
пород или имеют коэффициент уплотнения К < 0, 95, то в проекте необходимо предусмотреть запас на осадку земляного полотна. В зависимости от вида грунтов величина запаса колеблется от 0, 5 до 3% от проектной высоты насыпи.

Уплотнение грунтов требует строгого выполнения технологических требований.

В процессе производства работ нельзя допускать переувлажнения или пересыхания уплотняемых грунтов. При интенсивных дождях отсыпка насыпей из глинистых грунтов прекращается.

Переувлажненный в отдельных местах грунт до начала работ
должен быть просушен и уплотнен или удален.

В летнее время при высоких температурах воздуха разрыв во
времени между отсыпкой и уплотнением грунта должен быть
минимальным.

Малоувлажненные грунты необходимо увлажнять. Несвязанные и малосвязанные грунты рекомендуется увлажнять в отсыпанном слое незадолго перед уплотнением. Количество воды, потребное для увлажнения 1 м² слоя, определяется расчетом.

Связные грунты, в которых перераспределение влаги идет
медленно, целесообразно увлажнять на месте разработки (в
карьере, резерве) после разрыхления. Уплотнение грунта производится после того, как влажность станет равномерной.

Перед началом работ в лабораторных условиях исследуют
образец уплотняемого грунта с целью определения практически
максимальной плотности скелета грунта р_скmах и оптимальной
влажности, W, при которой достигается максимальная плотность (метод стандартного уплотнения).

По полученным данным строят кривую стандартного уплот-
нения (см. рис.) и по ней определяют максимальную плотность
и соответствующую ей оптимальную влажность.

Для четкого чередования работы по укладке каждого слоя сооружаемая насыпь разделяется на участки по отсыпке, планировке и уплотнению грунта; планировка и уплотнение слоя грунта часто совмещаются и тогда ограничива­ются двумя участками. Машины, транспортирующие грунт, не должны прохо­дить по участкам, где выполняются другие процессы.

Транспортирующие машины, проезжая по разровненному грунту, при условии перемещения путей движения по всей ширине отсыпаемого слоя могут в зависимости от веса машин и вида грунта достаточно уплотнять грунт в слое 0, 2—0, 5 м.

Если норма плотности не достигнута, грунт дополнительно уплотняют специальными машинами или уменьшают толщину укладываемых слоев. Основную площадку земляного полотна следует всегда уплотнять грунтоуплотняющими машинами при окончательной отделке насыпи.

2 Способы уплотнения. Виды уплотняющей техники.

Уплотнение грунта может производиться укаткой, вибрацией, трамбованием или комбинированно.

Выбор типа грунтоуплотняющей машины зависит от вида
грунтов и их влажности, толщины отсыпаемого слоя, а также
температуры наружного воздуха.

Уплотнение грунта катками рекомендуется производить на
захватках не менее 200 м, а машинами ударного и виброударного действия на базе тракторов не менее 25 м.

Уплотнение грунта пневмокатками, решетчатыми катками, виброкатками и трамбующими машинами во избежание «сползания» машины на откос следует начинать не ближе 1, 5 м от бровки с постепенным приближением к откосу при каждом последующем проходе вплоть до 0, 5 от бровки. В дальнейшем уплотнение грунта производится от краев к середине насыпи. Уплотнение грунта виброударными и ударными машинами с выносным рабочим органом можно производить от бровки к оси земляного полотна, так как их крайний рабочий орган перемещается по бровке, в то время как базовая машина — на безопасном от откоса расстоянии. Поворот грунтоуплотняющих машин в конце уплотняемого участка производится непосредственно на земляном полотне, если ширина его не меньше необходимых размеров с учетом зон безопасности по 0, 5 м от бровки откоса. Если это требование не выполняется, то поворот уплотняющих машин осуществляется на специальных разъездах, нулевых местах или вне пределов земляного полотна с использованием въездов и съездов. Каждый последующий проход грунтоуплотняющей машины по одному и тому же следу необходимо осуществлять после того,
как вся площадь уплотняемого слоя будет перекрыта следами
предыдущих проходов. При этом смежные следы должны перекрываться друг другом на 0, 1-0, 2 м.

Рекомендуются следующие области применения грунтоуплотняющих машин. Катки на пневматических шинах с давлением на колесо 4-5 т рекомендуются как универсальные средства уплотнения грунтов, находящихся в талом состоянии. Для уплотнения песчаных и переувлажненных глинистых грунтов следует применять катки, вес которых меньше конструктивного с балластом на 40%. Толщина уплотняемого слоя для этих грунтов достигает 0, 6 м.

Прицепные решетчатые катки массой 25 т наиболее эффективны при уплотнении крупнообломочных грунтов и легко выветривающихся размягчаемых скальных грунтов нарушенного сложения, а также грунтов с включениями мерзлых комьев при производстве работ в зимнее время.

Катки вибрационного действия целесообразно использовать в основном для уплотнения скальных, крупнообломочных грунтов, песчаных и малосвязных глинистых грунтов нарушенного сложения.

Кулачковые катки хорошо уплотняют связные умеренно влажные грунты в нижней части слоя после 6—8 проходов по одному месту. На раме катка имеются зубья, входящие в междурядья кулачков и удаляющие забившийся между ними грунт. Тол­щина уплотняемого слоя 0, 3—0, 6 м.

Грунтоуплотняющие машины виброударного действия рекомендуются для уплотнения всех видов грунтов нарушенного и ненарушенного сложения, (включая барханные и мелкозернистые пески) независимо от длины фронта работ в летний и зимний периоды и позволяют уплотнять каждый слой по всей его ширине.

Трамбующая машина, смонтированная на базе трактора, предназначена для уплотнения любых грунтов. Трамбование ведется за один проход, тол­щина уплотняемого слоя до 1 м, при ширине 2, 6 м.

Достоинст­вом дизель-трамбовочной машины является возможность за один проход уплотнять грунт слоем до 1 м в стесненных местах; недостаток машины — ее конструктивная сложность. Уплотнение трамбованием эффективно для всех видов грунтов, в том числе, что особенно ценно, для грунтов с пониженной влажностью не только летом, но и зимой.

Назначение ручной мототрамбовки — уплотне­ние грунта в стесненных местах, в откосах насыпи, близ искусственных со­оружений и опор эстакад, толщина уплотняемого слоя составляет 0, 25 м.

Вибрационные машины предназначены для уплотнения мало­связных и несвязных грунтов, толщина уплотняемого слоя до 0, 7 м за один проход.