Штоль Т.М., Теличенко В.И., Феклин В.И. Технология возведения подземной части зданий и сооружений

Подождите немного. Документ загружается.

4.4. Средства механизации комплексного технологического процесса производства земляных работ 51

\ -Л

4.20. Технологическая

схема разработки выемок

экскаватором ЭО-4121А,

оборудованным обратной

лопатой и

захватно-клещевым

устройством

1 — экскаватор; 2 —

автомобиль-самосвал;

3 — вешки

4.21. Схема работы

экскаватора, снабженного

шарнирно-сочлененной для

работы в стесненных

условиях

производительность и качество работ,

эффективность комплексного техно-

логического процесса.

Одноковшовые погрузчики получи-

ли большое распространение при

производстве земляных работ в строи-

тельстве. Это связано с тем, что сов-

ременные модели этих машин своей

мобильностью, маневренностью, прос-

тотой конструкции, особенно пневмо-

колесные фронтальные погрузчики,

превосходят одноковшовые экскава-

торы. Вместе с тем погрузчики имеют

целый ряд ограничений по условиям

производства работ, типу и парамет-

рам земляного сооружения. Примене-

ние погрузчиков позволяет механизи-

ровать следующие процессы и опера-

ции комплексного технологического

процесса: снятие и перемещение

52 Глава 4. Технология переработки грунта

А~Й

растительного слоя грунта; подготов-

ка забоя, содержание и ремонт земле-

возных работ; зачистка дна выемок,

срезка грунта в земляных сооружени-

ях типа «котлован», «траншея», «яма»,

«планировочная площадь», «отвал»;

разработка и транспортировка грунта

при устройстве подземных сооруже-

ний; погрузка грунта; перемещение

грунта на расстояние до 200 м; послой-

ное разравнивание грунта; планиров-

ка грунта; обратная засыпка выемок

и пазух. Главный параметр одноков-

шовых погрузчиков — грузоподъ-

емность. Основные технические па-

раметры — вместимость ковша, мощ-

ность двигателя, масса. Основные

технологические параметры — высота

разгрузки, длительность цикла, наи-

меньшее расстояние от рабочей кром-

ки ковша при разгрузке до борта

транспортного средства. У нас вы-

пускаются одноковшовые погрузчики

грузоподъемностью —2, 3, 4, 6 т.

Создан погрузчик грузоподъемностью

15 т с вместимостью ковша 7,5 м

Область применения погрузчика при

производстве земляных работ может

быть расширена за счет установки на

стрелу машины бульдозерного, рыхли-

тельного, экскавационного, толкаю-

щего и другого оборудования.

4.22.

Технологическая

схема разработки грунта

при устройстве траншеи

экскаватором

непрерывного действия

ЭТЦ-252

Широкое распространение в строи-

тельстве, в том числе в подземном,

а также при устройстве подземных

частей зданий и сооружений, получают

многоцелевые малогабаритные погруз-

чики. На рис. 4. 23 показана схема

одной из таких моделей грузоподъ-

емностью до 1 т. Погрузчик может

быть оснащен сменным экскаваторным

оборудованием для разработки вые-

мок глубиной до 3 м.

К землеройно-транспортным ма-

шинам относят скреперы, бульдозеры,

грейдеры и грейдер-элеваторы. Нес-

мотря на ряд ограничений по их

применению, связанных с геометри-

ческими размерами и пространствен-

ной формой земляного сооружения,

дальностью транспортировки грунта,

узкой специализацией отдельных ти-

пов машин, с помощью землеройно-

транспортных машин можно выпол-

нять большинство основных, вспомо-

гательных, подготовительных процес-

сов при различных условиях произ-

водства работ. Стоимость работ, вы-

полняемых этими машинами, в 3—4

раза меньше стоимости работ, выпол-

4.4. Средства механизации комплексного технологического процесса пр'оизводства земляных рабе

няемых одноковшовыми

рами.

Скреперы подразделяются на при-

цепные, полуприцепные, самоходные.

Главный параметр — вместимость

ковша, м

. Основные технологические

параметры: грузоподъемность, шири-

на и глубина резания, толщина отсы-

паемого слоя. В настоящее время в

строительстве применяются скреперы

с вместимостью ковша 3—15 м . В по-

следние годы в мировой практике ста-

ли применяться скреперы, имеющие

вместимость ковша до 60 м

. В нашей

стране разработан и изготовлен само-

ходный скрепер ДЗ-107-1 с вместимо-

стью ковша 25 м

. Осваивается произ-

водство скреперов с вместимостью

ковша 40 м .

Ширина резания скреперов с вмес-

тимостью ковша 4—25 м

колеблется

в пределах 2200—2800 мм. Макси-

мальная глубина резания для этих

машин составляет 250—400 мм. Для

автоматизации управления скрепером

при выполнении им процессов плани-

ровки грунта и разработки грунта в

земляных сооружениях типа «плани-

ровочная площадь» создана система

«Стабилоплан», устанавливаемая на

прицепном скрепере ДЗ-20Б с вмес-

тимостью ковша 8 м

Для полного и быстрого запол-

нения грунтом ковша скреперов тради-

4.23.

Многоцелевой

малогабаритный погрузчик

а — оборудование

погрузчика; б -

экскаваторное

оборудование

ционнои конструкции используют

тракторы-толкачи.

В целях повышения производитель-

ности скреперов, уменьшения времени

рабочего цикла разработаны конст-

рукции скреперов с принудительной

(экскаваторной) загрузкой ковша,

двухмоторных скреперов, скреперных

поездов 2X15 м

. Это позволяет

в ряде случаев работать без толкачей

и снизить стоимость разработки грун-

та.

С помощью скрепера могут быть

механизированы следующие процессы

производства земляных работ: разра-

ботка и укладка грунта в земляные

сооружения различных типов; пере-

мещение грунта на расстояние от 100

до 5000 м; снятие и перемещение

растительного слоя; послойное разрав-

нивание грунта.

Расширению технологических воз-

можностей, повышению производите-

льности скреперов способствует при-

менение различных схем движения

при выполнении рабочего цикла;

наиболее известны такие схемы, как

«зигзаг», «эллипс», «восьмерка», «спи-

54 Глава 4. Технология переработки грунта

раль», «челночно-поперечная», «чел-

ночно-продольная».

На рис. 4. 24 представлена схема

разработки грунта скрепером ДЗ-20

при отрывке котлована под фунда-

мент многоэтажного промышленного

здания.

Бульдозеры выполняют значитель-

ные объемы земляных работ в строи-

тельстве. Основные технические па-

раметры — мощность базовой маши-

ны и масса. Технологические парамет-

ры — длина отвала бульдозера. В

настоящее время находят применение

бульдозеры с мощностью базового

трактора свыше 600 кВт. В нашей

стране освоен выпуск гусеничных бу-

льдозеров мощностью 243 кВт. Соз-

дан колесный бульдозер, имеющий

мощность базовой машины 405 кВт.

Намечается освоить производство гу-

сеничных бульдозеров с мощностью

базовой машины свыше 400 кВт,

колесных бульдозеров мощностью 500

кВт и в перспективе 1000 кВт.

Наибольшее применение в строи-

тельстве находят бульдозеры на базе

промышленных тракторов Т-130. Рас-

ширению технологических возможнос-

тей бульдозера способствует установ-

ка на базовый трактор вместе с буль-

дозерным оборудованием дополните-

льного сменного оборудования, тако-

го,

как рыхлитель, откосник, кусторез,

открылок, удлинитель, упоры (для

использования бульдозера в качестве

толкачей для скреперов) и др. Широ-

кое применение гидропровода позво-

лил^ улучшить систему управления

отвала в плане и его поперечный

перекос. Повышение эффективности

работы бульдозера достигается за счет

установки на них автоматизированной

системы «Автоплан», обеспечивающей

автоматизированное управление ра-

бочим органом бульдозера и повыше-

ние качества планировочных работ.

Использование бульдозера в сос-

таве комплексного технологического

процесса позволяет обеспечить меха-

низацию большого числа вспомога-

тельных, подготовительных и основ-

4.24. Технологическая промышленного здания

схема разработки грунта а — скрепер; б —

скрепером ДЗ-20 при технологическая схема

отрывке котлована под работы скрепера

фундамент многоэтажного

ных процессов: корчевку пней и

кустарника; снятие и перемещение

растительного слоя грунта; устройство

и содержание съездов и землевозных

дорог; планирование, зачистку и от-

делку элементов земляного сооруже-

ния; устройство дренажных кан^в;

устройство въездов; разработку и

укладку грунта в земляных сооруже-

ниях различных типов; перемещение

грунта в пределах строительной пло-

щадки; послойное разравнивание ук-

ладываемого грунта; рыхление мерз-

лых и трудноразрабатываемых грун-

тов;

обратную засыпку выемок и па-

зух.

На рис. 4.25 показана схема

рыхления мерзлого грунта верхнего

яруса котлована бульдозером-рыхли-

телем и перемещение мерзлого грун-

та в отвал бульдозерами.

Развитие бульдозеров как в нап-

равлении повышения мощности базо-

вых тракторов, так и в направле-

4.4. Средства механизации комплексного технологического процесса производства земляных работ 55

4.25. Технологическая ДП-9 и перемещение

схема рыхления мерзлого грунта в отвал

грунта верхнего яруса бульдозерами ДЗ-27

котлована 1 — бульдозер ДЗ-27;

бульдозером-рыхлителем 2 — рыхлитель ДП-9

нии создания и выпуска малогаба-

ритных мобильных машин позволит

расширить область использования

бульдозеров..

Для создания устойчивых, надеж-

ных и прочных 'земляных сооружений

укладываемый грунт необходимо уп-

лотнять. Уплотняют грунт обычно

послойно, по мере его поступления.

Различают следующие способы уплот-

нения грунтов: укатывание, трамбо-

вание, вибрация.

Для уплотнения связных и мало-

связных грунтов (суглинков, супесей)

применяется способ укатки. Несвяз-

ные грунта (песчаные, гравелистые,

галечные) рекомендуется уплотнять

трамбованием и вибрацией. Машины

для уплотнения грунтов подразделяют

на следующие группы: катки статичес-

кого действия с гладкими, кулач-

ковыми и вибровальцами, с пнев-

матическими шинами; трамбующие

машины с вальцами, с падающим

грузом, с трамбующими плитами, с

виброплитами.

Главный параметр грунтоуплот-

няющих машин — масса вместе с бал-

ластом, т. Основные технологические

параметры: ширина полосы уплотне-

ния, толщина уплотняемого слоя.

Катки на пневматических шинах вы-

пускаются массой вместе с балластом

от 10 до 100 т. Самоходные вибра-

ционные катки имеют массу до 8 т.

Катками с гладкими вальцами на

пневмоколесном ходу можно уплот-

нять грунты слоями по 0,4 м. Число

проходов катков по одному месту при

уплотнении связных грунтов колеблет-

ся от 8 до 12.

Грунтоуплотняющие машины спо-

собны выполнять лишь одну опера-

цию в составе комплексного процес-

са — послойное уплотнение уклады-

ваемого грунта. Для уплотнения

грунта в стесненных условиях исполь-

зуют различного рода трамбовки, а

также подвешенное к стреле экска-

ватора оборудование для уплотнения.

На рис. 4. 26 представлены схемы

уплотнения грунта при устройстве

грунтовых оснований прицепным виб-

рокатком и экскаватором с навесным

гидромолотом и трамбующей плитой.

Доля грунта, разрабатываемого в

мерзлом состоянии, составляет 10—

15%

общего объема разрабатываемо-

го в строительстве грунта при абсо-

лютном значении свыше 1 млрд м

Совершенствование технологии разра-

ботки мерзлых грунтов является одной

Глава

4. Технология переработки грунта

3000-7000

из важнейших проблем в области

производства земляных работ. Основ-

ными методами выполнения земляных

работ в зимних условиях являются:

предохранение грунтов от промерза-

ния; тепловое оттаивание мерзлых'

грунтов, рыхление мерзлых грунтов

с помощью взрыва; рыхление и раз-

работка мерзлых грунтов с помощью

машин и оборудования.

Механическое рыхление грунтов,

находящихся в замерзшем состоянии,

производится с помощью рабочих ор-

ганов, навешиваемых на экскаваторы,

краны, тракторы. К ним относятся

свободно падающие шары, клинья

большой массы. Эти механизмы яв-

ляются малопроизводительными и вы-

тесняются современным оборудова-

нием — пневмомолотами, гидромоло-

тами, захватно-клещевыми устройст-

вами. Отечественной промышлен-

ностью освоен выпуск современных

гидравлических молотов COl-183,

СП-70,

СП-62, С01-136, имеющих

массу ударной части от 100 до

1000 кг, частоту ударов от 300 до

130 мин

-1

при глубине рыхления

грунта свыше 1 м за один проход.

На рис. 4. 27 показана схема

рыхления мерзлого грунта экскава-

4.26.

Технологическая

схема

уплотнения грунта

прицепным

виброкатком

(а)

и гидравлическим

экскаватором

с навесным

уплотняющим

оборудованием

(б)

— виброкаток; 2 —

уплотняемый

слой

толщиной

400 мм; 3 —

экскаватор

с навесным

оборудованием

тором ЭО-4121А с навесным гидрав-

лическим молотом СП-62.

Для послойного рыхления мерзлых

и плотных грунтов применяют навес-

ные и вибровальцовые рыхлители.

Современные рыхлители на базе

тракторов с бульдозерным оборудова-

нием благодаря своим широким тех-

нологическим возможностям находят

широкое применение в строительстве.

Это обусловлено из высокой эко-

номичностью. Так, стоимость разра-

ботки грунта с применением рыхли-

телей по сравнению с взрывным

способом рыхления в 2—3 раза ниже.

В нашей стране освоен выпуск

мощных бульдозеров-рыхлителей на

базе трактора Т-330. Глубина рыхле-

ния у этих машин составляет 700—

1400 мм.

Разработка мерзлых грунтов мо-

жет производиться одноковшовыми

экскаваторами и экскаваторами неп-

рерывного действия. Одноковшовые

экскаваторы могут непосредственно

4.4. Средства механизации комплексного технологического процесса производства земляных работ 57

4.27. Технологическая

схема рыхления мерзлого

грунта экскаватором

ЭО-4121А с навесным

гидромолотом СП-62

/ — экскаватор с

навесным гидромолотом

СП-62;

2 — экскаватор с

зачистным ковшом

разрабатывать мерзлый грунт тради-

ционными ковшами при малых глу-

бинах промерзания (0,25—0,4 м),

ковшами с пневмоударными и вибро-

ударными активными зубьями, а также

разрабатывать мерзлый грунт отдель-

ными блоками, предварительно на-

резанными баровыми или дискофре-

зерными машинами. Разработку грун-

та без предварительного рыхления

можно вести также цепными и ро-

торными траншейными экскаваторами

непрерывного действия. В нашей стра-

не разработаны и созданы машины

для разработки грунтов, заморожен-

ных на глубину от 1 до 2 м. Для

создания траншей под магистральные

трубопроводы созданы машины, спо-

собные разрабатывать грунт с промер-

занием на глубину до 3 м. Произ-

водительность экскаваторов при раз-

работке мерзлых грунтов составляет

10—20%

их нормативной производи-

тельности.

Для выполнения подготовительных

процессов используют специальные

машины: кусторезы, корчеватели-со-

биратели, а также бульдозеры, скре-

перы и рыхлители. Кусторезы служат

для очистки площадки от кустар-

ника и мелколесья. Кусторезом на базе

трактора Т-130 можно очищать полосу

шириной 3,6 м. Корчеватели-собира-

тели применяют для извлечения из

грунта крупных камней, пней, уборки

срезанного кустарника и поваленных

деревьев. Корчеватели-собиратели на

базе трактора Т-130 способны уби-

рать камни и негабариты массой до

3 т и корчевать пни диаметром до

0,6 м. Производительность этих машин

составляет 50—60 пней в 1 ч или

до 0,5 га расчищенной территории

в 1 ч.

58 Глава 4. Технология переработки грунта

В состав комплексного процесса

могут входить процессы и операции,

связанные с необходимостью бурения

грунтов. К ним относятся: разработка

грунта в земляных сооружениях

типа «яма»; создание скважин для

устройства фундаментов, опор, набив-

ных свай; бурение шпуров в мерзлом

грунте и торных породах для произ-

водства взрывных работ с целью

рыхления грунта.

Механизация этих процессов осу-

ществляется с помощью бурильных

машин и бурового оборудования,

устанавливаемого на одноковшовые

экскаваторы или краны. Бурильные

машины изготовляют на базе авто-

мобиля или трактора и обеспечи-

вают устройство скважин диаметром

0,35;

0,5; 0,65; 0,8 м, глубиной до

8 м. В последние годы, в связи с

широким распространением в строи-

тельстве буронабивных свай получи-

ли развитие конструкции буровых

установок для бурения скважин диа-

метром до 2 м и глубиной до 30 м.

Одним из основных процессов при

разработке грунта является транспор-

тировка грунта. Механизация процес-

са транспортировки осуществляется с

помощью землеройно-транспортных

машин и специальных транспортных

средств — автомобилей-самосвалов и

землевозов. Наибольшее применение

имеют автомобили-самосвалы. Глав-

4.28. Землевоз фирмы

«Тереке» (CU1AJ

грузоподъемностью 23

4 — бульдозер ДЗ-54 № 2;

5 — виброплита; 6 —

автомобиль-самосвал

MA3-503A; 7 — трамбовка

8 — подземная часть; 9 —

виброкаток

4.29. Технологическая

схема обратной засыпки

пазух котлована

1 — экскаватор ЭО-4121А

№ 1; 2 — экскаватор

Э0-4121 № 2; 3 —

бульдозер ДЗ-54 № 1;

ный параметр автомобиля-самосва-

ла — грузоподъемность, т. В' нашей

стране освоено серийное производство

автомобилей-самосвалов грузо-

подъемностью до 75 т, создан самос-

вал, способный перевозить 120 т, на-

чато производство новых самосваль-

ных автопоездов грузоподъемностью

22 т. Наибольшее применение в строи-

тельстве для перевозки грунта при

производстве земляных работ находят

автомобили-самосвалы марок ЗИЛ,

МАЗ,

КамАЗ, КрАЗ грузоподъем-

ностью 4,5—12 т. В последующие

годы предполагается увеличение уде-

льного веса автомобилей-самосвалов

грузоподъемностью Ют и выше.

Совершенствуются конструкции этих

машин, растет производительность за

счет увеличения объема кузова, при-

менения разных схем разгрузки,

включая донную и боковые, снижения

времени подъема и опускания кузова.

За рубежом большое распространение

получают землевозы грузоподъем-

ностью до 40 т. На рис. 4. 28 пока-

зана схема землевоза американской

60 Глава 4. Технология переработки грунта

фирмы «Тереке» марки 32—04 грузо-

подъемностью 23 т.

При устройстве подземных частей

зданий и сооружений в комплекс

земляных работ входит обратная за-

сыпка фундаментов, коллекторов,

тоннелей, пазух котлованов и тран-

шей. Выполнение обратной засыпки

в ряде случаев усложняется стеснен-

ными условиями производства работ.

Если расстояние между фундаментами

позволяет проезд автомобиля-самос-

вала, то отсыпку осуществляют

полосами вдоль пролета с дальней

точки котлована «на себя». При этом

самосвалы передвигаются по основа-

нию,

на которое укладывается слой

грунта. Если расстояние между фун-

даментами недостаточно для переме-

щения самосвалов, грунт транспор-

тируют и разравнивают малогабарит-

ными бульдозерами и погрузчиками.

При ширине просвета между фунда-

ментами и другими конструкциями

подземной части менее 0,9 м грунт

разравнивают вручную.

Обратная засыпка грунтом узких

и глубоких пазух (рис. 4. 29) произ-

водится следующим образом. Грунт

доставляют к месту укладки автоса-

мосвалами I, а затем небольшими

порциями сталкивают бульдозера-

ми с бровки II и разравнивают в

нижней части экскаватором III; пос-

лойное уплотнение выполняется после-

довательными проходками трамбовки

IV. В верхней части пазухи при

достаточной ее ширине грунт разрав-

нивают бульдозером и уплотняют

самоходными катками.

4.5. Контроль за качеством

земляных работ

Контроль за качеством ра-

бот по укладке и уплотнению грунта

должны осуществлять работники ла-

бораторий.

Отбор проб образцов грунта для

установления состава плотности

производят из шурфов в различных

частях сооружения. Основания, подго-

товленные для возведения насыпей,

расположенные на косогорах с попе-

речным уклоном от 1:10 до 1:5°,

должны быть очищены от дерна.

Качество оснований должно быть

освидетельствовано и оформлено ак-

том в соответствии с требованиями

проекта. Для контроля за качеством

уплотнения грунта применяют метод

режущих колец, основанный на взятии

проб уплотненного грунта для опреде-

ления массы и влажности. Более

совершенным является метод радио-

изотопный. Кроме указанных методов

свойства грунта исследуют зондирова-

нием и методом пробных нагрузок

штампами.

Переборы грунта в отдельных мес-

тах должны быть заполнены песком,

гравием или щебнем. В особо ответст-

венных местах случайные переборы

следует заполнять тощим бетоном.

При устройстве прифундаментных

дренажей необходимо контролировать

уклоны дренирующих труб и подбор

фракций щебня и песка. Работы по

устройству дренажа являются скры-

тыми и подлежат приемке с оформле-

нием актами.

При производстве и оценке качеств

других видов работ следует руководст-

воваться соответствующим СНиПом.

4.6. Охрана труда при

производстве земляных работ

Для обеспечения безопас-

ных условий производства земляных

работ особое внимание следует уде-

лять вопросам эксплуатации землерой-

ных и транспортных машин и уста-

новок; работам в зоне расположения

действующих подземных коммуника-

ций; правилам разработки выемок

с откосами и с креплениями; мероприя-

тиям по электробезопасности в усло-

виях строительной площадки; прави-

лам разработки грунта механическим,

гидромеханическим и взрывным спосо-

бами и т. п.

Исходя из этого необходимо

соблюдать следующие основные уело-