2.4. Вибір будівельної ділянки та умов будівництва

До початку складання проекту необхідно ретельно вивчити об’єкт та умови будівництва з метою з’ясування можливостей використання тих чи інших методів і засобів виконання робіт. Вибір методів проведення земляних робіт залежить від кліматичних, топографічних та геологічних умов району будівництва, а також архітектурно-планувального і конструктивного рішення об’єкта, обсягів та терміну виконання робіт.

До основних кліматичних факторів відносяться: температура та вологість зовнішнього повітря, кількість атмосферних опадів; до топографічних — рельєф місцевості; до геологічних — фізико-механічні властивості ґрунтів рівень, до гідрогеологічних — ґрунтові води.

Кліматичні, топографічні та геологічні умови впливають на вибір засобів механізації, на склад і обсяг допоміжних і підготовчих робіт (водовідвід, пониження рівня ґрунтових вод, кріплення укосів виїмок, влаштування постійної одежі виїмок, насипу тощо).

Залежно від температури зовнішнього повітря ґрунт може бути в талому або мерзлому стані.

На відміну від талого мерзлий ґрунт потребує допоміжних затрат на його відтаювання або застосування спеціальних машин на його розпушення чи різання. У зв’язку з цим збільшується працеємність та ціна робіт при використанні спеціалізованих засобів механізації.

У районах з великою кількістю атмосферних опадів або в період дощів виникає необхідність влаштування нагірних канав або обвалування ділянки будівництва для відводу поверхневих вод.

Крім того, як правило, часті дощі підвищують рівень ґрунтових вод, що в свою чергу потребує зниження рівня ґрунтових вод і влаштування дренажу. Перезволожений ґрунт утруднює, а інколи не дає можливості використовувати деякі землерийні або землерийно-транспортні машини, виникає необхідність влаштування землевозних шляхів з покращеними умовами; рельєф місцевості впливає на виконання обсягу земляних робіт при плануванні ділянки, що в свою чергу потребує вибору типу і кількості машин, які необхідно використовувати.

До основних фізико-механічних властивостей ґрунтів, які впливають на вибір методів і засобів механізації земляних робіт, відносяться: гранулометричний склад, щільність, коефіцієнт фільтрації, кут внутрішнього тертя і зчеплення, вологість, характеристика тріщиностійкості. Від гранулометричного складу та пористості залежить обсяг робіт. Відомо, чим більші мінеральні частки, з яких складається ґрунт, тим менша його початкова пористість, а відповідно більша початкова щільність. Такий ґрунт потребує більших зусиль для досягнення проектної щільності, ніж ґрунт, який складається з дрібних мінеральних часток. Чим більша вологість ґрунту, тим менша його щільність при різних рівних умовах.

Залежно від коефіцієнта фільтрації ґрунтів змінюється приплив ґрунтових вод за одиницю часу, що є одним із найважливіших параметрів при виборі типу водопониження.

Від величини кута внутрішнього тертя і зчеплення залежить стійкість укосу, що впливає на обсяг земляних робіт чи робіт по влаштуванню кріплень укосів виїмок. Тому перед тим, як приступити до вибору методів і засобів виконання земляних робіт, необхідно ретельно вивчити результати геологічних та гідрогеологічних вишукувань, а також метеорологічні умови району будівництва і робочі креслення об’єкта, який необхідно будувати.

Після аналізу кліматичних, геологічних, гідрогеологічних умов, а також вивчення проектної документації по об’єкту і нормативних термінів будівництва, приступають до вибору методів та засобів виконання земляних робіт. При цьому визначають склад і обсяг основних, підготовчих та допоміжних робіт, встановлюють технологічну послідовність і методи виконання складових процесів, типи застосування машин.

Земляні роботи мусять бути комплексно-механізованими. Це означає, що всі основні і допоміжні процеси мають виконуватись комплектом машин, які пов’язані між собою за основними параметрами і в першу чергу за продуктивністю.

Враховуючи, що одна робота може бути виконана різними комплектами машин, а комплект машин може працювати за різними технологічними схемами, при попередньому виборі комплектів машин і механізмів бажано керуватися встановленими практикою положеннями.

Екскаватори обладнані прямою лопатою застосовують за наступних умов: а) стоянка екскаватора влаштовується на сухому місці; б) висота забою забезпечує наповнення ковша екскаватора ґрунтом з «шапкою» при одному черпанні; в) маємо достатній обсяг робіт V при мінімальній дальності перевезення ґрунту до 0,5 км.

Екскаватори обладнані оберненою лопатоюзастосовують для розробки котлованів глибиною до 4 м і траншей до 5,5 м. При роботі екскаватора рівень ґрунтових вод не є перешкодою для розробки ґрунту.

Екскаватори драглайнизастосовуються при розробці великих та глибоких котлованів, траншей. Їх позитивна робота полягає в тому, що вони мають великий радіус дії і глибини копання.

Екскаватори з грейферним ковшем використовуються при розробці дуже глибоких котлованів з вертикальними стінками, а також при навантаженні та розвантаженні сипучих матеріалів. Для кращого наповнення грейфера маса ковша вибирається відповідно до групи ґрунту, що буде розроблятися.

Скрепер є універсальною машиною для земляних робіт, який виконує операції по розробці, навантаженню, переміщенню та розвантаженню ґрунту рівними шарами необхідної товщини. Застосовують скрепери при плануванні будівельних ділянок, відсипанні насипу, при спорудженні шляхів, гребель, дамб, а також при розробці ґрунту І та ІІ групи у виїмках (котловани, канали). Ефективність використання скреперів залежить від їх конструктивних можливостей, групи ґрунту, виду його та стану, а також відстані транспортування.

Погано працюють скрепери, якщо ґрунт сильно насичений вологою або забруднений великим камінням та кореневищами дерев. Ефективна відстань перевезення ґрунту залежить від місткості ковша і швидкості руху скрепера. Вважається, що причіпні скрепери ефективно застосовувати на відстань від 100 до 300 м, якщо місткість ковша не перевищує 5 м³, а при місткість ковша 6 м³ відстань перевезення збільшується до 500 м, для ковша об’ємом 10...15 м³ відстань перевезення збільшується до 750...1000 м. Самохідні скрепери зі швидкістю руху до 50 км/год можуть використовуватися для переміщення ґрунту до 5 км. При роботі причіпних скреперів на пісках, щільних і тяжких ґрунтах, а самохідних скреперів у всіх випадках скреперні колони необхідно забезпечувати тракторами-штовхачами.

Бульдозери— це універсальні і високопродуктивні машини, які мають високу маневреність. На земляних роботах їх використовують як самостійні машини і в комплексі з іншими типами машин. У першому випадку їх використовують при зведенні невисоких насипів (1...1,5 м), риття котлованів, розкривних роботах, зрізанні рослинного шару ґрунту, засипці траншей, котлованів, ям та ярів, плануванні ділянок і земляного полотна, зачистці недобору ґрунту в котлованах тощо.

Робота бульдозерів економічно вигідна при переміщенні ґрунту до 100 м, однак найкращий економічний ефект отримуємо при переміщення ґрунту до 25…30 м. Бульдозерами можна розробляти ґрунт І, ІІ та ІІІ груп (легкий, середній, тяжкий), причому третю групу ґрунту розробляють з попереднім розпушуванням.

Автогрейдери застосовуються для зведення дорожніх насипів висотою до 0,75 м, для відривання корит і розрівнювання піску та щебеню, шляхових роботах, при плануванні укосів земляних споруд, зачистці дна котлованів, плануванні території та інших роботах. Найбільш ефективне використання автогрейдерів при довжині захвату 400...500 м.

Таким чином, попередній вибір комплектів машин базується на виборі типу основних і допоміжних машин залежно від кліматичних, геологічних і гідрогеологічних умов, об’ємно-планувальних характеристиках об’єкта, обсягів робіт, термінів виконання робіт. Після порівняння декількох варіантів комплектів машин вибирається найбільш ефективний на основі техніко-економічного аналізу.