2.2. Визначення об’ємів земляних споруд

При проектуванні виконання земляних робіт, визначенні вартості

будівництва необхідно знати об’єми земляних споруд, що відповіда-

ють обсягам земляних робіт. Всі обсяги робіт при розробці прийнято

визначати для ґрунту в стані природної щільності. Розпізнають проек-

тні і виробничі обсяги робіт.

Проектні (геометричні або профільні) обсяги визначають за геоме-

тричними розмірами відповідно до проекту споруди.

Виробничі обсяги земляних робіт відповідають фактично викона-

ним. Обсяги земляних робіт при влаштуванні насипів прийнято ви-

значати за об’ємом ґрунту в щільному тілі, що відповідає геометрич-

ному об’єму в межах контурів земляної споруди згідно з проектними

розмірами. При визначенні виробничих об’ємів створення насипу

Організація і технологія будівельних робіт

44

необхідно враховувати додаткові об’єми на ущільнення ґрунту, його

втрат при транспортуванні, усадку тіла насипу і осадку основи спору-

ди.

Складні форми рельєфу місцевості ускладнюють точність підраху-

нків об’ємів, а тому умовно приймають, що поверхня ґрунту утворена

площинами, не враховуючи окремі нерівності. Це припущення дозво-

ляє при підрахунках використовувати формули елементарної геомет-

рії. Якщо конфігурація земляної споруди складна, то її розбивають на

ряд простих геометричних фігур, об’єми котрих потім підсумовують.

Для кожного виду земляних споруд, з врахуванням рельєфу місцевос-

ті, використовують відповідні методи розрахунку об’ємів. Найчастіше

користуються методом поперечних профілів. Цей метод базується на

побудові профільних площин в характерних місцях рельєфу, роз-

ташованих на певних відстанях одна від одної, і визначенні об’ємів

окремих ділянок споруди між площинами (рис. 2.3).

Об’єм ділянки траншеї, дамби, земляного полотна дороги, насипу

визначається за формулою

W ⋅ L

+

=

2

ϖ1 ϖ 2

, (2.2)

де w1 , w2 - площі поперечного перерізу відповідно на початку і в кінці

ділянки траншеї, дамби, земляного полотна дороги, насипу; L - довжина ді-

лянки.

Об’єм котловану можна визначити за формулою

[( ) ( ) ] ,

6

W = 2 b + c ⋅ a + 2 c + b ⋅ d ⋅ h (2.3)

де a,b, c, d, h - розміри котловану, наведено на рис. 2.3.; m – коефіцієнт

закладання укосу.

Назва

показ-

ників

Траншея

Канал, траншея

Дамба,

полотно, насип

Котлован

Організація і технологія будівельних робіт

45

Розрахун-

кова

схема

b

h L

Площа

перетину

ϖ = b h

ϖ = (b + m h)h

ϖ = (b + m h)h

ϖ = (b + m h)h

Рис. 2.3. Схеми для підрахунку об’ємів земляних споруд

Загальний об’єм земляної споруди буде складатися із суми об’ємів

окремих її ділянок.

Вертикальне планування будівельних майданчиків є основним

елементом підготовки території для зведення будівель і споруд.

Природний рельєф поверхні майданчика вирівнюють до проектної

поверхні шляхом зрізування мінерального ґрунту, розташованого ви-

ще проектних відміток, та переміщення і підсипання його в місця, ро-

зташовані нижче проектних відміток (рис. 2.4).

Рис. 2.4. Схема вирівнювання будівельного майданчика

Для визначення об’ємів виїмки і насипу при плануванні будівель-

них майданчиків користуються методами поперечних профілів, чоти-

ригранних і тригранних призм. Метод поперечних профілів викорис-

товують при рівному рельєфі і для орієнтовних підрахунків. Цей ме-

h m

b

L

m

L

b

h

m

а

h

b

d

c

c

[ ] V a b c d a c b d h = ⋅ + ⋅ + + ⋅ + ⋅ ( ) ( )

6

d

[ ] V a b c d a c b d h = ⋅ + ⋅ + + ⋅ + ⋅ ( ) ( )

6

Проектна поверхня

Напрям переміщення ґрунту

насип

виїмка

Організація і технологія будівельних робіт

46

тод передбачає побудову на плані будівельного майданчика профіль-

них площин на віддалі одна від одної до 100 м і підсумовуванням

об’ємів призматоїдів між ними.

Метод чотиригранних призм передбачає нанесення на плані буді-

вельного майданчика сітки квадратів з довжиною сторони 10...100 м

залежно від розмірів майданчика та рельєфу місцевості і визначення

об’ємів виїмок та насипів в межах цих квадратів (рис. 2.5а).

Рис. 2.5. Схеми розмічування майданчика:

а - на квадрати; б - на трикутники.

Метод тригранних призм передбачає додатковий поділ квадратів

діагоналями на трикутники. Діагоналі проводять в напрямку тальвегу

або водорозділу, а при спокійному рельєфі паралельно до горизонта-

лей (рис. 2.5.б).

Для підрахунку окремих об’ємів земляних мас у фігурах планува-

льної сітки необхідно визначити відмітки поверхні землі у вершинах

квадратів методом лінійної інтерполяції (рис. 2.6 а, б) за формулою

На = Н + h l / L, (2.4)

де Н - відмітка горизонталі, що знаходиться нижче вершини квадрата, яка

розглядається, м; h – перевищення між горизонталями, м; l, L - відповідно ві-

дстань від вершини квадрата до горизонталі, яка знаходиться нижче верши-

ни, і відстань між горизонталями, м.

А

H+h

C

B

l

L

I

I

C

A

B

L

l

H

Ha

H+h

I - I

б

h

Н

Організація і технологія будівельних робіт

47

Рис. 2.6. Визначення відміток поверхні землі у вершинах квадратів

Середню відмітку природного рельєфу Ho при підрахунку об’ємів

земляних робіт за методом чотиригранних призм визначають за фор-

мулою

Ho = (ΣH1 + 2ΣH2 + 4ΣH4 ) / 4n, (2.5)

а при підрахунках за методом тригранних призм - за формулою

Ho =(ΣH1 +2ΣH2 +3ΣH3 +4ΣH4 +5ΣH5 +6ΣH6 +7ΣH7 +8ΣH8)/3n,

(2.6)

де ΣH1....ΣH8 - суми відміток поверхні землі, спільних відповідно для

однієї, двох і т.д. призм; n - кількість призм.

Влаштування котлованів, траншей, насипів в межах контуру спла-

нованого майданчика за умови нульового балансу ґрунтових мас

потребує врахування цих додаткових об’ємів земляних споруд.

Тому середня планувальна відмітка будівельного майданчика Hср

буде складати

Нср=Но ±ΔН (2.7)

де ± ΔН - підвищення або зниження середньої планувальної відмітки

( приймається з додатнім знаком при надлишку ґрунту і з від’ємним знаком -

при нестачі ґрунту); ±ΔН=Vi /F, Vi - додатковий об’єм з виїмок або насипів; F - площа пла-

нувальної площини.

Для забезпечення стоку води будівельний майданчик може мати

ухил в одному або двох напрямках.

Проектні (червоні) відмітки планувальної площини в кожній вер-

шині квадратів визначають за формулами

• без прив’язки вершин –

Hnp = Hcp ± i1 ⋅ l1 ± i2 ⋅ l2 , (2.8)

a

Організація і технологія будівельних робіт

48

де i1, i2 - задані ухили планування; l1, l2 - відстань від осі повороту до ве-

ршини, що розглядається;

• з прив’язкою вершин до вулиці, дороги або рельєфу місцевості –

Hпр =2Нср −Нз, (2.9)

де Нз - задана відмітка місцевості, до якої ведеться прив’язування майдан-

чика.

Робочі відмітки в кожній вершині квадрата визначаються за

формулою

±hi =Hпр −Ні , (2.10)

де Ні - відмітки поверхні землі в вершинах квадратів.

Визначені робочі відмітки h ≥ 0 означають насип, а h ≤ 0 - виїмку.

Правило запису відміток поверхні землі Hi , проектних відміток

Hnp і робочих відміток hi показано на рис. 2.7.

hi Hnp

Hi

Фігури з робочими відмітками одного знаку називають повними

(однойменними), а з відмітками різних знаків – перехідними.

В подальшому на основі робочих відміток визначають положення

нульової лінії, що з’єднує нульові робочі відмітки на сторонах чоти-

рикутників і показує межу виїмки і насипу.

Положення нульової лінії визначають графічно (рис. 2.8) або аналі-

тично із подібності трикутників.

h1 h3

Рис. 2.7. Схема запису відміток у вершинах

квадратів.

Рис. 2.7. Схема запису відміток в вер-

шинах квадратів.

Рис. 2.8. Визначення положення

лінії нульових робіт у перехід-

ному квадраті.

Організація і технологія будівельних робіт

49

x

а а

a-x

- h3 -h4

Обсяг земляних робіт визначають окремо для виїмки і насипу кож-

ної фігури планувальної сітки.

Об’єм земляних робіт визначають окремо для виїмки і насипу кож-

ної фігури планувальної сітки.

Об’єм виїмки або насипу в однойменних фігурах з робочими відмі-

тками одного знаку визначають відповідно для чотиригранних і три-

гранних призм за формулами

( ),

( ) 4 1 2 3 4 Vв н = F h + h + h + h (2.11)

( ),

( ) 6 1 2 3 Vв н = F h +h +h (2.12)

де V в(н) - об’єм виїмки або насипу, м3; F - площа основи фігури, м2;

h1...h4 - робочі відмітки, м.

В перехідних фігурах об’єм виїмки або насипу визначають за фор-

мулою

Σ

Σ =

4 | |

( )2

( )

2

( )

i

в н

в н h

а h

V , (2.13)

де a - сторона квадрата планувальної сітки; Σhв(н) - сума абсолютних

значень робочих відміток виїмки або насипу; Σ| hi | - сума абсолютних

значень всіх робочих відміток по кутах квадрата.

Рис. 2.8. Визначення положення

лінії нульових робіт у перехід-

ному квадраті.

Організація і технологія будівельних робіт

50

Для визначення обсягів земляних робіт при вертикальному плану-

ванні майданчика використовують також спеціальні таблиці.

В загальному балансі земляних мас необхідно враховувати об’єм

ґрунту в укосах виїмки і насипу по периметру майданчика. Відклада-

ючи в вершинах чотирикутників величину закладення укосів, визна-

чають __________зовнішнє окреслення в плані виїмок і насипів (рис. 2.9).

Об’єм фігур укосів, що прилягають до сторін чотиригранних

призм залежно від окреслення, визначають за формулами:

- тригранного призматоїда

,

- тригранної піраміди

3′ 1′ 2′

7′ 6′ 5′

5′

4′

3′

насип

виїмка

(-)

(+)

1

2

3

4

0

0

1 2

7 6 5

4

3

Рис. 2.9. Схема нанесення

контурів укосів по периметру

будівельного майданчика

2′ 3′ 1′

7′ 6′ 5′

5′

4′

3′

насип

виїмка

(-)

(+)

1

2

3

4

0

0

1 2

7 6 5

4

3

Рис. 2.9. Схема нанесення

контурів укосів по периметру

будівельного майданчика

. ( ) ( )

2

1 2 2

2

у н в h1 h h h

6

W m a + ⋅ +

⋅

= , (2.14)

Організація і технологія будівельних робіт

51

W у.н.(в) = m h2 l / 6, (2.14)

та чотиригранної кутової піраміди

де m – коефіцієнт закладання укосу; h – значення робочої відмітки, м; а -

висота призматоїда; l - висота тригранної піраміди, м.

W у.н.(в) = m2 h3 / 3. (2.15)

де m – коефіцієнт закладання укосу; h – значення робочої відмітки, м; l -

висота призматоїда або тригранної піраміди, м.

Підрахунки об’ємів виїмки і насипу для влаштування будівельного

майданчика виконують в табличній формі (табл. 2.2)

Таблиця 2.2. Відомість об’ємів виїмки і насипу для влаштування буді-

вельного майданчика

№ квадрата

h1

h2

h3

h4

Σ| hi | 4

a2

Σ

Σ

| |

( )2

i

в

h

h

Σ

Σ

| |

( )2

i

н

h

h Об’єм

виїмки

(-)

Об’єм

насипу

(+)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

W у.н.(в) = m· h2 ·l / 6, (2.15)

W у.н.(в) = m2 ·h3 / 3. (2.16)

Організація і технологія будівельних робіт

52

На вибір методів та засобів виконання земляних робіт значною мі-

рою впливає відстань переміщення ґрунту. У загальному вигляді сере-

дня відстань переміщення ґрунту із виїмки в насип може бути визна-

чена за виразом:

Σ

Σ ⋅

=

i

i i

ср V

L (V l )

, ( 2.17)

де Vi , li - відповідно об’єм окремої виїмки, м3 і відстань переміщення ґрунту

із окремих виїмок, м.

На підставі підрахунків об’ємів виїмки і насипу для влаштування

будівельного майданчика середню відстань переміщення ґрунту із ви-

їмки в насип можна визначити аналітичним, графічним і графоаналі-

тичним методами.

Аналітичний метод передбачає визначення координат центрів ваги

об’ємів виїмки і насипу відносно координатних осей (рис. 2.10) за

формулами:

Σ

Σ ⋅

=

ві

ві ві

в V

V х

X

.

( . . )

, Σ

Σ ⋅

=

ні

ні ні

н V

V х

X

.

( . . )

, Σ

Σ ⋅

=

ві

ві ві

в V

V y

Y

.

( . . )

, Σ

Σ ⋅

=

ні

ні ні

н V

V y

Y

.

( . . )

(2.18)

де X в , X н ,Yв ,Yн - координати центрів ваги виїмки і насипу на майданчику;

Vв.і ,Vн.і - об’єми ґрунту виїмок і насипів окремих елементарних ділянок

Рис. 2.10. Схема до визначення

середньої переміщення ґрунту

із виїмки в насип аналітичним

способом

Рис. 2.10. Схема до визначення

середньої переміщення ґрунту

із виїмки в насип аналітичним

способом

Організація ____________і технологія будівельних робіт

53

майданчика; xв.і, xн.і , yв.і , yн.і - координати центрів ваги і насипів окремих

елементарних ділянок майданчика.

Середню відстань переміщення ґрунту розраховують як відстань

між координатами центрів ваги виїмки і насипу за формулою:

( )2 ( )2.

Lср = Хв − Хн + Yв −Yн (2.19)

де – позначення у формулі ілюстровані на рис. 2.10.

Графічний метод полягає в побудові інтегральних кривих об’ємів

на двох взаємно перпендикулярних осях окремо для виїмки і насипу

(рис. 2.11).

Ординати, які утворюють інтегральні криві об’ємів, у відповідному

масштабі являють собою наростаючі підсумки об’ємів елементарних

ділянок (призм) виїмок і насипів.

Із середини кутових ординат проводять перпендикуляри до пере-

тину з кривими об’ємів. Проекції отриманих точок перетину на пло-

щину будівельного майданчика визначать положення центрів ваги ві-

дповідно ділянок виїмки і насипу. Відстань між центрами ваги являє

собою середню відстань переміщення ґрунту із виїмки в насип.

2.3 Перенесення проектів в натуру та геодезичне

розмічування споруд

Рис. 2.11. Схема до визначення

середньої відстані переміщен-

ня ґрунту із виїмки в насип

графічним способом

Рис. 2.11. Схема до визначення

середньої відстані переміщен-

ня ґрунту із виїмки в насип

графічним способом

Організація і технологія будівельних робіт

54

Перенесенням проектів в натуру і розмічуванням споруд назива-

ються геодезичні роботи, які виконуються на місцевості для визна-

чення планового і висотного положення характерних точок і площин

проектної споруди згідно з робочими кресленнями проекту.

Геодезичною основою при перенесенні проектів в натуру є розмі-

чувальна геодезична мережа та повздовжні і поперечні осі споруди,

відносно яких в проекті задаються всі розміри елементів споруди.

Для перенесення проекту в натуру будують планову і висотну ге-

одезичну мережі. Розмічування споруд виконують у два етапи:

1. За допомогою геодезичної мережі на місцевість виносять головні

(осі симетрії) і основні осі, які закріплюють бетонними стовпами або

металевими трубами.

Для визначення положення споруди на місцевості і перенесення в

натуру її розмірів на генеральний план наносять геодезичну будівель-

ну сітку в умовній системі координат зі стороною квадратів 100...200

м. Осі координат орієнтують паралельно до осей споруди і лінії регу-

лювання забудови.

Положення __________споруди на генеральному плані визначають за коорди-

натами її характерних точок (рис. 2.12).

Будівельна сітка повинна бути прив’язана до пунктів геодезичної

основи топографічного знімання, за яким був складений генеральний

план і перенесений на місцевість.

2. Виконують детальне розмічування елементів споруд.

Розмічування елементів споруди в плані виконують за розмічуваль-

ним кресленням, яке прив’язане до геодезичної будівельної сітки.

Спочатку виносять і закріпляють на місцевості основні осі, які прохо-

дять через кутові точки.

Організація і технологія будівельних робіт

55

Додаткове закріплення виконується знаками, які встановлюють на

визначеній відстані по обидві сторони будівлі або споруди (рис. 2.13).

прив’язування

споруди до геодезичної будіве-

льної сітки

Рис. 2.12. Схема

прив’язування споруди до

геодезичної будівельної

сітки

Отформатировано: Шрифт: 12 пт

Отформатировано: Шрифт: 12 пт

Організація і технологія будівельних робіт

56

Рис. 2.13. Схема закріплення осей будівлі або споруди на місцевості:

1...4 – положення точок в кутах; 5...12 – точки закріплення осей; 13 – обгоро-

джування

Ця відстань визначається глибиною майбутньої виїмки, а також не-

обхідністю проїзду технологічного транспорту.

Кожна будівля або споруда влаштовується у котловані. Робочі кре-

слення, як правило, визначають контур котловану за розмірами зовні-

шніх граней фундаменту, таким чином містять дані про прив’язування

в плані на рівні нижньої грані укосів котловану.

На рівні проектної відмітки поверхні землі розміри котловану по-

винні бути збільшені на величину d порівняно з його розмірами на рі-

вні дна, яку визначають за формулою

d =(Hп −Hд) ⋅mк , (2.20)

де Hп , Нд - проектні відмітки поверхні землі і дна котловану, mк - коефі-

цієнт закладання укосу котловану (табл. 2.3).

Після цього паралельно до зовнішніх осей за межами винесених

укосів виїмки влаштовують обгороджування. Воно складається із за-

копаних в землю дерев’яних палів висотою 0,9...1,2 м, розміщених на

відстані 3...4 м і дощок, прибитих до них горизонтально з зовнішньої

сторони на однаковій висоті для всього обгороджування. На верхній

обрізній грані дощок розмічають осьові лінії, брівки котлованів і тра-

ншей, фіксуючи їх цвяхами.

Організація і технологія будівельних робіт

57

Таблиця 2.3. Допустима крутість укосів котлованів, які влаштовують-

ся без кріплення

Ґрунт

Найбільша крутість укосів, при глибині

виїмки, м, не більше

1,5 3,0 5,0

Насипний

Піщаний

Глинистий:

супісок

суглинок

глина

Лес

0,67

0,5

0,25

0

0

0

1,0

1,0

0,67

0,5

0,25

0,5

1,25

1,0

0,85

0,75

0,5

0,5

Для перенесення розмітки на поверхню землі між протилежними

дошками обгороджування протягують дріт, а в точці перетину опус-

кають будівельний льон. На поверхні землі ці точки закріплюють

кілочками.

Після закінчення винесення проекту в натуру перевіряється пра-

вильність розмічування і складається відповідний акт з додатками до

нього розмічувальних схем. На підставі цього акту дається дозвіл на

виконання земляних робіт.

Висотне розмічування і винесення відміток виконують методом ге-

ометричного нівелювання від постійних реперів геодезичної основи.

Перенесення проектних відміток на дно котловану і на верхні гори-

зонти виконується з допомогою нівеліра і підвішеної на кронштейні

рулетки відповідної довжини, на нижньому кінці якої підвішений ван-

таж вагою 7...10 кг (рис. 2.14).

Організація і технологія будівельних робіт

58

Рис. 2.14. Схема перенесення проектних відміток на дно котловану і

на висоту

На вихідній точці Р, відмітка якої відома, і на дні котловану (точка

F) встановлюють геодезичні рейки, а на поверхні землі і в котловані –

нівеліри__________. Спочатку одночасно за допомогою двох нівелірів беруться

відліки по рейках, а потім по рулетці.

Відмітку точки F (H f ) на дні котловану на підставі проведених

вимірів визначають за формулою

Hf =Hp +a−(b−c) −d, (2.21)

де H p - відома відмітка точки Р; а, d – відліки по геодезичних рейках; b, c –

відліки по рулетці.

2.4 Технологія виконання земляних робіт

До початку основних будівельних робіт на будівельному майдан-

чику необхідно виконати підготовчі роботи: встановлення і закріп-

лення на місцевості контурів та розмірів майбутніх земляних споруд,

звільнення будівельного майданчика від рослинності (зрізування де-

рев та корчування кущів), влаштування поверхневого водовідведення і

тимчасових доріг, обладнання побутових приміщень та тимчасових

інженерних комунікацій. Відповідно до природоохоронних вимог не-

обхідно в межах контуру будівельного майданчика зрізати рослинний

шар ґрунту товщиною 0,2 - 0,3 м і укласти його в тимчасові кавальєри

за межами будівельного майданчика для наступної рекультивації зе-

мель в період освоєння будівельного майданчика.

Усі підготовчі роботи мають бути виконані відповідно до будіве-

льного генерального плану на підготовчий період.

2.4.1 Виконання земляних робіт механічним способом

Організація і технологія будівельних робіт

59

Для виконання земляних робіт механічним способом застосовують

землекопальні і землерізально-транспортні машини. Засіб механізації

вибирають залежно від виду земляної споруди і ґрунтових умов.

Так, для розробки котлованів споруд різних об’ємів і форм, каналів

можуть бути використані екскаватори, скрепери і бульдозери.

Для розробки траншей використовують екскаватори, які обладнані

зворотною лопатою, або траншейні екскаватори.

При вертикальних плануваннях будівельних майданчиків і будів-

ництві лінійних споруд, земляного полотна доріг, дамб, каналів вели-

ких розмірів доцільно застосовувати скрепери і бульдозери.

Остаточний вибір способу розробки ґрунту і застосування того чи

іншого засобу механізації визначається техніко-економічним обґрун-

туванням.

Розробка ґрунту бульдозерами. Бульдозер – землерізально-

транспортна машина циклічної дії, призначена для виконання техно-

логічних операцій з розробки, переміщення і вкладання ґрунту.

Робочим органом бульдозера є відвал з ножем, який установле-

ний разом з штовхаючою рамою в передній частині трактора (рис.

2.15).

Рис. 2.15. Загальний вигляд

бульдозера

Рис. 2.15. Загальний вигляд

бульдозера

Отформатировано: Шрифт: 12 пт

Отформатировано: Шрифт: 12 пт

Організація і технологія будівельних робіт

60

Цикл роботи бульдозера складається із трьох основних операцій:

зрізування та набирання ґрунту, його переміщення і вкладання (рис.

2.16).

Рис. 2.16. Схема циклу роботи бульдозера

За допомогою відвалу зрізується шар ґрунту, який переміщується

до місця укладання. Основні види робіт, що виконуються бульдозера-

ми, наведено на рис. 2.17 (табл. 2.4).

Таблиця 2.4. Технічні характеристики бульдозерів

Модель Базовий

трактор

Потужність,

кВт

Розміри відвала, мм

довжина висота

ДЗ-27С Т-130.1-1 118 3200 1300

ДЗ-35С Т-180ГП2 132 3640 1200

ДЗ-109 Т-130.1.Г-1 118 4120 1000

ДЗ-110А,В Т-130.1.Г-1 118 3220 1300

ДЗ-118 ДЕТ-250М 243 4310 1550

ДЗ-129ХЛ Т-330 243 4800 1880

ДЗ-94С Т-330 243 4730 1750

Організація і технологія будівельних робіт

61

Рис. 2.17. Основні види робіт, що виконуються бульдозерами

Роботи, що пов’язані з розробкою і переміщенням ґрунту, можна

виконувати за різними схемами шляхів руху бульдозерів. Розпізнають

поперечну і поздовжню схеми розробки.

Найчастіше при роботі бульдозерів застосовують схеми поперечної

розробки і переміщення ґрунту (рис. 2.18, а, б, в).

Основні види робіт, що виконуються бульдозерами

Зрізування кущів,

корчування пнів

Зрізування

рослинного

шару

Планування

ґрунту

Засипання ям,

траншей і

котлованів

Переміщення

ґрунту

Влаштування

насипів

Розробка

виїмок

Розрівнювання

ґрунту

Основні види робіт, що виконуються бульдозерами

Зрізування кущів,

корчування пнів

Зняття

рослинного

шару

Планування

ґрунту

Засипання ям,

траншей і

котлованів

Переміщення

ґрунту

Влаштування

насипів

Розроблення

виїмок

Розрівнювання

ґрунту

Організація і технологія будівельних робіт

62

Зрізування та переміщення ґрунту на відстань до 50 м необхідно

виконувати за човниковою схемою, при якій бульдозер після відси-

пання повертається в початкове положення заднім ходом (рис. 2.18,

а).

При переміщенні ґрунту на відстань 50...100 м рекомендується ви-

користовувати еліптичну схему розробки, при цьому бульдозер розве-

ртається на 1800 і повертається у вихідну позицію переднім ходом

(рис. 2.18, б).

У випадку укладання ґрунту на дві сторони від виїмки значної ши-

рини розробку ґрунту доцільно виконувати при робочих рухах буль-

дозера в двох напрямках (рис. 2.18, в).

Бульдозери також застосовують для поздовжньої розробки і пере-

міщення ґрунту (рис. 2.18, г, д).

При будівництві вузьких лінійно-протяжних споруд ґрунт можна

розроблювати за поздовжньо-поперечною схемою.

За цією схемою ґрунт розроблюється бульдозером поздовжніми

ходами і переміщується до межі двох суміжних ділянок споруди, а по-

тім поперечними ходами переміщується за межі виїмки (рис. 2.18, г).

Отформатировано: Шрифт: 11 пт

Організація і технологія будівельних робіт

63

Рис. 2.18. Схеми розробки ґрунту бульдозером:

а – поперечна човникова; б – поперечна еліптична; в – поперечна з укладан-

ням ґрунту на дві сторони; г – поздовжньо-поперечна; д - поздовжня

За поздовжньою схемою, застосовуючи універсальний бульдозер з

поворотним відвалом, виконується засипання траншей, котлованів, а

також зрізування рослинного шару ґрунту і переміщення його за межі

траси інженерних комунікацій (рис. 2.18, д).

Для зменшення втрат ґрунту при його переміщенні застосовують

траншейний спосіб виконання робіт.

Розробку і переміщення ґрунту на відстань до 50 м доцільно вико-

нувати окремими траншеями глибиною 0,4...0,5 м з гребенями між

ними шириною 0,4...0,6 м, котрі зрізують після розроблення основної

маси ґрунту (рис. 2.19).

Рис. 2.18. Розробка ґрунту буль-

дозером окремими траншеями

Отформатировано: Шрифт: 11 пт

Отформатировано: Шрифт: 11 пт

Організація і технологія будівельних робіт

64

Для розробки і переміщення ґрунту на відстань до 100 м доцільно

використовувати два або три бульдозери, які з однаковою швидкістю

на відстані 0,2...0,5 м один від одного переміщують ґрунт одним

суцільним валом, що забезпечує зменшення втрат ґрунту в 2...3 рази.

Розробка і переміщення ґрунту скреперами. Скрепер - землеріза-

льно-транспортна машина, яка призначена для пошарової розробки

ґрунту, його переміщення та подальшого вкладання в насипи або від-

вали.

Робочий орган скрепера - ківш з ножем в передній його частині.

Розпізнають два основні види скреперів - причіпні до тракторів і

самохідні на базі одновісних тягачів (рис. 2.20, табл. 2.5).

Рис. 2.20. Загальний вигляд самохідного скрепера

Таблиця 2.5. Технологічні параметри скреперів

Рис. 2.19. Розробка ґрунту бульдозером окремими траншеями

Отформатировано: Шрифт: 11 пт

Організація і технологія будівельних робіт

65

Модель

Місткість

ковша, м3

Ширина рі-

зання, мм

Глибина

різання, мм

Товщина

шару відси-

пання, мм

Найбільша

швидкість

руху,

км/год

Самохідні скрепери

Д-357П 8 2750 230 55 40

ДЗ-13, ДЗ-13А 15 2920 350 55 43

ДЗ-115 15 3040 350 55 50

Причіпні скрепери

ДЗ-33 3 2100 200 30 11

ДЗ-111 4,5 2430 130 40 10

ДЗ-203 7 2080 300 25 9

ДЗ-77 8 2718 350 50 9

Причіпні скрепери з ковшами місткістю до 3 м3 доцільно застосо-

вувати при переміщенні ґрунту на відстань до 250 м__________.

Потужніші скрепери з місткістю ковша до 6 м3 застосовують при

переміщенні ґрунту на відстань до 350 м, відповідно при місткості

8...10 м3 - до 550 м; при 15 м3 - до 1000 м.

Самохідні скрепери з ковшами місткістю 4,5...15 м3 застосовують

для переміщення ґрунту на відстань до 5 км. Нові моделі самохідних

скреперів випускають зі збільшеною місткістю ковша (до 25 м3), гі-

дравлічною або електрогідравлічною системою управління, автомати-

зованими пристроями для регулювання режиму роботи робочого ор-

гану скрепера.

У будівельному виробництві скрепери застосовують для розробки

широких котлованів, каналів і траншей, зведення насипів, вертикаль-

ному плануванні (рис. 2.21).

При достатній вологості ґрунту і рівномірному русі скреперів на

всій площі, яка насипається, можна отримати достатньо хороше ущі-

льнення ґрунту в тілі насипу.

Робочий цикл скрепера складається з наповнення ґрунту в ківш у

виїмці, транспортування ґрунту, вивантаження ґрунту шаром заданої

товщини в насипу, переміщення скрепера в порожньому стані у виїм-

ку (рис. 2.22).

Організація і технологія будівельних робіт

66

Рис. 2.21. Основні види робіт, що виконуються скреперами

Основні види робіт, що виконуються скреперами

Розробка

котлованів

Зрізування

рослинного шару

Відсипання

ґрунту у

відвал

Засипання

ям, траншей і

котлованів

Переміщення

ґрунту

Влаштування

насипів

Розробка

виїмок

Розрівнювання

ґрунту

Основні види робіт, що виконуються скреперами

Розробка

котлованів

Зрізування

рослинного шару

Відсипання

ґрунту у

відвал

Засипання

ям, траншей і

котлованів

Переміщення

ґрунту

Влаштування

насипів

Розробка

виїмок

Розрівнювання

ґрунту

Організація і технологія будівельних робіт

67

Рис. 2.22. Схеми робочого циклу скрепера:

а – наповнення ковша; б – переміщення ґрунту; в – вивантаження ґрунту; г –

схема для визначення довжини шляху наповнення ґрунту; lн , lн.х , lв – відпо-

відно довжини шляху наповнення ковша, переміщення ґрунту, вивантаження

ґрунту; вк – ширина ковша

Наповнення ковша скрепера можна виконувати тільки на прямолі-

нійних ділянках довжиною достатньою для розміщення довжини шля-

ху наповнення ковша і довжини скреперного агрегату.

На тривалість і довжину шляху наповнення ковша впливає спосіб

різання ґрунту (рис. 2.23).

Тонкою стружкою постійної товщини (h = 0,1...0,2 м) зрізують

щільні зв’язні ґрунти.

а б

l l

h h

в l

Організація і технологія будівельних робіт

68

h

Рис. 2.23. Способи різання ґрунту скрепером:

а - тонкою стружкою; б – клиноподібною стружкою; в - гребінчастим про-

філем: h – глибина різання; l – довжина шляху наповнення ковша

Спосіб різання клиноподібною стружкою застосовують для розро-

блення м’яких зв’язних ґрунтів на найбільшу глибину (h =0,3...0,35 м).

Різання клиноподібною стружкою є значно продуктивніше, тому що

скорочується шлях набирання ґрунту в ківш, але це вимагає більших

зусиль при набиранні ґрунту.

Гребінчастий профіль стружки застосовують при розробці піщаних

і сухих зв’язних ґрунтів з перемінним зануренням і підйомом ковша,

коли двигун зменшує оберти внаслідок великого навантаження.

На умови набирання ґрунту в ківш впливає також послідовність ро-

зробки виїмки.

Застосовують три основні схеми розробки ґрунту скреперами

(рис. 2.24):

- послідовними проходами;

- проходами через смугу;

- шаховими проходами.

а б в

Рис. 2.24. Схеми розробки ґрунту скреперами:

а - послідовними проходами; б - проходами через смугу; в - шаховими про-

ходами

Тривалість переміщення завантаженого і порожнього скрепера

досягає 70% часу всього робочого циклу.

Тому важливе значення має вибір раціональної схеми руху скрепе-

ра найкоротшим шляхом (рис. 2.25).

а б

1 2 2

Організація і технологія будівельних робіт

69

2 1 1

в

2 2

1

Схему руху еліпсом застосовують при розробці виїмок з наступ-

ним вкладанням ґрунту в насип чи відвал, влаштуванні насипів із

бокових резервів, вертикальному плануванні майданчиків при обме-

женому фронті переміщення скрепера.

Схему руху “вісімкою” застосовують при виконанні тих самих

робіт, що і по еліпсу, але при більшій довжині фронту робіт.

Схема руху спіраллю ефективна при влаштуванні широких і неви-

соких насипів з пологими з’їздами та двосторонніми резервами, а

також при вертикальному плануванні майданчиків.

Схему руху зигзагом застосовують при влаштуванні насипів із

односторонніх і двосторонніх резервів великої протяжності коли ро-

зробка ґрунту виконується декількома скреперами, що рухаються

один за одним.

Основним показником при виборі схеми руху скрепера служить се-

редня відстань переміщення ґрунту, що дорівнює половині шляху,

який проходить скрепер за один цикл.

Для забезпечення рівномірної товщини шару відсипання ґрунту

ківш розвантажується тільки при русі скрепера. Найбільша товщина

шару відсипання становить 0,3...0,5 м. Дорога для транспортування

ґрунту повинна мати підйом не більше 15%, спуск – не більше 25%.

При значній різниці відміток виїмки і насипу, а також у міру

збільшення глибини виїмки і висоти насипу за умови дотримання

допустимих ухилів землевозних доріг, необхідно влаштовувати спеці-

Рис. 2.25. Схеми

руху скрепера:

а – еліпсом;

б - “вісімкою”;

в - спіраллю;

1 - вантаження ґрунту;

2 - розвантаження

Рис. 2.24. Схеми

руху скрепера:

а – еліпсом; б - “вісім-

кою”; в - спіраллю;

1 - завантаження ґру-

нту; 2 – розвантаження

Організація і технологія будівельних робіт

70

альні виїзди і з’їзди (рис. 2.26). Виїзди і з’їзди можуть влаштовуватись

перпендикулярно укосу або вздовж нього.

Рис. 2.26. Схеми різних видів з’їздів

Число виїздів та з’їздів і частота їх розміщення суттєво впливають

на додаткові обсяги робіт. При будівництві каналів, дамб, доріг виїзди

і з’їзди влаштовуються на відстані кратній довжині набору ґрунту

скрепером.

При розробці земляних мас застосовують як одиночні скрепери,

так і комплексні механізовані бригади.

Розробка ґрунту одноківшовими екскаваторами. При виконанні

земляних робіт найчастіше застосовуються одноківшові екскаватори,

які є універсальними землекопальними машинами.

Одноківшові екскаватори класифікують за такими ознаками:

за видом робочого обладнання - пряма чи зворотна лопата,

драглайн, грейфер;

типом ходового оснащення - автомобільні, пневмоколісні, гусенич-

ні, крокуючі;

системою управління - механічні, гідравлічні, пневматичні, елект-

ричні;

місткістю ковша - (Держстандартом встановлено сім груп однокі-

вшових будівельних екскаваторів) 0,25; 0,5; 0,65; 1,0; 1,25; 1,6; 2,5 м3.

Екскаватори з гідравлічним приводом управління порівняно з ме-

ханічним мають підвищену продуктивність праці на 15...20%, ефекти-

вніші при розробці щільних і мерзлих ґрунтів.

Екскаватори з робочим обладнанням пряма лопата розробляють

ґрунт вище рівня свого стояння і працюють переважно з завантажен-

ням в транспортні засоби (рис. 2.27).

Організація і технологія будівельних робіт

71

Рис. 2.27. Екскаватор з робочим обладнанням пряма лопата

Екскаватори з робочим обладнанням зворотна лопата застосову-

ють при розробці траншей і котлованів з завантаженням транспортних

засобів, або ж у відвал (рис. 2.28).

Рис. 2.26. Екскаватори з робочим

обладнанням зворотна лопата

а – на пневмоколісному ходу; б – на

автомобільному шасі;

в – на гусеничному ходу

а б

в

Отформатировано: Шрифт: 12 пт

Отформатировано: Шрифт: 12 пт

Організація і технологія будівельних робіт

72

Екскаватори з робочим обладнанням драглайн призначено для роз-

робки ґрунту в каналах, котлованах з вивантаженням його у відвал,

насип чи на транспортні засоби. Такі екскаватори за технічними хара-

ктеристиками мають великий радіус дії і глибину копання.

Екскаватори з робочим обладнанням грейфер застосовують на

обмеженій площі при реконструкції будівель та споруд, влаштування

колодязів, котлованів під опори, розробленні глибоких (до 20 м) вузь-

ких траншей, зворотному засипанні ґрунту.

Екскаватори можуть бути обладнані стрілою з гаком (як підйомний

кран), трамбувальною плитою для ущільнення ґрунту, дизель-молотом

з клином для розпушування мерзлого ґрунту, дизель-молотом для за-

нурення палів.

Робота одноківшового екскаватора має циклічний характер. Робо-

чий цикл складається з послідовно виконуваних операцій: копання

ґрунту і наповнення ковша, підйом ковша, поворот стріли навколо осі

до місця вивантаження, вивантаження ґрунту із ковша, поворот стрі-

ли, опускання ковша у вихідне положення для копання ґрунту.

Рис. 2.28. Екскаватори з робо-

чим обладнанням зворотна лопата

а – на пневмоколісному ходу;

б – на автомобільному шасі;

в – на гусеничному ходу

а б

в

Отформатировано: Шрифт: 12 пт

Отформатировано: Шрифт: 12 пт

Екск

знаходи

Після з

міщуєт

Посл

місця ст

Робо

метрам

Rmax

R max

R mіn

R max

тора

H ma

H max

Ек

ті екск

розпізн

(рис. 2.

ти копа

каватор працює у

иться місце його

закінчення копан

ься на нову пози

лідовне переміщ

тояння до наступ

ота одноківшови

ми:

x. k - найбільший р

x. к - найбільший

n. к - найменший р

x. к - найбільший

а;

ax. в - найбільша в

x. к - найбільша в

кскаватори з роб

аватора, обладн

нають два види в

.30). Висота вибо

ання і не меншою

Організація і техн

73

вибої. Вибій -

о стояння, з яког

ння на одному м

ицію.

щення екскаватор

пного називають

их екскаваторів х

радіус копання;

радіус копання н

радіус копання н

й радіус вивантаж

висота вивантаже

висота (глибина)

бочим обладнан

наного прямою л

вибоїв: лобовий

ою повинна бути

ю, що забезпечує

Рис.

рів

робо

та:

Rк - р

тажен

копан

Rmіn.ст

рівні

більш

найбі

Hк –

Рис. 2

однок

чим о

Rк - на

найбіл

стоянн

менши

ня екс

та вив

сота (

ша гл

найбіл

нологія будівельних

це робоча зона

го розроблюється

місці стояння ек

ра при розробці ґ

ь проходкою.

характеризується

__________на рівні стояння

на рівні стояння е

ження на рівні ст

ення;

копання (вибою

нням пряма лопа

лопатою (рис. 2

(торцевий) і бо

и не більшою на

є наповнення ков

2.29. Схема роб

одноківшового

очим обладнання

радіус копання; R

ння; Rmax.ст - най

ння на рівні стоя

т - найменший ра

стояння екскават

ша висота виван

ільша глибина на

висота підйому ко

2.27. Схема робо

ківшового екска

обладнанням пря

айбільший радіус

льший радіус ко

ня екскаватора;

ий радіус копання

скаватора; Hmax.в -

вантаження; Hmax.к

глибина) копання

либина наповнен

льша висота копан

х робіт

екскаватора, де

я масив ґрунту.

кскаватор пере-

ґрунту з одного

я такими пара-

екскаватора;

екскаватора;

тояння екскава-

ю).

ата. При робо-

2.29, табл. 2.6),

оковий (бічний)

айбільшої висо-

вша.

бочих парамет-

екскаватора з

ям пряма лопа-

в - радіус виван-

йбільший радіус

ння екскаватора;

адіус копання на

тора; Hmax.в - най-

таження; Hн.к –

аповнення ковша;

овша.

очих параметрів

аватора з робо-

яма лопата:

копання; Rmax.ст -

опання на рівні

Rmіn.ст - най-

я на рівні стоян-

найбільша висо-

- найбільша ви-

я; Hн.к – найбіль-

ня ковша; Hк –

ння.

Організація і технологія будівельних робіт

74

Таблиця 2.6. Технологічні характеристики одноківшових екскаваторів

з гідравлічним приводом, обладнаних прямою лопатою

Модель

Місткість

ковша,

м3

H max к –

найбільша

висота

копання, м

R max к - найбі-

льший радіус

копання, м

H max в. - най-

більша висота

вивантаження,

м

ЕО-4121А;

ЕО-4124

1,0;

1,6

7,4

7,4

7,0

7,2

5,0

4,4

ЕО-5122А;

ЕО-5124А

1,6;

2,0

9,65

9,65 7,9 5,1

Рис. 2.30. Схеми роботи екскаватора з прямою лопатою за вибоями:

а…в – лобовим (а - при вузькому вибої; б – при вибої нормальної ширини; в –

при розширеному вибої до 2,5Rк; г – бічним; 1 – екскаватор; 2 – автосамос-

кид.

Організація і технологія будівельних робіт

75

Крок переміщення екскаватора ( Lп) визначається різницею між

найбільшим і найменшим радіусами копання на рівні стояння екскава-

тора

Lп = R max cт - R mіn ст , (2.22)

де R max ст - найбільший радіус копання на рівні стояння екскаватора; R mіn ст -

найменший радіус копання на рівні стояння екскаватора;

Лобовими вибоями розроблюють піонерні траншеї, перші проход-

ки та вузькі котловани, ширина котрих не перевищує В ≤ 3,5 Rк

(В - ширина виїмки).

Залежно від проектної ширини виїмки (В) лобові вибої бувають ву-

зькими і нормальними. Вузький вибій має ширину В ≤ 1,5 Rк, норма-

льний - В ≤ (1,5...1,9) Rк, при цьому екскаватор розробляє виїмку, ру-

хаючись по її осі. Якщо ширина виїмки В ≥ 2 Rк, то екскаватор роз-

роблює ґрунт розширеним вибоєм, але за різними схемами перемі-

щення. При В = (2,0...2,5) Rк екскаватор рухається у виїмці зигзагом, а

при В = (2,5...3,5) Rк - поперек виїмки.

Бічний вибій використовується при значних розмірах виїмки В ≥