Способы разработки грунтов

Наиболее энергоемкой из всех операций по устройству вы­емок является отделение грунта от массива (разрушение грун­та), в связи с чем способы разработки грунтов различаются по способам их разрушения, характеризуемым видом энергетичес­кого воздействия.

Механическое разрушениегрунтов нашло наибольшее приме­нение в строительстве. Оно основано на сосредоточенном кон­тактном силовом воздействии рабочего органа машины на грунт, называемым также резанием.Для реализации этого способа рабо­чие органы грунторазрабатывающих машин оснащают клинооб­разными режущими инструментами, перемещаемыми относитель­но грунтового массива. В зависимости от скорости и характера воздействия режущего инструмента различают статическое и динамическоеразрушение грунтов. При статическом разрушении ре­жущий инструмент движется равномерно или с незначительны­ми ускорениями при скорости до 2... 2,5 м/с. Этот способ приме­няется как основной при разработке грунтов экскаваторами, землеройно-транспортными машинами, рыхлителями и буровыми машинами вращательного действия.

В машинах, разрабатыва­ющих прочные скальные породы, реализуется как статический, так и динамический способы их разрушения, в частности, удар­ный. Известны также вибрационный и виброударный способы, которые пока еще не получили широкого промышленного при­менения. Энергоемкость механического разрушения песчаных и глинистых грунтов в зависимости от их крепости и конструкции режущих инструментов составляет 0,05... 0,5 (кВт-ч)/м3. Этим спо­собом выполняют до 85 % всего объема земляных работ в строи­тельстве.

Рабочий процессмашины для механической разработки грунта может состоять только из операции разрушения грунта, как, например, у рыхлителя при разрушении прочных грунтов, или вклю­чать эту операцию как составную часть рабочего процесса. В по­следнем случае одновременно с отделением от массива грунт захватывается ковшовым рабочим органом или накапливается пе­ред ним — при отвальном рабочем органе, например, при раз­работке бульдозером, автогрейдером.

Перемещение грунта ков­шовым или отвальным рабочим органом также является состав­ной частью рабочего цикла машины, а отсыпка грунта, выпол­няемая в конце этой операции, заключается в целенаправлен­ной его выгрузке из рабочего органа. Для увеличения дальности перемещения грунта некоторые машины оборудуют специаль­ными транспортирующими устройствами, как например, экска­ваторы непрерывного действия.

С той же целью такие машины как скреперы после отделения грунта от массива и заполнения им ковша перевозят грунт к месту отсыпки на значительные рас­стояния собственным ходом. При экскаваторной разработке для перевозки грунта используют специальные транспортные машины - землевозы, а также автосамосвалы, железнодорожные плат­формы или баржи.

Для интенсификации разрушения грунта используют комбини­рованные способы.Например, газомеханический способобеспечива­ет импульсную подачу газов под давлением в отверстия на земле­ройном рабочем органе. Выходящие через отверстия газы разрыхляют грунт, уменьшая этим сопротивление перемещению рабо­чего органа.

Сопротивляемость разрушению мерзлых водонасыщенных грун­тов может быть понижена путем ввода в них химических реаген­тов с пониженной температурой замерзания (хлористого натрия, хлористого калия и др.).

При устройстве гидротехнических земляных сооружений (пло­тин, дамб), а также в некоторых других случаях на водоемах или вблизи них широко применяют гидравлическое разрушение грун­товструей воды с использованием гидромониторов и землесосных снарядов. Таким же способом добывают песок, гравий или песчано-гравийную смесь для их последующего использования. Энергоем­кость процесса достигает 4 (кВт ч)/м3, а расход воды до 50 60 м3 на 1 м3 разработанного грунта. Тем же способом разрабатывают грунты на дне водоемов. Малосвязные грунты при этом разраба­тывают всасыванием без предварительного рыхления, а прочные грунты предварительно разрыхляют фрезами.

Способ разработки грунтов с использованием напора струи воды и землесосных снарядов, которым разрабатывают около 12 % общего объема грунтов в строительстве, называют гидромехани­ческим.

Взрывомобычно разрушают крепкие скальные породы и мерз­лые грунты под давлением газов, образующихся при воспламенении взрывчатых веществ, которые закладывают в специально пробурённые скважины (шпуры), в прорезные узкие щели или траншеи.

Для бурения шпуров применяют машины механического бурения, а также термо- и термопневмобуры.Щели и траншеи обычно разрабатывают механическим способом. В термобуре реализуется термомеханический способ разрушения грунтапутемего прогрева (до 1800...2000°С) газовой струей и с последующим разрушением термоослабленного слоя грунта с помощью режущего инструмента. При термопневматическом бурении грунт разрушается и выносится из скважины высокотемпературной газовой струей со скоростью до 1400 м/с. Разработка грунтов взрывом наиболее энергоемкая, а, следовательно, наиболее дорогая из всех рассмотренных выше способов.

Для дробления валунов и негабаритных камней, образующихся в результате разрушения грунтов взрывом, применяют установки, реализующие электрогидравлический способразрушения грунтов, использующий ударную волну, которая образуется в искровом разряде в жидкости. При этом полученная в разрядном канале теплота нагревает и испаряет близлежащие слои жидкости, образуя парогазовую полость с высоким давлением, воздействующим на грунт.

Реже применяют физические способыразрушения грунтов без комбинирования с другими способами. Они основаны на воздействии на грунт температурных изменений (прожигание прочных грунтов, оттаивание мерзлых грунтов), токов высокой частоты, ультразвука, электромагнитной энергии, инфракрасного излучения и т. д.

Выбор способа разработки зависит, прежде всего, от прочности грунта, в том числе и от температурных условий, связанных с его промерзанием. При правильной организации плановых (не аварийных) работ можно избежать или свести к минимуму энергетические и другие затраты, связанные с разработкой мерзлых грунтов, выполняя земляные работы преимущественно до наступления зимы. В строительной практике используют также способы предохранения подлежащих разработке в зимнее время грунтов от промерзания путем их укрытия специальными матами или подсобными материалами (опилками, выпавшим до промерзания грунта снегом, разрыхленным слоем грунта и т.п.). Так, в трубопроводном строительстве во избежание обрушения траншеи выкапывают перед укладкой в них труб; подлежащие зимней разработке участки выкапывают до наступления морозов на неполную глубину и тут же их засыпают. Разрыхленный грунт предохраняет нижележащие слои от промерзания и позволяет повторно разрабатывать траншеи требуемой глубины при низких температурах окружающего воздуха.








Дата добавления: 2015-03-23; просмотров: 2345;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.004 сек.