Экскаваторы продольного черпания
предназначаются для рытья траншей под
укладку водопроводных, канализационных
и другого назначения труб, линий связи
и силовых кабелей, а также для рытья траншей
под ленточные фундаменты и др. Экскаваторы
изготовляются с глубиной копания 1—3,5
м и шириной 0,5—1,8 м. Вместимость ковша
колеблется в пределах 12—50 л.
У роторных экскаваторов рабочим
органом является вращающееся колесо
с ковшами, установленное на конце рамы.
Скорость резания грунта колеблется
от 0,3 до 3 м/с в зависимости от мощности
экскаватора и свойств разрабатываемого
грунта. Ковши режут грунт и наполняются,
двигаясь снизу вверх. При верхнем положении
ковша происходит опорожнение ковша, и
грунт по наклонному желобу поступает
на ленточный конвейер. Роторные экскаваторы
могут разрабатывать связные и более твердые
глинистые и другие грунты, они имеют большую
производительность. Например, роторный
экскаватор ЭС-10 роет траншею шириной
1,26 м, глубиной 2,5 м и имеет производительность
600 м3/ч грунта. Этот экскаватор может разрабатывать
мерзлые и скальные грунты.
Разработка грунтов скреперами.
Скреперы бывают самоходные или прицепные
к трактору. Скрепер может выполнять весь
комплекс земляных работ — резание грунта,
транспортирование его к месту укладки,
разравнивание и уплотнение. Рабочим органом
екрннчлнилистой кошм, ни кромке днища
которого во всю его ширину имеется нож,
с помощью которого срезают слой грунта.
Ковш, снабженный механизмом опускания,
подъема и разгрузки, приводимый в движение
лебедкой или гидроприводом.
Ковш по ходу скрепера опускают
на грунт, врезается в него под действием
силы тяги трактора или самоходного двигателя
и снимает слон грунта. Наполненный ковш
поднимается на ходу в транспортное положение,
и скрепер перемещается к месту выгрузки,
которая производится также на ходу, путем
выталкивания грунта подвижней задней
стенкой ковша или путем подъема его днища.
Грунт вываливается между передней и задней
осями скрепера и частично уплотняется
его задними колесами. Толшина срезки
слоя в зависимости от мощности скрепера
равна 15-—30 см, разрабатываемых грунтов
до IV группы. Толщина слоя при выгрузке
регулируется скреперистом.
Дальность транспортирования
грунта скрепером колеблется от 50 до 300
м, а скреперы с пневмоколесными тягачами
— до 5000 м.
По способу перемещения скреперы
подразделяют на прицепные, полуприцепные
и самоходные.
При производстве земляных
работ скреперами применяют следующие
схемы движения (рис. 1.15):
схема движения скрепера по
эллипсу (рис. 1.15, а) применяется при планировке,
возведении невысоких насыпей и фронте
работ 50—100 м с поперечной и продольной
разработкой грунта, а также при разработке
выемок с укладкой грунта в резервы;
спиральная: (кольцевая) схема
движения скрепера (рис. 1.15, г) применяется
для возведения насыпей высотой 2—2,5 м
из резервов н для укладки грунта в кавальеры.
Эта схема целесообразна для насыпей шириной,
равной не менее длины пути разгрузки
ковша скрепера, а также при разности отметок
насыпи и резервов 2,5—'3 м, и при ширине
резерва, недостаточной для наполнения
ковша или невозможности применения поперечно-челночной
схемы;
поперечно-челночная схема
(рис. 1.15,(9) используется д^я-разработок
грунта в выемках на глубину до 1,5 м с перемещением
его в двусторонние отвалы. Грунт в ковш
набирают при движении скрепера перпендикулярно
оси выемки. При такой схеме разработки
грунта сокращается число поворотов скрепера
и длина его пути груженого и порожнего
хода;
продольно-челночная схема
(рис. 1.15, е) движения скрепера применяется
для возведения насыпей высотой 4—6 м из
резервов или русла канала. При этой схеме
появляется возможность сократить до
минимума путь порожнего хода скрепера
и число его поворотов.
Разработка грунтов бульдозерами.
Бульдозер представляет собой навесное
оборудование на гусеничном или колесном
ходу, предназначен для послойного срезания
и перемещения грунта. Рабочим, органом
бульдозера является отвал с ножом. Отвал
может подниматься, на высоту до 1,8 м от
уровня земли или опускаться на глубину
до 0,9 м ниже поверхности гусениц, врезаясь
в грунт.
Бульдозером можно разрабатывать
любые грунты, включая подорванные скальные
и смерзшиеся грунты. Он имеет канатное
или гидравлическое управление.
В сельском строительстве бульдозеры
используют в основном для послойного
резания и транспортирования грунта на
небольшие (до 100 м) расстояния. Срезанный
грунт накапливается перед отвалом бульдозера
и перемещается к месту отсыпки.
Бульдозер также используется
для возведения насыпей высотой 1 —1,5 м
из грунтов боковых резервов, разработки
котлованов небольшой глубины с перемещением
грунта в насыпь или отвал, срезания растительного
слоя, засыпки траншей и котлованов, планировки
и зачистки недоборов грунта в котлованах,
разрабатываемых экскаваторами. Бульдозерами
разрабатываются группы I—III группы без
предварительного рыхления при толщине
срезаемого слоя до 30 см.
Разработку грунтов бульдозерами
производят по трем основным схемам: прямая,
ступенчатая и боковая (рис. 1.16).
При схеме прямой разработки
(рис. 1.16, а), двигаясь прямолинейно, бульдозер
производит набор грунта, перемещает его
к месту укладки и возвращается задним
ходом для набора следующей порции грунта.
По этой схеме при длине перемещения на
10—-30 м засыпают траншеи из отвалов и~
из небольших выемок.
При схеме ступенчатой разработки
(рис. 1.16,6) бульдозер раз
рабатывает грунт параллельными
отдельными полосами шириной,
равной ширине отвала бульдозера.
После перемещения грунта на
первой полосе бульдозер возвращается
задним ходом на следую
щую полосу и снова производит
набор грунта в полосе параллель
но первой. Так ведется разработка
грунта на всем участке.
Боковую схему (рис. 1.16, в) применяют
при разработках легких грунтов, срезаемых
толстыми слоями, при которой бульдозер
ведет разработку перпендикулярно оси
земляного сооружения. Для повторного
набора грунта бульдозер возвращается
задним ходом.
Разработка грунтов грейдерами.
Грейдеры представляют собой самоходные
или прицепные к тракторам (тягачам) землеройные
машины для послойной разработки и планировки
грунта. Грейдеры используют для профилирования
полотна дорог, устройства кюветов, откосов,
возведения невысоких насыпей из резервов,
планировки территории с перемещением
грунта на расстояние до 25 м.
Рабочим органом грейдера является
отвал с ножом для резанья и перемещения
грунта. Кроме отвала грейдеры могут иметь
сменное оборудование: откосник и удлинитель
к отвалу и рыхлитель-кирковщик. Отличительной
особенностью грейдера является большая
подвижность отвала, который может быть
установлен под различными углами к направлению
его движения.
Технологический процесс возведения
насыпи состоит из трех основных операций:
нарезания грунта ножом отвала; перемещение
грунта к месту укладки и планировки его;
срезка откосов.
Возведение невысоких дорожных
насыпей из боковых резервов начинают
после ее топографической разбивки на
местности, с про-. бивки ножом первой борозды
по линии подошвы насыпи, затем срезают
грунт с резервов от внешней бровки резерва
или от внут-, ренней и укладывают его в
полотно дороги.
Самоходным грейдером разрабатывают
канавы глубиной до 1,1 м и шириной по дну
0,4—1 м; а также планируют откосы насыпей
(рис. 1.17).
Ручной способ разработки грунта.
Несмотря на широкое применение землеройных
и транспортных машин, земляные работы
небольшого объема в сельской местности
выполняют вручную с применением средств
малой механизации. Так, например, для
рыхления грунта твердых пород можно применять
отбойные молотки, использующие для работы
энергию сжатого воздуха, вырабатываемого
компрессорами. При зачистке дна выемок
и откосов можно использовать ленточные
конвейеры для транспортирования грунта
на бровку и др.
Укладка и уплотнение грунтов
в насыпи. Основные мероприятия, обеспечивающие
неизменяемость земляных сооружений,
заключаются в правильном выборе грунтов
и способе укладки их в насыпи н уплотнения.
Основания под насыпи, возводимые из глинистых
грунтов на косогорах крутизной от 1 :5
до 1:3 независимо от их высоты, должны нарезаться
уступами с шириной полок 1—4 м и высотой
до 2 м с целью предупреждения оползней
насыпного грунта.
При возведении насыпи на сырых
и мокрых основаниях необходимо до начала
отсыпки насыпи обеспечить отвод поверхностных
вод и осушение основания.
Перед отсыпкой насыпи необходимо
произвести опытное уплотнение грунта
в условиях производства работ с применением
выбранных уплотняющих машин для уточнения:
толщины уплотняемого слоя; числа проходов
уплотняющих средств по одному следу;
оптимальной влажности грунта. Оптимальная
влажность для песчаных грунтов составляет
8—12%, супесчаных 9—15%, суглинистых 12—18%,
глинистых 18—25%. Опытное уплотнение следует
производить для каждого вида грунта,
используемого в сооружении, и для каждого
вида применяемых уплотняющих машин.
' Насыпь следует, как правило,
возводить из однородных грунтов.
Отсыпаемый грунт необходимо
разравнивать горизонтальными или
слабонаклонными слоями, толщина
которых назначается в зависимости
от используемых уплотняющих
средств и норм плотности отсыпаемого
грунта. Виды грунтов для отсыпки
насыпей должны устанавливаться
в проекте сооружения.
При необходимости отсыпки
насыпи из неоднородных грунтов следует
соблюдать условия:
поверхность слоев из менее
дренирующих грунтов, располагаемых под
слоями из более дренирующих, должна иметь
уклон в пределах 0,04—0,1 от оси насыпи к
краям;
поверхность слоев из более
дренирующих грунтов, располагаемых под
слоями менее дренирующих, должна, быть
горизонтальной;
запрещается покрывать откосы
насыпей грунтом с худшими дренирующими
свойствами, чем у грунта, уложенного в
тело насыпи;
возведение насыпей из неоднородных
грунтов, состоящих из песка, суглинка
и гравия, допускается лишь в виде естественной
карьерной смеси.
Поверхность основания или
предыдущего слоя, уплотненного кулачковыми
или пневмоколесными катками, перед отсыпкой
последующего слоя можно не разрыхлять.
Поверхность насыпи необходимо
разделить на равновеликие по площади
карты, на каждой из которых последовательно
производить следующие операции: выгрузку,
разравнивание, увлажнение или подсушивание
и уплотнение грунта. Размер карт и потребность
в оборудовании назначают из условия непрерывного
выполнения всех перечисленных выше операций.
Отсыпку слоев начинают вести
.от краев насыпи к середине. На переувлажненных
и слабых основаниях отсыпка слоев грунта
ведется от середины насыпи к краям до
высоты 3 м, а далее от краев к середине.
Движение транспортных средств,
доставляющих грунт в 'насыпь, следует
регулировать по всей ширине слоя отсыпки.
Отсыпка последующего слоя грунта возможна
только после разравнивания и уплотнения
нижележащего слоя грунта до требуемой
плотности.
Связные грунты следует уплотнять
катками на пневматическом ходу, кулачковыми
и решетчатыми, трамбующими и вибротрам-бующими
машинами. Уплотнение несвязных грунтов
следует ве-оти вибрационными и вибротрамбуюшими
машинами и катками на пневматическом
ходу.
Уплотнение грунтов насыпей
и обратных засыпок необходимо нести послойно.
Толщину уплотняемых слоев назначают
в зависимости от условий производства
работ, вида грунта, уплотняющих машин
и результатов опытного уплотнения.
В табл. 1.7 приведены сведения
о толщине слоя грунта и числа проходов
(ударов) в зависимости от уплотняющих
машин и качества грунтов.
Уплотнение грунта начинают
от бровки насыпи к ее середине. Каждый
последующий проход (удар) уплотняющей
машины должен перекрывать предыдущую
уплотняющую полосу на 0,1—0,2 м. В особо
стесненных местах следует вести уплотнение
грунта электротрамбовками. В местах обратных
засыпок, где невозможно обеспечить качественное
уплотнение грунта, обратную засыпку следует
выполнять малосжимаемыми грунтами —
крупнообломочными, крупными и средней
крупности песками.
Разработка грунта гидромеханическим
способом. Под гидромеханизацией понимают
способ производства земляных работ, при
котором обеспечивается поточность работ,
т. е. все основные операции технологического
процесса — разработка, перемещение, укладка
и уплотнение грунта выполняются при помощи
энергии потока воды и следуют одна за
другой.
Грунты средствами гидромеханизации
можно разрабатывать
как в полезной выемке, при которой
ее глубина ограничивается
проектными размерами сооружения,
так и в карьере —резерве.
Гидромеханизированным способом
разрабатывают несвязные и
связные грунты в карьерах,
на дне искусственных водоемов, в рус
лах рек, в заполненных водой
котлованах.
Для применения гидромеханизации
необходимо наличие воды,
электроэнергии и подходящих
грунтов
Трамбовочная плита массой
2 т при высоте падения 2 м Дизель-трамбовочная
машина
Навесной тракторный трамбовщик
Примечание. Над чертой даны
значения, необходимые для уплотнения
грунта до плотности не менее 0,95; под чертой—
до плотности не менее 0,98 от максимальной.
Разработка грунта гидромеханическим
способом наиболее экономична, так как
отпадает необходимость строить автомобильные
дороги, не нужны транспортные и уплотняющие
средства. Однако в сельском строительстве
гидромеханизация применяется мало.
Грунт средствами гидромеханизации
разрабатывают тремя способами: гидромониторным,
землесосным и комбинированным.^
При гидромониторном способе,
применяемом в сухих забоях, грунт размывается
компактной струей воды, выбрасываемой
из насадки гидромонитора под высоким
давлением и с большой скоростью. Расход
воды на 1 м3 разработки и транспортирования
грунта составляет: для полужирных глин
10—14 м3, для мелкозернистых песков и легких
супесей 4—6 м3, для крупнозернистых и суглинков
7—9 м3. Потребность гидромонитора в воде
достигает 5 тыс. м3/ч при напоре ПО м и диаметре
насадки 200 мм. Гидромонитор может размывать
грунт снизу вверх (рис. 1.18,а) с обрушением
грунта подмывом или сверху вниз (рис.
1.18,6). Более эффективен первый способ.