Указания по разработке грунта в выемке
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Операционно-технологическая модель процесса выполнения общестроительной работы
В соответствии с организационно-технологической моделью выполнения общестроительных работ рассмотрим выполнение основного процесса
Рис.1. Организационно-технологическая модель процесса подготовительных работ на строительной площадке
Выполнение основного процесса
Убедившись, что рабочее место, техника, инструмент, инвентарь и люди готовы к выполнению поставленной задачи, руководитель работ дает разрешение на начало работ основного процесса - разработку грунта в выемке.Разработка грунта в выемках осуществляется экскаваторам и механизмами, разрабатывающими грунт послойно, - бульдозерами, скреперами, грейдерами.
Рассмотрим основные технологические правила выполнения земляных работ по устройству выемок с применением этих машин
Работа одноковшовых экскаваторов организуется по двум схемам:
1) транспортной - грунт грузится в самосвалы и отвозится в заданное место;
2) бестранспортной - грунт разрабатывается и укладывается в отвал, карьер или земляное сооружение.
Выбор схемы производства работ зависит от особенностей строительства. Так, в дорожном строительстве преобладают бестранспортные схемы работ, а в промышленном и производственном строительстве - транспортные.
Для своевременного и качественного выполнения работ по устройству выемки необходимо подобрать экскаватор с техническими характеристиками, которые соответствовали бы условиям работ.
Экскаваторы на гусеничном ходу рекомендуется применять при сосредоточенных объемах работ, при разработке слабых грунтов и скальных пород; экскаваторы на колесном ходу - при раз работке грунтов с высокой несущей способностью, при рассредоточенных объемах работ, при работе в городских условиях с частым перемещением (переменой рабочего места); экскаваторы на пневмоколесном ходу - при рассредоточенных объемах работ и в условиях отсутствия дорог.
Рациональную организацию земляных работ разрабатывают учетом места работы строительных машин и бригады рабочих оформляют в виде технологической схемы. Технологическая схема разработки грунта одноковшовым экскаватором может быть представлена схемой экскаваторного забоя - места, где экскаватор выполняет работу. Проектирование экскаваторного забоя состоит из определения его формы и оптимальных размеров.
Форма и размеры забоя зависят от технических (рабочих) характеристик экскаватора, типа сменного оборудования (прямая или обратная лопата, драглайн, грейфер), вида транспорта и параметров земляного сооружения.
Основными рабочими характеристиками одноковшовых экскаваторов являются: Rраб - рабочий радиус резания грунта, принимаемый равным 0,9 максимального радиуса резания Rmax; Rв - радиус выгрузки грунта; hк - высота копания, принимаемая равной 0,7-0,8 максимальной высоты копания hmax;
Rу.ст - радиус на уровне стоянки экскаватора, lп - длина одной передвижки экскаватора вдоль проходки, lп= Rраб - Rу.ст высота выгрузки.
Последовательное перемещение экскаватора из забоя в забой образует экскаваторную траншею или проходку.
Рассмотрим некоторые особенности технологии выполнения земляных работ по устройству выемки при различном сменном оборудовании.
Производство работ экскаватором, оборудованным прямой лопатой
Как правило, экскаватор, оборудованный прямой лопатой, разрабатывает грунт лобовыми и боковыми проходками выше уровня стоянки.При лобовом забое сквозное движение транспорта по проходке невозможно, он подается сзади по дну разработанной выемки. Если транспорт подается сбоку по поверхности земли, то уменьшается высота забоя. Лобовой забой применяется сравнительно редко, обычно при первой (пионерной) проходке или при узких выемках (траншеях), разрабатываемых за одну проходку.
При узких лобовых проходках большой протяженности для сокращения времени маневрирования транспорта устраивают промежуточные въезды.
В широких лобовых проходках экскаватор в процессе работы перемещается в правую и левую части забоя.
При боковом забое транспорт находится сбоку на уровне стоянки экскаватора или выше его. При этом транспорт имеет сквозной проезд. Боковой забой является основным при работе экскаватора, оборудованного прямой лопатой.
При разработке грунта лобовой проходкой затрудняется работа транспорта, кроме того угол поворота платформы может достигать 180°, это снижает производительность экскаватора. Поэтому способ лобового забоя используют ограниченно.
Более эффективна разработка грунта способом боковой проходки. В этом случае транспорт перемещается параллельно оси движения экскаватора, как правило, на уровне его стоянки, значительно уменьшается угол поворота стрелы экскаватора при погрузке грунта в транспорт.
После определения необходимых параметров забоя разрабатываются технологические схемы разработки грунта экскаватором, оборудованным прямой лопатой. При этом разрабатываемый грунт может быть погружен в транспорт или укладываться в отвал, резерв или земляное сооружение.
При разработки грунта в выемке, глубина которой превосходит максимальную высоту забоя для данного типа экскаватора, применяется разработка в несколько ярусов.
Для въезда в котлован устраивают съезд с уклоном 10-15°, шириной до 3,5 м - при одностороннем движении и до 7,5 м - при двустороннем.
Производство работ экскаватором, оборудованным обратной лопатой
Экскаватор с обратной лопатой используют при разработке грунта ниже уровня стоянки экскаватора, и преимущественно при отрывке небольших котлованов и траншей. Поярусная разработка грунта при этом виде оборудования, как правило, не выполняется. Разработку грунта ведут лобовыми или боковыми проходками с погрузкой грунта в автосамосвалы или с укладкой в отвал. При этом расчет параметров проходки производиться так же, как и при применении экскаватора с прямой лопатой.При наличии неровностей поверхность в пределах ширины передвижения экскаватора предварительно выравнивают бульдозером Наименьшую глубину забоя определяют из уровня наполнения ковша с "шапкой". Для несвязных грунтов минимальная глубина забоя составляет 1-1,7 м, для связных - 1,5-2,3 м при работе экскаваторов оборудованных ковшом емкостью 0,25; 0,4-0,5; 0,65-0,8; 1-1,25. Максимальная ширина проходки зависит от Rраб и составляет (1,2-1,5)Rраб - при погрузке в транспорт и (0,5-0,8)Rраб - при укладке грунта в отвал.
Производство работ экскаватором, оборудованным драглайном
Экскаватор-драглайн применяют для разработки грунта в глубоких выемках, при разработке грунта из-под воды, при зачистке откосов. Преимущество драглайна - большие радиусы действия (до 10 м) и глубина копания (до 12 м). Особенно эффективно разрабатывать драглайном мягкие и плотные грунты, в том числе обводненные.Разработку грунта драглайном осуществляют лобовыми и боковыми проходками аналогично экскаватору с обратной лопатой.
Боковая проходка с перемещением экскаватора вдоль выемки и с односторонней выгрузкой грунта в отвал применяется при разработке грунта для образования выемки шириной (0,8-0,9)Rраб.
При лобовой проходке образуется выемка шириной до 1,ЗRраб при этом отвал размещается не на максимальном расстоянии от верхней бровки.
Производство работ экскаватором, оборудованным грейфером
Экскаватор-грейфер применяют для разработки грунта в глубоких колодцах, котлованах, траншеях, особенно в условиях наличия грунтовых вод.Экскаваторами, оборудованными прямой и обратной лопатами, драглайном, грейфером, отрывают выемку на глубину меньше проектной, с оставлением так называемого "недобора" (СНиП 3.02.01-87, пп. 3.7-3.9, табл. 4,5). Слой недобора (5-10 см) оставляют для того, чтобы избежать повреждения основания и не допускать переборов грунта. Для повышения эффективности работы экскаватора применяют скребковый нож, насаженный на ковш экскаватора. Это приспособление позволяет механизировать операцию по зачистке дна котлованов и траншей и вести их с точностью до ±2 см, что исключает необходимость ручной доработки.
Для разработки недобора грунта применяют также бульдозер, который перемещает грунт к нижней бровке котлована и оставляет слой недобора 4-5 см., который зачищается вручную перед монтажом конструкций
Производство работ экскаваторами непрерывного действия
Разработка грунта экскаваторами непрерывного действия осуществляется по следующей технологии. До начала разработки грунта поверхность земли по трассе траншеи выравнивается бульдозером. Ширина этой полосы должна быть не менее ширины гусеничного хода экскаватора. После планировочных работ и разбивки осей отрывка грунта в траншее, как правило, ведется в сторону повышения рельефа. При этом отвал грунта размещается с одной стороны (преимущественно с нагорной) для защиты траншеи от поверхностных вод. Заданный продольный уклон траншеи и глубину разработки грунта регулируют подъемом или опусканием рабочего органа (ротора или ковшовой цепи) экскаватора.Производство работ бульдозерами
Бульдозеры эффективно применяются для разработки неглубоких (до 2 м) выемок с перемещением грунта в отвал, для обратной засылки траншей и котлованов после монтажа конструкций.При разработке неглубоких выемок срезка грунта осуществляется послойно (до 30 см), для того чтобы уменьшить потери в процессе перемещения.
Современные бульдозеры оборудуются отвалами с боковыми открылками, что позволяет увеличить толщину срезаемого слоя грунта до 50 см.
При разработке грунта в широких выемках применяется несколько технологических схем, обеспечивающих наибольшую производительность бульдозеров.
Так, при отсыпке разрабатываемого грунта с перемещением в отвал наиболее рациональной является поперечная схема с ярусно-траншейной разработкой.
Суть этой технологии состоит в том, что каждый последующий проход бульдозера выполняется со смещением вдоль выработки на расстояние, превышающее ширину отвала на 0,4-0,6 м. В результате между смежными проходами остаются вертикальные стенки, препятствующие высыпанию грунта за пределы призмы грунта перед отвалом. Во вторую очередь выполняется срезка вертикальных стенок.
В случае устройства узких выемок и траншей наиболее рациональная продольная схема разработки грунта на всю глубину. По данной схеме копание грунта выполняется захватками длиной не более 50 м.
При перемещении грунта на расстояние свыше 50 м применяется разработка с промежуточным валом или спаренная работа бульдозеров.
При отрывке котлована следует устраивать противоположный откос более пологим (15-20%) для въезда и выезда машин в котлован и из него. Обычно эти откосы устраивают вдоль короткой стороны котлована в плане, так как создание таких откосов связано со значительной дополнительной разработкой грунта.
Производство работ скреперами
Скреперы - наиболее высокопроизводительные землеройно-транспортные машины; применяются в районах с непродолжительным зимним периодом при разработке грунтов в котлованах и при планировке поверхностей. В настоящее время применяют прицепные, полуприцепные и самоходные скреперы.Прицепные и полуприцепные скреперы эффективно применять при транспортировании грунта на расстояние до 1000 м, а самоходные - до 3000 м.
Скреперами ведут разработку, транспортировку и укладку грунтов I и II группы по трудности разработки (песчаных, супесчаных, лессовых; суглинистых, глинистых и других, не имеющих валунов). Более плотные грунты необходимо предварительно рыхлить.
Выбор типа скрепера существенно зависит от объема земляных работ
Так, при объеме до 40 тыс. м целесообразно применять прицепные скреперы с ковшом 7 м , при 40-80 тыс. м -10м, при 80 тыс. м и более - 15 м.
При перемещении грунта на расстояние более 500 м применяют прицепные скреперы емкостью 10 м.
Толщина срезаемого слоя грунта зависит от вида грунта и мощности двигателя и равна, как правило, 20-35 см - для песчаных грунтов и 10-20 см - для глинистых. При этом длина пути набора грунта в ковш равна 18-35 м и зависит от емкости ковша.
Процесс выполнения основных операций по устройству выемки сопровождается выполнением комплекса вспомогательных работ.
