Разработка и перемещение грунта на строительной площадке. Землеройно-транспортные машины. Виды экскаваторов.

Одноковшовыми экскаваторами разрабатывается около 45 % всех грунтов. При возведении водопроводных сооружений для разработки грунтов широко используются одноковшовые экскаваторы с различным сменным оборудованием с ковшом вместимостью 0, 25-3, 2 м3. При разработке широких котлованов с погрузкой грунта в транспортные средства (например, при строительстве отстойников, фильтров, резервуаров, аэротенков и т.п.) чаще применяют экскаваторы, оборудованные прямой лопатой. Обратную лопату используют для разработки траншей, небольших котлованов с погрузкой грунта в транспортные средства или в отвал. Драглайн применяют для разработки котлованов, траншей и каналов, устройства насыпей из

грунта резерва, а грейфер - для разработки глубоких котлованов с вертикальными стенками или подачи грунта при засыпке пазух. Пространство, в котором размещается экскаватор и

производится выемка грунта, называют забоем. Его форма и размеры зависят от рабочих параметров экскаватора и принятой схемы разработки грунта (рис. 11.12).

Разработка грунта экскаватором с прямой лопатой во многом предопределяется особенностями его конструкции. Экскаватор перемещается по дну выемки, копает «от себя» снизу вверх с погрузкой разрабатываемого грунта на транспортные средства. Для наиболее полного заполнения ковша высота забоя должна быть не меньше трехкратной высоты ковша. Экскаваторы с прямой лопатой наиболее эффективно работают в сухих забоях, а в мокрых (при высоком уровне грунтовых вод) надо применять водоотвод или водопонижение. Выемку, образованную одним ходом экскаватора, называют проходкой. По характеру разработки грунта проходки могут быть

лобовыми (торцовыми) и боковыми. При лобовой проходке экскаватор движется по оси выемки и разрабатывает грунт впереди себя и по обе стороны от оси, а при боковой с одной стороны по ходу движения. Характер проходки зависит от глубины и ширины котлована и условий его разработки. Лобовыми проходками разрабатывают выемки на крутых склонах или когда глубина выемки не позволяет загружать транспортные средства, расположенные на берме выемки.

Неширокие котлованы (шириной до 1, 5R) разрабатывают лобовой проходкой с односторонней погрузкой в транспортные средства (рис. 11.13, я), при ширине котлована от 1, 5R до 1, 9R разработку ведут лобовой проходкой с двухсторонней подачей транспортных средств (рис. 11.13, б). При глубине выемки (котлована), превышающей оптимальную высоту забоя, грунт разрабатывают по ярусам (уступам) в последовательности, определяемой профилем выемки.

Разработка грунта экскаваторами с обратной лопатой осуществляется торцовыми или боковыми проходами с перемещением экскаватора по верху забоя «на себя» с копанием грунта ниже уровня его стоянки (см. рис. 11.13, е). Последняя особенность важна в тех случаях, когда грунты увлажненные или мокрые. Возможно также вести разработку грунта из-под воды. При этом в зависимости от ширины котлованов разработку грунта осуществляют с прямолинейной, зигзагообразной лобовой (рис. 11.13, ж> 3> и), поперечно-торцовой (рис. 11.13, к) и боковой

проходкой (рис. 11.13, л). Разработанный грунт обычно отсыпают в отвал на бровку и частично (излишки, ненужные для обратной засыпки) на транспорт.

Экскаваторами-драглайнами, имеющими удлиненную стрелу и ковш, свободно подвешенный на тросе, разрабатывают грунт с отсыпкой его в отвал или на транспортные средства при устройстве глубоких котлованов, каналов, траншей. Разработка грунта производится ниже уровня стоянки экскаватора с работой его «на себя»; ковш заполняется в процессе протаскивания его по грунту (рис. 11.13, л*). Широкие выемки разрабатывают за несколько лобовых проходок или применяют такие технологические приемы, как перемещение по зигзагу или поперечно-торцовую проходку, а также челночный способ работы экскаватора. При устройстве широких котлованов, а также

насыпей из грунта резерва в ряде случаев применяют боковую проходку (см. рис. 11.13, д), ширина которой составляет около (0, 7-0, 8)R, а поворот стрелы экскаватора для разгрузки — 180°.

Экскаватор с грейферным ковшом вместимостью 0, 3-4 м3, свободно подвешенный на тросе, могут разрабатывать выемки в радиусе 8-24 м на глубине 7-15 м при подъеме грейфера на высоту 6-14м. Обычно они могут разрабатывать легкие грунты I и II групп, а более тяжелые - при их предварительном разрыхлении. Такие экскаваторы чаще всего применяют для разработки глубоких выемок с вертикальными стенками, например при устройстве опускных колодцев

водозабора, заглубленных насосных станций и т.п.

Выбор экскаватора производят в зависимости от вида земляных работ на объекте. Первоначально тип экскаватора, требуемый для конкретного случая, устанавливают после изучения вида, размера, конфигурации и объема выемки, основных характеристик грунтов и трудоемкости их разработки; наличия и характера грунтовых вод и рекомендуемого способа понижения их уровня; технологических особенностей и условий выполнения земляных работ, а также с учетом области применения (вид и условия работы) сменного оборудования одноковшовых экскаваторов. Если окажется, что для выполнения одной и той же работы равнозначно подходят два, три и более типов сменного оборудования, то предпочтительно делать выбор в следующем порядке: прямая лопата, драглайн, обратная лопата, погрузчик и др.

Многоковшовые траншейные экскаваторы по типу основного рабочего оборудования подразделяются на цепные и роторные. Цепные (рис. 11.16, а> в, г) целесообразно применять при разработке мягких грунтов, а роторные (рис. 11.16, б, д) - грунтов повышенной прочности, в том числе мерзлых. Экскаваторы, предназначенные для копания траншей глубиной более 2, 5 м в сыпучих грунтах, оснащаются дополнительным оборудованием для образования откосов

(см. рис. 11.16, а, г).

Для транспортировки грунта на расстояние свыше 0, 5 км в комплекте с экскаватором могут быть использованы автосамосвалы, тракторы с прицепами и полуприцепами. Необходимая грузоподъемность транспортных средств определяется в зависимости от объема ковша экскаватора, расстояния перевозки и объема разработки грунта. При этом стремятся, чтобы вместимость кузова выбранного автосамосвала была равна 3-6 ковшам грунта.

Количество автосамосвалов или автопоездов N, необходимое для бесперебойной работы экскаватора где Пэ - эксплуатационная производительность экскаватора, м3/смен;

G - объем грунта, перевозимого автосамосвалом за один рейс, м3; Т -

число часов работы экскаватора в смену; п - число рейсов в час.