Землеройные машины для производства земляных работ

Землеройные машины для производства земляных работ

В настоящее время около 95% земляных работ в строительстве осуществляется механическим способом.

При выполнении земляных работ используют широкую номенклатуру различных по назначению, конструкции и принципу действия машин, которые разделяются на: – машины для подготовительных работ; – землеройно-транспортные; – экскаваторы; – бурильные; – для бестраншейной прокладки коммуникаций; – для гидромеханической разработки грунта; – для уплотнения грунтов.

Различают землеройные машины — одноковшовые и многоковшовые экскаваторы, землеройно-транспортные машины — бульдозеры, скреперы, грейдеры, грейдер-элеваторы; машины для уплотнения грунта, работающие по принципу укатывания, трамбования и вибрационного действия, — катки, трамбовки, вибрационные машины.

Одноковшовые экскаваторы копают грунт и перемещают его движением ковша. Усилие к ковшу передается от двигателя через трансмиссию. Сам экскаватор при этом остается на месте (одноковшовый экскаватор) или медленно передвигается (многоковшовый экскаватор-канавокопатель).

Экскаваторы перемещают грунт на небольшие расстояния (только на длину рабочего органа). Их используют для копания грунта и отгрузки его тут же в отвал или для копания и погрузки грунта в транспортные средства при перевозке на большие расстояния.

Многоковшовые экскаваторы (рис. 10) разделяются на траншейные экскаваторы с цепным и роторным рабочим органом. Имеются также экскаваторы поперечного копания с цепным рабочие органом и роторные экскаваторы, предназначенные для вскрышных и добычных работ при открытой разработке полезных ископаемых и для выполнения других видов земляных работ.

Одноковшовый экскаватор — наиболее распространенная и универсальная землеройная машина. Она состоит из ходового оборудования, поворотной платформы, рабочего оборудования. На поворотной платформе устанавливают один или несколько двигателей.

Ходовое оборудование одноковшового экскаватора предназначено для перемещения экскаватора в забое по мере выработки грунта и на небольшие расстояния в пределах строительной площадки. Ходовое оборудование одноковшовых экскаваторов бывает гусеничное, пневмоколесное, шагающее. Для специальных работ применяют плавающие экскаваторы, устанавливаемые на понтонах.

Гусеничное ходовое оборудование одноковшовых экскаваторов не предназначено для длительного передвижения на большие расстояния, так как при этом быстро изнашивается и преходит в негодность. Поэтому на расстояние более 15 км гусеничные экскаваторы перевозят специальным транспортом на трейлерах, по железной дороге или водным путям.

Рис. 10. Траншейный многоковшовый экскаватор: а — с цепным рабочим органом, б — с роторным рабочим органом

Пневмоколесные одноковшовые экскаваторы с ковшом емкостью 0,2—0,4 м3 могут своим ходом перемещаться с большой скоростью на значительные расстояния и широко применяются для выполнения небольших объемов работ.

Шагающие экскаваторы для передвижения имеют выдвигающиеся лыжи. Шагающий ход применяют на экскаваторах большой -мощности, предназначенных для работы в слабых грунтах.

На раме ходового оборудования устанавливают поворотное устройство с поворотной рамой экскаватора. Поворотное устройство состоит из роликов или шариков, находящихся между двумя кольцевыми дорожками, и работает как шариковый или роликовый подшипник. На верхнем кольце устанавливают поворотную платформу, которая вращается при помощи двух зубчатых колес. Малое зубчатое колесо вращается в подшипниках, установленных в платформе. Большое зубчатое колесо закреплено на раме ходового устройства.

На поворотной платформе размещается двигатель, трансмиссия, кабина машиниста и рабочее оборудование.

В зависимости от выполняемой работы на одноковшовые экскаваторы устанавливают различное рабочее оборудование, показанное на рис. 11.

Прямая лопата — основной вид рабочего оборудования, наиболее часто применяемый для разработки грунта и погрузки его в автосамосвалы или землевозные тележки, на железнодорожные платформы или в отвал. Обратная лопата может быть установлена взамен прямой лопаты, причем у большинства универсальных экскаваторов для монтажа обратной лопаты используют ковш, рукоять, стрелу, блоки прямой лопаты.

Обратную лопату применяют при рытье котлованов и траншей для укладки труб.

Драглайн применяют для разработки грунта и погрузки его в отвал.

Погрузка грунта драглайном в-транспортные средства производится редко, так как ковш подвешен на канатах, которые при разгрузке покачиваются и выгрузка в точно назначенное место (например, кузов автомашины) затруднена. При помощи драглайна отрывают котлованы, каналы, отсыпают из резерва железнодорожные насыпи, добывают полезные ископаемые.

Экскаватор-кран со стрелой драглайна используют на строительстве для монтажа сооружений.

Кроме названных видов сменного рабочего оборудования, экскаваторы используют со следующим оборудованием:

грейфер для погрузочно-разгрузочных работ и для разработки колодцев; корчеватель для удаления пней; струг для планировки; скребок и засыпатель для котлованов.

Кроме того, к стреле экскаватора может быть подвешена трамбующая плита для уплотнения грунта, металлический шар, или клин-молот для разрушения мерзлых грунтов, старых дорожных покрытий и зданий, подлежащих сносу.

Рис. 11. Сменное рабочее оборудование универсального одноковшового экскаватора

Универсальные строительные экскаваторы изготовляют различных размеров с ковшами емкостью от 0,15 до 2,5 м3 и применяют в зависимости от объема выполняемых работ.

Карьерные и вскрышные одноковшовые экскаваторы на уширенном гусеничном и шагающем ходу выпускают с ковшами емкостью от 2 до 25 мъ и более. Например, экскаватор ЭШ 25/100 имеет ковш емкостью 25 м3 при длине стрелы 100 м. Новокраматорский завод осваивает экскаватор значительно большей мощности и производительности.

Эти машины предназначены главным образом для открытой разработки полезных ископаемых и в этом учебнике не рассматриваются.

Большая маневренность ковша одноковшового экскаватора и значительные усилия, разиваемые на зубьях, позволяют использовать одноковшовые экскаваторы для разработки неоднородных грунтов с твердыми включениями. Многоковшовые экскаваторы с большим успехом применяют для разработки однородных грунтов.

Для бесперебойной работы экскаваторов обоих типов размер твердых включений в грунтах не должен превышать 0,20—0,25 ширины ковша. При больших размерах включений многоковшовые экскаваторы работать не могут, а у одноковшовых экскаваторов снижается производительность.

При благоприятных условиях (однородный грунт, однотипная работа и пр.) целесообразно использовать многоковшовые экскаваторы. Кроме того, управление одноковшовым экскаватором требует постоянного участия машиниста, управление же многоковшовым экскаватором почти автоматизировано, так как требует только периодического вмешательства для регулирования, направления, пуска, остановки и постоянного наблюдения за работой машины.

К землеройно-транспортным машинам относятся бульдозеры, скреперы, грейдеры, плужные канавокопатели и некоторые другие машины.

Землеройно-транспортные машины состоят из колесного или гусеничного тягача и прицепного или навесного рабочего оборудования. Эти машины режут грунт, перемещают и укладывают его, а также производят планировочные работы.

Землеройно-транспортные машины отличаются от землеройных машин тем, что резание и перемещение грунта осуществляются только при перемещении машин и неизменном или почти неизменном положении рабочего органа относительно трактора, а также тем, что для резания и перемещения грунта используют тяговое усилие тягача.

Перечисленные машины отличаются простой конструкцией, высокой производительностью, благодаря чему стоимость земляных работ получается низкой. Поэтому такие машины получают с каждым годом все большее применение в народном хозяйстве страны.

Землеройно-транспортные машины — универсальные машины, так как они могут выполнять разные земляные работы и перемещать грунт на различные расстояния. Однако в условиях распутицы, дождей и сыпучих песков применять их нельзя.

Машины для уплотнения грунтов

Уплотнение грунтов производится следующим образом: – статическим давлением — вальцами гладких, ребристых, кулачковых катков или катков с пневматическими шинами; – ударами трамбующих рабочих органов — трамбовками; – при помощи вибрации — вибрационными машинами.

Прицепные катки состоят из рамы, сварного или литого полого барабана и сцепных устройств. Барабан снабжен люками для загрузки в него балласта, который увеличивает вес катка и дает возможность уплотнять грунт на большую глубину (рис. 12).

Барабан вращается в подшипниках скольжения, закрепленных на раме. Гладкий барабан прицепного катка может быть оборудован кулачками, прикрепленными к стальным ободам, надетым на барабан.

На раме катка крепят скребок для очистки барабана, два сцепных устройства — переднее и заднее — и съемные косынки по углам для прицепки дополнительных катков. Часто работают двумя катками, соединенными один с другим, иногда тремя и реже работают сцепкой из пяти катков. Кулачковые катки уплотняют грунт на глубину 0,25—0,3 м, однако небольшой верхний слой грунта в 4—6 см остается неуплотненным.

Свеженасыпанный грунт достаточно хорошо уплотняется пневматическими шинами скреперов и самосвалов. При этом грунт надо отсыпать небольшими слоями.

Для равномерного уплотнения грунта некоторые катки изготовляют с раздельной подвеской пневматических колес, т. е. каждое колесо со своим грузом представляет собой как бы самостоятельный прицеп.

Рис. 12. Прицепной кулачковый каток:
1 — трактор. 2 — рама. 3 — барабан, 4 — кулачки, 5 — скребки, 6 — люк

Трамбующие машины уплотняют грунт на глубину 0,6—2,5 м и используются в тех случаях, когда нельзя применять метод укатывания, например в стесненных условиях. Недостаток этого способа уплотнения — возможность повредить от сотрясения .грунта находящиеся вблизи сооружения, здания, канализационные и другие трубы, проложенные в земле и т. д. Преимущество — возможность уплотнения грунта на большую глубину.

Рис. 13. Вибрационная машина для уплотнения грунта:
а — общий вид, б — схема работы; 1 — плита, 2 —двигатель, 3 — вал, 4 — дебалансы

Грунт можно уплотнять трамбованием при помощи экскаватора-крана, на котором вместо груза подвешивают специальную плиту весом 1,5—4 т, которую попеременно поднимают и бросают, делая по грунту 10—20 ударов в минуту.

Используется также навесное оборудование на тракторе Т-100. Рабочим органом этой машины являются две квадратные плиты, подвешенные на канатах сзади трактора. Попеременный подъем и сброс плит осуществляют кривошипно-полиспастными механизмами, смонтированными перед радиатором трактора. Эти механизмы приводятся в действие от коленчатого вала двигателя через редуктор.

Вибрационные машины применяют для уплотнения рыхлых свежеотсыпанных несвязных грунтов, а также для уплотнения супесей и суглинков.

Вибрацией называются колебания с малой амплитудой, производимые вибратором, который состоит из нескольких вращающихся неуравновешенных деталей-дебалансов. При вращении дебалансов происходит колебание корпуса, в котором они вращаются. Колебания корпуса передаются грунту и вызывают перемещение частиц грунта, вследствие чего грунт уплотняется.

Вибрационные машины бывают прицепные и самоходные. Вибрационная самопередвигающаяся машина состоит из виброплиты, одновального четырехбалансного вибратора, средние де-балансы которого вращаются в сторону, противоположную вращению двух крайних дебалансов (рис. 13).

Изменяя вручную при помощи специальной передачи положение одних дебалансов относительно других, машинист может регулировать величину и направление колебаний виброплиты и тем самым изменять направление движения машины.

Прицепной виброкаток состоит из рамы с дышлом, двигателя, установленного на раме, и барабана, внутри которого смонтирован вибратор. Двигатель соединен с вибратором клиноременной передачей.

Основными земляными работами при строительстве автомобильных дорог являются: возведение насыпей, разработка грунта в выемках, резервах и канавах, отделочные работы, подготовка котлованов под опоры мостов, а также планировочные работы. Земляные работы делятся на сосредоточенные и линейные.

К сосредоточенным относятся работы по устройству больших выемок и насыпей с объемом более 15 000 м3 на 1 объект, в том числе устройство подходов к искусственным сооружениям, переходов через болота и т. д.

К линейным относятся работы по устройству мелких выемок и насыпей, профилированию земляного полотна, отделке обочин и откосов. Насыпи обычно сооружают из грунта боковых резервов. Сосредоточенные и линейные работы выполняют различными специализированными отрядами, оснащенными предназначенными для этих целей машинами.

Широко применяются три основных способа производства земляных работ — механический, гидравлический и взрывной.

Механический способ заключается в отделении части грунта рабочим органом — ковшом, ножом или резцом; при гидравлическом способе грунт размывают струей воды, подаваемой под давлением гидромонитором, или засасывают заборной трубой землесоса из-под воды, иногда с предварительным механическим рыхлением грунта специальным наконечником в виде фрезы; в основу взрывного способа положено рыхление грунта или в случае необходимости перемещение земляных масс в нужном направлении (взрыв на выброс) путем взрыва зарядов взрывчатых веществ.

Каждый из этих способов имеет свои области применения. Поэтому ни один из этих способов нельзя считать наилучшим во всех случаях. Все они взаимно дополняют друг друга, и в каждом отдельном случае необходимо правильно сочетать их в соответствии с конкретными условиями работы.

В зависимости от трудности разработки грунтов, под которой подразумевается главным образом их сопротивление копанию, выбирают способ разработки и необходимые машины.

Машины для земляных работ. Общая характеристика

Земляные работы относятся к главнейшим и наиболее распространенным в современном строительном производстве. Большая трудоемкость этих работ предопределяет необходимость максимальной их механизации , а массовость и разнообразие — применение машин многих типов.

Классификация земляных работ

Основная цель земляных работ — строительство земляных сооружений и добычи полезных ископаемых.

Земляные сооружения создаются вырезыванием их в грунтовом массиве или отсыпанием из грунта, который добывается в карьерах ли в специальных разрезах. Разновидности, формы и размеры земляных сооружений определяются прежде всего их назначением.

К земляным сооружениям относятся спланированные площадки, котлованы, дамбы, траншеи, каналы, насыпи и т.п..

Из полезных ископаемых (глины, керамзита, песка и т.п.) изготовляются строительные материалы.

Земляные работы выполняются не только в строительном производстве, но и в других областях — сельском хозяйстве, мелиоративном строительстве, в случае прокладывания разнообразных линий коммуникаций и т.д.

Земляные работы делятся на:

• подготовительные и вспомогательные — очищение территории от кустов, пней, снос разных сооружений, срезание растительного покрова, снижение уровня вод, закрепление грунтов, предварительное рыхление;
• основные — копание траншей, котлованов, насыпка дамб, насыпей и т.п.;
• специальные — прокладывание кабелей, бурение скважин, безтраншейное прокладывание трубопроводов, мелиоративные роботы, забивание в грунт разнообразных свай, камнерезательные роботы др.
• Отдельный вид работ – связанных с разработкой, транспортированием и укладыванием грунта с помощью средств гидромеханизации.

Классификация и общая характеристика машин для земляных работ

Машины для земляных работ классифицируются таким образом:

• по назначению — для подготовительных и вспомогательных работ, землерийно-транспортные, землеройные, для уплотнения грунтов,.для специальных земляных работ и средства гидромеханизации земляных работ;
• по типу привода — с приводом внутреннего сгорания, электрическим, гидравлическим и комбинированным;
• по количеству двигателей — одно- и много- двигательные;
• по мощности — малой, средней и большой мощности;
• по типу ходовой части — гусеничные, пневмоколесные, шагающие, рельсовые;
• по климатическому исполнению — в северном, тропическом и обычном выполнении.

К машинам для подготовительных и вспомогательных работ относятся разрыхлители на базе гусеничных и колесных тракторов, кусторезы, выкорчевыватели, оснащение для вырезания пней из грунта и т.п., а также специальное оснащение для водопонижения и укрепления грунтов.

Землеройно-транспортные машины делятся на ковшовые (скреперы), ножевые (бульдозеры и автогрейдеры) и машины с дополнительным транспортировочным органом (грейдеры-элеваторы).

К землеройным машинам относятся одно- и многоковшовые экскаваторы, а также одноковшовые погрузчики грунта.

Машины для уплотнения грунтов бывают статического действия (катки), ударные (трамбовочные), вибрационные и комбинированной.

К машинам для специальных земляных работ относятся буровые машины и оснащение, сваезабивные машины и оснащение, кабелеукладчики, оснащение для бестраншейного прокладывания трубопроводов, для копания ям под столбы линий связи и т.п.

К средствам гидромеханизации земляных работ относятся гидромониторы и земснаряды.

Различают машины статического и динамического действия.

В машинах статического действия (Рис. 1.1, а) энергия от двигателя (М) передается рабочему органу (РО) через несколько промежуточных механизмов — тяговый (ТМ), передающий (ПМ), ходовой (ХМ), напорный (НМ). Количество промежуточных механизмов может быть разной, но в любом случае не происходит непосредственная передача энергии на рабочий орган. Поэтому эти машины имеют сравнительно невысокие КПД и производительность и их работа сопровождается большими энергозатратами. И вдобавок повысить производительность таких машин можно лишь увеличением их размеров и мощности.

Большинство современных машин для земляных работ относятся к механизмам «статического» действия, то есть скорость взаимодействия их рабочего органа с грунтом не превышает 1 м/с. Это одноковшовые экскаваторы, погрузчики, скреперы, бульдозеры, автогрейдеры, разрыхлители.

Рис. 1.1. Схемы работы землеройных машин. а — статического действия; б, в – динамического действия

Большинства указанных недостатков лишены машины динамического действия, которые в последнее время применяются все более широко. Рабочие органы таких машин имеют отдельные приводы. Энергия от двигателя (ли нескольких двигателей) передается непосредственно на рабочий орган (Рис. 1.1, б, в). Это дает возможность уменьшить мощность основного двигателя и массу машины.

Различают машины независимого динамического действия и зависимой (рис. 1.1, б и в соответственно). В машинах зависимого действия между рабочим органом и каким-то механизмом (напорный, ходовым или тяговым) устанавливается упругий элемент (УЭ), который аккумулирует энергию от сил сопротивления грунта разрушению, которая потом передается на рабочую среду.

Машины динамического действия имеют важные преимущества сравнительно со статическими. Например, производительность одноковшового экскаватора массой 14.5 т с двигателем мощностью 59 квт и обычным рабочим оснащением на грунтах II группы составляет приблизительно 100 м 3 /ч, и такую самую производительность в одних и тех же грунтовых условиях имеет землеройный механизированный инструмент динамического действия массой 80 кг с двигателем мощностью 3,8 квт. Удельная производительность (то есть производительность, отнесенная к установленной мощности двигателей) этого одноковшового экскаватора равняется 1,7 м 3 /ч на 1 квт, а для механизированного землеройного инструмента — 26,0 м 3 /ч на 1 квт.

К указанной категории машин относят роторные экскаваторы, одноковшовые экскаваторы с сменным оснащением динамического действия (роторным, дисковым, фрезерным и т.п.) ли с виброзубъями, скреперы с элеваторной загрузкой, разрыхлители активного действия, землеройный механизированный инструмент, другие машины и оснащение

Основные термины и определения

Трактор — самоходная гусеничная или колесная машина, используемая для реализации напорного или тягового уси­лия посредством смонтированного на ней оборудования.

Погрузчик — самоходная гусеничная или колесная машина со встроенной опорной конструкцией и рычажной системой с фронтально расположенным ковшом, которая черпает или копает материал за счет движения машины вперед, а также поднимает, транспортирует и выгружает материал.

Обратная лопата – погрузчик — Самоходная колесная машина с главной металлоконструкцией, предназначенной служить в качестве опоры как для смонтированного впереди погрузочного механизма с фронтальным ковшом, так и для смонтированного сзади оборудования обратной лопаты. При использовании в режиме обратной лопаты машина обычно копает материал ниже уровня опорной площадки при движении ковша в направлении к машине. Обратная лопата поднимает, перемещает с поворотом и выгружает материал при стационарном положении ходового устройства. При использовании в режиме погрузчика машина черпает или копает материал за счет движения машины вперед, а также поднимает, транспортирует и выгружает материал.

Экскаватор — самоходная гусеничная или колесная машина, цикличного действия с одним ковшом или другим рабочим органом, осуществляющая, кроме копания грунта (или иного материала) и его перемещения путем вращения поворотной части, погрузочные, сваебойные или другие работы при помощи одного из видов сменного рабочего оборудования.

Землевоз – самосвал — самоходная колесная машина с открытым кузовом, которая транспортирует и выгружает или распределяет материал. Загрузка землевоза осуществляется внешними средствами.

Самоходный скрепер — самоходная колесная машина, имеющая открытый ковш с режущей кромкой, расположенный между передними и задними колесами, которая режет, набирает, транспортирует и распределяет материал при движении вперед. Набору материала при движении машины вперед может способствовать снабженный приводом механизм элеваторной загрузки, установленный на ковше скрепера.

Автогрейдер — самоходная колесная машина с регулируемым отвалом, расположенным между передними и задними колесами, которая режет, перемещает и распределяет материал в целях профилирования.

Каток и уплотняющая машина — самоходная прицепная, перемещаемая вручную или выполненная в виде дополнительного оборудования машина, которая уплотняет материалы, в том числе каменные насыпи, грунты, асфальтобетонные покрытия и мусор, путем укатывания, трамбования или вибрационного воздействия.

Трубоукладчик — самоходная гусеничная машина, специально предназначенная для подъема и укладки труб и транспортирования оборудования для трубопроводов. Данная машина, базой для которой служит гусеничный трактор, имеет специально сконструированные составные части, например ходовое устройство, главную раму, противовес, механизм подъема стрелы и груза и боковую стрелу, поворачивающуюся в вертикальной плоскости.

Бульдозер — Самоходная гусеничная или колесная машина с регулируемым фронтально-расположенным отвалом, которая режет, перемещает и распределяет материал при движении вперед.

Бульдозер-рыхлитель — самоходная гусеничная или колесная машина с регулируемым фронтально-расположенным отвалом и регулируемым рыхлителем заднего расположения, которая режет, перемещает и распределяет материал отвалом или рыхлит рыхлительным оборудованием при движении вперед.

Конспект лекций по курсу «Машины для земляных работ» для студентов специальности 7.090214 “Подъемно-транспортные, строительные, дорожные, мелиоративные машины и оборудование” (ПТМ) / Лавшонок А.В. – Донецк: ДонНТУ, 2004. – 100 с.

Земляные работы с использованием специализированной техники

Процесс строительства инженерных сооружений любого масштаба включает в себя ответственный этап земляных работ. В целях механизации трудоемкого этапа применяются специальные машины для земляных работ. Эти машины используются и при добыче полезных ископаемых, в сельском хозяйстве, мелиорации, создании коммуникаций. Различные по назначению, степени сложности и плотности обрабатываемого грунта земляные работы требуют наличия разнообразных видов машин.

Типология земляных работ

Земляные работы проводятся при строительстве земляных сооружений таких как, котлованы для фундаментов, траншеи, площадки, ямы, приямки, дамбы. Сооружения различаются в зависимости от назначения по форме, размерам, особенностям грунта. Земляные работы подразделяются на виды:

• подготовительные – очистка площадки от кустов, мусора или травяного покрова, снос ненужных сооружений, рыхление или уплотнение грунта;
• основные – прокладывание траншей, разработка котлованов, создание насыпей, выкапывание различных ям, обратная засыпка;
• специальные – бурение отверстий необходимой глубины, забивание свай в почву или скальные породы, прокладывание труб или кабелей.

Все эти действия осуществляются тремя основными способами:

• Механический. Часть грунта отделяется от основного массива с помощью активных или пассивных режущих органов машин для земляных работ.
• Гидромеханический. Операции разработки грунта, транспортировки, укладки производятся с использованием энергии потока воды.
• Взрывной. Земляной пласт разрушается под воздействием давления газов, возникающих при химических реакциях взрывчатых веществ.

Механическое воздействие на поверхность обеспечивается рабочими органами оборудования, такими как ножи, зубья, резцы, фрезы, скребки, клинья, ковши. На практике применяется комбинирование основных способов разработки грунта, например, взрывного с механическим, когда требуется предварительное рыхление скальных пород или мерзлого земляного слоя.

Машины для земляных работ и их классификация

При производстве земляных работ используются различные по своему устройству, принципу действия машины, которые классифицируются в зависимости от следующих пунктов:

• назначения для определенных видов подготовительных, вспомогательных, основных или специальных работ;
• вида привода: внутреннего сгорания, электрического, гидравлического или комбинированного;
• количества двигателей в механизме;
• мощности разной величины;
• типа ходовой части: гусеничной, шагающей, рельсовой, пневмоколесной;
• климатического исполнения для северного, тропического или умеренного климата;
• воздействия на грунт – периодического или непрерывного.

Оборудованием, выполняющими вспомогательные и подготовительные операции, являются приспособления для гусеничных или колесных тракторов: разрыхлители, корчеватели пней, кусторезы.

Для уплотнения грунтов статическим воздействием применяются различные катки. Прицепные катки имеют два дышла для обеспечения движения по насыпи челночным способом. Ударное действие может осуществляться электрическими или пневматическими трамбовками.

Для основных землеройных работ используются одноковшовые экскаваторы, имеющие сменное рабочее оборудование, погрузчики грунта. Землеройно-транспортные машины предназначены не только для забора грунта, но и его перемещения. К ним относятся: скреперы, бульдозеры, грейдеры.

Специальные земляные работы осуществляются с помощью буровых машин, сваезабивных машин, дизель молотов, кабелеукладчиков, оснащения для прокладывания труб. Средствами гидромеханизации являются гидромониторы, земснаряды, которые подразделяются на землесосные, черпаковые, скалодробильные.

Описание основных типов машин для земляных работ

Для эффективного выполнения работ в стесненных условиях используется широкая номенклатура высокопроизводительных специальных и универсальных машин многоцелевого назначения. Существуют основные типы машин для земляных работ, которые используются на разных объектах строительства, при любых климатических условиях и видах грунта.

Многоковшовые экскаваторы

Этот вид экскаваторов применяется для прокладывания траншей, вскрышных работ, при строительстве каналов. Машины используются в целях добычи в карьерных разработках глины, песка, керамзита, которые являются нерудными строительными материалами. Наличие множества ковшей обеспечивает непрерывное воздействие на грунт, снижает величину требуемого усилия и увеличивает производительность землеройного оборудования.

В зависимости от места использования многоковшовые экскаваторы бывают:

• траншейные;
• карьерные;
• ирригационные.

По направлению движения различают экскаваторы продольного, поперечного копания. Существуют также поворотные модели, которые имеют гусеничный или рельсовый ход, и могут рыть породу в горизонтальном или вертикальном направлении. Такая техника подходит для добычи полезных ископаемых, залегающих пластами.

Рабочий орган таких машин – ротор, на котором закреплены ковши, вращается относительно горизонтальной оси. У цепных экскаваторов ковши размещены на цепях, представляющих собой замкнутый контур.

К типу многоковшовых экскаваторов можно условно отнести непрерывные землеройные машины, которые оснащены фрезами или скребками. Поверхность выемки после использования такой техники остается относительно гладкой и не нуждается в дополнительной зачистке.

Учитывая внушительные габариты подобной техники и сложности с перемещением, ее целесообразно использовать на участках, где имеются большие объемы однотипной работы. Разрабатываемый грунт не должен содержать крупных включений, превышающих в диаметре пятую часть ширины ковша. В отличие от одноковшового, деятельность многоковшового экскаватора не требует постоянного участия машиниста.

Бульдозеры

Бульдозеры предназначены для перемещения волоком и распределения грунта на площадке или послойного копания почвы. Часто бульдозеры используются при добыче полезных ископаемых. Это связано с удобством применения такой техники в карьерах и на неровных участках. Незаменимы бульдозеры на строительстве различных объектов, прокладке каналов, при проведении дорожных работ.

Специальный рабочий орган бульдозера (отвал) базируется на гусеничном или колесном тракторе. Отвал бывает прямолинейным или криволинейным и размещается фронтально вне колес техники. Бульдозеры могут быть оснащены отвалами следующего типа:

• поворотным отвалом, который закрепляется перпендикулярно или по диагонали к главной оси бульдозера и может наклоняться в любую сторону;
• неповоротным отвалом, который устанавливается только перпендикулярно оси;
• универсальным отвалом, представляющим собой конструкцию из двух частей, которые соединены шарнирами.

Машины с универсальным отвалом называются путеукладчиками.

Существуют модели бульдозеров с различными типами приводов для поднимания, поворота, перекоса, наклона отвала:

• канатно-блочный;
• гидравлический;
• электромеханический.

Принимая во внимание массивность техники, работа бульдозеров целесообразна на почвах, которые имеют хорошую несущую способность и обеспечивают необходимое сцепление с гусеничным или колесным ходом. Если почва влажная, предварительно проводится принудительное водопонижение. В зависимости от модели бульдозеры снабжены различным сменным оборудованием, которое повышает степень универсальности техники, расширяет возможности ее применения.

Скреперы относятся к типу землеройно-транспортных машин и используются для послойного снятия грунта, его транспортировки, разгрузки, разравнивания и предварительного уплотнения колесами. Модели и модификации скреперов классифицируются по следующим основным признакам:

• Емкость ковша. Различают машины малой, средней и большой емкости ковша более 15 м³.
• Способ загрузки. Скреперы заполняются подпором земляного пласта или загрузочным устройством элеваторного, гребкового, роторного типа.
• Способ разгрузки. Машины разгружаются свободным, принудительным, комбинированным способом.
• Тип привода. Привод бывает канатным, электромеханическим, гидравлическим.
• Способ агрегатирования. Машины могут быть прицепными, полуприцепными, самоходными, а также в виде скреперного поезда.
• Тип тягача. Скреперы приводятся в движение колесным или гусеничным тягачом. Самоходные машины могут быть на пневмоколесном ходу.
• Тип трансмиссий. Скреперы бывают механическими, гидромеханическими, электрическими, гидростатическими.

Самоходный скрепер имеет собственную энергетическую установку, которая обеспечивает движение машины, функционирование всех агрегатов и рабочих органов. Целесообразно использовать скреперы для перевозки груза на расстояния до 5 км. Если маршрут транспортировки до 300 метров, лучше применить меньшие по стоимости прицепные машины.

На дальние расстояния подойдут самоходные скреперы, которые развивают довольно высокие транспортные скорости, сравнимые со скоростями землевозов или автосамосвалов. Поэтому экономически выгоднее проводить земляные работы скреперами, чем использовать экскаваторы с самосвалами.

Видео по теме: Земляные работы

ЗЕМЛЕРОЙНЫЕ И ЗЕМЛЕРОЙНО-ТРАНСПОРТНЫЕ МАШИНЫ

Земляные работы — это одни из самих распространенных и трудоемких процессов в строительстве. Стоимость производства земляных работ значительна и в среднем составляет 10. 15% полной стоимости работ.

Основные виды земляных работ: рытье траншей и котлованов; обратная их засыпка после возведения фундамента и укладки коммуникаций; рыхление плотных, скальных и мерзлых грунтов; планирование строительных площадок; подготовка оснований под внутриквартальные проезды, площадки и т.п.

Разработку грунта можно осуществлять различными способами: механическим, гидромеханическим (отделение, транспортирование и укладка грунта с помощью воды); взрывным (разрушение грунта под давлением расширяющихся продуктов сгорания или взрывчатых веществ); физическим (ультразвуком или токами высокой частоты), а также термическим и химическим. Применяют также и комбинированные способы разработки грунта. В городском строительстве до 95% общего объема земляных работ осуществляют механическим способом.

Земляные работы, кроме разработки грунта, включают его транспортирование и укладку с предварительной планировкой и последующим уплотнением. Указанным операциям обычно предшествуют подготовительные работы, связанные с подготовкой строительной площадки, созданием водоотлива и понижением уровня грунтовых вод. При производстве земляных работ механическим способом применяют землеройно-транспортные машины (бульдозеры, автогрейдеры, скреперы), экскаваторы, машины для буровых работ. Для правильного выбора типа машины необходимо знать физическую сущность и механику процессов, происходящих при разрушении грунта рабочим органом.

ОСНОВЫ ТЕОРИИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ РАБОЧИХ ОРГАНОВ ЗЕМЛЕРОЙНЫХ МАШИН С ГРУНТОМ

Грунтами называют поверхностные слои земли, образованные в результате выветривания горных пород. На процесс взаимодействия рабочего органа с грунтом оказывают влияние физико-механические свойства грунта, основными из которых являются:

• • гранулометрический состав — процентное содержание по массе частиц различной крупности;
• • плотность — отношение массы к единице объема (для большинства грунтов — 1,5. 2 т/м 3 );
• • пористость—отношение объема пор кобщему объему грунта, %;
• • влажность — способность грунта сопротивляться разделению на отдельные частицы под действием внешних нагрузок;
• • разрыхляемость — свойство разрабатываемого грунта увеличиваться в объеме при постоянстве собственной массы, которая выражается коэффициентом разрыхления К_р, равным отношению объемов грунта в разрыхленном и естественном состояниях (К_р = 1,1. 1,40);
• • угол естественного откоса — угол у основания конуса, который образуется при отсыпании разрыхленного грунта с некоторой высоты;
• • пластичность — способность грунта деформироваться под действием внешних сил и сохранять полученную форму после снятия нагрузки;
• • сжимаемость — свойство грунтов уменьшаться в объеме под действием внешней нагрузки;
• • прочность — способность грунта сопротивляться разрушению под действием внешних нагрузок;
• • сопротивление сдвигу — сцепление частиц грунта между собой;
• • коэффициент трения грунта о сталь (0,55. 0,65) и грунта по грунту (0,3. 0,50);
• • абразивность — способность грунта (породы) интенсивно изнашивать (истирать) взаимодействующие с ним рабочие органы машин;
• • липкость — способность грунта прилипать к поверхности рабочих органов.

Различают грунты нескальные (песок, супесь, суглинок, глина и т.п.), разборно-скальные (сцементированные глины — аргаллиты, гипс, мел, известняки и др.) и скальные (плотные известняки, долмит, мрамор, песчаник и др.). Грунты, имеющие положительную температуру, называют немерзлыми (талыми), отрицательную —мерзлыми, если они содержат лед, и морозными (охлажденными), если лед в их составе отсутствует. Наличие льда в мерзлых грунтах существенно повышает их прочность и затрудняет работу землеройных машин. Нескальные немерзлые грунты разрабатывают обычными землеройными сред-ствами, скально-разборные и мерзлые грунты с небольшой глубиной промерзания перед разработкой предварительно разрыхляют механическим способом. Скальные и мерзлые грунты с большой глубиной промерзания предварительно разрыхляют взрывным способом. В некоторых случаях мерзлые грунты разрабатывают специально предназначенными для этих целей землеройными машинами. Для оценки трудности разработки нескальных мерзлых и немерзлых грунтов обычно пользуются предложенной А.Н. Зелениным классификацией грунтов, разбитых на восемь категорий по числу ударов (числу С) динамического плотномера (ударник) ДорНИИ (табл. 5.1). Категорию грунта определяют числом ударов, которые необходимы для погружения в грунт на глубину 10 см цилиндрического стержня плотномера площадью 1 см 2 под действием груза весом 25 Н, падающего с высоты 0,4 м и производящего за каждый удар работу в 10 Дж.

Блог – Техника для земляных работ – обзор спецтехники, аренда, виды работ

На сегодняшний день невозможно представить себе более менее крупную стройку без использования специальной техники для земляных работ. В данной статье мы познакомим вас с современной техникой, которая используется на этапе подготовки строительства, проведем обзор спецтехники и расскажем о видах земляных работ, выполняемых данной техникой.

Земляные работы можно разделить на следующие этапы:

• выемка грунта;
• его перемещение в нужное место и укладка;
• разравнивание и уплотнение грунта.

Для выполнения земляных работ используются разные виды строительных машин. К ним относятся бульдозеры, грейдеры, экскаваторы, скреперы, самосвалы. Также в этот список попадают тракторные саморазгружающиеся прицепы и зачистные планировочные машины. Земляные работы на водных объектах выполняют средства гидромеханизации, землечерпательные снаряды, землесосы и другие. С помощью данной техники возводятся насыпи, дамбы, валы и другие насыпные земляные сооружения. Также подобная спецтехника применяется при устройстве осушительной и оросительной сети. Она незаменима для рытья и засыпки траншей при укладке трубопроводов и дренажных труб.

Всю технику для выполнения земляных работ можно разделить на отдельные группы:

• для подготовительных работ;
• землеройная;
• одноковшовые экскаваторы;
• многоковшовые экскаваторы;
• для бурения скважин;
• для разработки мерзлой земли;
• для уплотнения грунта;
• для гидравлической разработки земли.

Земляные работы выполняются несколькими способами. Механический способ предполагает применение грейдеров, грейдеров- элеваторов, экскаваторов, скреперов и бульдозеров. С их помощью осуществляется транспортировка грунта из выемки в насыпи или в бесполезный отвал. Эти насыпи необходимы в строительстве различных зданий и сооружений.

Хотите купить песок или щебень с доставкой?

Звоните сейчас и получите скидку +7 (988) 318-84-49

Техника для земляных работ по видам деятельности

Для перемещения грунта из выемок на большие расстояния используются различные землеройные машины. В этом случае осуществляется погрузка грунта в транспорт на рельсах и без рельсов. Также могут использоваться ленточные конвейеры или гидротранспорт.

При разработке каналов, выемок грунта у дорог применяются экскаваторы-драглайны. Они отваливают грунт за пределы сооружений. Преимуществом такого способа является его высокая эффективность и производительность труда, а также полная независимость от погоды.

Разработка выемок с транспортированием грунта в насыпи выполняется с помощью самоходных скреперов с ковшами. Они отличаются высокой скоростью перемещения грунта, поэтому широко востребованы при разработке каналов с приканальными дамбами и создания полезной насыпи из качественных грунтов.

Скреперы высыпают грунты тонким слоем на месте укладки и потом их уплотняют благодаря давлению баллонов. Таким образом, исключается необходимость специального уплотнения вынутых грунтов.

Бульдозеры применяются при разработке неглубоких выемок и полувыемок. Также они эффективно разравнивают поверхность и производят обратные засыпки с перемещением грунта. Часто данная техника применяется группами. Благодаря этому существенно повышается производительность каждого бульдозера и уменьшается потеря грунта.

Рытье траншей выполняется многоковшовыми и роторными траншейными экскаваторами. Также для этих целей используются одноковшовые экскаваторы с ковшом драглайна.

Самоходные грейдеры предназначены для выполнения профилировки автодорог и проведения точных планировочных работ. Также они способны производить рытье канав разного назначения.

Для уплотнения земли применяются разные виды катков: шиповые, гладкие, на пневматических шинах. Также эти работы могут выполняться с помощью трамбующих машин, гидровибраторов, трамбовочных плит, установленных на экскаваторах, или взрывными трамбовками.

В настоящее время выполнение земляных работ можно заказать в организации, которая на этом специализируется и располагает крупным парком разнообразной техники. В этом случае они будут выполнены по всем требованиям заказчика. Также в такой организации можно взять в аренду спецтехнику, оснащенную всем необходимым оборудованием для выполнения поставленных задач.

Универсальной техникой для выполнения различных землеройных работ являются экскаваторы , на которые можно установить различное навесное оборудование. В этом случае данная техника приобретает неограниченные возможности. Для выполнения работ на большой площади и в труднопроходимых условиях обычно заказывают аренду гусеничного экскаватора. Для рытья небольших траншей или выполнения работ на ограниченном участке в городских условиях потребуется совершенно другая модель. Гусеничные экскаваторы запрещено перемещать по городским дорогам. Колесная техника позволяет выполнять разработку грунта, выравнивать земляные площадки, рыть котлованы, производить погрузку материалов и мусора.

Требования и техника безопасности при земляных работах

При выполнении любых землеройных работ должны обязательно соблюдаться требования безопасности труда. При выполнении таких работ под водой необходимо получать специальное разрешение. Также оно потребуется при работах в зоне расположения подземных коммуникаций. Работы на глубине более 2 м можно проводить только после получения разрешения.

Требования к безопасности труда во время проведения земляных работ установлены в СНИП 45.13330.2012 . В этом документе отмечается, что при проведении земляных работ должны соблюдаться требования правил по организации строительного производства. Также важно обязательно соблюдать технику безопасности и требования к выполнению геодезических и строительно – монтажных работ.

Скачать СП 45.13330.2012 (СНиП 3.02.01-87) Земляные сооружения, основания и фундаменты [2013] (НИИОСП)

Скачать СП 45.13330.2012 Земляные сооружения, основания и фундаменты

При возведении земляных сооружений должны использоваться определенные изделия, конструкции, грунты и материалы. Они должны соответствовать требованиям проектов и стандартам. При замене этих элементов необходимо проводить согласование с проектной организацией и заказчиком. После выполнения все земляные работы проходят процедуру контроля качества и приемки.

В СНиП 12-04-2002 отмечается необходимость предупреждения работников о возможности воздействия на них опасных производственных факторов при выполнении земляных работ в выемках и траншеях. К ним относятся:

1. движущиеся машины;
2. обрушающиеся горные породы;
3. повышенное напряжение в электрической цепи;
4. падающие предметы, например, куски породы;
5. химически опасные вещества и другие.

Безопасности земляных работ посвящается специальная документация. В этих документах указывается безопасная крутизна и конструкция крепления откосов котлованов или траншей. Также в правилах отмечается тип машин для безопасного выполнения земляных работ.

Также могут отмечаться дополнительные мероприятия для повышения устойчивости откосов в разные сезоны года. Не менее важным является требование обеспечения безопасного спуска работников к месту работ. При производстве некоторых земляных работ вначале с этих мест отводятся поверхностные и подземные воды. Это позволяет не допустить размыва грунта и обрушения стенок выемок. Также место производства таких работ предварительно очищается от деревьев, строительного мусора и камней. В некоторых местах земляные работы можно выполнять при условии получения разрешения. Его выдает организация, которая эксплуатирует подземные коммуникации. Проводить такие работы можно под непосредственным наблюдением сотрудников этих организаций.

При обнаружении различных подземных сооружений или коммуникаций земельные работы нужно немедленно прекратить. Затем следует получить разрешение специальных органов на продолжение земляных работ.

Видео — Техника для земельных работ