Способы разработки грунтов кратко

Обновлено: 04.07.2024

Земляные работы – окомплекс строительных работ, включающий выемку (разработку) грунта, перемещение его и укладку в определённое место (процесс укладки в ряде случаев сопровождается разравниванием и уплотнением грунта). Земляные работы являются одним из важнейших элементов промышленного, гидротехнического, транспортного, жилищно-гражданского строительства. Цель земляных работ – создание инженерных сооружений из грунта (плотин, железных и автомобильных дорог, каналов, траншей и т.д.), устройство оснований зданий и сооружений, воздвигаемых из других материалов, планировка территорий под застройку, а также удаление земляных масс для вскрытия месторождений полезных ископаемых. Земляные сооружения создаются путём выемок в грунте или возведением из него насыпей. Выемка, отрываемая только для добычи грунта, называется резервом, а насыпь, образованная при отсыпке излишнего грунта, – отвалом.

В зависимости от размера частиц чаще всего принимают следующую
классификацию грунтов по фракциям:

· менее 0,005 мм – глинистые;

· 0,005-0,05 мм – пылеватые;

· 0,05-2 мм – песчаные;

· 2-20 мм – гравийные;

· 20-200 мм – галечные, щебеночные;

· более 200 мм – валуны или камни.

В зависимости от состава примесей грунты подразделяются на восемь категорий:

I–песок, супесь, мягкий суглинок, средней крепости влажный и разрыхленный без включений;

II – суглинок без включений, мелкий и средний гравии, мягкая влажная или разрыхленная глина;

III – крепкий суглинок, глина средней крепости влажная или разрыхленная;

IV– крепкий суглинок с щебнем и галькой, крепкая и очень крепкая влажная глина, сланцы;

V – сланцы, отвердевшие глина и лесс, очень крепкие мел, гипс, песчаники, мягкие известняки, скальные и мерзлые породы;

VI – ракушечники крепкие сланцы, известняка, песчаники средней крепости, мел, гипс;

VII – известняки, мерзлый грунт средней крепости;

VIII – скальные и мерзлые породы, очень хорошо взорванные (куски не более1/8 ширины ковша).

Различают земляные работы открытые (на поверхности земли), подземные и подводные. Земляные работы в современном строительстве почти полностью механизированы и выполняются высокопроизводительными машинами. К подготовительным и вспомогательным земляным работам относятся: очистка территории, разбивка земляных сооружений, отвод поверхностных вод, устройство дренажа сооружений, крепление стенок выемки, закрепление грунтов и др. Основные способы земляных работ: механический, взрывной, гидромеханический.

При механическом способе земляных работ (наиболее распространённом) разработка грунта осуществляется землеройными и землеройно-транспортными машинами (экскаваторы, скреперы, бульдозеры, грейдеры, грейдер-элеваторы, погрузчики, канавокопатели и др.). Для транспортирования грунта (из выемок к месту укладки) на значительные расстояния применяется т.н. транспортный способ, при котором разработка грунта производится землеройными машинами (главным образом экскаваторами) с погрузкой в рельсовый или безрельсовый транспорт или на ленточные конвейеры.

При сооружении каналов, железных и автомобильных дорог, отрывке котлованов и траншей с перемещением грунта на небольшие расстояния (150-200 м) обычно используется бестранспортный способ, когда выемка грунта (с несколькими перекидками) и удаление его за пределы контуров сооружений производятся экскаваторами-драглайнами. Этот способ весьма эффективен, особенно на открытых горных разработках. При земляных работах с транспортированием грунта в насыпи на расстояние до 3000 м целесообразно применение самоходных скреперов и погрузчиков. Прицепные скреперы с ковшами ёмкостью 10—15 м3 при наличии тягачей, имеющих ограниченную скорость, обычно используются для перемещения грунта на расстояние до 100 м. Осуществляя послойную разработку грунта, скреперы дают возможность отбирать для укладки в насыпь высококачественные грунты. Наряду с этим скреперы разравнивают и частично уплотняют грунт, что существенно облегчает последующие работы по уплотнению грунтов. Тяжёлые грунты при разработке скреперами рекомендуется предварительно рыхлить.

Разработка неглубоких выемок, планировочные работы, полувыемки-полунасыпи (на косогорах), разравнивание, обратные засыпки с перемещением грунта на 100-150 м производятся бульдозерами. Особенно эффективно применение групп бульдозеров (по 2-3 в ряд), что увеличивает производительность каждого бульдозера за счёт уменьшения потерь грунта. Для рытья траншей наряду с одноковшовыми экскаваторами используются и многочерпаковые траншейные. Планировочные земляные работы, профилировка земляного полотна автомобильных дорог, а также рытьё небольших канав (нагорных, кюветов и др.) могут выполняться самоходными грейдерами. При возведении различных земляных сооружений, засыпке фундаментов и траншей требуется послойное уплотнение грунта. Оно производится обычно катками дорожными (гладкими, шиповыми, вибрационными и др.), в стеснённых условияхь – трамбовками, вибротрамбовками, трамбовочными плитами.

Гидромеханический способ земляных работ, называемый гидромеханизацией, осуществляется с помощью гидромониторов, разрабатывающих земляной массив напором водяной струи, или землесосных снарядов, всасывающих грунт вместе с водой. При гидромеханизации все 3 элемента земляных работ (разработка, транспортирование, укладка грунта) объединяются в непрерывный процесс, что обеспечивает высокую эффективность этого метода. Применяются также и комбинированные способы земляных работ, например механический способ со взрывным, гидромеханическим и т.п. Выбор методов земляных работ и средств механизации обусловливается проектом производства работ.

При взрывном способе земляных работ используется сила взрыва зарядов взрывчатых веществ для перемещения грунта в нужном направлении. Во многих случаях (особенно при больших объёмах работ) взрывной способ даёт большой экономический эффект.

Взрывы, вызванные химическими превращениями, присущи особой группе химических соединений и смесей - взрывчатым веществам (ВВ). Взрывчатыми называются химические вещества или смеси веществ, способных под влиянием внешних воздействий к быстрому самораспространяющемуся химическому превращению с выделением большого количества тепла и газообразных продуктов.

Для удобства изучения и практического применения все ВВ делят на сходные по каким-либо свойствам группы (классы). По своему практическому применению ВВ делят на четыре группы:

1. инициирующие ВВ;

2. бризантные (дробящие) ВВ;

3. метательные ВВ, или пороха, и ракетные топлива;

4. пиротехнические составы.

Капсюль-детонатор ТАТ-1-Т применяется в конструкциях электрических и электромеханических взрывателей для инициирования ВВ от электровоспламенителей.

Капсюли-детонаторы в зависимости от способа их инициирования подразделяются на лучевые и накольные. Лучевые капсюли-детонаторы взрываются от воздействия луча огня огнепроводного шнура, капсюля-воспламенителя, электровоспламенителя, а также от взрыва детонирующего шнура и воздействия ударной волны взрыва близко расположенного заряда ВВ.

Электровоспламенители предназначаются для инициирования капсюлей-детонаторов и воспламенения пороховых зарядов. Имеются электровоспламенители с нихромовым мостиком накаливания (НХ-10-1,5, НХ-ПЧ) и с платиноиридиевым мостиком накаливания.

ОШ предназначается для инициирования КД в зажигательных трубках и воспламенения зарядов дымного пороха.

Детонирующий шнур предназначается для осуществления одновременного взрыва нескольких зарядов, например, при подрывании мостов, зданий и т.п., а также для бескапсюльного взрывания зарядов ВВ, заложенных в труднодоступных местах.

Подрывные заряды предназначаются для взрывных работ, к ним относятся:

· тротиловые шашки, брикеты из пластита-4 и аммонита А-80;

· сосредоточенные заряды СЗ-1, СЗ-3, СЗ-3а, СЗ-6;

· удлиненные заряды СЗ-6м, СЗ-4П, СЗ-1П;

· кумулятивные заряды КЗ-2 (КЗ-1), КЗУ и КЗК.

Тротиловые шашки изготовляются трех видов:

· массой ВВ 400 г, размером 50х50х100мм;

· массой ВВ 200 г, размером 25х50Х100 мм;

· массой ВВ 75 г, диаметром 30 мм, длиной 70мм.

В зависимости от размера частиц чаще всего принимают следующую
классификацию грунтов по фракциям:

· менее 0,005 мм – глинистые;

· 0,005-0,05 мм – пылеватые;

· 0,05-2 мм – песчаные;

· 2-20 мм – гравийные;

· 20-200 мм – галечные, щебеночные;

· более 200 мм – валуны или камни.

В зависимости от состава примесей грунты подразделяются на восемь категорий:

I–песок, супесь, мягкий суглинок, средней крепости влажный и разрыхленный без включений;

II – суглинок без включений, мелкий и средний гравии, мягкая влажная или разрыхленная глина;

III – крепкий суглинок, глина средней крепости влажная или разрыхленная;

IV– крепкий суглинок с щебнем и галькой, крепкая и очень крепкая влажная глина, сланцы;

VI – ракушечники крепкие сланцы, известняка, песчаники средней крепости, мел, гипс;

VII – известняки, мерзлый грунт средней крепости;

VIII – скальные и мерзлые породы, очень хорошо взорванные (куски не более1/8 ширины ковша).

1. инициирующие ВВ;

2. бризантные (дробящие) ВВ;

3. метательные ВВ, или пороха, и ракетные топлива;

4. пиротехнические составы.

ОШ предназначается для инициирования КД в зажигательных трубках и воспламенения зарядов дымного пороха.

Подрывные заряды предназначаются для взрывных работ, к ним относятся:

· тротиловые шашки, брикеты из пластита-4 и аммонита А-80;

· сосредоточенные заряды СЗ-1, СЗ-3, СЗ-3а, СЗ-6;

· удлиненные заряды СЗ-6м, СЗ-4П, СЗ-1П;

· кумулятивные заряды КЗ-2 (КЗ-1), КЗУ и КЗК.

Тротиловые шашки изготовляются трех видов:

· массой ВВ 400 г, размером 50х50х100мм;

· массой ВВ 200 г, размером 25х50Х100 мм;

· массой ВВ 75 г, диаметром 30 мм, длиной 70мм.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Методы разработки грунтов, виды и разновидности. В целом, в этой статье предстоит поговорить именно о методах разработки грунтов, которые применяются в тех или иных случаях в зависимости от конкретных условий и местности. Также поговорим кратко о трамбовке и уплотнении грунтов и оснований в целом.

Основные методы и средства для разработки грунта

На сегодняшний день, с учётом современных технологий, разработка грунтов, то есть устройство выемок в почве, может выполняться следующими способами:

Механическим.
Гидромеханическим.
Взрывным.
Комбинированным.

Каждый из них по своему хорош или даже уникален, учитывая, что не всегда допустимо, к примеру, использовать взрывной или гидромеханический способ рытья в городской черте. Поэтому здесь оптимально применение исключительно механического способа. Ну, а в целом, дальше смотрите подробней, чем отличаются указанные способы друг от друга.

Гидромеханическая разработка грунта

Подобный метод изначально основывается на применении кинетической силы, точней энергии воды. Благодаря подобной энергии, удается не только разрабатывать грунт, но также его транспортировать и даже укладывать. Применение подобных методов оптимально в случаях, когда требуется переработать огромные объёмы грунтов. Также рационально применять при обустройстве различных насыпей и путепроводов, естественно при условии достаточной усадки. При этом не забывайте, что технологически использование подобного метода основывается на водных ресурсах, поэтому без них никуда. Сама технология включает такие процессы:

Размыв грунта.
Переход в пульпу (полужидкое состояние грунта).
Транспортировка.
Укладка (то есть намыв).

Разработка грунта механическим методом

Механический метод основывается на использовании в процессе разработки, а также в том числе транспортировки (перемещения) и укладки исключительно машины и прочие механизмы. Основным процессом технологии является разработка грунтов.

Разработка грунта землеройными машинами

К данному роду машинам можно смело отнести экскаваторы следующего типа:

одноковшовые;
многоковшовые;
фрезерные.

Довольно интересный момент, каждая из разновидностей также подразделяется на подвиды, к примеру, одноковшовые экскаваторы могут быть: драглайновыми, грейферами. Многоковшовые различаются на цепные и роторные.

Также нужно понимать различие в зависимости от устройства ходовой части. Различаются на:

Плюс определенная доля отличий наблюдается в системе управления, а именно:

электрические;
пневматические;
гидравлические.

Разработка грунтов в промышленных масштабах и объёмах выполняется экскаваторами с объёмом ковша от 0.15 до 4 кубических метров. В мелких работах соответственно задействуют меньшую технику.

Разработка грунта землеройно-транспортными машинами

Ну, а здесь ещё проще, техника используется следующих моделей:

Бульдозеры.
Грейдеры.
Скреперы.

Вся перечисленная техника относится к так называемому периоду циклического действия.

Разработка грунтов при помощи подобных машины применяется при необходимости выполнения планировки участка или территории, срезке растительности, возведения отсыпных насыпей и тому подобное. В том числе работы после экскаватора, который не смог переместить весь грунт. Вся эта техника доставляется на большегрузных прицепах и разгружается при помощи автокранов, что позволяет оперативно начать работы в любом месте. Отличными экземплярами отечественной техники славятся Ивановец и Челябинец, а купить её можно тут.

Укладка и уплотнение грунта

Укладка насыпей различного типа, а также уплотнение производится во время планировочных мероприятий и во время возведения насыпей, засыпке уже имеющихся траншей, создания фундаментов и прочего. Процессы уплотнения необходимы для того, чтобы повысить несущие способности почвы. То есть уменьшение сжимаемости, а также снижения водопроницаемости. Кстати, уплотнение может быть нескольких типов:

Но, касаемо технологии, в обоих случаях обязательно применяются механизмы в зависимости от уровня сложности и предназначения подготавливаемой территории.

Разделяют также следующие разновидности уплотнения грунтов:

Укатка.
Трамбование.
Вибрирование.

Но наиболее рациональным и оптимальным считается так называемый комбинированный метод, включающий в себя одновременное воздействие на грунт, к примеру, укатка и вибрирование.

Для создания равномерной территории отсыпанный заранее грунт разравнивается с помощью бульдозеров и прочих машин. Кроме того, не стоит забывать важный нюанс, что для сухих грунтов необходимо проводить дополнительное увлажнение территории, а для влажных, наоборот, осушать участок.

Вытрамбовывание грунта

Часто встречающийся процесс в горных местностях, где наблюдается просадка грунтов. Вытрамбовывание позволяет повысить прочностные характеристики участка. Зачастую такие участки представляют собой глиняные или песчаные местности, в том числе с повышенным уровнем водонасыщения.

Сам процесс вытрамбовывания осуществляется путем передачи ударной волны на выбранный участок. В результате проведенных работ наблюдается уплотненная зона почвы, в пределах которой исключается просадка. То есть в принципе на заданный период времени исключается дальнейшие просадочные процессы, прочность и плотность грунта повышаются.

Земляные работы

Земляные работы или переработка грунта входят в целом в процесс строительства. Включают в себя следующие составляющие:

Разработка грунтов.
Транспортировка.
По необходимости укладка и уплотнение.

Все виды подобных работ подразделяются на следующие подвиды:

Открытые.
Подземные.
Подводные.

Разница между ними понятна, и, думаю, объяснять не требуется.

В целом, комплекс работ сводится к тому, что нужно сделать выемку либо наоборот насыпь. В первом случае, когда речь заходит только о выработке грунта — это подготовка резервуара. Под насыпью подразумевают создание отвала, что по большому счету является отложным.

Разработка мерзлых грунтов

Разработка грунтов мерзлого типа отличается трудоемкостью и сложностью технологии. Подобные работы могут проводиться по следующим направлениям:

Прогревом почвы глубинными электродами.
Прогревом с помощью водяных или паровых циркуляционных игл.
Взрывом.
Механическим разрыхлением.
Ручным типом разработки.

В нашей стране с учётом огромного количества территорий подвергающимся холодному влиянию большее распространение получил именно механический способ разрыхления с использованием, соответственно, технических средств.

Для подобного рыхления используется ударная нагрузка такой техники, как экскаваторы или копры. Стрелы этой техники оснащаются специальными ударными инструментами, располагающимися на краях: шары, клинья или различные зубья.

Форма стрелы выбирается, исходя из особенностей грунта, фактора сопротивления. Плюс к этому, не маловажный нюанс, это масса используемого инструмента и сила удара. Если мы говорим о клиньях, то вес их зачастую порядка 4 тонн, вес же шаров немногим меньше.

Способы разработки грунта

Разработка грунта ведется тремя основными способами: резанием землеройными машинами, размывом водой, средствами гидромеханизации и взрывами.

Выбор способа разработки производится в процессе проектирования, когда определяют состав и объемы работ, технологическую последовательность и способы выполнения отдельных процессов, типы применяемых машин и т. п. В ходе дальнейшего анализа и сравнения предварительные варианты уточняются, проверяются, при необходимости заменяются новыми и в результате принимается окончательное проектное решение.

При производстве земляных работ большое значение имеет янспорт Если условия производства работ позволяют оставить Сработанный грунт на верхней бровке выемки, то перемещение ограничивается возможностями самой землеройной машины. В случае если грунт вывозится с территории строительства, его транспортирование осуществляется автосамосвалами, специальными железнодорожными вагонами или другими средствами транспорта.

Правильно выбранное сочетание способа разработки и транспортирования грунта в значительной степени определяет производительность и экономическую эффективность производства земляных работ на каждом отдельном объекте.

Наибольшее распространение получил способ разработки грунта резанием.

В зависимости от местных условий, рельефа местности, вида грунта, объема земляных сооружений, директивных сроков строительства, наличия видов транспорта и т. д. для разработки грунта резанием могут быть использованы различные типы машин: землеройно-транспортные (скреперы, бульдозеры, грейдеры), землеройные (различные типы экскаваторов) и вспомогательные (рыхлители,) грунтоуплотняющие, бурильные машины и т. д.).

Разработка грунта скреперами

Скрепер предназначен для послойной разработки грунта, отсыпки, планировки и транспортирования его к месту укладки. Грунт укладывается скреперами послойно и частично уплотняется колесами машины. Наибольшее применение скреперы получили при возведении насыпей, плотин и дамб, при прокладке каналов, а также планировке территорий на строительстве аэродромов, стадионов и т. п.

Скрепер работает следующим образом. У места набора грунта машинист скрепера опускает ковш так, что его кромка при движении машины врезается в грунт, который тонкой полосой загребается ковшом. Когда ковш наполнится, его поднимают, переводя скрепер в транспортное положение, после доставки грунта к месту разгрузки ковш опять опускается, и в процессе движения машины происходит ее разгрузка.

Скреперы просты по конструкции и легки в управлении, они позволяют совмещать операции набора грунта с его транспортированием и разгрузку с уплотнением, дают возможность срезать грунт тонкими слоями при планировочных работах.

Перечисленные достоинства, высокая производительность скреперов и широкий выбор различных типов позволяют использовать эту машину при: разработке грунтов в выемках с перемещением их в полезные насыпи, кавальеры или отвалы; возведении насыпей различного назначения с транспортированием грунта из резервов или кавальеров; планировке площадей; вскрышных работах.

Область применения того или иного скрепера зависит от его конструктивных особенностей.

Прицепные скреперы с гусеничными тракторами-тягачами целесообразно использовать при перевозке грунта на расстояние до 1 км по дорогам с большими уклонами и слабыми грунтами. Самоходные колесные скреперы могут транспортировать грунт на расстояние до 5 км с большой скоростью, однако они требуют более благоприятных дорожных условий.

В результате многолетнего опыта эксплуатации скреперов на строительстве земляных сооружений выработаны рациональные схемы их движения: эллиптическая, восьмеркой, зигзагообразная и др. Применение этих схем позволяет сократить продолжительность рабочего цикла скрепера и, следовательно, повысить его производительность.

Рис. 1. Схемы движения скреперов:
а — эллиптическая; б — восьмеркой; в — зигзагообразная

На каждом конкретном объекте может быть использована одна или сразу несколько схем движения скреперов, так как их выбор осуществляется с максимальным учетом местных условий. Тем не менее выбор любой схемы должен отвечать ряду основных требований:
— длина пути загрузки ковша скрепера до полного объема должна быть наименьшей;
— расстояние от места загрузки до места разгрузки ковша должно быть минимальным;
— путь движения скрепера не должен иметь крутых поворотов, подъемов и спусков;
— длина фронта разгрузки ковша должна быть достаточной для отсыпки грунта слоями проектной толщины.

Разработка грунта бульдозерами

Бульдозеры используют в основном для послойной разработки грунта и транспортирования его на небольшие расстояния.

Резание грунта осуществляется ножом отвала при движении трактора вперед. Срезанный грунт накапливается перед отвалом бульдозера и перемещается к месту отсыпки.

Бульдозеры применяют при: рытье неглубоких выемок с перемещением грунта; сооружении насыпей из резервов; планировке площадей- устройстве подъездных дорог, выездов на насыпи и выездов из’ выемок; обратной засыпке траншей и фундаментов зданий; разравнивании грунта на отвалах.

Технология производства земляных работ бульдозерами зависит от характера работ и назначения земляного сооружения. Существуют три основные схемы разработки грунта бульдозерами: прямая, ступенчатая и боковая.

Работая по прямой схеме, бульдозер срезает грунт на определенном участке пути и транспортирует его к месту отвала. Оставив в месте отвала грунт, бульдозер возвращается задним ходом (холостой ход) к месту начала резания. Такие маятниковые движения машина совершает до тех пор, пока земляное сооружение не достигнет проектной отметки. Дальность транспортирования грунта при прямой схеме работы не превышает 20—30 м.

Рис. 2. Схемы разработки грунта бульдозерами:
а — прямая; б — ступенчатая; в — боковая; 1 — рабочий ход; 2 — холостой ход

При возведении насыпей и планировочных работах наиболее удобной является ступенчатая схема разработки грунта. Работая по этой схеме, бульдозер ведет разработку грунта параллельными проходками. Завершив очередную проходку, бульдозер задним ходом возвращается к месту набора грунта и начинает разработку соседней проходки. Ширина проходок равна ширине отвала бульдозера.

При работе бульдозера на косогорах, при перемещении ранее разработанного грунта из отвалов, при разработках легких грунтов, срезаемых толстыми слоями, может быть применена боковая схема работы, при которой бульдозер перемещается перпендикулярно оси земляного сооружения. К месту набора грунта бульдозер возвращается задним ходом.

Разработка грунта грейдерами

Грейдеры относятся к типу землеройно-транспортных машин. Они разрабатывают грунт послойным резанием. Наиболее широкое распространение получили грейдеры в дорожном и гидротехническом строительстве. Эти машины применяют для планировки строительных площадок и откосов насыпей, профилирования поверхности земляного полотна дорог, возведения невысоких насыпей и дамб из резервов, рытья кюветов и нагорных канав.

Особенностью грейдеров является возможность перемещения срезаемого отвалом грунта в сторону от оси движения машины. В грейдер-элеваторах срезаемый грунт лентой транспортера подается в отвал или грузится в автотранспорт. Грейдеры бывают прицепные и самоходные.

Рис. 3. Самоходный автогрейдер

Прицепные грейдеры перемещаются тракторами, самоходные монтируются на базе быстроходных колесных тягачей. Автогрейдеры более маневренны и производительны, чем прицепные. Конструкция современных автогрейдеров дает возможность поворачивать отвал в горизонтальной плоскости на 360°, что позволяет разрабатывать грунт при движении автогрейдера вперед и назад. Отвал современного автогрейдера может поворачиваться в вертикальной плоскости на 90°, что дает возможность обрабатывать откосы любой крутизны.

Разработка грунта экскаваторами

Экскаваторы относят к землеройным машинам. По принципу работы их делят на две группы: экскаваторы непрерывного и периодического действия.

К первой группе относятся многоковшовые экскаваторы. Эти машины производят непрерывное копание последовательно целым рядом ковшей, соединенных между собой закольцованной связью (рис.

У экскаваторов периодического действия один ковш. Рабочий цикл этих экскаваторов состоит из отдельных операций. Операция опания грунта занимает только 30% от времени всего цикла. Однако большая маневренность этих машин, возможность разрабатывать скальные породы и неоднородные грунты с различными включениями дают преимущества одноковшовым экскаваторам перед многоковшовыми. Этим объясняется их широкое применение на земляных работах.

В строительстве используют экскаваторы с емкостью ковша от 0,15 до 4 м3 на гусеничном и пневмоколесном ходу.

Строительные экскаваторы выпускают с тремя основными видами рабочего оборудования: прямой лопатой, обратной лопатой и драглайном.

Экскаватором с прямой лопатой разрабатывается грунт, расположенный выше уровня стоянки экскаватора.

Экскаватор, оборудованный прямой лопатой, имеет ряд преимуществ перед экскаваторами с другими видами оборудования. Он более маневрен, позволяет разрабатывать мерзлые и раздробленные скальные грунты, может работать в таких условиях, где другие виды оборудования оказываются неэффективными.

Экскаватором с прямой лопатой грунт разрабатывается лобовым или боковым забоем.

При лобовом забое экскаватор разрабатывает грунт перед собой и по обеим сторонам. Такая схема работы применяется при устройстве въездов в выемки и выездов из них, при рытье траншей и каналов. Работая лобовым забоем, экскаватор может отсыпать грунт в отвал (если глубина выемки невелика) или грузить на автотранспорт.

В узком лобовом забое движение машин затруднено, поэтому, если позволяют условия, землевозные пути должны располагаться выше уровня стоянки экскаватора параллельно оси его проходки.

Если проектные размеры выемки дают возможность увеличить ширину лобового забоя, то его разработка может вестись при передвижении экскаватора по зигзагу. Разработка грунта уширенным лобовым забоем создает более благоприятные условия для работы автотранспорта и обеспечивает фронт работ для других строительных процессов (планировка дна котлована, монтаж фундаментов и т. д.).

Рис. 4. Многоковшовые экскаваторы:
а — роторный; б — продольного черпания

Рис. 5. Разработка грунта боковым за-ооем экскаватором, оборудованным прямой лопатой:

При работе боковым забоем экскаватор имеет возможность разматывать грунт перед собой и с одной стороны от себя. Землевозные пути размещаются на уровне стоянки экскаватора параллельно оси его проходки и имеют сквозной проезд. Положение экскаватора относительно землевозных путей в боковом забое позволяет использовать для транспортирования грунта не только автосамосвалы, но при необходимости и транспортеры, тракторные тележки, железнодорожный транспорт.

Рис. 6. Разработка грунта экскаватором, оборудованным обратной лопатой:
а — разрез; б – лобовая проходка; в — боковая проходка; 1 — ось движения экскаватора; 2 — ось движения автотранспорта

Экскаваторы, оборудованные драглайном, оснащаются удлиненной решетчатой стрелой и ковшом на гибкой подвеске. Наполнение ковша грунтом происходит в момент подтягивания его канатом к экскаватору. Используя инерционную силу, ковш может быть заброшен в забой на значительное расстояние, что позволяет разрабатывать большую площадь.

Скскаваторы-драглайны могут осуществлять разгрузку грунта в транспортные средства или в отвал, работая лобовым или боковым забоями.

Схемы разработки грунта драглайном аналогичны схемам, применяемым при рытье траншей и котлованов экскаватором с обратной лопатой,’ только ширина проходок может быть получена несколько большая, что позволяет осуществлять погрузку грунта в автомашины, установленные на дне выемки. При такой организации работ погрузка осуществляется при минимальной высоте подъема ковша и незначительном повороте стрелы.

Гидравлический и взрывной способы производства земляных работ

Гидравлический способ основан на размыве и разрушении грунта сильной струей воды.

Для выброса струи воды, обладающей большой скоростью, используют специальные установки — гидромониторы. Частицы разжиженного грунта увлекаются потоком воды и перемещаются ею до тех пор, пока поток не потеряет скорость до такой степени, что частицы оседают. Гидромониторы могут устанавливаться сверху и снизу забоя. Во втором случае струя воды направляется в подошву откоса, в результате чего нижняя часть откоса вымывается и грунт обрушивается вниз, превращаясь в потоке воды в пульпу.

К гидравлическому относится также разработка грунта землесосами. Землесос разрабатывает грунт со дна водоемов с помощью плавучего землесосного снаряда. По напорному пульпопроводу разжиженный грунт поступает к месту укладки.

Взрывной способ является эффективным и экономичным для разработки любых грунтов. С помощью взрывных работ может проводиться рыхление скальных пород, возведение выемок, насыпей, уплотнение грунта. Взрыв происходит в результате мгновенного превращения взрывчатого вещества в газ, который во много раз превышает первоначальный объем взрывчатого вещества. Значительные напряжения, возникающие в грунте, окружающем заряд, распространяются во все стороны, разрушают и разбрасывают породу.

Количество зарядов, их масса и расположение в грунте определяют специальными расчетами.

Разработка грунта бурильными и вспомогательными машинами

Бурильные машины используют на строительной площадке для копания ям под стойки заборов, столбы линии связи, посадки кустарников в период благоустройства территории и т. д. Для бурения выемок малой глубины используется навесное бурильное оборудование, смонтированное на базе трактора или автомобиля.

Рис. 17. Разработка грунта экскаватором, оборудованным драглайном:
а — разрез; б — поперечно-челночный способ; в — продольно-челночный способ; 1 — ось движения экскаватора; 2 — ось движения автотранспорта

Рис. 18. Разработка грунта гидромонитором методом обрушения подмывом:
1 — противовес; 2 — водяная струя; 3 — забой; 4 — пульпа

Назначение вспомогательных машин — создать благоприятные условия для разработки грунта землеройными и землеройно-транспортными машинами. К вспомогательным машинам относятся различные типы рыхлителей плотных и скальных грунтов. Применение рыхлителей при разработке тяжелых грунтов увеличивает производительность работающих с ними машин в 3—5 раз.

Объем грунтов, подлежащих предварительному рыхлению, может быть весьма значительным. В целом по стране около 12% всех земляных работ выполняется с предварительным рыхлением. Рыхлитель работает в сцепе с мощным трактором и имеет обычно от трех до пяти зубьев. Такой агрегат способен осуществлять рыхление тяжелых грунтов на глубину до 1 м.

К вспомогательным относят машины, предназначенные для рыхления и резания мерзлых грунтов, а также различные типы грунтоуплотняющих машин (кулачковые и гладкие катки, виброкатки и т. д.), оборудование для проходки горизонтальных скважин и проколов грунта (пневмопробой-ники).

Коваль С.Б., Молодцов М.В. Технология возведения зданий и сооружений: Курс лекций для заочников. Технология возведения земляных сооружений – Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2003. – 25 с.

Приведены классификации земляных сооружений и требования, предъявляемые к ним. Рассмотрены основные способы разработки грунтов. Описаны последовательности и особенности производства работ закрытым способом буровзрывным способом. Рассмотрены вопросы взаимоувязки работ.

Курс лекций предназначен для студентов архитектурно-строительного факультета вечерней и заочной форм обучения.

Одобрено учебно-методической комиссией архитектурно-строительного факультета.

Рецензенты: Кромский Е.И.

Оглавление

Классификация земляных сооружений. 4

Способы разработки грунта. 5

Механический способ. 5

Гидромеханический способ. 8

Взрывной способ. 9

Комбинированный способ. 10

Закрытый способ разработки грунта. 13

Буровзрывной способ. 17

Проходка тоннеля. 18

Возведение постоянной обделки тоннеля. 21

Возведение свода постоянной обделки. 22

Возведение обратного свода (лотка). 23

Первичное нагнетание цементно-песчанного раствора. 24

Взаимоувязка процессов производства земляных работ. 26

Классификация земляных сооружений.

Земляное сооружение – инженерное сооружение, устраиваемое из грунта в грунтовом массиве или возводимое из грунта, уложенного на поверхности земли.

Классификация земляных сооружений осуществляется в зависимости от различных признаков:

по отношению к поверхности земли разделяют

выемки – земляные сооружения созданные в грунтовом массиве ниже поверхности земли;

насыпи – сооружения возводимые из грунта выше поверхности земли;

подземные выработки – возводятся на определенной глубине и закрытые с поверхности земли;

· по функциональному назначению:

гидротехнические – плотина, дамба, канал. ;

мелиоративные – искусственные пруды, водоподводящие и осушительные каналы. ;

дорожные – нижнее строение автомобильных и железных дорог;

промышленного и гражданского назначения – спланированные площадки, котлован, траншея, тоннель, отвал. ;

· по срокам службы:

постоянные – эксплуатация в течении длительного времени;

временные – устраиваются для выполнения последующих строительно-монтажных работ.

Способы разработки грунта.

1) Механический способ заключается в отделении грунта от земляного массива резанием с помощью землеройно-транспортных и землеройных машин без предварительной обработки и рыхления.

2) Гидромеханический способ заключается в разработке грунта с помощью напорной водяной струи гидромониторных установок и/или намыве грунта при устройстве вертикальной планировки и т. д.

3) Взрывной способ заключается в разработка грунта с помощью взрывов предназначен для возведения различных инженерных земляных сооружений.

4) Комбинированный способ заключается в выполнении различных подготовительных мероприятий с целью улучшения свойств грунта перед его дальнейшей разработкой: рыхление, размораживание, регулирование влажности и т. д.

5) Закрытый способ выполняется при разработках подземных выработок, а также при прокладке инженерных сооружений без разработки грунта. Различают следующие основные методы закрытой проходки: прокалывание, продавливание, горизонтальное бурение, вибропрокалывание, щитовая проходка, штольневая проходка, буровзрывной способ.

К563

С.Б. Коваль, М.В. Молодцов

Технология Возведения Зданий и Сооружений

Курс лекций для заочников

Технология возведения земляных сооружений

УДК 69.05(075.8) + 69.003.1(075.8)