Подсчет объемов работ

Поперечное сечение призмы грунта представляет собой (рис. 4.7) либо равнобедренный треугольник, площадь которого равна:

F = 0,5 A₀ h₀ , (4.1)

либо при недостатке высоты на отсыпке – трапецию, площадь которой:

F = 0,5 (A₀ + a₀ ) h₀ , (4.2)

где A₀ – нижнее основание трапеции;

a₀ – верхнее основание трапеции;

h₀ – высота поперечного сечения призмы грунта.

Зная эти параметры, можно определить объем земляных работ, представляющий собой объем земляного сооружения. Единицей измерения объемов земляных работ является кубический метр грунта в естественном состоянии.

При расчетах объемов работ протяженных земляных сооружений (рис. 4.8) продольный профиль сооружения делят на участки в характерных точках – точки изменения уклона рельефа или проектного профиля (красной линии).

В пределах каждого участка геометрическая форма сооружения представляет собой призматоид (рис. 4.9), объем которого при длине его до 50 м и перепаде высот до 0,5 м может быть с достаточной степенью точности подсчитана по следующей приближенной формуле:

Рис. 4.7. Поперечное сечение призмы грунта

Рис. 4.8. Продольный профиль земляных сооружений

Рис. 4.9. Расчетные параметры призматоида

V = 0,5 (F₁ + F₂ )l, (4.3)

где F₁ и F₂ – площадь поперечного сечения одного и второго торца призматоида;

L – длина призматоида.

Для получения полного объема линейного сооружения объемы отдельных призматоидов суммируются.

5. Разработка грунта механизированным способом

Технология устройства выемок в грунте включает в себя следующие операции: разработку грунта, транспортирование (в том числе его погрузку на транспортные средства при необходимости) или отсыпка грунта на бровку, планировку дна и откосов.

Механизированную разработку грунта выполняют двумя способами:

- разработка грунта с помощью землеройно-транспортных машин, которые отделяют грунт от массива и перемещают его на сравнительно небольшие расстояния;

- комплексно-механизированный способ с помощью ведущей землеройной машины (обычно это – экскаватор) в комплекте с транспортными и вспомогательными механизмами.

Выбор способа зависит от объемов и сроков выполнения работ, вида грунта, геометрии сооружения, условий производства работ, возможностей строительной организации применяют

Разработка грунта землеройно-транспортными машинами

Разработка грунта землеройно-транспортными машинами выполняется при планировке территории, срезке растительного слоя, возведении насыпей высотой 1-1,5 м, зачистке недобора грунта в котлованах после работы экскаватора и т. п. Основные типы землеройно-транспортных машин: бульдозеры, скреперы, грейдеры. Все они относятся к машинам периодического (циклического) действия.

Бульдозеры являются высокопроизводительными машинами, обладающими большой маневренностью и простотой конструкции. Бульдозер представляет собой (рис. 5.1) трактор (1) (гусеничный или колесный) с навесным оборудованием в виде отвала (2) с ножом. Отвал бывает поворотный и неповоротный. Бульдозер с поворотным отвалом называют универсальным. Управление отвалом бывает механическое (тросовое) и гидравлическое с помощью гидроцилиндров (3). Гидравлическое обеспечивает большую точность высотных отметок при планировке. Цикл работ бульдозера слагается из операции рабочего хода, при котором осуществляется резание и транспортировка грунта к месту его отвала, когда отделяемый от массива грунт накапливается впереди ножа, образуя призму волочения, и операции холостого хода при возвращения бульдозера в забой. От способа выполнения этих операций, а также от схемы движения бульдозера зависит его производительность. Бульдозером грунт перемещают до 100 м.

Рис. 5.1. Принципиальная схема бульдозера:

1 – трактор, 2 – отвал с ножом, 3 – гидроцилиндр

В целях уменьшения потерь грунта при перемещении его бульдозером для выемок глубиной не более 2 м применяют траншейную разработку грунта (рис. 5.2), при которой сначала разрабатывают на всю глубину параллельные траншеи, разделенные стенками, а затем – стенки. Для выемок глубиной более 2 м применяют ярусно-траншейную разработку, при которой удаляется по ярусам выотой1-1,5 м.

Рис. 5.2. Траншейная разработка грунта

Все работы осуществляются без разворота бульдозера, с возвращением его в забой по траншее задним ходом – челночная схема движения, а также может быть еще поперечно-челночная, по эллипсу, спирали и др.

При перемещении грунта на большие расстояния резание грунта в забое обычно осуществляется стружкой постоянной толщины. Применяют также резание стружкой клиновидной или гребенчатой формы (рис. 5.3).

Если грунт перемещают на расстояние более 100 м, то используют скреперы, которые выполняют законченный комплекс земляных работ, начиная со снятия растительного слоя, устройства выемок, насыпей и заканчивая транспортными и планировочными работами. Технологические возможности скрепера определяются емкостью ковша и типом ходовой части. Скреперы бывают прицепные, полуприцепные и самоходные. Емкость ковша колеблется от 6 до 25 м³. Состоит скрепер (рис. 5.4) из тягача 1, ковша 2 с заслонкой 3 и буферного устройства 4. Прицепные и полуприцепные скреперы имеют сцепное устройство 5, а самоходные – собственный силовой агрегат 6.

Скреперами разрабатывают выемки с глубиной ярусов 0,5-0,8 м. Отсыпают грунт горизонтальными слоями толщиной 0,25-0,35 м, производя их уплотнение. Дальность транспортировки – до 5 км. Схема движения скрепера зависит от расположения забоя и места отсыпки грунта. При выборе схемы движения необходимо стремиться к реализации следующих условий:

Рис. 5.3. Схемы резания грунта:

а – стружкой постоянной толщины, б – клиновидной стружкой,

в – гребенчатой стружкой

- путь скрепера должен быть самим коротким;

- должно быть наименьшее число поворотов;

- должна быть наименьшая крутизна подъемов;

- прохождение поворотов необходимо организовать по возможности при пустом ковше.

При разработке выемок и траншей или отсыпке насыпей применяют схемы движения скрепера по эллипсу, восьмеркой, по спирали (рис. 5.5).

Наполнение ковша скрепера в значительной степени зависит от способа резания. Так же как при разработке грунта бульдозером используют три способа резания – стружкой постоянной толщины, клиновым и гребенчатым профилем.

Нарезать тонкой стружкой грунт невыгодно, т.к. в начале резания при пустом еще ковше не полностью используется

Рис. 5.4. Скреперы: а –прицепной; б – полуприцепной;

в – самоходный

1 – тягач, 2 – ковш, 3 – заслонка, 4 – буферное устройство, 5 – сцепное устройство 6 – силовой агрегат

Рис. 5.5. Схема движения скрепера при разработке грунта:

а – эллипс; б – восьмерка; в – спираль;

г – восьмерка поперек разработки

мощность скрепера, удлиняется путь набора и снижается производительность. Резание клиновой стружкой сокращает путь набора ковша и является наиболее производительным. Максимальная толщина стружки – 15-30 см. В тяжелых грунтах для повышения производительности применяют предварительное рыхление грунта или используют на участке набора дополнительные тракторы – толкачи или тягачи.

Для профилирования дорог, планировочных работ с перемещением грунта до 25 м, устройства водоотводных канав и при возведении невысоких насыпей из резервов применяют грейдеры, которые бывают прицепными и самоходными – (автогрейдеры). Наибольшее распространение получили автогрейдеры. (рис. 5.6). Автогрейдер состоит из силовой установки (1), рамы (2), ходовой части (3), рабочего оборудования (4). Рабочим оборудованием автогрейдера является поворачивающийся, как правило, в двух направлениях подъемный нож. Кроме того, они часто оборудуются сменным оборудованием – плужным снегоочистителем, откосником, кирковщиком.

Отвал автогрейдера устанавливается под углом в плане к оси машины и с подъемом к оси дороги. При движении автогрейдера он срезает грунт и перемещает его к середине дороги. После определенной длины прохода, которая выбирается в пределах 200-1500 м в зависимости от профиля дороги и условий работы, автогрейдер перемещается на другую сторону дороги и разрабатывает грунт в обратном направлении.

Рис. 5.6. Грейдер:

1 – силовая установка, 2 – рама, 3 – ходовая часть,

4 – рабочее оборудование