Будівельні машини та обладнання. Побудова земляного полотна в сильно пересіченій та гірській місцевості Поперечні ходи при розробці ґрунту

Грунт може розроблятися трьома основними способами: різанням-землерійними (одноківшовим екскаватором зі змінним обладнанням «прямої» та «зворотної» лопатами та багатоківшовим роторним або ланцюговим екскаватором) та землерийно-транспортними (скрепером, бульдозером, грейдером) машинами; гідромеханічним- за допомогою гідромоніторів та землесосних снарядів за наявності потужних джерел водопостачання, при цьому розмив ґрунту та подача його до місця укладання відбуваються за рахунок кінетичної енергії струменя води; вибухомз використанням різноманітних вибухових речовин. Крім перерахованих вище існують спеціальні способи руйнування грунту - ультразвуком, струмами високої частоти, термічними установками, комбінованими способами.

Розробка ґрунту різанням

Розробка ґрунту землерийними механізмами (одно- та багатоковшовими екскаваторами).Екскаватори бувають одноковшові циклічної дії на пневмоколісному або гусеничному ходу та багатоковшові безперервної дії. Одноковшові екскаватори комплектуються різним змінним обладнанням (рис. 1.7).

Вибоємназивається робоче місцеекскаватора, включаючи місце його стояння та забору ґрунту. Проходка – це виїмка, утворена одним ходом екскаватора. Проходки бувають: лобовими(торцевими), при яких технологія ведеться на крутих схилах по осі виїмки і попереду себе і по обидва боки від осі, і бічними, При яких розробка ґрунту відбувається з одного боку по ходу руху Виїмки значної глибини розробляють ярусами-уступами, що влаштовуються у різних рівнях. Транспортні засоби розташовуються на одному рівні з екскаватором або вище за його рівень. Схеми лобових проходок екскаватора з «прямою» та «зворотною» лопатами наводяться на рис. 1.8: поздовжня симетрична, поздовжня з поперечним переміщенням, по зигзагу.

Мал. 1.7.Типи будівельних екскаваторів з різним змінним обладнанням: а – пряма лопата; б -зворотна лопата; в -грейфер; г-драглайн; д-копер для забивання паль; е, і -кран для виконання монтажних та вантажорозвантажувальних робіт; до -дизель-молот для розпушування мерзлого ґрунту; ж -пристосування для корчування пнів

Розробку щільних ґрунтів у площині вибою ведуть у шаховому порядку, тобто. з відступом від попередньої смуги різання на величину менше за ширину ковша. При повороті стріли у зворотному напрямку знімають смуги незрізаного ґрунту, що забезпечує швидке заповнення ковша ґрунтом, так як бічний опір різання при цьому зменшується. Піщані ґрунти розробляють послідовними смугами (стружками) із невеликим перекриттям попередніх смуг.

Багатоківшові екскаватори поділяються за типом основного робочого обладнання на ланцюгові, що застосовуються при розробці м'яких ґрунтів 1-3 категорії на глибині менше 4 м, та роторні, що використовуються для ґрунтів підвищеної міцності, у тому числі мерзлих, на глибині менше 2,5 м. Розробку ґрунту роторними та ланцюговими екскаваторами у зв'язкових ґрунтах (глинах, суглинках) виробляють на глибину до 3 м без додаткового кріплення.

Мал. 1.8.Розробка ґрунту одноковшовими екскаваторами при уривку котлованів: а - лобовою проходкою екскаватора, обладнаного прямою лопатою, з одностороннім навантаженням у транспортну машину; б - те саме, з двостороннім навантаженням; в -розширеною лобовою проходкою із зигзагоподібним переміщенням екскаватора; г - те саме з переміщенням екскаватора поперек котловану; д -бічною проходкою екскаватора, обладнаного прямою лопатою; е, ж, з -торцевою проходкою вздовж котловану екскаватором, обладнаним зворотною лопатою; і, до -те ж, при проходках упоперек котловану; л- бічною проходкою; м- Поперечно-човниковою проходкою

екскаватором-драглайном

!^ " IЧ " I Ч Ч N (111

^ У

іЕЕПЕШДЩцц!

Розробка ґрунту землерийно-транспортними машинами.Залежно від типу взаємозв'язку робочого обладнання з тягачом застосовують причіпні, напівпричіпні та самохідні скріпери. Скрепери використовують при плануванні площі та влаштуванні лінійно-протяжних земляних споруд (рис. 1.9).

Можливість та умови розробки ґрунту скрепером визначають консистенцією ґрунту (В): В= (IV-Н/р)/(IV, - Щ,),де IV-природна вологість ґрунту, %; Щ,-вологість ґрунту на межі розкочування, %; IV,- вологість ґрунту на межі плинності, %. При твердій консистенції ґрунту (0) і напівтвердої ( В= 0-0,25) грунт слід попередньо розпушувати. При тугопластичній консистенції (В- 0,25-0,5) та м'якопластичної консистенції (5= 0,5-0,75) ґрунт можна розробляти без розпушування. При тягучепластичній ( В- 0,75-1) і тягучої (?>1) консистенції скрепери застосовувати не можна.

Мал. 1.9. Послідовність технологічних операцій, що виконуються скрепером: а - завантаження ковша ґрунтом з штовхачем;

б - вивантаження ґрунту з ковша

Повний робочий цикл розробки ґрунту включає: різання та наповнення ковша, переміщення, вивантаження, укладання рівним шаром та ущільнення колесами скрепера. Заповнення ковша відбувається у процесі руху скрепера з опущеним ножем. Різання може виконуватися за такими профілями: рівною стружкою (рис. 1.10, в) (застосовується під час планувальних робіт); стружкою змінного перерізу від 20 до 36 мм гребінчастим профілем (рис. 1.10 б); клиновим профілем (рис. 1.10, а).

Мал. 1.10.Профілі різання грунту скрепером: а-клиноподібна стружка; б - гребінчаста стружка; в- тонка стружка постійної величини

Залежно від напряму забору ґрунту по відношенню до осі виробітку може бути обрана поперечна або поздовжня схема візка ґрунту. Поперечнасхема візка приймається при близькому взаємному розташуванні виїмки та насипу. За цієї схеми слід влаштовувати в'їзди на насип і з'їзди з нього. При поздовжнійсхемою візки навантажені скрепери рухаються по насипу, що відсипається, що має два торцеві з'їзди. Основну частину робочого циклу скрепера становить його рух до місця розвантаження і назад. Найбільш поширеними схемами руху скріпера є: по еліпсу,застосовується при плануванні майданчиків та відсипанні насипів із резервів при обмеженій кількості захваток (рис. 1.11 , а); по вісімці -при фронті робіт, що дозволяє протягом циклу двічі робити забір ґрунту в резерві та його розвантаженні в насип (рис. 1.11, б); по спіралі -при низьких насипах, якщо не потрібні великі обсяги робіт із влаштування з'їздів (рис. 1.11, г); по зигзагу -при колонній розробці ґрунту в резервах великої протяжності (рис. 1.11, в) поперечно-човникова -при концентрованому переміщенні ґрунтових мас та великому віддаленні один від одного (рис. 1.11,5); поздовжньо-човникова(Рис. 1.11, с); з одного кінця насипу і насипів, що чергуються.(Рис. 1.11 , ж, з).

Технологічні схеми розробки ґрунту бульдозером. Бульдозери застосовують для розробки неглибоких виїмок до 2 м або насипу висотою менше 1,5 м із переміщенням ґрунту у відвал на відстань до 200 м; для грубого планування майданчиків; зворотного засипання траншей, пазух котлованів; підгортання ґрунту в зоні роботи навантажувачів, а також як додатковий тягач при розробці ґрунту скреперами. Найбільша глибина різання становить 20-60 см. Робочим органом бульдозера є прямий навісний відвал, що жорстко закріплений і повертається у вертикальній (90-54°) та горизонтальній площинах (3-8°).

Профілі різання бульдозера аналогічні профілям різання скрепера. Найбільш раціональними є клиноподібна та гребінчаста схеми різання. При розробці ґрунту в широких виїмках та на майданчиках можуть бути використані кілька технологічних схем (рис. 1.12), що забезпечують найбільшу продуктивність: поперечна з ярусно-траншейною розробкою; траншейна за човниковою схемою (під час розробки котлованів); суцільним шаром; ступінчасто-ярусним; смугами; траншейно-смугова та ін. При траншейному способі розробки ґрунту між паралельними проходками бульдозера залишають недоторкані ґрунтові вали, що оздоблюють траншеї і перешкоджають втратам ґрунту.

Вали зрізають бульдозером в останню чергу. При переміщенні на відстань більше 40 м застосовують спосіб розробки з проміжним валом або спарену роботу бульдозерів, що рухаються поряд з однаковою швидкістю на відстані 0,5 м один від одного. При човниковій схемі (у дрібних і широких виїмках) в котловані зрізають і переміщують ґрунт уздовж осі котловану, починаючи з середини,

в обидва кінці. Спочатку розробляють котлован на першій захватці на глибину до 1 м, а потім другий на ту ж глибину і т.д. Між суміжними траншеями залишають перемички незайманого ґрунту та вали шириною 0,5-1,2 м, які зрізають після розробки кількох траншів. При влаштуванні лінійних споруд невеликої ширини ґрунт розробляють за схемою еліпсабо вісімка.

р езерВ ^

набір ґрунту розвантаження ґрунту

напрямок руху скрепера

Мал. 1.11. Схема розробки ґрунту скреперами: а - по еліпсу; б -з вісімки; в -по зигзагу; г – по спіралі; д- Поперечно-човникова; е-подовжньо-човникова; ж - при розташуванні резервів або виїмок з одного кінця насипу; з - під час розробки

виїмок, що чергуються з насипами

ють для влаштування корита земляного полотна; планування ґрунту, що відсипається в насип заввишки не більше 1,2 м; зрізання та планування укосів виїмок та насипів; профільування земляного корита піщаного шару; розрівнювання щебеневої основи; перемішування дорожньо-будівельних матеріалів із в'яжучими; пристрої відвідних кюветів та нагірних канав глибиною до 0,7 м. Основний орган грейдера - відвал з ножем для різання та переміщення ґрунту та допоміжний орган-кирківник, що використовується для видалення невеликих пнів, коріння, розпушування ґрунтів та дорожніх покриттів (рис. 1.13).

Проектна поверхня

////// У// /// /7/ 7/7

м. ..о, 6

Мал. 1.12.Способи та схеми розробки ґрунту бульдозерами: а - спарена робота; б- човникова схема; в - пошарова технологія;

г - пошарова відсипка; д, е- купами без пошарового ущільнення; ж – розробка ґрунту «з голови»; 1-7 - послідовність руху бульдозера; 8- ґрунт, що переміщається поодиноким бульдозером;

9- додатковий обсяг ґрунту, що переміщується двома бульдозерами; I-VII- послідовність розробки ґрунту при плануванні

Мал. 1.13.Положення відвалу автогрейдера: а – транспортне; б -установка відвалу під кутом (3; в, г -те саме під різними кутами

до горизонтальної площини

Розробку ґрунту автогрейдером виконують зняттям прямокутної та трикутної стружки, що залежить від прийнятої схеми роботи в резерві. При зведенні насипу найбільш раціональним є пошарове зрізання ґрунту прямокутної стружки, а при розробці ґрунту від зовнішньої брівки резерву до внутрішньої різання виконують зняттям стружки трикутної форми. Під час роботи автогрейдерів використовують різні способиукладання ґрунту - впритиск, напів-рижим, вразбежку, шаром із заданим ухилом і т.д. (Рис. 1.14). Укладання ґрунту впритисквиробляють валиками, притиснутими один до одного без проміжку (при насипу заввишки до 0,7 м).

При способі напівпритискґрунт відсипають у вали з частковим притисканням до раніше покладеного, перекриваючи його основу на/4 ширини (при насипу висотою до 0,5 м). вразбежкуґрунт відсипають валами, які стикаються лише основою (при насипу заввишки до 0,25 м). При веденні профільних робіт укладання ґрунту роблять шарамитовщиною 10-15 см, а відсипання ґрунту ведуть від брівки до осі дороги із заданим поперечним ухилом. Недобір ґрунту в 5-7 см до проектної позначки в котлованах та траншеях підчищають ручним способом. Іноді замість ручних способів застосовують ущільнення ґрунту механічним вібротрамбуванням.

Засипання пазух траншей ґрунтом виробляють бульдозерами за човниковою або поперечно-човниковою схемою, а також вручну. Засипання пазух обов'язково супроводжується ущільненням ґрунту, яке виробляють пошарово. Товщина першого ущільнення шару становить 1 м, а наступних шарів - 0,4-0,6 м. При неможливості доступу робітника у вузьку пазуху (прокладений колектор) грунт розрівнюють мікробульдозером, а потім малогабаритним бульдозером, ущільнюють трамбовкою, що самопересувається. Грунт у пазухах колектора ущільнюють паралельними проходами малогабаритних вібротрамбів.

кой. Зворотне засипання виконують відразу після укладання труб, щоб уникнути обвалення стінок траншеї від опадів, пересушування або зволоження ґрунту в відвалах.

Мал. 1.14.Способи укладання грунту в тіло насипу грейдером (розміри м): а - впритиск; б-напівпритиск; в -вразбежку; г-шарами; д- схема роботи колони автогрейдерів при пошаровому розрівнюванні ґрунту в насипі; е-планування укосів насипу крутістю 1:3 автогрейдером; 1 - перший прохід із зарізування валика № 1; 2- проходи переміщення валика № 1 до місця укладання; 3 - другий прохід із зарізування валика № 2; 4 – проходи по переміщенню валика № 2 до місця укладання;

С – довжина робочої захватки; /1 – ширина резерву; / 2 – ширина насипу;

/ 3 – ширина земляного полотна

Скрепери зазвичай використовують на м'яких та щільних ґрунтах, у районах з нетривалим зимовим періодом. Скрепери широко застосовують на земляних роботах: зняття рослинного шару та переміщення його в кавальєри; виконання розкривних робіт у кар'єрах нерудних будівельних матеріалів; зведення насипів та виїмок різного призначення; виконання планувальних робіт із зрізанням піднесених місць та укладанням ґрунту в низькі місця; будову зрошувальних каналів, водойм та ставків.

Найкраще наповнення ковша ґрунтом відбувається при русі скрепера під ухил 5...12°. При розробці зв'язних ґрунтів доцільно застосовувати у процесі набору ґрунту трактор-штовхач. При цьому збільшується наповнення ковша та скорочується тривалість набору.

Довжина шляху набору грунту залежить від характеру грунту, що розробляється, типорозміру скрепера і прийнятої схеми роботи.

Для скорочення часу набору грунту в ківш скрепера і найбільшого його заповнення грунт ріжуть на першій передачі (швидкість руху 2,5...3,5 км/год), застосовують подовжені ножі і зуби, ведуть зарізання під ухил, попередньо розпушують щільні ґрунти, встановлюють щоки до ковша, застосовують трактори-штовхачі та регулюють положення заслінки під час різання ґрунту.

При розробці м'яких грунтів (рослинного, лесу, м'якого солончака і т. п.) зрізається клиноподібна стружка - товстіша спочатку і тонша до кінця набору ковша. При розробці сухих піщаних ґрунтів різання здійснюють стружкою гребінчастого профілю зі змінним заглибленням ковша та поступовим зменшенням товщини стружки.

При всіх способах різання ґрунт набирають із максимально можливою товщиною стружки (табл. 1).

Примітка. До біса - без штовхача, за межею - з штовхачем.

Щільні грунти попередньо розпушують на товщину стружки, що зрізається. Для розпушування слабких глинистих ґрунтів застосовують розпушувач із п'ятьма стійками, а суглинистих - із трьома стійками. Для кращого наповнення ковша сухі ґрунти зволожують за допомогою поливальних машин. оптимальної вологості, а перезволожені ґрунти сушать.

При розробці ґрунту легкими скреперами слід: - виробляти пошарове розпушування щільних ґрунтів на глибину різання скрепера; не допускати пересування та набору ґрунту на ухилах, більш зазначених у паспорті машини; застосовувати при наборі ґрунту трактори-штовхачі; застосовувати скріпери з примусовим наповненням; проводити розвантаження грунту на насипу під час руху скрепера паралельно поздовжньої осі насипу; відсипати ґрунт у насипу шарами від укосів до осі поздовжніми смугами; зводити насипи поперемінно на картах, на кожній з яких проводять операції з розвантаження, розрівнювання, зволоження (підсушування) та ущільнення ґрунту.

Схеми руху скріпера

Залежно від розмірів земляної споруди, розташування виїмок, насипів, кавальєрів або відвалів при роботі скреперів найчастіше використовують такі схеми їх руху: еліптична, "вісімка", спіральна, за зигзагом, човниково-поперечна та човниково-подовжня.

Робота "по еліпсу" (рис. 1, а) та "вісімці" (рис. 1, б) застосовна при зведенні насипів з одно- та двосторонніх резервів, при влаштуванні виїмок з укладанням ґрунту в насипи, дамби та кавальєри, при планувальних роботах у промисловому та цивільному будівництві. При роботі "вісімкою" за один прохід скрепер здійснює дві операції завантаження ковша та дві операції його розвантаження, що скорочує шлях холостого пробігу і, як наслідок, підвищує продуктивність скрепера.

Рис.1. Схема руху скріпера

а - за еліпсом; б - вісімкою; в - по спіралі; г - зигзагом; д - за човниково-поперечною схемою; е - за човниково-подовжньою схемою; прямокутниками показані ділянки завантаження; заштрихованими прямокутниками - ділянки розвантаження

Спіральну схему (рис.1, в) використовують при зведенні широких насипів із двосторонніх резервів або широких виїмок висотою або глибиною до 2,5 м. При цьому роботи ведуть без улаштування виїздів та з'їздів.

Роботу "по зигзагу" (рис.1, г) виробляють при зведенні насипів заввишки до 6 м із резервів при довжині захватки 200 м і більше.

Човниково-поперечна схема (рис.1, д) застосовується частіше при зведенні насипів і гребель заввишки менше 1,5 м при роботі з двосторонніх резервів або при влаштуванні каналів і виїмок до 1,5 м з укладанням ґрунту в греблі або кавальєри. Продуктивність роботи скрепера за зигзагом вище на 15%, а при човниково-поперечній - на 30% порівняно з еліптичною схемою.

Човниково-подовжня схема руху скреперів (рис.1, е) застосовується при зведенні насипів висотою 5...6 м із закладенням укосів не крутіше 1: 2 ° з транспортуванням ґрунту з двосторонніх резервів.

Схему руху кожного конкретного випадку слід вибирати з урахуванням місцевих умов те щоб шляхи руху були найменшими. Найбільші ухили землевозних доріг повинні становити для скреперів: у вантажному напрямку - при підйомі - 0,12 ... 0,15, а при спуску 0,2 ... 0,25; у порожньому напрямі - під час підйому 0,15...0,17, а при спуску 0,25...0,3.

Передовий досвід

У будівництві широко застосовують причіпні скрепери ДЗ-20 місткістю 7 м 3, що агрегатуються з тягачами Т-100М і Т-130. Теоретичний та техніко-економічний аналізи експлуатації цих машин показали, що для зниження наведених витрат при розробці ґрунту місткістю ковша серійних скреперів може бути збільшено до 10-12 м 3 .

З цією метою розроблені конструкції скріперних ковшів збільшеної місткості з рухомим днищем, заповнення яких не вимагає збільшення сили трактора.

Тривалі випробування показали, що застосування ковшів збільшеної місткості з рухомим днищем забезпечує збільшення продуктивності скреперів за рахунок більшого на 2,9...3,8 м 3 обсягу перевезеного за цикл ґрунту при незначній швидкості транспортування. Продуктивність скреперов збільшується загалом 30...35%, а питомі наведені витрати знижуються на 15...20%.

Техніка безпеки

Перед початком руху скрепера слід переконатися, що шлях вільний. При роботі на свіжовідсипаному насипі гусениці трактора та колеса машини повинні бути не ближче 1 м від краю насипу.

Після роботи машина має бути загальмована. Залишати незагальмовані машину забороняється на ухилі або косогорі.

Під час руху скріпера забороняється усувати несправності машини, регулювати та змащувати її, входити на машину та сходити з неї.

Скрепери забороняється використовувати: - при розробці глинистих ґрунтів у дощову погоду; при русі на підйом при поздовжньому ухилі понад 25° та спуску з ґрунтом при ухилі понад 30°; при роботі на косогорах із поперечним ухилом понад 30° або крутих укосах.

Машиніст скрепера не повинен робити різких поворотів агрегату, особливо при роботі на косогорах, що часто призводить до сповзання трактора; забороняється також повертати агрегат із заглибленим ковшем.

Перед початком повороту машиніст скрепера повинен перейти на нижчу передачу (першу чи другу) і лише тоді починати поворот.

При переміщенні агрегату своїм ходом на інше місце роботи на відстані не більше 1 км ківш слід підняти і закріпити його транспортною підвіскою до рами скрепера, вимкнувши лебідку або гідропривід. При цьому особливу увагу необхідно звернути на стан гальмівного пристрою, а під час руху під ухил слід додатково гальмувати агрегат двигуна трактора.

Застосування бульдозерів

Бульдозери призначені для виконання різних земляних робіт: зводять насипи заввишки до 2 м із односторонніх або двосторонніх резервів (рис.2); розробляють ґрунт у виїмках із переміщенням його на відстань 50...150 м; розробляють ґрунт котлованів під фундаменти та траншеї; зрізають грунт на косогорах (для нарізки уступів, пристрої напіввиїмок-напівнасипів і т. п.); нарізають кювети та неглибокі водовідвідні канави; засипають пазухи, котловани, траншеї, резерви, ями та яри; планують майданчики тощо (рис.3).

Рис.2. Зведення насипу бульдозера

а – з одностороннього резерву; б - із двосторонніх резервів

Рис.3. Планування дна котловану бульдозером

а - переміщення ґрунту до місця розробки котловану драглайном; б - переміщення ґрунту до місця подальшої розробки прямою лопатою

Раціональна дальність переміщення ґрунтів бульдозерами залежить в основному від потужності бульдозера: на тракторах ДТ-54 - до З0...50 м, ДТ-75 та Т-100 - до 50...70, Т-130 та Т-180 до 100 , ДЕТ-250М та Т-330 до 150...160м.

Цикл роботи бульдозера складається з набору, переміщення, розрівнювання ґрунту та зворотного ходу.

Набір (копання) ґрунту може здійснюватися такими способами:

стружкою постійної товщини. Так розробляють всі види ґрунтів І...ІІІ груп при наборі їх на підйомі або ґрунти зі значним опором копання;

гребінчастий спосіб - стружкою змінної товщини, з поперечним заглибленням відвалу. Так розробляють щільні та сухі ґрунти;

клиновий спосіб - стружкою змінної товщини, переходячи від найбільшої стружки до тоншої. Так зазвичай розробляють грунти з малим опором копання.

При створенні виїмки більш, продуктивна робота бульдозера досягається при русі його під ухил 10...15°. Найбільші ухили, що долаються бульдозерами класів до 40, від 40 до 100 і від 150 до 250 кН, становлять: при русі вгору відповідно 20, 25...30 і 25°; при спуску з ґрунтом відповідно 20, 25...35 та 35°; при поперечному ухилі 20, 30 та 30°.

Рис.4. Способи зменшення втрат ґрунту при транспортуванні бульдозером

а – створенням траншеї; б - багаторазовими проходками по одному сліду; в - спареної роботою бульдозерів; г - створенням проміжних валів

Залежно від характеру споруджуваної споруди, взаємного розташування місць розробки та відсипання грунту та від місцевих умов використовують різні схеми руху бульдозерів. При цьому розрізняють три основні схеми розробки та переміщення ґрунту бульдозерами: пряму, бічну та ступінчасту.

Пряму схему застосовують при копанні траншеї і виїмок, ширина яких трохи перевищує ширину відвалу бульдозера; при влаштуванні в'їздів, коли допускається відсипання ґрунту в одне місце, при цій схемі бульдозер здійснює зворотно-поступальний рух без поворотів, тому схему часто називають човниковою або маятниковою. При русі вперед бульдозер зрізає ґрунт і транспортує його до місця відвалу (робочий хід). Потім він заднім ходом повертається до місця початку різання ґрунту.

Бокову схему роботи бульдозера застосовують при переміщенні раніше розробленого ґрунту з відвалів або сипких матеріалів (піску, гравію та ін.) з бункерів, при розробці легких ґрунтів, що зрізаються товстими шарами, а також під час роботи на косогорах. При цьому грунт, що розробляється, розташовується збоку від шляху, яким бульдозер транспортує його до місця відсипки. Бульдозер захоплює відвалом ґрунт, робить поворотний рух, переміщує ґрунт на транспортну колію, потім транспортує його до місця відсипки. Працювати за цією схемою може лише кваліфікований бульдозерист, оскільки за недостатнього досвіду управління бульдозером значна частина ґрунту може бути втрачена під час повороту бульдозера.

Ступінчаста схема розробки і переміщення грунту застосовується в основному при влаштуванні насипів, виконанні розкривних робіт і вертикальному плануванні площ, коли допускається відсипати грунт по всій ширині виїмки. Робота ведеться паралельними проходками. Перемістивши ґрунт з однієї проходки, бульдозер здійснює холостий хід під кутом до осі робочого ходу і починає розробку та переміщення ґрунту на розташованій поруч прохідці (див. рис.2, а).

Залежно від ширини насипу розробку ґрунту ведуть у одно- та двосторонніх (див. рис. 2, б) бічних резервах. Перед початком робіт проводять геодезичну розбивку насипу та бічних резервів, метою якої є намітити вісь та межі основи насипу, межі берми та резервів. Резерви закладають переважно на нагірній стороні насипу з двостороннім поперечним ухилом дна 0,02 до середини резерву. Поздовжній ухил дна резерву повинен становити не менше 0,002 та не більше 0,008. Для зручності роботи відсипання насипу ведуть захватками завдовжки 50...100 м.

Розробку ґрунту починають від польової брівки резерву. Бульдозер рухається першої швидкості, зрізає грунт шарами до 30 див і переміщає їх у бік насипу. При підході до берми відвал бульдозера поступово піднімають, щоб не зрізати ґрунт на бермі. Укладання ґрунту в тіло насипу роблять валиками, розміщуючи їх по ширині насипу. Холостий хід бульдозера в резерв здійснюється на максимальної швидкостізаднього ходу.

Від кожної проходки в резерві ґрунт укладають у тіло насипу, розміщуючи його по ширині насипу. Потім бульдозер починає розробку ґрунту в наступній проходці. Після відсипання першого шару насипу по всій довжині захвату бульдозер піднімається на насип, переміщається вздовж нього, при цьому розрівнює покладений валиками ґрунт і ущільнює його гусеницями. Відсипання наступних шарів насипу бульдозером виробляють у тій самій послідовності. Після відсипання насипу до заданої висоти бульдозер розрівнює верхній шар грунту, планує берми та дно резерву, доводячи поздовжні та поперечні ухили до проектних позначок.

Відсипання насипу заввишки 1,5...2 м можна проводити без пошарового розрівнювання насипаного ґрунту відразу на повну висоту. При цьому робоча позначка насипу має бути збільшена порівняно з проектною на 10...15 %, оскільки насип протягом тривалого часу даватиме осадку.

Планування дна котловану та зрізання укосів проводять бульдозерами після розробки ґрунту екскаваторами. Якщо дно котловану є підставою для фундаментів, ґрунт залежно від типу та місткості ковша екскаватора не добирають на 0,1...0,З м. Дно котловану зачищають бульдозером, який переміщує ґрунт до екскаватора (див. рис. 3, б) , а при невеликих відстанях переміщення та глибині котловану видаляє його сам.

При зачистці укосів бульдозерами відвали грунту розташовують переважно вздовж нижньої брівки відкосу, що зачищається. Це дозволяє переміщати ґрунт зверху вниз (крутість укосів не перевищує 1: 2,5).

Зворотне засипання траншей бульдозером проводиться ґрунтом із відвалу, розташованого вздовж траншеї. Після укладання трубопроводу, кабелю або пристрою іншої споруди, щоб уникнути їх пошкодження, одночасно з двох сторін засипають вручну на висоту 0,25...0,3 м подальше засипання траншеї проводять бульдозером перехресними поперечними ходами.

Техніка безпеки

Машиніст бульдозера має оглянути місце роботи. Негабаритні шматки ґрунту, пні та інші предмети необхідно видалити. Біля місць підземних споруд влада має встановити попереджувальні знаки. При цьому поблизу підземних споруд дозволяється працювати лише у присутності майстра чи виробника робіт.

Розробка ґрунтів бульдозером поблизу електрокабелів, що знаходяться під напругою, забороняється.

При поздовжньому русі по свіжонасипаному грунту не дозволяється наближатися до брівки укосу ближче ніж на 1 м, щоб уникнути сповзання бульдозера під укіс. Висунення ножа бульдозера за брівку укосу при скиданні ґрунту забороняється.

У темний час доби робоче місце має бути освітлене.

Під час роботи на бульдозері забороняється:

проводити під час роботи двигуна регулювання, кріплення та мастило механізмів;

сходити з майданчика управління та входити на неї під час руху;

перебувати в межах призми обвалення дна розкріплених котлованів та траншей.

Під час вибухових робіт бульдозер необхідно видалити на безпечну відстань та повертати на місце роботи лише після сигналу "відбій".

Ущільнення ґрунтів

Ущільнення грунтів виконують при плануванні майданчиків, зведенні насипів, зворотному засипанню траншей і пазух фундаментів, влаштуванню підстав під підлогу і т.п. Ґрунти ущільнюють шарами однакової товщини, для чого відсипаний ґрунт розрівнюють бульдозерами чи грейдерами. Товщина шарів, що розрівнюються, залежить від умов виконання робіт, виду грунту і повинна відповідати можливостям застосовуваних ущільнюючих машин.

Необхідний ступінь ущільнення ґрунтів досягається з найменшими витратами при оптимальній вологості ґрунту, тому сухі ґрунти потрібно попередньо зволожувати, а перезволожені – осушувати.

Рекомендована вологість для ґрунтів становить % глин - 23..28; важких суглинків - 22...25; середніх суглинків - 21...23; легких суглинків та супісків - 15...17; чорнозему - 25...35; лесів - 19...21, пісків дрібних та пилуватих - 8...14.

Штучне ущільнення ґрунту підвищує модуль деформації та опір ґрунту зсуву, завдяки чому підвищується стійкість укосів та насипів. Ущільнений грунт стає водонепроникнішим і водостійким.

Пошарове ущільнення ґрунту в насипних спорудах та зворотних засипках котлованів та траншей здійснюється:

укаткою - за допомогою самохідних, напівпричіпних та причіпних катків, транспортних засобів (автомобілів та причепів-землевозів), а також землерийно-транспортних машин (бульдозерів та скреперів);

трамбуванням - спеціальними машинами, що трамбують; навісним трамбуванням - спеціальними трамбуючими машинами, навісними трамбуючими плитами, а також пневматичними трамбуваннями (для обмежених умов);

вібруванням - підвісними, причіпними та самохідними вібраторами; комбінованим способом – віброкатками-агрегатами.

Основні параметри, що характеризують процес ущільнення, залежать від властивостей ґрунтів, способів ущільнення та типів застосовуваних ґрунтоущільнюючих машин та обладнання.

Для укочення застосовують котки статичної та вібраційної дії. Катки статичної дії призначені для ущільнення ґрунтів при зведенні пошарово дорожніх насипів, що відсипаються, гребель і дамб зрошувальних споруд і водосховищ, при засипанні виїмок і т. д.

Глибина ущільнюючого впливу, що визначає товщину шару, що відсипається, залежить від маси катка, типу його робочого органу і числа проходів по одному сліду.

Область застосування котків за різновидами ґрунтів визначається типом робочого органу. За типом робочого органу котки статичної дії поділяють на котки з кулачковими, ребристими, гратчастими, і гладкими вальцями. За способом приведення в рух котки бувають причіпні та самохідні.

Зв'язні і комкуваті ґрунти ущільнюють кулачковими котками (рис.5, а), які передають на ґрунт тиск, що значно перевищує межу його міцності (табл. 2). Такими машинами масою до 5 т ущільнюють шар ґрунту товщиною 10...20 см при восьми - вісімнадцяти проходках ковзанки по одному сліду, а важкими масою 25...30 т шар товщиною 50...65 см при чотирьох - десяти проходках по одному слідом.

Рис.5. Схеми ущільнення ґрунтів

а - кулачковими котками; б - пневмоколісним котком; в - гладким самохідним котком; г - платою, що трамбує, підвішеною до стріли екскаватора Е-652Б; 1 – перекриття смуг; 2 - напрямок укочення від країв насипу до її середини; 3 - ширина смуги, що котиться; 4 - пухкий шар ґрунту; 5 - ущільнений шар ґрунту; 6 - зона ущільнення ґрунту ручними трамбовками; 7 - шар ґрунту, що ущільнюється котком; 8 – вісь проходки екскаватора; 9 - трамбуюча плита; 10 - смуга, що ущільнюється; 11 – місце стоянки екскаватора

Таблиця 2

Технічна характеристика причіпних котків із кулачковими вальцями.

При використанні кулачкових та ребристих котків відбувається розпушення верхньої частини шару ґрунту на глибину 1/3...1/2 висоти кулачка або ребра. Ці ковзанки не застосовні для нескладних ґрунтів через велику глибину розпушення поверхні шару ґрунту.

Грудкуваті зв'язні ґрунти обкатують вальцями, оскільки валець розпушує грудки і одночасно ущільнює шар пухкого ґрунту.

Пневмоколісні причіпні катки випускають двох типів: з жорстким кріпленням колісних осей до рами та загальним баластним кузовом, а також з балансирним кріпленням осей до тягової рами та з секційними ящиками.

У котків з балансирними колесами постійно забезпечується контакт усіх коліс з нерівною поверхнею укатки і всі колеса передають на ґрунт задане навантаження, зумовлене баластом. Катки з жорстким кріпленням коліс цими якостями не мають.

Ковзанки на пневмоколісному ходу середньої маси (до 10 т) ущільнюють шари товщиною 10...25 см при двох - десяти проходках ковзанки по одному сліду, ковзанками великої маси (до 45 т) - шари товщиною 25...50 см при тому ж кількості проходок за одним слідом.

Кулачковими котками і котками на пневмоколісному ходу ущільнення проводять шляхом послідовних замкнутих проходок катка по всій площі насипу з перекриттям кожною прохідкою попередньою на 0,15...0,25 м (див. рис. 31,а). Закінчивши укатку всієї площі, процес повторюють стільки разів, скільки потрібно досягнення проектної щільності грунту.

Ковзанки з гладкими металевими вальцями ущільнюють зв'язні ґрунти шаром до 15 см і піщано-грависті суміші при товщині шару, що відсипається від 5 до 15 см. Застосування таких катків доцільно, коли верхній шар насипу є основою фундаментів або під'їзних шляхів, а також при у обмежених умовах (див. рис. 31, в). Нижні шари пазухи товщиною 15...20 см навколо фундаменту ущільнюють пневматичними або електричними трамбуваннями.

Вібраційні котки (табл. 3) призначені для ущільнення незв'язних відсипаних ґрунтів і випускаються в самохідному та причіпному виконанні гладкими вальцями.

Таблиця 3

Технічна характеристика котків із гладкими вальцями

Робочим органом віброкатка є гладкий валець, усередині якого змонтовано вал з дебалансами - збудниками вібрацій. Валець розміщується усередині прямокутної рами, оснащеної дишлом із зчіпним пристроєм. На задній поперечці рами встановлений двигун, що приводить вал дебалансів за допомогою гнучкої (зазвичай клинопасової) передачі.

Для врівноваження двигуна на передній частині рами кріпиться противага. Знизу на поперечках рами змонтовані пружні скребки, що очищають вальці від ґрунту. Для захисту рами та двигуна від вібрацій до бокових балок рами за допомогою гумометалевих амортизаторів кріпляться корпуси підшипників вальця та валу дебалансів.

Трамбуючі машини та обладнання служать для ущільнення зв'язкових та глинистих ґрунтів, що відсипаються шарами товщиною до 1...1,5 м. Незв'язні піщані ґрунти, як правило, не трамбують, тому що поблизу місця удару ґрунт розущільнюється.

У будівництві використовують трамбуючі плити на одноковшових екскаваторах і кранах і машини безперервної дії, що трамбують.

Трамбуючі плити, що навішуються на канат екскаватора-драглайну (див. рис. 5, г), застосовують зазвичай для ущільнення грунтів у місцях з вузьким фронтом робіт, недоступних для машин інших типів ущільнювачів.

Трамбуючими плитами масою 2...7 т і більше, підвішеними до екскаваторів або кранів, ущільнюють піщані та глинисті ґрунти з кількістю ударів 1...5. Недоліком цього способу є підвищена зношування крана або екскаватора, а також порівняно невисока їх продуктивність, що обмежує застосування цього способу.

Трамбуючі машини випускаються у двох модифікаціях - ДУ-12Б та ДУ-12В для агрегатування з гусеничними тракторами Т-100М та Т-1З0.

Робочим органом машини є дві плити, підвішені поруч на підйомних канатах ззаду трактора. Плити по черзі піднімаються канатами і вільно падають на поверхню ґрунту, здійснюючи його трамбування на смузі, що дорівнює ширині захвату обох плит.

Під час роботи трактор рухається із уповільненою ходозменшувачем швидкістю, яка вибирається відповідно до необхідного числа ударів плит по одному місцю. При транспортних пересування машини плити піднімаються у верхнє положення, де утримуються гаками. Під час роботи гаки переводять у неробоче положення за допомогою механізму, керованого з кабіни водія.

Таблиця 4

Технічна характеристика трамбуючої машини ДУ-12

Технічна характеристика	Марка машини
Технічна характеристика	ДУ-12Б	ДУ-21В
Базовий трактор	Т-100М	Т-130
Кількість плит	2	2
Маса плити, т	1,3	1,3
Розмір плити в плані, мм	1000x1000	1000x1000
Висота падіння плит, м	1,3	1,3
Ширина захоплення плит, м	2,5	2,5
Частота ударів, мін	2x16	2x16
Число ударів по одному місцю	3…6	3…6
Енергія одного удару, Дж	14300	14300
Поступальна робоча швидкість	80…200	80…200
Глибина ущільнення, м	До 1,2	До 1,2
Маса, т
машини з трактором	18	18
навісного обладнання	1,3	1,3

Ущільнення ґрунтів у насипах

В основі технології укладання та ущільнення зв'язних ґрунтів лежить розбивка насипу на карти – ділянки невеликої довжини, на яких послідовно виробляють операцій із розвантаження ґрунту, його розрівнюванню та ущільненню.

Число ділянок, що одночасно використовуються для укладання ґрунту, залежить від обсягу робіт, наявності обладнання, сезону виконання робіт і може змінюватися в межах 4-2. В літній часНайбільша продуктивність досягається при роботі на 4 ділянки, в зимовий час – не більше двох.

Розміри карток визначають конкретними умоваминими виробництва та застосовуваними механізмами, проте їх довжина має бути не менше 200 м.

Рекомендуються наступні розміри для кулачкових котків 250...300 м, для катків на пневматичних шинах - 200 м, для віброкатків - 200...250 м; для віброущільнюючих та трамбуючих машин при ущільненні лесових, просадних та гравілистих ґрунтів не менше 50 м.

Ширину насипу, як і ширину ділянок, приймають з умов безпечного ведення робіт ущільнюючою машиною, яка повинна знаходитися від брівки насипу на відстані, що запобігає її сповзанню на укіс.

Для зменшення надмірної вологості слід перед ущільненням пошарово підсушувати ґрунт у природних умовах. Для прискорення цього процесу ґрунт на ділянці необхідно розпушувати боронуванням або переорювання. При товщині шару ґрунту в пухкому стані 30...40 см підсушування в умовах літньої спекотної погоди потрібно не менше 2...3 діб.

При ущільненні шару пухкого ґрунту, відсипаного, наприклад, драглайном або грейдер-елеватором, слід проводити спочатку укочування катком легкого типу без завантаження його баластом. Ця операція не потрібна при відсипанні шарів ґрунту самоскидами, скреперами або тракторними візками. У цьому випадку ґрунт ущільнюється до необхідної норми щільності ґрунтоущільнювальними машинами.

При вертикальному плануванні великих площ і на насипах, де можливі повороти ковзанки, рекомендується застосовувати схему руху котків по замкненому колу. На насипах, де неможливий поворот катка, слід застосовувати човникову схему руху, коли трактор наприкінці ділянки відчепляється від катка і приєднується до нього з іншого боку.

При котку причіпними котками перший і другий хід ковзанки виконують з відривом 2...2,5 м від брівки насипу, та був зміщенням ходів на 1/3…1/4 ширини ковзанки убік брівки ущільнюють краю насипу. Після цього укочування продовжують круговими проходками від краю до середини насипу з перекриттям кожного проходу на 1/3...1/4 ширини катка.

Для рівномірного ущільнення ґрунту тиск повітря в шинах катка має бути однаковим (перевіряти манометром). Рекомендований тиск у шинах котків на пневмоколісному ходу: для пісків 200 кПа, супісків 300...400, суглинків та глин 500...600 кПа. При цьому число проходів ковзанки по одній смузі зазвичай приймають: для піщаних ґрунтів 2...3, супесчаних 3...4 і для суглинистих і глинистих 5...6.

Ущільнення ґрунтів укочуванням слід проводити при раціональному швидкісному режимі роботи котків. Швидкості руху катка різні, причому перший і два останніх відбуваються на малих швидкостях (2...2,5 км/год), проте проміжні ходи - великих, але з перевищують 8...10 км/ч. При раціональному швидкісному режимі роботи ковзанка продуктивність його збільшується приблизно вдвічі, а загальна вартість робіт знижується на 50%.

При зведенні насипу з резерву драглайної роботи слід виконувати на двох суміжних захватках: на одній із захваток шар грунту, що відсипається, розрівнюється бульдозером, а на інший - ущільнюється ґрунтоущільнювальними машинами. При зменшенні товщини шару, що відсипається, від 1 до 0,3 продуктивність драглайну зменшується на 11 %.

При зведенні насипу із резервів бульдозерами роботи слід проводити також поперемінно на двох суміжних ділянках.

Для ущільнення піщаних основ під фундаменти та підвищення несучої здатності ґрунтів під різними інженерними спорудами застосовують гідровібраційний метод. Він заснований на використанні вібрації, що передається грунту від гідровібратора, з одночасним зволоженням грунту, що ущільнюється.

До гідровібратора, підвішеного до стріли крана, підводять два шланги: для подачі води в нижнє та верхнє сопло. Гідровібратор витягають із ґрунту із зупинками через кожні 30...40 см при безперервній подачі води у верхнє сопло. Глибина занурення гідровібратора визначається необхідною глибиною ущільнення ґрунту. Швидкість занурення залежить від тиску і кількості води, що подається. Маси гідровібратора, щільності та гранулометричного складу ґрунту і приймається в середньому 1...2 м/хв. При ущільненні із зволоженням водою грунт осідає, а навколо гідровібратора в радіусі 0,4...1 м утворюється вирва, яку необхідно засипати піском.

На слабких водонасичених ґрунтах у багатьох випадках доцільно застосовувати передпобудовне ущільнення таких ґрунтів тимчасовим навантаженням з використанням вертикальних дрен (піщаних, паперових та ін.).

Бульдозери виконують операції в такий спосіб. По-шарову розробку та переміщення матеріаліввиробляють на відстані транспортування 50... 150 м. Великі відстані переміщення економічно вигідні для важких бульдозерів. При поверхневій розробці ґрунтів та корисних копалин характерні човникові рухи машини, що чергують робочий хід та від'їзд назад порожняком. Ґрунт доцільно набирати та перевозити по одному проходу з утворенням бічних валиків, траншейним способом, спареною роботою бульдозерів, утворенням кількох призм. У легких ґрунтових умовах застосовують додаткове змінне обладнання бульдозера (відкрилки, розширювачі, подовжувачі).

Зведення насипівздійснюють двома способами: поперечними проходами з резерву поздовжніми односторонніми рухами машини.

При поперечному переміщенні грунту з резервів доцільно використовувати траншейний спосіб розробки матеріалів і спарену роботу декількох машин. Перші призми подають у центр насипу, наступні — ближче до країв.

Призми волочіння укладають упритиск. Підйоми укосів насипу, якими подається грунт, повинні перевищувати 30%. При високих підйомах насипу робота неефективна.

Мал. 137. Основні земляні бульдозерні роботи.

Дивіться також:

Поздовжніми рухами бульдозера у напрямі про-дольной осі насипу доцільно подавати ґрунт під ухил. Висота насипу у разі може бути до 4...5 м.

Розробку виїмоквиробляють поздовжніми двосторонніми проходами і поперечними ходами. . Поздовжній двосторонній спосіб забезпечує велику продуктивність бульдозерів. Його застосовують при невеликій протяжності виїмок і у випадках, коли ґрунт, вийнятий з виїмки, повністю укладають у прилеглі насипи. Поперечний спосіб розробки виїмки застосовують, коли надлишки ґрунту укладають у кавальєри вздовж майбутнього полотна дороги.

Уривку каналів, іригаційних споруд, траншей, кіт-Лаваніввиробляють поперечними ходами бульдозера з поступовим зміщенням машини вздовж споруд . Ґрунт укладають у кавальєри по всій протяжності каналів, створюючи з обох боків вали землі. Розробляють ґрунт у паралельних траншеях глибиною не більше габаритної висоти машини. Відстань між траншеями до 0,4...0,6 м. Після уривки руйнують міжтраншейну перемичку. У цьому випадку ефективна групова робота машин спареними паралельними ходами.

Планувальні роботипроводять на рівній поверхні, зрізаючи невеликі пагорби і засинаючи западини, ями, яри. Великі западини засипають із сусідніх косогорів поздовжніми проходами. . Останні проходи роблять зі зміщенням на V4 ширини відвалу, щоб виключити появу бічних валиків. Після грубого переднього планування доцільно провести обробку поверхні при задньому ході бульдо-зера і «плаваючому» положенні відвалу. Для більшої точності доцільно застосовувати взаємно перпендикулярні проходи бульдозерів.

Пробивання терас і полиць на косогорахздійснюють бульдо-зерами з неповоротними та поворотними відвалами. Найбільш ефективний і безпечний спосіб переміщення ґрунту з косогора в півнасип поперечними проходами машини під ухил. Його застосовують при пологих схилах косогорів. При великих кутах нахилу косогорів використовують поздовжній спосіб . У цьому випадку відвал бульдозера, встановлений з перекосом, пробиває спочатку прохід 1, потім 2, 3, 4 і 5. Робота поздовжніми проходами більш продуктивна, проте необхідно виявляти особливу обережність, так як можливе поперечне сповзання або перекидання машини по схилу . Тому з метою безпеки проведення робіт враховують поперечну стійкість бульдозера.

http://stroj-mash.ru/images/1/image128.jpg" alt="" width="464" height="174">

Мал. 140. Схеми розпушування ґрунтів:

а- поздовжньо-кільцева, б - спіральна, в-човна зі зсувом, г-подовжньо-поперечна.

Вибір схеми розпушування залежить від міцності і природи порід, що розробляються.

При розпушуванні грунтів IV категорії і міцних порід ціле-до роботи машин організовувати за поздовжньо-кільцевою та спіральною схемами, так як вони забезпечують найбільшу продуктивність машини. Човникову та поздовжньо-поперечну схеми застосовують при розпушуванні скельних порід і вічномерзлих ґрунтів. Останню схему використовують, коли необхідно отримати розпушену породу менших розмірів. Її додатково дроблять гусениці трактора.

Площі мерзлих ґрунтів розробляють пошарово на максимально можливу глибину.

При глибині промерзання порід 50...70 см можна розпушувати масив трьома зубами. Якщо глибина розробки порід більша, то одним зубом за два або три проходи з глибиною розпушування 30...40 см за кожний цикл. При роботах на мерзлих породах сила тяги машини знижується на 35 ... 45% за рахунок зменшення коефіцієнта зчеплення ходової частини з ґрунтом.

Ґрунти розпушують на робочій передачі трактора зі швидкістю 0,9...2,7 км/год. По закінченні робочого циклу виглиблюють рихлитель і перевіряють наявність знімного наконечника. При втраті наконечника можна пошкодити носок стійки і він не буде утримувати наконечник. І тут стійку замінюють.

Мал. 141. Способи розробки грунтів і видобутку корисних копалин:

а—траншейний з подачею в авто-транспорт навантажувачем;

1 - буль-дозер-розпушувач; 2 - навантажувач, 3 - автотранспорт, 4 - екскаватор.

Розпушені ґрунти та породи прибирають землерийно-транспортними машинами. Найбільш ефективна розробка міцних, мерзлих порід і корисних копалин бульдозером-рихлителем.

Існує кілька раціональних схем організації роботи бульдозера-розпушувача у поєднанні з навантажувачами та екскаваторами.

При розробці масиву траншейним способом бульдозер-розпушувач 1 пошарово розпушує породу на дні траншеї. Потім бульдозерним обладнанням при піднятому рихлювачі порода переміщається в штабель човниковими рухами машини. Зі штабеля одноковшовим навантажувачем 2 роздроблений матеріал занурюється в автотранспорт 3 і відвозиться до місця складування або переробки.

Більш раціональна схема розпушення та збирання порід буль-дозером під ухил. Штабель матеріалу утворюють у підошви ухилу. Зі штабеля екскаватор або навантажувач завантажує породу в автотранспорт. Продуктивність агрегату у разі вище.

Щоб узгодити продуктивність вантажних засобів, іноді застосовують два бульдозери-розпушувачі, які спочатку поздовжньо-поперечними ходами розпушують дно траншеї, а потім один бульдозер подає матеріал до місця складання, а інший заштовхує його в штабель, з якого навантажувач забирає породу та заповнює автотранспорт.

При видобутку корисних копалин відкритим способом застосовують комплексний загін машин, до якого входять 3...5 бульдозерів-розпушувачів, екскаватор або навантажувач і кілька самоскидів. Щоб не було простоїв, один бульдозер-розпушувач 3 тільки розпушує майданчик. Декілька бульдозерів 2 паралельно зсувають розпушену порожню породу 4 в шта-бель, з якого екскаватор 1 завантажує її в автотранспорт 4і транспортується у відвал. Після збирання порожньої породи аналогічним способом розробляють корисні копалини.

Мал. 142. Видобуток корисних копалин відкритим способом з попереднім розпушуванням:

1 - екскаватор або навантажувач, 2 - бульдозери, 3 - бульдозер-розпушувач, 4 - порожня порода, 5 - автотранспорт, 6 - корисні копалини.

V. Підготовка основ під насипом

1. Зрізання рослинного ґрунту та нарізка уступів на косогорах

На горизонтальній місцевості, а також на косогорах крутістю до 1:10 насипу висотою понад 0,5 м на сухій і міцній підставі відсипають безпосередньо на природну поверхню, а в основі насипів висотою до 0,5 м видаляють рослинний покрив (дерни).

При крутизні косогора від 1:10 до 1:5 в основі насипів заввишки до 1,0 м і на нульових місцях також видаляють дерен, а в основі насипів заввишки більше 1 м дерен не зрізають, але перед відсипанням насипу з глинистих грунтів розпушують поверхню основи .

У межах косогорів крутістю від 1:5 до 1:3 незалежно від висоти насипу влаштовують уступи шириною від 2 до 4 м, але не менше 1 м і висотою до 2 м з поперечним ухилом у низову сторону 0,01-0,02.

Видалення рослинного покриву та нарізування уступів виконують бульдозерами або автогрейдерами.

На косогорі рослинний ґрунт доцільно зрізати під час робочого руху бульдозера або автогрейдера зверху вниз. При цьому ґрунт укладають з низового боку насипу в берму або вивозять.

Нарізку уступів можна проводити до зведення насипів зверху вниз (рис. 29, а), починаючи від нагірної межі укосу насипу або в процесі зведення насипу знизу вгору (рис. 29 б), починаючи від підгірної межі укосу насипу. У першому випадку ширина уступів повинна бути не менше 3 м (з розрахунку установки бульдозера), а в другому вона може бути зменшена до 1 м. нижній уступ в обох випадках необхідно робити шириною не менше 4 м з метою розміщення вивантажуваного з автомобілів-самоскидів ґрунту та ґрунтоущільнюючої машини при зведенні насипу.

Уступи нарізають за допомогою бульдозера чи автогрейдера. Найбільш ефективним є універсальний бульдозер з відвалом, що встановлюється під кутом для його поздовжньої осі.

При нарізанні уступів зверху вниз до зведення насипу ґрунт переміщають бульдозером у поздовжньому або поперечному напрямку. В останньому випадку його укладають у берму.

Нарізку уступів знизу вгору роблять у міру зведення насипу. Спочатку нарізають нижній уступ, на місці якого відсипають шари насипу. Після відсипання шару грунту рівня верху уступу нарізають наступний уступ і т. д. Грунт уступу розрівнюють по ширині відсипаного шару, якщо він придатний для укладання в насип, або видаляють за межі насипу.

Для надання уступів поперечного нахилу доцільно використовувати автогрейдер.

2. Влаштування траншей та дренажних прорізів на болотах

Ґрунти слабких підстав при висоті насипів до 2 м попередньо осушують або вирізають. На болотах передбачають часткове або повне видалення торфу з основи насипів із засипкою траншей, що утворюються, ґрунтами, придатними для зведення насипів.

Траншеї глибиною до 4 м, як правило, розробляють екскаваторами-драглайнами типу Е-652 з ковшем ЦНДІС ємністю 0,8 м3.

На болотах з недостатньою несучою здатністю роботи з підготовки основи доцільно виконувати у зимовий час. Влітку екскаватори переміщуються переносними щитами. Доцільно використати екскаватори та бульдозери з розширеними гусеницями.

Торф, вийнятий з траншеї екскаватором, переміщується потім бульдозером і розрівнюється шаром товщиною 0,5 м. при неможливості використання бульдозера через недостатню несучу здатність поверхні болота торф перекидають екскаватором або залишають нерозрівненим в зиму, розрівнюють його бульдозером.

Розробку траншеї екскаватором залежно від її ширини проводять торцевим (рис. 30 а) або бічним (рис. 30 б) вибоєм за одну або кілька проходок.

Продуктивність екскаватора в торцевому вибої вище, ніж у бічному.

Схему розробки траншеї з торцевим вибоєм застосовують у випадках, що не вимагають попереднього влаштування водовідвідних канав.

За схемою розробки з бічним вибою одночасно з розробкою траншеї можна влаштовувати водовідвідну канаву з боку ходу екскаватора.

В обох схемах екскаватором-драглайном типу Е-652 зі стрілою довжиною 13м влаштовують траншеї шириною до 12м та глибиною 2,5м.

Розробку траншей завширшки до 25м (рис.30, в) здійснюють бічним вибоєм двома проходками. Екскаватор, що пересувається збоку від траншеї, розробляє її на половину ширини, а потім на зворотному шляху розробляє другу половину. При кожному проході екскаватора можна влаштовувати водовідвідну канаву.

Траншеї шириною понад 25м (рис.30, г) влаштовують трьома проходками екскаватора. Одночасно з розробкою частин траншеї можна влаштовувати водовідвідні канави.

Траншеї глибиною до 1м на сухих болотах з щільними грунтами, що підстилають, при ширині основи насипу більше 12м ефективно розробляти бульдозерами. При цьому доцільно застосовувати бульдозери на гусеничному ходу, а також з відвалами совкового типу.

Виторфування грунту бульдозерами виконують поперечними проходками. Торф переміщують за межі розміщення водовідвідних канав і розрівнюють шаром завтовшки до 0,5м. Водовідвідні канави влаштовують за виторфовыванием.

На болотах для забезпечення вертикального дренування основи насипів, а також для прискорення консолідації (зміцнення) ґрунтів основи та підвищення їх стійкості іноді влаштовують подовжні дренажні прорізи.

Для влаштування дренажних прорізів використовують екскаватори-драглайни, екскаватори-зворотні лопати, а також траншейні багатоковшеві екскаватори.

Драглайни застосовують у літню пору при глибині болота до 4м. Траншейні багатоківшеві екскаватори використовують на болотах глибиною не більше 3м як у літній, так і в зимовий час, причому в літній час - на гусеничному ходу, а взимку - зі спеціальним змінним робочим обладнанням, призначеним для розробки мерзлих грунтів.

Екскаватори-зворотні лопати типу Е-652 можна застосовувати для влаштування дренажних прорізів у зимовий час на болотах глибиною до 4 м та при товщині промерзання не більше 0,3 м.

Вийнятий із прорізу торф переміщають бульдозером і розрівнюють шаром завтовшки до 0,5 м.

Слідом за уривком прорізи засипають дренуючим грунтом (одночасно зі зведенням насипу).

3. Підготовка підстав під насипи на марях, ділянках з підземними льодами, курумах та кам'яними розсипами.

Підготовка основ під насипу на марях полягає у забезпеченні відведення поверхневої води, виключення можливості її скупчення біля підошви укосу, засипки знижених місць, а також озер термокарстового походження, що знаходяться біля насипу.

Засипку виробляють місцевим глинистим ґрунтом у міру відсипання нижнього шару насипу. Глинистий грунт, доставлений автомобілями0=самоскидами по відсипаному шару насипу, вивантажують біля зниженого мета і потім насувають бульдозером.

Верх насипу оформляють у вигляді берми висотою над поверхнею марі 0,2-0,3 м із поперечним ухилом 0,02-0,04 у бік від насипу.

У межах марей виторфування, як правило, не передбачають.

У зоні вічної мерзлоти на ділянках насипів вистій до 1 м, а також на нульових місцях, в підставі яких залягають перезволожені глинисті ґрунти, передбачають вирізку цих ґрунтів на глибину не менше половини товщини Дієвого шару з наданням дну траншеї поздовжнього ухилу не менше.

Вирізку ґрунтів у талому стані виробляють бульдозерами. Мерзлі ґрунти попередньо розпушують навісними розпушувачами на бульдозерах потужністю 300 л. с. та більш або вибуховим способом. Розпушений ґрунт зрушують бульдозерами у вали, з яких занурюють його екскаватором в автомобілі-самоскиди та відвозять за межі насипу.

Роботи з розпушування вічномерзлих ґрунтів за високої позитивної температури повітря доцільно виконувати з деяким інтервалом (за часом) між розпушуваннями окремих шарів ґрунту. За час між збиранням розпушеного шару ґрунту та розпушуванням наступного шару міцність мерзлого ґрунту зменшується та його розпушування вимагає менших зусиль.

За наявності просадних підстав на ділянках підземних льодів як підготовчий період, так і в процесі зведення насипів слід вживати заходів до максимального збереження природних умов смуги відведення, щоб не допускати протаювання льоду та пов'язаних з ним просадок насипів. Для цього необхідно:

не порушувати рослинно-моховий покрив у підставі насипів та у смузі відведення;

валку дерев робити у мінімально необхідному кількості;

не допускати осушення заболоченої місцевості та влаштування поздовжніх та поперечних прорізів на підставі та біля підошви укосу насипу;

зводити насипи після промерзання діяльного шару та до настання позитивних температур відсипати його на висоту не менше 1,2 м;

систематично видаляти сніг з усієї площі основи, що сприяє збільшенню глибини промерзання ґрунту основи;

виділяти ділянки з підземними льодами в заборонену зону та у процесі будівництва та експлуатації не допускати у цій зоні рух транспорту поза дорогами, зведення різних споруд, сінокосіння тощо.

На ділянках залягання підземного льодубезпосередньо під діяльним шаром у деяких випадках передбачають повне або часткове видалення цього льоду із підстави насипів на певну ширину. При повному видаленні льоду траншею заповнюю дренуючим ґрунтом, а при частковому видаленні льоду – глинистим ґрунтом. В останньому випадку товщина насипного грунту разом з насипом над льодом, що залишився, повинна бути не менше 4 м. укосом траншеї надають ухил 1:0,2.

Процес видалення ґрунту діяльного шару зазначений вище. Лід розпушують вибуховим способом, а окремі прошарки та лінзи льоду – навісними розпушувачами на бульдозерах потужністю 300 л. с. і більше. Розпушений лід зрушують бульдозером у вали та занурюють екскаватором у автомобілі-самоскиди. У зимовий час розпушування ґрунту діяльного шару та льоду підриванням слід проводити одночасно.

Засипання траншеї здійснюють з доставкою ґрунту автомобілями-самоскидами. Влітку перший шар ґрунту необхідно відсипати без заїзду автомобілів-самоскидів на поверхню льоду або вічномерзлого ґрунту траншеї. Для цього вивантажений автомобілями-самоскидами ґрунт насувають уперед бульдозером. Автомобілі-самоскиди розгортаються під розвантаження на раніше спланованому грунті біля місця розвантаження. Відсипаний ґрунт пошарово ущільнюють ґрунтоущільнювальними машинами до встановленої норми щільності.

Вибір способу виробництва земляних робіт залежить від властивостей ґрунту, обсягів робіт, виду земляних споруд, гідрогеологічних умов та інших факторів. Технологічний процесВиконання земляних робіт складається з розробки ґрунту, транспортування, укладання у відвал або насип, ущільнення та планування. Для механізації земляних робіт застосовують одноковшеві будівельні екскаватори з гнучкою та жорсткою підвіскою робочого обладнання у вигляді прямої та зворотної лопати, драглайну, грейфера, землерийно-планувального, планувального та вантажного пристроїв; екскаватори безперервної дії, до яких відносяться ланцюгові багатоковшові, ланцюгові скребкові, роторні багатоковшеві та роторні безковшові (фрезерні); бульдозери, скрепери, грейдери (причіпні та самохідні), грейдери-елеватори, розпушувачі, бурильні машини. У комплект машин для механізованої розробки ґрунту крім провідної землерийної машини включаються також допоміжні машини для транспортування ґрунту, підчищення виїмки дна, ущільнення ґрунту, обробки укосів, попереднього розпушування ґрунту тощо залежно від виду робіт.

Розробка ґрунту одноковшовими екскаваторами

У промисловому та цивільному будівництві застосовують екскаватори з ковшем місткістю від 0,15 до 4 м3. При виконанні великих обсягів земляних робіт на гідротехнічному будівництві застосовуються потужніші екскаватори з місткістю ковша до 16 м3 і більше.

Екскаватори на колісному ходу рекомендується застосовувати при роботах на грунтах з високою здатністю, що несе, при розосереджених обсягах робіт, при роботах у міських умовах з частими перебазуваннями; екскаватори на гусеничному ходу застосовують при зосереджених обсягах робіт при рідкісних перебазуваннях, при роботах на слабких ґрунтах та розробці скельних порід; навісні екскаватори на пневмоколісних тракторах - при розосереджених обсягах робіт та при роботі в умовах бездоріжжя.

Розробка ґрунту одноковшовими екскаваторами ведеться проходками. Число проходок, вибоїв та їх параметри передбачаються у проектах та технологічних картах виконання земляних робіт для кожного конкретного об'єкта відповідно до параметрів земляних споруд (за робочими кресленнями) з оптимальними робочими розмірами обладнання екскаваторів.

Одноковшові екскаватори відносяться до машин циклічної дії. Час робочого циклу визначається сумою окремих операцій: тривалість заповнення ковша, поворот на розвантаження, розвантаження та поворот у вибій. Найменші витрати часу виконання робочого циклу забезпечуються за таких умов:

ширина проходок (вибоїв) приймається з таким розрахунком, щоб забезпечити роботу екскаватора із середнім поворотом не більше 70 градусів;
глибина (висота) вибоїв повинна бути не меншою за довжину стружки грунту, необхідної для заповнення ковша з шапкою за один прийом копання;
довжина проходок приймається з урахуванням можливо меншого числа вводів та висновків екскаватора у вибій та із вибою.

Вибоєм називається робоча зона екскаватора. До цієї зони відноситься майданчик, де розміщується екскаватор, частина поверхні масиву, що розробляється, і місце установки транспортних засобів або майданчик для укладання грунту, що розробляється. Геометричні розміри та форма вибою залежать від обладнання екскаватора та його параметрів, розмірів виїмки, видів транспорту та прийнятої схеми розробки ґрунту. В технічні характеристикиЕкскаваторів будь-якої марки наведено, як правило, максимальні їх показники: радіуси різання, вивантаження, висота вивантаження та ін. При виконанні земляних робіт приймають оптимальні робочі параметри, що становлять 0,9 максимальних паспортних даних. Оптимальна висота (глибина) вибою повинна бути достатньою для заповнення ковша екскаватора за одне черпання, вона повинна дорівнювати вертикальній відстані від горизонту стоянки екскаватора до рівня напірного валу, помноженому на коефіцієнт 1,2. Якщо висота вибою відносно мала (наприклад, при розробці планувальної виїмки), доцільно використовувати екскаватор разом з бульдозером: бульдозер розробляє ґрунт і переміщує його до робочого місця екскаватора, потім підгортає ґрунт, забезпечуючи достатню висоту вибою. Екскаватор та транспортні засоби повинні бути розташовані так, щоб середній кут повороту екскаватора від місця заповнення ковша до місця його вивантаження був мінімальним, тому що на поворот стріли витрачається до 70% робочого часу циклу екскаватора.

У міру розробки ґрунту у вибої екскаватор переміщається, відпрацьовані ділянки називаються проходками. У напрямку руху екскаватора щодо поздовжньої осі виїмки розрізняють поздовжній (з лобовим або торцевим вибоєм) та поперечний (бічний) способи розробки. Поздовжній спосіб полягає в розробці виїмки проходками, напрямок яких вибирається з найбільшої сторони виїмки. Лобовий вибій застосовується при розробці з'їзду в котлован і при копанні початку виїмки на крутих косогорах. При лобовому вибої ґрунт розробляється на всю ширину проходки. Торцевий вибій застосовується при розробці виїмок нижче за рівень стоянки екскаватора, при цьому екскаватор, пересуваючись заднім ходом по поверхні землі або на рівні, розташованому вище дна виїмки, розробляє торець виїмки. Бічні вибої застосовуються розробки виїмки прямої лопатою, у своїй шляху транспортних засобів влаштовуються паралельно осі переміщення екскаватора чи вище підошви забою. При бічному способі повна ширина проходки може бути отримана шляхом послідовної розробки ряду проходок. Поперечним (боковим) способом розробляють виїмки з відсипанням ґрунту в напрямку, перпендикулярному до осі виїмки. Поперечний спосіб застосовується при розробці протяжних нешироких виїмок з відсипанням кавальєрів або влаштування насипів з бічних резервів.

Деякі види виїмок (наприклад, планувальні) можна розробляти бічним вибоєм з рухом транспорту одному рівні з екскаватором. Іноді для початку розробки з боковим вибоєм необхідно спочатку відривати так звану піонерну траншею, яку екскаватор починає розробляти, спустившись на дно вибою по пандусу. Якщо висота вивантаження екскаватора більша або дорівнює сумі глибини виїмки, висоти борту самоскида і «шапки» над бортом (0,5 м), піонерну траншею розробляють боковим вибоєм під час руху транспорту по денній поверхні на відстані не менше 1 м від краю виїмки. При значних у плані розмірах виїмки її розробляють поперечними проходками вздовж меншої сторони, при цьому забезпечується мінімальна довжина траншеї піонерної, що дозволяє організувати найбільш продуктивний кільцевий рух транспорту. Виїмки, глибина яких перевищує максимальну глибину вибою для цього типу екскаватора, розробляють у кілька ярусів. При цьому нижній ярус розробляють аналогічно до верхнього, а автомобілі подають до екскаватора так, щоб ківш знаходився на кузові ззаду. Траса руху автомобіля в цьому випадку має бути паралельна осі проходки екскаватора, але спрямована у протилежний бік.

Екскаватор, обладнаний зворотною лопатою, застосовується при розробці ґрунту нижче рівня стоянки і найчастіше використовується при копанні траншей для укладання підземних комунікацій та невеликих котлованів під фундаменти та інші споруди. При роботі зі зворотною лопатою також застосовують торцевий або бічний вибій. Найбільш доцільно застосовувати екскаватор зі зворотною лопатою для розробки котлованів глибиною не більше 5,5 м і траншей до 7 м. Жорстке кріплення ковша зворотної лопати дає можливість рити вузькі траншеї з вертикальними стінками. Глибина вузьких траншей, що розробляються, більша, ніж глибина котлованів, так як екскаватор може опускати стрілу з рукояттю в нижнє положення, зберігаючи стійкість.

Екскаватор з робочим обладнанням драглайн застосовується при розробці великих та глибоких котлованів, при зведенні насипу з резервів тощо. Перевагами драглайну є великий радіус дії та глибина копання до 16-20 м, можливість розробляти вибої з великою притокою ґрунтових вод. Драглайн розробляє виїмки торцевими чи бічними проходками. Для торцевої та бічної проходок організація робіт драглайна аналогічна роботі зворотної лопати. При цьому зберігається таке саме співвідношення максимальної глибини різання. Драглайн зазвичай пересувається між стоянками на 1/5 довжини стріли. Розробка грунту драглайном найчастіше проводиться у відвал (односторонній чи двосторонній), рідше – на транспорт.

Екскаватори відривають котловани та траншеї на глибину, дещо меншу за проектну, залишаючи так званий недобір. Недобір залишають, щоб уникнути пошкодження основи і не допускати переборів ґрунту, він зазвичай становить 5-10 см. Для підвищення ефективності роботи екскаватора застосовують скребковий ніж, насаджений на ківш. Цей пристрій дозволяє механізувати операції з зачистки дна котлованів і траншей і вести їх з похибкою не більше плюс-мінус 2 см, що виключає необхідність ручних доробок.

Розробка ґрунту екскаваторами безперервної дії здійснюється за відсутності в ґрунтах каміння, коріння тощо. До початку роботи вздовж траси траншеї бульдозером планується смуга землі шириною не менше ширини гусеничного ходу, потім розбивається та закріплюється вісь траншеї, після чого починається уривка її з боку низьких. позначок (для стоку води). Багатоківшові екскаватори розробляють траншеї обмежених розмірів і, як правило, з вертикальними стінками.

Розробка ґрунту землерийно-транспортними машинами

Основними видами землерийно-транспортних машин є бульдозери, скрепери та грейдери, які за один цикл розробляють ґрунт, переміщують його, розвантажують у насип та повертаються у забій порожняком.

Виробництво земляних робіт бульдозерами

Бульдозери застосовуються в будівництві для розробки ґрунту в неглибоких та протяжних виїмках та резервах для переміщення його в насипу на відстань до 100 м (при застосуванні більш потужних машин відстань переміщення ґрунту може бути збільшена), а також на розчищення території та планувальних роботах, на зачистці основ під насипи та фундаменти будівель та споруд, при влаштуванні під'їзних шляхів, розробці ґрунту на косогорах тощо.

Мал. 7. :
а - звичайне різання; б - гребінчасте різання

У практиці земляних робіт є кілька способів різання ґрунту бульдозером (рис. 7):

звичайне різання - ніж спочатку заглиблюється на граничну для даного ґрунту глибину й у міру завантаження поступово піднімається, оскільки зростає опір призми волочіння, яке витрачається тягове зусилля трактора;
гребінчасте різання - відвал заповнюється кількома заглибленнями, що чергуються, і підняттями.

Гребінчаста схема дозволяє зменшити довжину різання за рахунок збільшення середньої глибини стружки. Крім того, при кожному заглибленні ножа сколюється ґрунт під призмою волочіння та на відвалі ущільнюється вже зрізаний ґрунт. Завдяки цьому скорочується час різання та збільшується обсяг ґрунту на відвалі.

При виконанні земляних робіт бульдозерами успішно застосовується спосіб різання під ухил, що ґрунтується на раціональному використанні тягового зусилля трактора. Суть його в тому, що під час руху трактора під ухил вивільняється частина тягового зусилля, необхідного для переміщення самої машини, за рахунок чого ґрунт можна руйнувати більш товстим шаром. При роботі бульдозера під ухил полегшується сколювання грунту, знижується опір призми волочіння, що рухається частково під дією власної ваги. За відсутності природного ухилу його можна робити першими проходками бульдозера. Працюючи під ухил 10-15 градусів продуктивність зростає приблизно 1,5-1,7 разу.

Мал. 8. :
а – одношаровим зарізанням; б – траншейним зарізанням. Цифрами вказано черговість різання

Бульдозер працює за схемами, наведеними на рис. 8. Одношаровим різанням із перекриттям смуг на 0,3-0,5 м знімають рослинний шар. Потім бульдозер переміщує ґрунт у відвал або проміжний вал і повертається до місця нового різання без розвороту, заднім ходом (човникова схема), або з двома поворотами. Траншейна технологія проводиться з залишенням перемичок шириною 0,4 м у зв'язних ґрунтах та 0,6 м у малозв'язних. Глибина траншей приймається 04-06 м. Перемички розробляються після проходу кожної траншеї.

Виробництво земляних робіт скреперами

Експлуатаційні можливості скрепера дозволяють використовувати їх при уривку котлованів і плануванні поверхонь, при влаштуванні різних виїмок і насипів. Скрепери класифікуються:

за геометричним обсягом ковша - малий (до 3 м3), середній (від 3 до 10 м3) та великий (понад 10 м3);
за родом агрегатування з тягачом - причіпні та самохідні (у тому числі напівпричіпні та сідельні);
за способом завантаження ковша - завантажувані за рахунок сили тяги тягача та з механічним (елеваторним) завантаженням;
за способом розвантаження ковша - з вільним, напівпримусовим та примусовим розвантаженням;
за способом приводу робочих органів - гідравлічні та канатні.

Скреперами ведуть розробку, транспортування (дальність транспортування ґрунту коливається від 50 м до 3 км) та укладання піщаних, супіщаних, лесових, суглинистих, глинистих та інших ґрунтів, що не мають валунів, а домішка гальки та щебеню не повинна перевищувати 10%. Залежно від категорії ґрунтів різати їх найефективніше на прямолінійній ділянці шляху під час руху під ухил 3-7 градусів. Товщина шару, що розробляється, залежно від потужності скрепера коливається від 0,15 до 0,3 м. Розвантажують скрепер на прямолінійній ділянці, при цьому поверхню грунту розрівнюють дном скрепера.

Мал. 9. :
а – з наповненням ковша стружкою постійної товщини; б - з наповненням ковша стружкою змінного перерізу; в - гребінчастий спосіб наповнення ковша стружкою; г - наповнення ковша способом клювання

Розрізняють кілька способів зрізання стружки під час роботи скрепера (рис. 9):

стружкою постійної товщини. Спосіб застосовують при планувальних роботах;
стружкою змінного перерізу. При цьому ґрунт зрізається з поступовим зменшенням товщини стружки в міру наповнення ковша, тобто з поступовим виглибленням скрепера ножа до кінця набору;
гребінчастим способом. При цьому ґрунт зрізається з поперемінним заглибленням та поступовим підйомом ковша скрепера: на різних стадіях товщина стружки змінюється від 0,2-0,3 м до 0,08-0,12 м;
клювання. Наповнення ковша здійснюється шляхом багаторазового заглиблення ножів скрепера на можливе велику глибину. Спосіб застосовують при роботі в пухких сипучих ґрунтах.

Залежно від розмірів земляної споруди, взаємного розташування виїмок та насипів застосовують різні схеми роботи скреперів. Найбільш поширеною є схема роботи з еліпсу. При цьому скрепер щоразу повертається в один бік.

Мал. 10. :
а - траншейно-гребінчастий; б - ребристо-шаховий

При роботі в широких та довгих вибоях наповнення ковша скрепера здійснюється траншейно-гребінчастим та ребристо-шаховим способами. При траншейно-гребенчатом способі (рис. 10) розробка вибою ведеться від краю резерву чи виїмки паралельними смугами постійної глибини 0,1-0,2 м, однаковими довжиною. Між смугами першого ряду залишають смуги незрізаного ґрунту – гребені, по ширині рівні половині ширини ковша. У другому ряді проходів забирають ґрунт на повну ширину ковша, зрізаючи гребінь та утворюючи під ним траншею. Товщина стружки в цьому випадку в середині ковша 02-04 м, а по краях 01-02 м.

При ребристо-шаховому способі (рис. 10) розробка вибою проводиться від краю виїмки або резерву паралельними смугами так, щоб між проходками скрепера залишалися смуги не зрізаного ґрунту, рівні по ширині половині ширини ковша.

Другий ряд проходок розробляють відступаючи від початку першого ряду на половину довжини проходки першого ряду. Роботу скрепера слід поєднувати з роботою бульдозера, використовуючи їх для розробки підвищених ділянок та переміщення ґрунту на невеликі відстані до знижених місць.

Виробництво земляних робіт грейдерами

Грейдери використовують при плануванні території, укосів земляних споруд, зачистці дна котлованів та уривку канав глибиною до 0,7 м, при зведенні протяжних насипів заввишки до 1 м і нижнього шару більш високих насипів із резерву. Автогрейдерами профільують дорожнє полотно, проїзди та дороги. Найбільш ефективно використовувати автогрейдер при довжині проходки 400-500 м. Щільні грунти до розробки грейдером попередньо розпушуються. При зведенні насипу з резерву, що розробляється, похилий ніж зсуває зрізаний грунт у бік насипу. При наступній проходці грейдера цей ґрунт переміщається ще далі в тому ж напрямку, тому доцільно організовувати роботу двома грейдерами, один із яких зрізає, а інший переміщує зрізаний ґрунт.

При зведенні насипів та профільованого дорожнього полотна зарізання ґрунту починають від внутрішньої брівки резерву і ведуть пошарово: спочатку вирізують стружку трикутної форми, потім до кінця шару стружка виходить прямокутною. При розробці широких резервів у ґрунтах, що не вимагають попереднього розпушення, зарізання починають від зовнішньої брівки резерву і ведуть пошарово, при всіх проходах стружка трикутної форми; можливий інший спосіб: стружка при цьому виходить трикутної та чотирикутної форми.

При виконанні різних операцій кути нахилів грейдера змінюються у межах: кут захоплення - 30-70 градусів, кут різання - 35-60 градусів, кут нахилу - 2-18 градусів. У практиці будівництва застосовується кілька способів укладання ґрунту:

грунт укладають шарами, відсипаючи його від брівки до осі дороги (профілювальні роботи в нульових відмітках при висоті насипу, що не перевищує 0,1-0,15 м);
валики розміщують один біля іншого з дотиком їх тільки основами (відсипання насипів заввишки 0,15-0,25 м);
кожен наступний валик частково притискають до покладеного раніше, перекриваючи його основою на 20-25%; гребені цих двох валиків розташовуються на відстані 0,3-0,4 м один від одного (відсипання насипів заввишки до 0,3-0,4 м);
кожен наступний валик притискається до раніше укладеного без жодного зазору; новий валик переміщають відвалом впритул до раніше укладеного із захопленням його на 5-10 см; утворюється один широкий щільний вал вище за перший валик на 10-15 см (відсипання насипів висотою до 0,5-0,6 м).

Розробка мерзлих ґрунтів

Мерзлі грунти мають такі основні властивості: підвищену механічну міцність, пластичні деформації, пучинистість і підвищений електроопір. Прояв цих властивостей залежить від виду ґрунту, його вологості та температури. Піщані, крупнозернисті і гравійні ґрунти, що залягають потужним шаром, зазвичай містять мало води і при негативних температурах майже не змерзають, тому їх зимова розробка майже не відрізняється від літньої. При розробці взимку котлованів і траншів у сухих сипучих грунтах вони не утворюють вертикальних укосів, не вируються і не дають просадок навесні. Пилуваті, глинисті та вологі ґрунти при замерзанні значно змінюють свої властивості. Глибина та швидкість промерзання залежить від ступеня вологості ґрунту. Земляні роботи взимку здійснюються такими методами:

методом попередньої підготовки ґрунтів з подальшою розробкою звичайними способами;
методом попередньої нарізки мерзлих ґрунтів на блоки;
методом розробки ґрунтів без попередньої підготовки.

Попередня підготовка ґрунту для розробки взимку полягає в запобіганні його від промерзання, відтаванню мерзлого ґрунту та попередньому розпушуванні мерзлого ґрунту. Найбільш простий спосіб захисту поверхні ґрунту від промерзання полягає у утепленні його термоізоляційними матеріалами; для цього використовуються торф'яна дрібниця, стружки та тирса, шлак, солом'яні мати і т. п., які укладаються шаром 20-40 см безпосередньо по ґрунту. Поверхневе утеплення застосовують переважно для невеликих за площею виїмок.

Для утеплення значних за площею ділянок застосовується механічне розпушування, при якому грунт оряється тракторними плугами або розпушувачами на глибину 20-35 см з подальшим боронуванням на глибину 15-20 см.

Механічне розпушування мерзлого ґрунту при глибині промерзання до 0,25 м проводиться важкими розпушувачами. При промерзанні до 0,6-0,7 м при уривку невеликих котлованів та траншей застосовують так зване розпушування розколюванням. Ударні мерзлоторихлювачі добре працюють при низьких температурах ґрунту, коли для нього характерні тендітні деформації, що сприяють його розколюванню під дією удару. Для розпушування ґрунту при великій глибині промерзання (до 1,3 м) використовується дизель-молот із клином. Розробка мерзлого ґрунту різанням полягає у нарізанні взаємно перпендикулярних борозен глибиною, що становить 0,8 глибини промерзання. Розмір блоку повинен бути на 10-15% менше розміру ковша екскаватора.

Відтавання мерзлого ґрунту здійснюється за допомогою гарячої води, пари, електричного струмуабо вогневим способом. Відтавання є найбільш складним, трудомістким та дорогим способом, тому до нього вдаються у виняткових випадках, наприклад, під час проведення аварійних робіт.