2022

монтаж с колес, то все строительные элементы с транспортных средств перекладываются в зону складирования. С территории строительства вывозят излишек грунта, строительный мусор, по окончании работ – механизмы и приспособления, сборно-разборные бытовки и т.д.

Механизированный способ выполнения погрузоразгрузочных работ предусматривает выполнение всех основных операций с помощью подъемно-транспортных машин.

При комплексной механизации погрузоразгрузочных работ машины выполняют не только все основные, но и дополнительно погрузочноразгрузочные операции. Комплексно-механизированный процесс предусматривает использование ведущих и вспомогательных машин. При этом погрузочно-разгрузочные работы механизированы на всех стадиях транспортного процесса. Частичная механизация возможна в том случае, когда груз с помощью крана выгружен с автомобиля, а затем его нужно переносить вручную внутри складского помещения.

Уровень механизации погрузочно-разгрузочных работ определяется по формуле

где Ум – искомый уровень механизации;

Qм – количество груза погруженного и выгруженного механизированным способом;

Qг – общее количество погруженного и выгруженного груза.

Индустриальное строительство потребовало новых способов доставки материалов и изделий и обеспечения их сохранности во время транспортирования. Поэтому значительное распространение получили пакетные и контейнерные перевозки.

Пакетированием называется объединение мелкоштучных грузов в укрупненные партии на поддонах.

Контейнером называется инвентарное многооборотное съемное приспособление (емкость) для бестарной перевозки грузов. Контейнеры могут быть универсальные и специальные.

Погрузка и выгрузка контейнеров могут осуществляться с помощью крановых механизмов, устанавливаемых на платформе полуприцепа, и с помощью наклоняющейся скользящей рамы или пневмоили гидроподъемника, поднимающего контейнер на высоту. Все большее применение находят автомобили и автопоезда со сменными кузовами–контейнерами, прицепами и полуприцепами, которые загружают строительными материалами и используют в качестве временной складской емкости.

В современной практике строительства в пакетах доставляют на стройплощадку кирпич, арматуру, пиломатериалы и т.д., в контейнерах – рулон-

121

ные кровельные материалы, обои, облицовочную плитку, в специальных бункерах – раствор и бетон. Пылевидные материалы можно разгружать с транспортных средств вакуумными разгрузчиками, создавая в системе гибкого трубопровода разрежение, они всасывают и транспортируют пылевидные материалы в бункера.

4.4. Технологические процессы возведения земляных сооружений

4.4.1. Виды земляных работ и сооружений

Земляные сооружения возводят в виде насыпей или выемок. Если работы производят с целью выравнивания поверхности или придания ей соответствующих уклонов, то такие работы называют планировочными.

Земляные сооружения могут быть постоянные и временные. К постоянным земляным сооружениям относят плотины, дамбы, насыпи для железных и автомобильных дорог, котлованы водоемов, спланированные площадки стадионов и т.д. Временными земляными сооружениями являются траншеи и котлованы, предназначенные для устройства фундаментов зданий и сооружений, прокладки коммуникаций.

Если длина выемки во много раз больше ширины, то такую выемку принято называть траншеей, если же размеры ширины и длины близки между собой – котлованом. Если выемка производится для добычи недостающего грунта, то ее называют резервом, излишек грунта укладывается в кавальеры.

Земляные работы можно выполнять с помощью землеройных и земле- ройно-транспортных машин, гидромеханическим, взрывным способами, и, частично, вручную.

Выбор способа выполнения земляных работ зависит от физических и механических свойств грунтов: влажности, плотности, сцепления, разрыхляемости и др. Сведения о грунтах должны быть получены в результате гидрогеологических исследований района строительной площадки.

Для выбора способа выполнения работ большое значение имеет влажность грунта. Влажность характеризуется степенью насыщения пор грунта водой. Грунты, имеющие влажность до 5 % считаются сухими, свыше 30 % – мокрыми. В зависимости от трудности разработки (сцепления грунта) различными машинами грунты делятся на шесть категорий. Чем выше категория грунта, тем выше трудоёмкость его разработки. По плотности грунты бывают плотные, средней плотности и рыхлые. Плотностью принято считать массу 1 м3 грунта в естественном состоянии. Плотность

песчаных и глинистых грунтов – 1,5–2 т/м3,скальных не разрыхленных – до 3 т/м3.

122

При разработке грунт разрыхляется и увеличивается в объёме. Степень разрыхления грунта определяется коэффициентом первоначального разрыхления, представляющим собой отношение объёмов разрыхленного грунта и грунта в естественном состоянии, и остаточного разрыхления, наблюдаемого после его уплотнения. При расчете необходимого количества транспортных средств для перевозки грунта, производительности землеройных машин следует учитывать коэффициент первоначального разрыхления.

При разработке котлованов и траншей следует заблаговременно исключать обрушение откосов земляного сооружения. Угол естественного откоса зависит от физических свойств и характеризуется: силой сцепления, давлением вышележащих слоев, углом внутреннего трения и другими свойствами. Величину угла естественного откоса необходимо знать при устройстве крутизны откосов выемок и насыпей. Для различных грунтов в зависимости от глубины выемки допускается следующая крутизна откосов (табл.4.1).

Таблица 4.1

Допустимые крутизны откосов

Например, для выемки глубиной Н = 2,8 м в супесчанных грунтах величина заложения откоса определяется следующим образом: Н/В = 1/0,67,

отсюда В = Н 0,67 = 2,8 0,67 = 1.9 м (рис. 4.2).

Разработка выемок с вертикальными стенками без креплений разрешается только в грунтах естественной влажности и при отсутствии грунтовых вод. Глубина выемки, м, не должна превышать: 1 м – в насыпных, песчаных и крупнообломочных грунтах; 1,25 м – в супесях; 1,5 м – в суглинках и глинах. При

гидромеханизированной разработке грунта Рис. 4.2. Откос выемки знать показатели его размываемости показате-

ли его размываемости. Размываемость грунта характеризуется скоростью движения воды, уносящей его частицы. Для мелких песков наибольшая скорость движения воды не должна превышать 0,5–0,6 м/с, для крупных песков – 1–2 м/с и для глинистых плотных грунтов – 1,5 м/с.

123

4.4.2. Определение объемов земляных работ

Определение объемов земляных работ производят при проектировании. В построечных условиях определение объемов земляных работ производится по натурным замерам.

На стройплощадке проводятся планировочные работы, которые осуществляются по плану выемок и насыпей, называемому картограммой. Подсчет объемов выемок и насыпей производят по картограмме методом квадратных призм. Территорию участка разбивают на ряд квадратов со сторонами от 10 до 100 м (рис. 4.3). Для углов квадрата определяют вертикальные отметки – черные и красные. Красная – проектная отметка, под которую необходимо спланировать площадку или земляное сооружение; черная – фактическая отметка поверхности земли до начала производства работ.

Рис. 4.3. Картограмма площадки с разбивкой на квадраты 100 100 м

124

По разности этих отметок определяют рабочие отметки для каждой вершины квадратов. Объем квадратных призм определяется по формуле

где Н – красные отметки, м; h – черные отметки, м; А – площадь квадрата, м2.

Объемы при выемках обозначают плюсом, а при подсыпках – минусом. Самой оптимальной считается планировка с нулевым балансом земляных масс, т.е. когда весь вынутый грунт используется на подсыпку,

что сокращает дорогостоящие транспортные операции.

При подсчете объемов траншей можно пользоваться формулой

где b1 и b2 – ширина траншеи по низу и верху.

4.4.3. Разбивка на местности земляных сооружений

Разбивка земляных сооружений на местности осуществляется с помощью геодезических инструментов и различных измерительных приспособлений. Исходными материалами для разбивки зданий и сооружений служат: разрешение на производство работ, генеральный план строительной площадки, разбивочные чертежи, архитектурно–строительные чертежи. Для перенесения проекта в натуру производятся геодезические разбивочные работы. Они заключаются в определении на местности главных и основных осей зданий и сооружений.

Геодезическая разбивка при устройстве котлована и траншей до начала производства работ на строительной площадке производится построением в натуре основных осей зданий или сооружений и закреплением реперов вне зоны земляных работ. При устройстве котлованов производится проверка геодезических данных по рабочим чертежам проекта, разбивка и закрепление в натуре контура котлована, передача разбивочных осей и отметок на дно котлована, периодические исполнительские съемки для подсчета объемов земляных масс, окончательная плановая и высотная исполнительные съемки отрытого котлована. По мере углубления котлована визирками проверяют его глубину от нулевого горизонта. После зачистки откосов и дна котлована производят съемку контуров плана путем промеров стальной рулеткой. При этом намечаются разбивочные оси здания, которые закрепляются стальной проволокой, натянутой между конечными осевыми знаками (элементами обноски) (рис. 4.6).

125

Для вывозки грунта с территории стройплощадки используют автосамосвалы, специальные железнодорожные вагоны или другие средства транспорта.

По принципу работы землеройные машины (экскаваторы) делят на две группы: непрерывного (многоковшовые экскаваторы) и циклического действия (одноковшовые экскаваторы). Чаще применяют для рытья котлованов, траншей, каналов, а также устройства насыпей и других земляных сооружений одноковшовые экскаваторы. Они могут быть оснащены тремя основными видами рабочего оборудования: прямой лопатой, обратной лопатой и драглайном.

Экскаватором с прямой лопатой (рис. 4.7, а) разрабатывают грунт, расположенный выше уровня стоянки экскаватора. Он более маневрен, позволяет разрабатывать мерзлые и раздробленные скальные грунты, может работать в таких условиях, где другие виды оборудования оказываются малоэффективными.

Рис. 4.7. Схемы экскаваторов:

а – одноковшового с прямой лопатой; б – то же, с обратной лопатой; в – то же, оборудованного драглайном; г – многоковшовый

Экскаватор, оборудованный обратной лопатой (рис. 4.7, б), ведет разработку грунта ниже уровня своей стоянки лобовым или боковым забоями, при этом машина находится в положении меньшей устойчивости.

Экскаваторы, оборудованные драглайном (рис. 4.7, в), оснащают удлиненной решетчатой стрелой и ковшом на гибкой подвеске. Наполнение ковша грунтом происходит в процессе подтягивания его канатом к экскаватору.

127

Современный экскаватор может быть оснащен дополнительным навесным оборудованием: грейферным ковшом для обратной засыпки грунта в пазухи и под полы, трамбовкой, клин–бабой, направляющими копра для забивки свай, стрелой с грузовым крюком для работы в качестве крана и т.д.

Многоковшовые экскаваторы (рис. 4.7, г) имеют рабочий орган в виде ковшовой цепи или ковшового колеса. Применяются для разработки траншей под фундаменты и инженерные сети.

Землеройно-транспортные машины (бульдозеры, скреперы, грейдеры) используют для послойного копания, транспортировки, отсыпки и планировки грунтов.

Бульдозер (рис. 4.8) – гусеничный или колесный трактор (тягач), имеющий навесной режущий рабочий орган – отвал с системой привода. Применяют при рытье не глубоких выемок с перемещением грунта; сооружения насыпей из резервов; планировке площадей; устройстве подъездных дорог, въездов на насыпи и выездов из выемок; обратной засыпки траншей и фундаментов зданий; разравнивания грунта на отвалах. Часто применяют как вспомогательные машины в комплекте с другими машинами при производстве земляных работ.

Рис. 4.8. Схема общего вида бульдозера:

1 – гидроцилиндр; 2 – штанга; 3 – отвал; 4 – нож

Скреперы (рис. 4.9) – агрегаты, состоящие из ковша, установленного на специальной платформе. Выпускают прицепные и самоходные с ковшом емкостью до 15 м3. Прицепные скреперы с тракторными тягачами используются для перевозки грунта по пересеченной местности на расстояние до 1000 м. Самоходные скреперы с колесными тягачами имеют большую скорость и служат для перемещения грунта на расстояние до

5000 м.

Скрепер работает следующим образом: у места набора грунта машинист скрепера опускает ковш так, что его кромка при движении машины врезается в грунт, который тонкой полосой разрабатывается

128

ковшом. Когда ковш наполнится, его поднимают, переводя скрепер в транспортное положение, после доставки грунта к месту разгрузки ковш опять опускается, и в процессе движения машины происходит ее разгрузка.

Рис.4.9. Скрепер:

1 – тракторный тягач; 2 – платформа; 3 – устройство для опускания и подъема ковша; 4 – ковш

Скреперы предназначены для послойной разработки грунта, отсыпки, планировки и транспортирования его к месту укладки. Разрабатывать ими мокрые, глинистые и сухие песчаные грунты не рекомендуется. Наибольшее применение скреперы получили при возведении насыпей, плотин и дамб, при прокладке каналов, а также планировке территорий на строительстве аэродромов, стадионов.

Грейдер (рис. 4.10) – машина, имеющая режущий рабочий орган – отвал, ходовую часть и систему управления отвалом и другими механизмами. Разрабатывают грунт послойным резанием. Применяют для планировки строительных площадок и откосов насыпей, при перемещении грунта в сторону от оси движения машины. Бывают прицепные и самоходные.

Рис. 4.10. Схема общего вида автогрейдера:

1 – двигатель; 2 – рама; 3 – отвал бульдозера; 4 – ходовая часть; 5 – отвал автогрейдера

129

Гидромониторные установки состоят из гидромониторов, магистральных трубопроводов, насосных станций и др. сооружений. С их помощью размывают, транспортируют и укладывают грунт с помощью воды. Применяют для намыва земляных сооружений.

Земснаряды основаны на гидравлическом способе разработки грунта. Он разрабатывает грунт со дна водоема путем всасывания. По напорному пульпопроводу разжиженный грунт поступает к месту укладки, которое имеет ограждение по периметру в виде земляного вала высотой 0,5–0,75 м. При растекании пульпы по участку укладки частицы грунта оседают, а вода по отводным каналам стекает в водоем. Этот метод эффективен при разработке легкоразмываемых грунтов и наличия больших запасов воды.

Грунтоуплотняющие машины и механизмы предназначены для послойного уплотнения грунтов. К ним относят кулачковые и вибрационные катки, катки на пневмошинах, трамбовочные плиты, вибрационные установки, навесные гидротрамбовки, вибраторы и др. С целью увеличения несущей способности основания производят его уплотнение поверхностным (тяжелыми катками, пневматическими и дизельными трамбовками) или глубинным способами. Катки уплотняют грунт глубиной до 0,5 м, а тяжелые трамбовки – до 2,5 м. Песчаные и крупнообломочные грунты уплотняют вибрированием.

Слабые глинистые и заиленные грунты уплотняют песчаными или грунтовыми сваями, которые устраивают с помощью инвентарной сваи– оболочки. Эту сваю погружают копром или краном с вибратором, заполняют песком или другим грунтом с послойным уплотнением. По мере заполнения оболочки, ее извлекают. Таким способом ликвидируют просадочность лессовых грунтов.

Взрывной способ применяют для разработки скальных пород, для рыхления мерзлых грунтов, а также для получения выемок способом массового выброса. Количество зарядов, их массу и расположение в грунте определяют специальными расчетами.

Разработка грунта бурильными и вспомогательными машинами. Бурильные машины, смонтированные на базе трактора или автомобиля, используют для копания ям под стойки заборов, столбы линий связи, посадки кустарников в период благоустройства территории и т.д.

Назначение вспомогательных машин – создать благоприятные условия для разработки грунта землеройно-транспортными машинами. К ним относят различные типы рыхлителей плотных и скальных грунтов.

Производство земляных работ в зимнее время имеет свои особенности. Промерзание грунтов сопровождается ростом механической прочности и осложняет их разработку. Если заранее известно место строительства, то еще в осенний период принимают меры по предохранении грунта от промерзания. Так, применяется предварительное рыхление грунта до его

130