8Э Организация экскаваторных работ

Организация экскаваторных работ

• Грунты и земляные сооружения
• Грунты — горные породы или почвы. Грунты минерального происхож­дения подразделяют на нескальные (песчаные, супесчаные, суглинистые, глинистые), конгломераты и скальные. При проведении строительных работ с помощью экскаваторов разрабатывают грунты I — IV категорий:
• категория — песчаные, супесчаные, растительный грунт и торф;
• категория — суглинистые, гравий размером до 15 мм;
• категория — жирная глина, тяжелый суглинок, крупный гравий;
• категория — ломовая глина, суглинок со щебнем.
• Чем выше категория грунта, тем труднее его разработка.
• Песчаные грунты содержат не менее 82 % песчаных частиц (размером
• 0,05 ...4 мм) и не более 3% глинистых (размером менее 0,005 мм) глини­стые — более 25 % глинистых частиц, супесчаные — не менее 50 % песча­ных и 3... 12% глинистых частиц, суглинистые — 12... 25% глинистых частиц.
• Конгломераты — это обломочные породы, сцементированные мине­ральным цементом, их твердость зависит от состава связующего материала. К основным физическим свойствам грунтов относятся пористость, объемная масса, разрыхляемость, липкость, коэффициенты трения грунта о сталь и грунта по грунту, влажность, пластичность, консистенция.
• Земляные сооружения представляют собой группу инженерных сооружений, образуемых в грунтовом массиве или возводимых из грунта, уложенного на поверхности земли (рис. 7.1).

• Банкет — невысокий земляной вал, устраива­емый с нагорной стороны вдоль верхней бровки откоса выемки, предназна­ченный для защиты выемки от стока поверхностных вод. Контрбанкет — не­высокий земляной вал, устраиваемый вдоль нижней бровки откоса насыпи, расположенной на косогоре (для предотвращения сползания грунта насыпь делается на ступенчатом основании). Берма — площадка у верхнего откоса земляного сооружения. Защитная берма — площадка, отделяющая насыпь от резерва. Бруствер — отвал грунта, образованный после разработки траншеи и расположенный вдоль нее. Выемка — земляное сооружение, которое нахо­дится ниже поверхности земли. Земляное полотно — земляное основание до­роги, образованное насыпями и выемками. Кавальер — отвал, отсыпанный из лишнего грунта, образовавшегося при разработке выемки (кавальер распо­лагается вдоль выемки). Канава — выемка с малым сечением и большой протяженностью, служащая для отвода поверхностных вод. Кювет — канава, расположенная в непосредственной близости от дороги. Нагорная канава уст­раивается вдоль земляного сооружения и служит для отвода грунтовых вод, поступающих по склону местности. Карьер — выемка, из которой берут грунт для сооружения насыпи (размещается вдали от сооружения). Котлован — от­крытая разработка, предназначенная для устройства в ней части сооружения (например, фундаментов). Насыпь — земляное сооружение, образованное от­сыпанным над поверхностью земли грунтом.
• Резерв — выемка, грунт из которой использован для сооружения на­сыпи. Траншея — выемка значительной длины и сравнительно небольшой ширины, предназначенная для укладки трубопроводов и других коммуни­каций.

• Основные элементы земляных сооружений
• Откосом называется боковая поверхность выемки или насыпи, соединя­ющая верхнюю и нижнюю бровки. Заложение откоса — это проекция линии откоса на горизонтальную плоскость. Крутизну откоса характеризуют углом а между направлением откоса и горизонтальной плоскостью или коэффици­ентом заложения откоса т: т = а/h = Z cos a/ft = ctga, где a — заложение откоса; ft — высота откоса; I — ширина откоса.
• Бровка откоса — линия пересечения поверхности откоса с поверхностью земли или сооружения (различают верхнюю и нижнюю бровки). Подошва откоса — линия пересечения поверхности откоса сооружения с поверхностью земли или основанием выемки (то же, что и нижняя бровка откоса). Угол естественного откоса — угол, образующийся с горизонтальной плоскостью откоса грунта, отсыпаемого без воздействия на него, т.е. без уплотнения. Уклон — подъем или опускание поверхности дна траншеи, местности или дороги, i = Н/1, где Н — разница отметок на участке I. Уклон может вы­ражаться в относительных единицах (например, 0,005) или промилле (на­пример, 0,5 %о).
• Рабочая зона, или забой, — место работы экскаватора. К забою отно­сятся площадка, на которой стоит экскаватор, часть поверхности, с которой вынимают грунт, и площадка для установки транспортных средств, пода­ваемых под погрузку. Когда работу ведут в отвал, к забою относят также площадку для размещения выгружаемого из ковша грунта. Забой переме­щается по мере разработки грунта экскаватором. Размеры и форма забоя зависят от габаритов экскаватора, вида рабочего оборудования, его размеров и вида транспортных средств. При всех экскаваторных работах забой про­ектируют и организуют так, чтобы лучше использовать оборудование, до­биваться высокой производительности труда и снижения стоимости работ. Установка экскаваторов в забое регламентируется технологическими кар­тами, в которых указывают размеры забоя, расстановку транспортных средств, размеры передвижек и т.п.

• Технология и организация производства работ
• Технологическая схема производства земляных работ одноковшовыми экскаваторами складывается из четырех основных рабочих процессов: раз­работка и выемка грунта; перемещение его к месту укладки; укладка грун­та в насыпь или отвал; отделка земляного сооружения, т.е. доведение выемки и насыпи до проектного профиля. При организации работ и рабочих мест, производстве работ руководствуются требованиями СНиП 12-03—2001 «Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования» и СНиП 12-04—2002 «Безопасность труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство». Машинисту экскаватора перед началом работ выдают тех­нологическую карту и наряд на выполнение работ.
• Разработка и выемка грунта. Одноковшовыми экскаваторами грунт в забое разрабатывают несколькими проходками. Параметры проходок и забоев должны обеспечивать возможность работы экскаватора с наименьшими затратами времени на выполнение рабочего цикла экскавации (копание, поворот платформы с груженым ковшом, разгрузка ковша, поворот плат­формы в забой и опускание ковша в положение резания).
• Продолжительность цикла экскавации — один из основных факторов, влияющих на производительность экскаватора. При этом особое значение имеют операции поворота платформы, занимающие до 60 % продолжитель­ности цикла. Для сокращения времени на выполнение рабочего цикла эк­скавации:
• ширина проходок должна обеспечивать работу экскаватора при среднем значении углов поворота в пределах 70°;
• глубина (высота) забоев должна быть не менее длины стружки грунта, необходимой для заполнения ковша;
• длина проходок должна обеспечивать наименьшее число вводов экс­каватора в забой и выводов из забоя;
• радиус копания должен быть в пределах 0,7 — 0,9 наибольшего ради­уса копания для данного типа экскаватора;
• копание грунта производят при полной мощности двигателя; по возможности максимально совмещают рабочие операции; при разработке грунтов I — III категорий применяют ковши увеличен­ной вместимости.

• При использовании прямой лопаты грунт разрабатывают выше уровня стоянки экскаватора лобовой или боковой проходкой (рис. 7.2). При лобо­вой проходке малой ширины экскаватор перемещается по центру, а при большой — зигзагообразно. Мягкие грунты разрабатывают так, чтобы каж­дое последующее копание перекрывало предыдущее; твердые грунты — в шахматном порядке; глубокие выемки — уступами, при этом сначала раз­рабатывают пионерную траншею лобовым или расширенным забоем, а затем — боковыми забоями. Подошва каждого уступа должна иметь уклон в сторону разработки для отвода ливневых вод. Прямой лопатой с поворот­ным ковшом ковш заполняют движением, близким к прямолинейному, с последующим поворотом его «на себя». Разработку забоя или погрузку сыпучих материалов осуществляют с верхней части забоя. Поворотом ру­кояти и ковша или только поворотом ковша наполняют его, поворачивают «на себя», поднимают стрелу, выводят ковш из забоя, поворачивают плат­форму на выгрузку и разгружают ковш.

• При использовании обратной лопаты грунт разрабатывают в основном ниже уровня стоянки экскаватора лобовой проходной (рис. 7.3), а при очистке каналов, зачистке откосов котлованов — боковой. При разработке широких котлованов грунт разрабатывают лобовой проходкой, при этом экскаватор перемещают зигзагообразно или параллельно. Размеры проходок зависят от параметров обратной лопаты. Наполняют ковш поворотом ковша «к себе» или поворотом рукояти «к себе» с последующим поворотом ковша. Толщину резания грунта регулируют подъемом или опусканием стрелы. Заполненный ковш поднимают из забоя, поднимая стрелу и поворачивая рукоять «от себя». После вывода ковша из забоя поворачивают платформу в сторону разгрузки. Разгружают ковш поворотом его «от себя». При по­грузке грунта в транспортные средства ширина проходки составляет 1,2 — 1,3 наибольшего радиуса копания, при отсыпке в отвал 0,5 — 0,8 этого же радиуса, причем ось рабочего перемещения экскаватора смещают в сторону подхода транспортных средств. Экскаватор и транспортные средства во время разгрузки ковша устанавливают так, чтобы угол между осью экска­ватора и осью транспортного средства был не более 40°, а угол поворота экскаватора для большей производительности — не более 70°.
• Для вывоза грунта из забоя применяют самосвалы.

• Погрузка грунта в транспортное средство осуществляется через боковой или задний борт (перемещение груза над кабиной запрещено). Ковш следует перемещать плавно, не касаясь кузова и грунта, находящегося в нем. Загрузку нужно производить равномерно по всему кузову, не допуская перегрузки заднего моста. Запрещается разравнивать и уп­лотнять грунт в кузове ковшом. Уровень грунта в кузове по краям — ниже верхней кромки борта на 100... 150 мм во избежание высыпания при транспортировании.
• При погрузке крупных камней, пней вначале на дно засыпают мел­кий материал, а на него крупный, максимально опустив ковш к месту разгрузки. Ковш всегда должен находиться в поле видимости машиниста экскаватора. Оптимальное соотношение объема ковша экскаватора и кузова транспортного средства 3 — 7, т.е. в кузове должно помещаться
• — 7 ковшей.

• Разработка канав, траншей и котлованов. При разработке котлованов, траншей, устройстве выемок для дорог и каналов транспортирование и укладку грунта в отвал производят одноковшовыми экскаваторами.
• При разработке крупных котлованов, выемок для дорог и каналов, карьеров и др., когда грунт транспортируют на расстояния, превышающие возможности рабочего оборудования экскаваторов, применяют транспортные машины, которые подбирают с учетом вместимости ковша экскаватора. Зона выполнения работ должна быть подготовлена: выровнена, снят плодородный слой, удалены крупные пни, валуны. Колесный экскаватор должен быть выставлен на выносные опоры. Ведущие колеса экскаватора всегда должны находиться дальше от края откоса, экскаватор следует располагать перпендикулярно бровке. Расстояние от откоса зависит от глубины котлована и типа грунта. Чем больше глубина и менее плотный грунт, тем дальше дол­жен быть расположен экскаватор. Расстояние от основания откоса до бли­жайшей точки опоры экскаватора — не менее 1 м или больше глубины выемки на 1 м. Допускается выполнять разработку выемок с вертикальными стенками без крепления выше уровня грунтовых вод: в песчаных и гра­вийных грунтах — не более 1 м; в супесях — не более 1,25 м; в суглинках и глинах — не более 1,5 м; с откосами без крепления — до 5 м; чем больше глубина, тем меньше должна быть крутизна откоса. При работе необходимо следить за призмой обрушения, чтобы избежать сползания или опрокидывания экскаватора.

***

Конец