Общая характеристика рабочего процесса. Классификация машин для земляных работ

Земляные работы являются составной частью строительства большинства инже­нерных сооружений. Они включают в себя: отрывку котлованов, траншей и мелиоративных каналов; возведение насы­пей, плотин; устройство закрытых прохо­док в грунте в виде шахт и туннелей под различные подземные сооружения; буре­ние горизонтальных, наклонных и верти­кальных скважин при бестраншейной прокладке трубопроводов под насыпями железных и шоссейных дорог, для уста­новки свайных опор в плотных грунтах, для закладки зарядов взрывчатых ве­ществ при разработке грунтов взрывом и т. п.

По характеру рабочего процесса, соста­ву операций и последовательности их выполнения земляные сооружения делят на выемки и насыпи. Выемка образуется в результате удаления излишков грунта за ее пределы, а насыпь — путем отсыпки грунта, внесенного извне, с его послой­ным уплотнением. Последняя операция обусловлена необходимостью восстанов­ления плотного состояния грунта в насы­пи, которое было им утрачено при отде­лении от массива вследствие разрыхле­ния. Удаленный из выемок грунт укла­дывают в отвалы, а для отсыпки насы­пей его доставляют из карьеров или ре­зервов, расположенных вблизи сооружаемой насыпи. Если выемки чередуются с насыпями, как, например, в дорожном строительстве, то извлекаемый из выемок грунт обычно используют для отсыпки насыпей. Для каждой из перечисленных технологических схем производства зем­ляных работ — выемка-отвал, резерв-на­сыпь — характерны операции отделения грунта от массива, его перемещения и отсыпки. При возведении насыпей добав­ляется операция уплотнения грунта, а общей для насыпей и выемок является планировочная операция, которой эти ин­женерные сооружения доводятся до про­ектных размеров. При планировке сре­заются выступы и засыпаются впадины подобно разработке резервов и отсыпке насыпей, но только в размерах микро­рельефа планируемой поверхности. Ту же структуру рабочего процесса имеет разработка карьеров строительных мате­риалов (песка, гравия и т.п.), а также добыча полезных ископаемых открытым способом.

Процесс резания грунта – это процесс отделения грунта от массива. В совокупности с перемещением грунта к месту укладки процесс называется копанием.

Наибольшее распространение в строительстве (около 85% от общего объема земляных работ) получил механический способ разрушения грунтов, при котором грунт отделяется от массива вследствие контактного сило­вого воздействия на него землеройного рабочего органа. Прочные грунты и горные породы разру­шают взрывом с использованием взрыв­чатых веществ, которые закладывают в специально пробуренные скважины. Этот способ наиболее дорогой, но позво­ляет существенно сократить сроки произ­водства работ. Около 12% грунтов разрабатывают гидромеханическим спо­собом путем отделения грунта от масси­ва струей воды под высоким давлением или в сочетании с механическим спосо­бом.

Рабочие органы машин, предназначен­ные только для отделения грунта от мас­сива механическим способом, используют лишь в случае разработки весьма проч­ных грунтов на стадии их предварительного разрыхления. Большей частью рабо­чие органы также перемещают и отсы­пают грунт в отвалы, насыпи или транс­портные средства, выполняя эти операции после отделения грунта от массива и его захвата или совмещая полностью или частично перечисленные операции во вре­мени. Грунт может перемещаться к месту отсыпки только за счет движений рабо­чего органа или за счет перемещения всей машины. В конструкциях землерой­ных машин непрерывного действия завер­шающую стадию транспортирования грунта выполняет специальный транспор­тирующий орган, например, типа ленточ­ного конвейера. Отсыпают грунт путем освобождения от него рабочего или транс­портирующего органа в конце транспорт­ной операции. В случае гидромеханиче­ской разработки грунт переносится к месту намыва в потоке воды, а при взрыв­ном способе он отбрасывается в стороны расширяющимися газами, образующи­мися вследствие взрыва. Грубую плани­ровку земляных поверхностей выполняют теми же землеройными рабочими органа­ми путем более четкой координации их движения, а для точной планировки при­меняют специальные рабочие органы или машины. Уплотнение грунта заключается в компактной укладке его частиц, вслед­ствие чего уменьшается объем грунта и увеличивается его плотность. Для этого применяют специальные машины и обо­рудование. Частично грунт может уплот­няться также перемещающимися по его поверхности транспортными средствами.

В общем комплексе работ на строитель­ном объекте земляные работы чаще всего выполняют раньше других. В этом случае им предшествует подготовка строитель­ной площадки — удаление камней, срезка кустарника, корчевка пней, планировка и засыпка ям и т. п. Большую часть этих работ выполняют землеройными машина­ми, оборудованными специальными рабо­чими органами. В связи с этим машины для подготовительных работ рассматри­вают вместе с машинами для земляных работ. К подготовительным работам так­же относят предшествующее разработке рыхление прочных и мерзлых грунтов.

Классификация:

По основным видам выполняемых работ:

· землеройные машины для отрывки и перемещения грунта в пре­делах зоны досягаемости рабочего обо­рудования (одно- и многоковшовые эк­скаваторы);

· землеройно-транспортные ма­шины для послойной разработки грунта и перемещения его на большие расстоя­ния (бульдозеры, скреперы, грейдеры, грейдер-элеваторы);

· машины для подгото­вительных работ;

· машины и оборудова­ние для уплотнения грунтов;

· машины для бурения скважин, в том числе в прочных и мерзлых грунтах при их разрушении взрывом, оборудование для гидромеханической разработки;

· машины и оборудо­вание для разработки грунтов в особых условиях.

По режиму работы:

· цикличного действия;

· не­прерывного действия (многоковшовые экскаваторы, неко­торые землеройно-транспортные ма­шины, оборудование для гидромеханизации, а также неко­торые виды машин для работы в особых условиях.).

По степени подвижности:

· передвижные самоход­ные;

· прицепные;

· полуста­ционарные (не­которые виды оборудования для уплот­нения грунтов, бурения скважин под взрыв, оборудование гидромеханизации, а также некоторые машины и оборудова­ние для работы в особых условиях).