Формы срезаемых бульдозером стружек грунта при работе в различных условиях (стрелкой показано направление движения бульдозера)

Скреперы - высокопроизводительные землеройно-транспортные машины цикличного действия, выполняющие самостоятельную разра­ботку грунта, его транспортировку из выемок в насыпи с частичным уплотнением (рис. 5.24). Эксплуатационные характеристики скреперов позволяют их использовать при необходимости для отрывки котлова­нов и планировке поверхностей.

Рабочий орган скрепера - ковш с ножевым устройством, который осуществляет послойное резание грунта с одновременным набором его в ковш. Переход в транспортное состояние осуществляется подъемом ковша с одновременным его закрытием. Выгрузка производится в про­цессе движения скрепера послойно путем наклона ковша скрепера или перемещения задней стенки ковша - свободной или принудительной разгрузкой.

Скреперы подразделяют на прицепные, полуприцепные, самоходные. Главный параметр - вместимость ковша, м³. Основные технологические параметры: грузоподъемность, ширина и глубина резания, толщина отсыпаемого слоя. В настоящее время в строительстве приме­няют скреперы с вместимостью ковша 3...15 м³. В мировой практике производства земляных работ используют скреперы, имеющие вмести­мость ковша до 60 м³.

Для полного и быстрого заполнения грунтом ковша скреперов традиционной конструкции используют тракторы-толкачи, которые позволяют увеличить усилие резания грунта кромкой ковша и повы­сить коэффициент его наполнения. В целях повышения производи­тельности скреперов, уменьшения времени рабочего цикла разработа­ны конструкции скреперов с принудительной (экскаваторной) загруз­кой ковша, двухмоторных скреперов, скреперных поездов. Это позво­ляет в ряде случаев работать без толкачей и снизить стоимость разра­ботки грунта.

Работа скрепера осуществляется по следующей схеме: набор грун­та ковшом скрепера, перемещение нагруженного скрепера в насыпь, разгрузка ковша с разравниванием и частичным уплотнением, возвра­щение порожним ходом к выемке и повторение цикла. В зависимости от конкретных условий — протяженности фронта работ и объемов пе­ремещаемых земляных масс, взаимного расположения насыпей и вы­емок, уклона планируемой территории - схемы движения скреперов могут быть различными.

В зависимости от взаимного расположения мест разработки и ук­ладки грунта и от условий производства работ используют несколько рабочих схем.

Эллиптическая или кольцевая схема движения скрепера:
а — с поперечной разработкой грунта; б — с продольной разработкой грунта; 1 — набор грунта; 2 — разгрузка грунта

Схема движения скрепера «восьмеркой»:
1 — набор грунта; 2 — разгрузка грунта

Челночные схемы движения скрепера:
1 – набор грунта; 2 – разгрузка грунта

Одноковшовые погрузчики получили большое распро­странение при производстве земляных работ в строительстве. Это свя­зано с тем, что современные модели этих машин своей мобильностью, маневренностью, простотой конструкции, особенно пневмоколесные фронтальные погрузчики, превосходят одноковшовые экскаваторы.

Уплотнение грунта

Для создания устойчивых, надежных и прочных земляных соору­жений укладываемый грунт необходимо уплотнять. Укладку и уплот­нение грунтов выполняют при планировочных работах, возведении различных насыпей, обратных засыпках траншей и пазух котлованов. Уплотняют грунт обычно послойно, по мере его поступления.

Насыпи возводят горизонтальными слоями с последующим уплот­нением. Нижние слои могут отсыпаться из плотных глин, а верхние только из дренирующих песчаных грунтов. При возведении всего ос­нования насыпи из водонепроницаемых глинистых грунтов требуется устройство тонких дренирующих прослоек толщиной 10...15 см, но не­допустимо производить укладку тех и других слоев вперемешку и на­клонными слоями. Отсыпку следует вести от краев насыпи к середине для лучшего уплотнения грунта, ограниченного краевыми участками насыпи. Для отсыпки насыпи не рекомендуется применять супеси, жирные глины, торф, грунты с органическими включениями.

Различают следующие способы уплотнения грунтов: укатывание, трамбование, вибрация. Для уплотнения связных и малосвязных грун­тов (суглинков, супесей) применяется способ укатки. Несвязные грун­ты (песчаные, гравелистые, галечные) рекомендуется уплотнять трам­бованием и вибрацией. Машины для уплотнения грунтов подразделя­ет на следующие группы: катки статического действия с гладкими, кулачковыми и вибровальцами, с пневматическими шинами; трамбую­щие машины с вальцами, с падающим грузом, с трамбующими плита­ми, с виброплитами.

На выбор уплотняющих механизмов оказывает влияние степень требуемого уплотнения, свойства грунта, объемы выполняемых работ сроки и темпы производства работ, погодные условия.

Наибольшее распространение получило уплотнение грунта катками статического действия: гладкими, кулачковыми, катками на пневмошинах. Это обусловлено простотой и надежностью механизмов, высокой производительностью и сравнительно низкой стоимостью. Однако в построечных условиях используют и машины динамического дейст­вия - катки с вибрационными механизмами.

Главный параметр грунтоуплотняющих машин - масса вместе с балластом. Основные технологические параметры: ширина полосы уплотнения, толщина уплотняемого слоя. Катки на пневматических шинах выпускают массой вместе с балластом от 10 до 100 т. Самоход­ные вибрационные катки имеют массу до 8 т. Катками с гладкими вальцами на пневмоколесном ходу можно уплотнять грунты слоями по 0,4 м. Число проходов катков по одному месту при уплотнении связ­ных грунтов колеблется от 8 до 12..

Вытрамбовывание грунта

Метод применяют при просадочных грунтах, грунтах с малой плотностью и прочностными характеристиками. К таким грунтам от­носят глинистые и песчаные, в том числе водонасыщенные. Вытрамбо­вывание осуществляется путем передачи на грунт ударной нагрузки, путем сбрасывания на него с высоты 3...8 м трамбовки массой 2... 10 т. В результате вытрамбовывания в зоне котлована и вокруг него образу­ется уплотненная зона грунта, в пределах которой ликвидируются просадочные свойства грунта, повышаются его плотность и прочностные характеристики.

В зависимости от формы трамбовки или штампа можно получать вытрамбованные выемки различной конфигурации. В плане трамбовки могут иметь форму квадрата, прямоугольника, шестиугольника или круга - ширина понизу 0,4—1,4 м, поверху 0,7...2,0 м. Высота трамбов­ки обычно 1...3.5 м с конусностью боковых стенок от 1: 20 до 1: 5, масса 2-10 т.

Уплотнение грунта тяжелыми трамбовками:

1 - рабочий механизм; 2- трамбовка; 3- отметка дна котлована до вытрамбовывания; 4- проектная отметка; 5 - уплотненный грунт; 6- направление движения механизма; 7 - стоянки крана, 8- полоса грунта, уплотненная с одной стоянки

Гидромеханический способ разработки и транспортировки грунта основан на способности водяной струи при большой скорости движе­ния размывать грунт и нести его частицы до тех пор, пока скорость не уменьшится, в результате чего частицы оседают. Гидромеханизация позволяет весь процесс - разработку грунта, транспортирование и ук­ладку в насыпь осуществлять одновременно одним потоком воды. Применение этого метода целесообразно при больших объемах работ, необходимости устройства насыпей с минимальной осадкой, при нали­чии достаточных ресурсов воды и электроэнергии. Технологический процесс гидромеханизации включает в себя разработку грунта в забое, где он, перемешиваясь с водой, переходит в полужидкую массу (пуль­пу), транспортирование этой пульпы с укладкой (намывом) в сооруже­ние или в отвал.

По способу разработки фунтов методами гидромеханизации разли­чают гидромониторный (размыв грунта струей воды) и землесосный (засасывание грунта из-под воды).

Гидромониторный способ - размыв сухого забоя мощной струей воды с последующим транспортированием разжиженного грунта (пульпы). Применяется при вскрышных работах (разработка верхних слоев грунта для свободного доступа к полезным ископаемым с после­дующей разработкой их открытым способом), разработке выемок пес­ка, суглинка, глины и т. д.

Землесосный способ выполняется посредством разработки, всасы­вания и транспортирования по трубам разжиженного грунта из-под воды. Способ нашел применение при устройстве каналов, намывке дамб, плотин, насыпей, планировке территорий, устройстве морских и речных сооружений.

Гидромонитор с дистанционным управлением.

Разработка грунта землесосным снарядом:

 а — схема землесосного снаряда; б — схема работы; 1 — грунтозаборное устройство;

 2 — напорный пульпопровод; 3 — папильонажные сваи; 4 — плавучий пульпопровод; 5 — грунтовый насос; 6 — корпус; 7 — всасывающий трубопровод; 8 — береговой пульпопровод; 9 — намытый грунт

Watermaster Classic III представляет собой землесос и землечерпательную машину в одном агрегате. Это универсальный и экологичный земснаряд, выполняющий любые гидротехнические работы. Производство их осуществляет завод «Lannen» в Финляндии в соответствии с международными сертификатами качества и экологии.