Перейти к содержанию

Правила разработки грунта в котловане или траншее при помощи экскаватора

Содержание

Правила разработки грунта в котловане или траншее при помощи экскаватора

Рытье котлована под основание дома или траншей под фундамент – это первоначальный этап при любом строительстве, жилым или промышленном. От того, насколько качественно он выполнен, зависит прочность и долговечность всей будущей конструкции.

Процесс рытья котлована экскаватором

Процесс рытья котлована экскаватором

Происходит разработка котлована в несколько стадий и не ограничивается непосредственно выкапыванием ямы, как думают многие далекие от строительства люди. Это актуально для фундаментов любого типа — плитных, ленточных, блочных. Для столбчатых и винтовых — земляные работы с применением техники не проводятся.

Этапы подготовки перед разработкой котлована

Первоначально разрабатывается схема и план. Для составления проекта котлована проводят несколько исследований и экспертиз, в частности, изучают состав и плотность грунта, рассчитывают статическую нагрузку на фундамент, определяют наличие и глубину подпочвенных вод.

Последний показатель особо важен, поскольку подпочвенные воды часто могут стать непреодолимым препятствием для строительства на том или ином участке. Если здание все же должно быть построено именно здесь, то прибегают к дорогостоящей и технологически сложной операции по осушению грунта, а также при строительстве обустраивают системы отвода воды от фундамента.

Также состав грунта и глубина пролегания подпочвенных потоков влияют на угол наклона боковых стен котлована или траншей.

После того, как схема и план составлены, их переносят непосредственно на местность. Это значит, что необходимо сделать геодезическую съемку и в зависимости от ее результатов определяют размеры будущего котлована или траншеи и делают разметку участка под него.

Разметка участка перед рытьем котлована

Разметка участка перед рытьем котлована

Этот же этап подразумевает выполнение ландшафтной корректировки грунта: засыпают существующие ямы, ровняют холмы выступы, сносят неиспользуемые сооружения, выкорчёвывают растительность.

Перед тем, как начать рытье котлована под фундамент экскаватором или траншеи под водопровод, необходимо убедиться в том, не проходят ли на его месте какие-либо подземные коммуникативные сети.

Если они есть, то их схема должна быть изменена, коммуникации перепроложены по другому маршруту, вне зоны разработки. Только после выполнения всех предварительных стадий можно приступать к самим земляным работам – копать котлован.

Как осуществляется разработка котлована?

Наиболее эффективный способ разработки грунта под фундамент – использовать мощный экскаватор. Единственный вариант, когда эта операция невозможна – ограничен проезд техники к строительному объекту. В этом случае придется копать траншеи вручную, что гораздо более затратно и по времени, и по средствам. Опытные специалисты строительных компаний заранее просчитывают возможность подъезда к строительному участку и в случае его отсутствия, прокладывается временная схема дорог для доставки техники и материалов на объект.

Рытье котлована экскаватором

Рытье котлована экскаватором

Перед тем, как начать рытьё котлована экскаватором, следует знать, что от качества выполненных работ будет зависеть безопасность будущей постройки. Поэтому такой важный этап, как копка, следует доверить исключительно профессионалам, поскольку любительский подход с целью удешевить общую смету строительства в данном случае совершенно не оправдан.

Для рытья котлованов и траншей используется специальная техника. Вид землеройной машины определяется в зависимости от условий местности и от предполагаемого объема работ.

Так, к примеру, для того, чтобы копать небольшой мелкозаглубленный фундамент или траншеи под трубопровод, применяют мини-экскаватор. А вот для значительных углублений большой площади целесообразно использовать более мощными машинами – экскаваторами на колесах или гусеницах, оснащенными одним и более ковшей.

Одноковшовые машины считаются наиболее универсальными, поскольку их можно использовать практически в любых условиях. Многоковшовая техника применяется реже, только для разработки объектов высокой сложности. Выбор экскаватора, с помощью которого будет выполнена работа по обустройству котлована или траншеи, осуществляется индивидуально, с учетом всех условий и особенностей объекта.

Виды экскаваторов

Наиболее часто работа по разработке грунта под фундамент, водопровод или канализацию осуществляется с помощью экскаватора, оснащенного прямой или обратной лопатой. Прямая лопата грунт вынимает «от себя», а обратная – «на себя». Прямая лопата работает с породами, которые находятся выше уровня стоянки, обратная, соответственно, с теми, которые расположены ниже.

У машин, у которых есть прямая лопата, эффективность более высокая, и достигается она благодаря прочности ковшей и наличию мощной гидросистемы. Прямая лопата применяется достаточно широко: копка котлованов и траншей, дорожно-строительные работы, вскрышные работы.

Прямая лопата и обратная имеют свои особенности, а также достоинства и недостатки.

Так, техника с прямой лопатой может выполнять достаточно объемную работу. Без такого механизма не будет существовать эффективно ни одно строительное предприятие.

Одно из преимуществ этой техники – высота уступа может быть от 10 до 15 метров. Также, в отличие от экскаваторов с обратной лопатой, он имеет на одну группу гидроцилиндров больше и более сложное техническое содержание.

Экскаватор с прямой лопатой

Экскаватор с прямой лопатой

Обратная лопата имеет объем ковша не более 8 м 3 , что не очень удобно для выполнения больших объемов работ. Обратная лопата и ее схема действия подразумевают выемку грунта только с площадки, которая находится ниже уровня стояния экскаватора. Обратная лопата имеет неоспоримое преимущество: легкость управления и простота конструкции.

Роторный экскаватор

Для проведения работ, связанных с глубоким черпанием, для вскрышных работ, очень часто используют роторный экскаватор. Подобная техника движется на своем ходу, работа выполняется непрерывно.

Схема работы роторного экскаватора: ковшами, закрепленными на роторном колесе, извлекается грунт или порода. Поскольку ковши могут вращаться вокруг своей оси, они имеет свойство наполняться полностью.

Роторный экскаватор отлично работает при любых температурах, его работоспособность нисколько не падает, как при низких, так и при высоких температурах. Они могут выдерживать самые высокие нагрузки, и их работа осуществляется в беспрерывном режиме.

Помимо того, что они могут копать котлованы, роторный экскаватор способен транспортировать и загружать вынутый грунт в транспортные средства.

Роторный экскаватор

Разгружается роторный экскаватор двумя способами: гравитационным и инерционным. В первом случае операция осуществляется за счет действующих сил породы, когда она находится в зоне разгрузки, в верхней части ротора.

Во втором – за счет влияния центробежных сил, воздействующих на породу. Выгрузка вынутого грунта или породы осуществляется на конвейер, расположенный сбоку на экскаваторе. После этого отработанная порода поступает в транспортное средство.

Как правильно вырыть котлован под дом? (видео)

Процесс копания котлованов экскаватором

Копать котлованы под строительство или траншеи под водопровод не представляется чем-то достаточно сложным – схема процесса проста, но соблюдать все этапы необходимо обязательно. Эффективность работы зависит не только от одного экскаватора, в процессе участвует много сопутствующей техники. При необходимости нужно организовать отвоз грунта со строительной площадки, а также укрепить стены котлована.

Если соединить все этапы, то получится следующая схема:

  1. Геологическая экспертиза почвы, грунтовых вод, подбор соответствующей техники.
  2. Анализ участка на предмет наличия инженерных сетей: подземный водопровод, газопровод, канализационная система. Если таковые имеются, то организовывают их обвод вокруг строительного участка.
  3. Начало разработки грунта с одной из сторон.
  4. Последовательное снятие слоев.
  5. Завершение земляных работ.
  6. Укрепление или доработка стенок котлована.

Схема работ достаточно проста, тем более, что всю последовательность выполнения этапов контролируют геодезисты.

Процесс рытья котлована экскаватором

Процесс рытья котлована экскаватором

С помощью измерительной техники (нивелиры и теодолиты) они определяют уровень безопасной разработки, а также корректируют и планируют работу экскаваторщика.

Во всем процессе разработки грунта важна также схема действий самой машины. Ее работа должна быть постоянной, с максимальной эффективностью.

Для этого грунт должен отвозиться со строительного участка достаточно оперативно. Обеспечить это могут несколько грузовиков с отвалами: как только одна грузовая машина заполнилась, на ее место сразу же должна подъезжать следующая.

По окончании разработки мелкие недочеты исправляют посредством миниатюрной техники или рабочих. После укрепления стенок котлована можно делать подушку из гравия на дне и приступать к строительству непосредственно фундамента.

Какие существуют варианты и схемы разработки грунта бульдозером?

Разнообразные траншейные экскаваторы как высокоэффективное оборудование

Большой интерес среди тяжёлой техники представляет роторный экскаватор, прототипом которого можно считать водоподъёмное колесо. Идею создания копающего колеса высказал Леонардо да Винчи в начале 16 века. И лишь в 1884 году американец Ч.Смит смог получить патент на создание такого агрегата с двумя роторными колёсами.
Первый роторный агрегат, родиной которого стала Германия, был построен в 1916 году, а в СССР их промышленное производство началось в 1958 году.

Траншейные экскаваторы; что это и где используются?

Траншейный экскаватор представляет собой самоходную землеройную машину, которая отличается непрерывным действием и в качестве рабочего оснащения имеет скребковый или многоковшовый узел.

При произведении работ эта машина за собой оставляет траншею заданного типа и выброшенный из неё грунт.

Данный тип спецмашин стоит особняком среди прочей спецтехники из-за своих особенностей назначения и конструкции.

Эти машины предназначены для рытья траншей и котлованов, подготовки ям определённых типов и размеров для дальнейшего строительства зданий или дорог.

Используют этот вид агрегатов в строительстве самых разнообразных подземных коммуникаций, трубопроводов для перемещения воды, нефти, газа. Рытья траншей для прокладки коммуникаций централизованного отопления и кабельного электроснабжения.

При необходимости постройки фундаментов ленточного типа для зданий и сооружений большой протяжённости так же эффективно используют этот вид спецтехники.

Читайте также:  Обзор технических характеристик и надежности экскаваторов Беларусь

А так же их применяют при необходимости создания ровных контуров котлованов и траншей.

Виды траншейных экскаваторов: цепной и роторный

Различают траншейные экскаваторы нескольких видов. Самые распространённые – это роторный и цепной.

Роторный экскаватор имеет рабочий узел роторного типа и представляет собой агрегат, копание которого строго продольное и ротор вращается параллельно оси траншеи.

Существуют котлованные машины, которые отличаются видом копания – поперечным и вращением ротора поперёк оси. Ротор либо является прицепным оборудованием, крепящимся к трактору, либо самостоятельным механизмом на шасси.

Тягачи для них имеют гусеничный ход, а рабочий орган представляет собой раму с ротором или двумя роторами и рабочими узлами. Рабочие узлы включают: ковши, резцы, скребки.

Работает ротор с грунтом либо копанием, либо фрезерованием, и его так же можно сочетать с шнеками и плугом для копания каналов. Что касается размеров, ширина траншей которые может копать роторный агрегат – от 0,2 м и глубиной до 3.5 м.

У цепного экскаватора рабочий орган, соответственно, цепной. Он так же является техникой продольного копания, передвигается в плоскости параллельно оси траншеи.

В работе цепного траншейного экскаватора так же применяются навешиваемые рабочие узлы в виде ковшей, скребков, резцов и плужек.

Этот агрегат может быть навешен на трактор или передвигаться на шасси, рабочий орган представлен рамой, на которую и навешиваются дополнительные рабочие узлы.

Такой агрегат способен рыть траншеи шириной от 0,14 м и глубиной до 8 м.

Особенности конструкции траншейных экскаваторов

Конструкции траншейных машин имеют ряд особенностей, и независимо от оснащённости землеройным оборудованием экскаватор роторный для траншей имеет одинаковый набор узлов. Этот набор представлен:

  • Базовым тягачом пневмоколесного или гусеничного типа, обеспечивающим равномерные поступательные передвижения машины;
  • Рабочим оборудованием роторного либо цепного типа, закрепленным на агрегате навесным или полуприцепным способом;
  • Отвальным устройством, ссыпающим грунт в отвалы или кузовные машины с целью последующего вывоза;
  • Дополнительным подъёмно-спусковым устройством, применяемым с целью управления и установкой в рабочее положение навесного оборудования.

Все машины выпускаются на основе ЭТЦ-165, и чаще всего навешиваются на трактор.

Для армии агрегаты выпускаются на базе артиллерийских тягачей, но такие машины экономически затратны для гражданского строительства.

Для цепных агрегатов характерен механический привод, отбор мощности от коробки передач и применение гидроходоуменьшителя для синхронного движения трактора и навесного оборудования.

Критерии выбора техники для копания траншей

Для того чтобы определиться с выбором, в принципе, как любой техники, так и техники для копания траншей, нужно в первую очередь знать условия предполагаемых работ и технические характеристики аппаратуры.

В выборе траншейных экскаваторов следует учесть несколько особенностей:

  1. Именно от типа работ, которые выполняет траншеекопатель роторный, будет зависеть выбор определённого вида данной спецтехники.
  2. Если вам нужно разработать котлован, целесообразно и эффективно тут будет использование устройства с поперечным копанием, или котлованной машины.
  3. Если нужно углубить дно — тут нужно использовать машину с радиальным типом копания, а для прокладки траншей, соответственно, агрегат продольного типа копания.

Так, зимой целесообразно использовать зимние экскаваторные установки.

Они отличаются высокой мощностью и могут работать в замёрзшем грунте.

Этот же тип машин применяют для вскрытия асфальтного дорожного полотна, что помогает выкопать аккуратную траншею и снижает стоимость производимых работ.

Фото траншейного экскаватора

Существует множество различных видов данных устройств. На фото представлены некоторые из них и отражена часть их возможностей.

Видео работы траншейного экскаватора

На видео — работа траншейного цепного экскаватора ЭТЦ-250, незаменимого при рытье траншей под прокладку газопроводов, водопроводов и электрокабелей, а также способного работать в мерзлом грунте:

Резание и перемещение бульдозером Траншейный способ

Беловеж ЭЦ 1800

Сегодня также производит цепные экскаваторы на основе тракторов МТЗ. На рынке пользуются достаточно большим спросом модель ЭЦ-1800. Она производится на базе трактора «Беларус» 92П, обустроенного специальным гидроповоротным отвалом, баровым органом и непосредственно цепью.

Максимальная скорость данного экскаватора может достигать 20 км/ч, а рабочая скорость обычно не превышает 0,44 кмч, при этом грунторез способен сделать траншею шириной 140мм, а глубиной до 1800мм. Сам, баровый орган поставляется в комплекте со шнеками, что позволяет более эффективно раскапывать различный грунт. Наиболее активная работа этого агрегата будет отслеживаться в нескальных грунтах: для универсального рабочего органа – это грунты 1-5 категории; для скребкового рабочего органа – 1-4 и для барового, при 1-5 категории грунта.

Также данная модель поставляется в комплекте с навесным бульдозерным оборудованием, имеющим гидравлическое управление и массу 310кг, а также отвал шириной 2105 мм и высотой 825мм (с козырьком).


Экскаватор цепной ЭЦ-1800

Технические параметры

Ротор расположен на телескопической или стационарной стреле. Изменение положения стрелы в пространстве происходит за счёт лебёдки, трос которой пропущен через мачты полиспасты. Регулировка положения стрелы, происходит при помощи установленных противовесов.

Стоит отметить, что этот вид экскаватора имеет два вида стрелы: отвальную и роторную. Для каждой конструкции предусмотрена одинаковая схема подъёма и опускания. В совокупности, это образует надстройку экскаватора, которая поворачивается на 360 градусов относительно своей оси.

Каждая модель оборудована разгрузочным контейнером. Стоит отметить, что этот узел имеет автономную систему поворота. Такая схема обеспечивает отклонение стрелы на 270-300 градусов, относительно горизонтальной плоскости. Средний размер ротора составляет около 20 метров в диаметре. Объём ковшей – около 12 литров, глубина разработки может достигать 20-25 метров, при этом высота выработки равняется 50 метрам.

Такие технические характеристики, обеспечивают машине производительность до 10 000 кубометров в час.

ЭТЦ 1609

Наиболее популярной и надежной, как считают многие эксперты, моделью ЭТЦ выпускаемой на базе трактора МТЗ 82 считается траншейный экскаватор 1609.

Специализированный траншеекопатель ЭТЦ 1609 является наиболее востребованной версией устройств данного назначения, которые применяются, как на общих строительных объектах, так и по своему назначению, т.е. для прокладки различных магистралей (кабельных, водопроводных и газопроводных).

Технические характеристики экскаватора 1609, соответствуют всем необходимым требованиям. Многофункциональный навесной механизм комплектуется специализированными зацепами для грунта, с помощью которых машина способна без усилий разрывать грунт, практически, любого характера. Отвал, устанавливаемый спереди, применяют, как, для засыпки готовых коммуникаций, так и для перераспределения грунта из одного места в другое.

Технические характеристики ЭТЦ 1609

Как говорилось выше, траншейный эксковатор1609 производится на базе трактора МТЗ-82 обладающего четырехтактным дизельным двигателем – дизельный объемом 4.4 литра и мощностью 80 л. с. Он имеет механическую синхронизированную трансмиссия КПП, 18 передних передач и 16 задних. Габаритные размеры трактора в комплекте с траншеекопателем — 6950 мм х 2200 мм х 2990 мм; максимальная рабочая скорость достигает 8 км/ч, а транспортная 16 км/ч. ЭТЦ в своей основной комплектации (с отвалом, землекопательным устройством и всем навесным оборудованием) не превышает около 5660 кг. Техника ЭТЦ 1609 способна выполнять поставленные задачи при любых условиях работы, независимо от климатических и погодных условий. Диапазон рабочих температур может колебаться от– 40 до + 50 0С.

Грунторез, являющийся неотъемлемой частью ЭТЦ, производится как в зимнем, так и летнем исполнении, а точнее его движущий элемент – цепь.


Этц-1609

Цепь ЭТЦ1609 предназначенная для летних работ (она еще называется ковшовой) обычно производится шириной 210, 270 и 410 мм с зазором между зубцами-ковшами 100 мм. Ее целесообразно применять для влажной или увлажненной почвы в не морозный период.

С помощью таких цепей, возможно, выкопать траншеи шириной до 40см, а благодаря установленному на данной модели гидроприводу, появляется возможность плавной регулировки скорости вращения цепи, что увеличит ее срок жизни.

Зимняя цепь (обычно, для данного ЭТЦ – это Уралл33) предназначена для резки твердых и сухих промерзших грунтов, в некоторых случаях и асфальта. Ее зубцы изготавливаются со специальной напайкой из твердых сплавов, для возможности копки траншей в очень твердом грунте. Замена зимней и летней цепи на ЭТЦ 1609 происходит беспрепятственно.

Подводя итог описанию, можно сказать, что данное техническое устройство обладает более низкими техническими характеристиками, чем вышеприведенный экскаватор ЭЦ-1800, но оно обладает колоссальным авторитетом, так как свою репутацию заслужила годами, своей безотказной работой и относительно мало затратным ремонтом (сравнивая с зарубежными ЭТЦ).

Видео: Экскаватор траншейный цепной 1609 БД

Технические параметры

Поперечное и радиальное оборудование роторного типа отличается по таким параметрам, как максимальная теоретическая производительность, а также по следующим показателям:

  • По варианту опоры стрелы, использующейся для конвейерной разгрузки.
  • По отсутствию либо наличию устройства для выравнивания поворотной платформы.
  • По максимально допустимому уклону, с помощью которого определяется рабочий горизонт.

Исходя из особенностей разгрузки ковша, роторное оборудование подразделяют на инерционное и гравитационное. В первом случае разгрузка осуществляется под воздействием центробежной силы, которая выбрасывает породу за пределы ковша.

Разгрузка роторного оборудования происходит под влиянием силы тяжести, которое оказывает добываемая порода. Работа инерционных экскаваторов реализуется благодаря высокой частоте вращения колес, что позволяет центробежной силе развить воздействие, превышающее силу гравитации.

У роторных экскаваторов производительность является весьма высокой, и подобное оборудование вырабатывает до 10 000 кубических метров материалов за час. Роторные колеса отличаются внушительным диаметром (17 метров и выше). Рабочий процесс удается оптимизировать также благодаря вместительным ковшам, а добычу различных материалов возможно осуществлять на высоте до 50 метров.

Большие модели

К наиболее мощным зарубежным моделям роторного оборудования относятся экскаваторы на гусеничном ходу от известных европейских марок. К примеру, производительность германских машин SRS-6300 и SchRs-6340 превышает 230000 м3 в сутки. Последняя из перечисленных моделей оснащена 70-метровой стрелой, которая дает возможность осуществлять отработку уступов более 50 метров в высоту и 16 метров в глубину. Расчетной производительностью данного колесного роторного оборудования является 19100 м3, а 4 двигателя привода обладают мощностью 3365 кВт.

Самым большим роторным экскаватором российского производства считается ЭРШРД-5250, с помощью которого осуществляют добычу бурого угля.

Машина оснащена двумя десятками ковшей, позволяющими вырабатывать свыше 5200 м3 угля за час. Высота агрегата – более 50 метров, что эквивалентно 17-этажному жилому дому.

Масса этого многоковшового экскаватора (оборудован 22 ковшами) – около четырех тысяч тонн, что позволяет заполнить вагон грузоподъемностью свыше 80 тонн менее, чем за одну минуту. Роторы этой машины вращаются благодаря двум электрическим приводам мощностью 1000 кВт каждый.

Читайте также:  Гиганты в своем классе: самый большой экскаватор в мире

Цепные и роторные траншейные экскаваторы

Траншейный экскаватор — это узкоспециализированная землеройная техника продольного копания. Используется она практически во всех отраслях промышленности, в сфере обороны и мелиорации. По устройству рабочий орган на базовом транспортном средстве может быть установлен стационарно или в съемном варианте. Модульная техника выпускается в небольших количествах. Как правило, роторный траншейный экскаватор стоит на вооружении инженерных подразделений силовых структур (ПЗМ, БАТ-М). Съемные агрегаты более популярные, так как имеют широкие возможности. Современные тягачи и тракторы практически всегда оснащены валом отбора мощности и универсальным кронштейном, что позволяет их использовать в комплексе с навесным экскаватором. Однако мощность прицепных устройств ограничена. Большая эффективность работы достигается при использовании модульных ЭТР.

Область применения траншейных экскаваторов

Рабочим инструментом этих машин являются цепи на роликах или ковши, жестко закрепленные на вращающемся колесе. Основное назначение землеройной техники — копать траншею определенной глубины и ширины. Сфера использования траншейных экскаваторов довольно широка.

Они привлекаются к земляным работам на таких объектах:

  • Магистральные трубопроводы. Копка грунта проводится на значительную глубину для защиты труб от давления транспорта. Ширина траншей может составлять до 120 см. Если ковш траншейный для экскаватора имеет недостаточную ширину, то проходка проводится столько раз, сколько необходимо для достижения заданных параметров.
  • Строительство жилых домов и инженерных сооружений. Экскаватор траншейный цепной способен выкопать глубокий котлован для фундамента. Используя рабочий орган, ширина которого составляет 40-60 см, землеройная машина делает ровную и аккуратную канаву под ленточный фундамент.
  • Разработка карьеров добычи полезных ископаемых. Как правило, для этого используются агрегаты с роторным рабочим органом. Форма ковша экскаватора рассчитана на захват большого объема сыпучего материала и его доставку до транспортера.
  • Прокладка силовых и коммуникационных кабелей. Для таких целей используется оборудование, ширина которого составляет 14 см. Для достижения необходимого уровня точности машина оснащается электронными контролирующими и управляющими устройствами.
  • Защитные сооружения. Рытье траншеи проводится по заранее заданным параметрам. Результатом землеройных работ является создание окопов, открытых щелей, ходов сообщения и заглублений для блиндажей. Защитные сооружения для подразделений силовых структур роют на полигонах и в районах боевых действий для укрытия личного состава.
  • Дренажная система. Техническая составляющая этого производственного процесса предполагает рытье канавы под определенным углом. Для того чтобы достичь желаемого результата, в кабине экскаваторщика устанавливается специальное оборудование, позволяющее выполнить работу в соответствии с заданными параметрами.
  • Ирригация. Когда осуществляется разработка месторождений драгоценных камней и металлов, возникает необходимость подвода воды в большом количестве. В том случае, когда применение технологии бестраншейной укладки труб невозможно, канавы копаются открытым способом.

Литература

  • З. Е. Гарбузов, В. М. Донской.
    Экскаваторы непрерывного действия. — Москва: «Высшая школа», 1987. — 288 с.
  • А. А. Изаксон, В. М. Донской, А. И. Филатов.
    Справочник молодого машиниста экскаватора. — Москва: «Высшая школа», 1979. — 272 с.
  • В. А. Бауман и др.
    Машины для строительства промышленных, гражданских, гидротехнических сооружений и дорог. — 4 издание. — Москва: «Машиностроение», 1976. — Т. 1. — С. 64—109. — 502 с.
  • К. К. Шестопалов.
    Машины для земляных работ. — Москва: МАДИ, 2011. — С. 130—138. — 145 с.

Классификация траншейных экскаваторов

Землеройная техника подразделяется на несколько категорий. Чтобы четко ее классифицировать, берут во внимание несколько параметров.

По типу рабочего органа:

  • Роторные. Представляют собой аналог колеса, на ободе которого закреплены режущие элементы. Ротор держится на дышле, закрепленном в шарнирном соединении транспортного средства.
  • Цепные. Состоят из бесконечной цепи, определенным образом закрепленной на несущей конструкции.

По типу рабочих элементов:

  • Ковшовые. Ковш траншейный представляет собой резервуар, предназначенный для забора породы и поднятия ее на поверхность.
  • Режущие. На основании подвижного инструмента закрепляются скребки, зубья, резцы. Используются для разрушения плотного грунта (бетона, асфальта, вечной мерзлоты, скалы).
  • Комбинированные. Сочетают в себе ковшовые и режущие элементы. Применяются при работе на местности с непостоянными свойствами грунта.
  • Траншейные. Используются для прокладки траншей с ровным дном.
  • Дренажные. Предназначаются для создания дренажных канав различной конфигурации.
  • Канальные. Используется максимально широкий траншейный ковш для экскаватора, чтобы создавать широкие каналы в один проход.

По типу шасси базового устройства:

  • Гусеничные. Как правило, используется ходовая часть от средней и тяжелой техники.
  • Колесные. Для получения нужного результата производители ставят землеройные приспособления на машины с полным приводом.

По ширине канавы:

  • Узкотраншейные. Применяются для прокладки кабелей и водопроводов в частном секторе. Делают канаву шириной 14-30 см. К такой категории техники относятся экскаваторы траншейные цепные ЭТЦ 1609.
  • Широкотраншейные. Используются для строительства каналов, изготовления дренажа и кюветов. Ширина захвата составляет 31-80 см.

По способу соединения с тягачом:

  • Навесные. Жестко фиксируются с кронштейном ходового агрегата. Не имеют опоры на грунт.
  • Прицепные. Базируются на шасси, рама которого имеет сцепление с прицепным устройством тягача.

По типу привода траншейные экскаваторы подразделяются на электрические, механические и гидравлические. Наиболее производительными считаются агрегаты с комбинированным приводом для экскаватора.

Особенности конструкции

Роторный экскаватор справляется с задачей выработки горных масс благодаря специальным ковшам, фиксирующимся на роторе, который вращается как вокруг собственной оси, так и в направлении, позволяющем обеспечить наилучшее заполнение. Такое оборудование может использовать в работе специальную стрелу. Отвальные и роторные стрелы опускаются и поднимаются благодаря специальным противовесам. Подача ротора на площадку происходит благодаря выдвижному механизму, который приводит стрелу в движение.

Для того чтобы опорожнить емкости после забора грунта, используется механизм гравитации. Надстройка экскаватора состоит из поворотной платформы, мачты, поддерживающей стрелу и системы полиспастов. Оборудование фиксируется на ходовой части экскаватора посредством поворотно-опорного устройства.

Экскаваторы, предназначенные для нижнего и верхнего копания, оснащаются ковшами, которые отличаются друг от друга левым либо правым вращением. Чтобы снизить ударную нагрузку и уменьшить износ конвейерной ленты, безъячейковые роторные колеса обыкновенно снабжаются специальными разгрузочными питателями.

Устройство рабочего органа

Как правило, для размещения землеройного оборудования берется базовая модель автомобиля, трактора или гусеничного вездехода. При изготовлении армейского экскаватора базой служит танк без вооружения. Сам рабочий орган изготавливается отдельно, с возможностью использования на любом типе самоходной техники.

Состоит землеройный инструмент из таких частей и механизмов:

  • Рама. Изготавливается из стали самого высокого качества. В зависимости от предназначения инструмента его рама делается в форме полосы или балки. Основой балок являются усиленные стальные уголки и швеллеры. Длина рамы составляет от 200 см до 1000 см.
  • Звездочки. Устанавливаются на передней и задней части рамы. Одна из звездочек является ведущей, на нее подается вращающее усилие от привода. Количество звездочек на одном конце рамы варьируется в пределах 2-20 штук в зависимости от ширины режущей (ковшовой) части.
  • Цепь. Изготавливается этот механизм из низколегированной стали, устойчивой к истиранию. Цепь зафиксирована на звездочках, имеет опоры на ролики, расположенные на раме. Звенья цепи скреплены прочными и надежными стальными заклепками. Предусмотрена возможность изменения ширины цепи за счет установки разных типов режущих элементов.
  • Механизм натяжения. Он представляет собой кронштейн с пружинами, оттягивающими направляющие ролики в сторону от рамы. Современные инструменты оборудованы электронными системами контроля и регулировки степени натяжения цепи.
  • Режущие фрагменты. При проведении работы в мягком грунте используются ковши, которые одновременно режут, набирают и выносят материал на поверхность. Если необходимо сделать узкую траншею или проложить канаву в плотном грунте, то используются насадки в форме резцов различной конфигурации. Для работы с камнем применяется оборудование стойкое к истиранию.
  • Приспособления для приема выбранного грунта. В зависимости от особенностей выполняемых задач рабочий орган комплектуется транспортером или роторным выбрасывателем. Выброс грунта в отвал осуществляется на расстояние 0,2-10 м от края траншеи.

Современные инструменты комплектуются защитными устройствами, предупреждающими их поломку при встрече с препятствиями (камни, железобетон, железные изделия). В таких ситуациях происходит отклонение режущего инструмента от твердого объекта. В последующем этот объект извлекается в целом или раздробленном виде.

Принципы работы

Погрузка рабочего органа (рамы или ротора) в грунт производится под давлением системы блоков и гидравлических цилиндров. Глубина опускания выставляется заранее или регулируется из кабины оператора. Современные инструменты оборудованы специальным механизмом, который автоматически компенсирует колебания тягача, которые возникают при езде по пересеченной местности. Благодаря этому дно траншей всегда сохраняет идеальную горизонталь или прокладывается под точно заданным углом.

Рабочая часть экскаватора всегда находится в его нижней части и движется по ходу движения базового транспортного средства. При использовании навесной рамы используется особое устройство, замедляющее ход машины до минимума. Навесные цепные инструменты могут состоять из нескольких секций, позволяющих делать канавы глубиной до 800 см. В этом состоит преимущество цепных устройств перед роторными. Даже самый большой роторный экскаватор может копать на максимальную глубину 350 см.

Выброс поднятого наверх грунта осуществляется разными способами. Конвейер подает материал в отвал или в кузов грузового автомобиля (прицепа). Барабанный метатель разбрасывает выбранную породу на значительное расстояние, покрывая местность ровным слоем материала. В некоторых случаях используется один или два шнека. Постоянно вращаясь, лопатки сдвигают выбранный грунт с транспортера, располагая его с одной или двух сторон траншеи. Отвал делается на таком расстоянии от края канавы, которое предотвращает его скатывание обратно вниз.

Технические параметры агрегатов

Характеристики видов и моделей отличаются цифровыми показателями. За основу можно взять средние или конкретные числа, но каждый вид оборудован телескопической (складывающейся) или стационарной стрелой, на конце которой вращается ротор. Закрепляется её положение при помощи лебёдки и тросов, пропущенных между полиспастами на мачтах. С противоположной стороны устроена аналогичная отвальная стрела. Механизм их опускания и поднимания проходит по одинаковой схеме, угол зависания регулируется противовесами. Эти части все вместе образуют надстройку, способную поворачиваться вокруг оси на 360°. Это значительно расширяет возможности добычи. Узел разгрузки (конвейер) имеет автономную поворотную механику с углом отклонения 270°, что упрощает прокладку подъездных путей для транспорта. Принцип работы карьерных и траншейных агрегатов почти идентичен.

Достоинства траншейных экскаваторов

Эти машины востребованы во многих отраслях строительной деятельности. По мере развития технологий конструкция землеройных машин постоянно совершенствуется, а их возможности неуклонно возрастают.

Читайте также:  Самые большие экскаваторы, тракторы и бульдозеры в мире

Применение траншейных экскаваторов дает такие преимущества:

  • Высокий коэффициент полезного действия. По сравнению с одноковшовыми аналогами траншейные устройства выполняют работу намного быстрее при меньших затратах топлива и технических жидкостей.
  • Качество выкапываемых траншей. Благодаря особой конструкции ротора и цепной рамы стенки канавы получаются идеально ровными, а дно точно соответствует горизонтали. После прохождения траншейной машины отсутствует необходимость в проведении дополнительных работ.
  • Многофункциональность. Траншейный экскаватор может комплектоваться дополнительным оборудованием (дорожной фрезой, гидромолотом, погрузочным ковшом). Применение одновременно нескольких копающих устройств позволяет нарезать параллельные щели в твердой породе или вечной мерзлоте для последующей разработки.
  • Мобильность. Для транспортировки стрела поднимается и жестко фиксируется в статическом положении. Навесное оборудование может перевозиться в кузове грузовика или прицепе.

Траншейные экскаваторы и сегодня широко используются на масштабных стройках и в городских условиях представителями коммунальных служб.

Разработка грунта: основные способы

Разработка грунта может осуществляться следующими методами:

  • Механизированный метод, при котором грунт послойно нарезают рабочим органом какой-нибудь землеройной машины;
  • Гидромеханический, когда грунт разрабатывают с помощью воды, превращая его в пульпу. Допустимо использование гидромонитора или земснаряда;
  • Взрывной способ. Грунт разрабатывают с помощью взрывчатых веществ. Чаще всего применяется в ходе разрыхления мерзлого и скального грунта;

Разработка грунта взрывным методом

  • Бурение – разработка с помощью специализированных машин ударно-вращательного, либо же просто вращательного действия;
  • Комбинированный метод. Представляет собой комбинацию из перечисленных выше подходов. Чаще всего комбинируют механический и взрывной.

Механизированный способ

Именно этот метод принято считать основным. С его помощью разрабатывают более 80-ти процентов всех грунтов. Здесь применяются землеройно-транспортные и землеройные машины. Одноковшовый экскаватор – это землеройная машина циклического действия, производящая разработку грунта с его дальнейшей погрузкой в транспортное средство. Роторные и цепные экскаваторы представляют собой землеройные машины непрерывного действия. Их применяют для разработки грунтов линейной выемки существенной протяженности (канав, траншей). Цепной экскаватор может вырыть траншею до 3,5 метров глубиной, а роторный – до 1,5 метров. Бульдозеры, прицепные, самоходные скреперы и автогрейдеры могут перемещать груз на определенное расстояние после разработки.

Механизированная разработка грунта

Основные процессы при механическом варианте:

  • Резание грунтов;
  • Транспортировка грунтов;
  • Укладка и последующее разравнивание;
  • Уплотнение грунтов.

Вариант скреперами

Скрепер представляет собой высокопроизводительную машину циклического действия, которая предназначена для разработки, транспортирования и укладки грунта в отвалы с частичным его уплотнением.

  • Рабочий орган скрепера – ковш, оснащенный ножевым устройством, осуществляющий при движении послойное резание грунта, одновременно набирая его. В транспортное положение скрепер переходит путем закрытия ковша. Разгрузка происходит послойно в результате движения, то есть, при наклоне ковша, либо же передвижения его задней стенки;
  • Встречаются самоходные, полуприцепные и прицепные скреперы. Согласно способу управлению они бывают канатно-блочные и гидравлические, а по методу разгрузки ковша – с полупринудительной, принудительной и свободной перемычкой, дамбой, плотиной. С их помощью грунт разрабатывается в карьерах и огромных выемках наподобие кавальеров и каналов. Скрепер предназначается для послойной разработки трех первых групп грунтов. Мерзлая почва сначала должна быть разрыхлена;
  • В производстве применяются скреперы разнообразных моделей с ковшами от 1.5-ых до 25-ти метров кубических. Состоянием на сегодняшний день уже выпущены пробные варианты скреперов, обладающих ковшами до 80-ти кубических метров, а также скреперные поезда.

Разработка грунта скрепером

Есть 2 метода

  • Ковш экскаватора или скрепера наполняется на первой передаче во время прямолинейного движения машины под уклон. Время забора грунта и длина пути во время движения под уклон существенно сокращается сравнительно с горизонтальным движением. В свою очередь коэффициент загрузки ковша значительно увеличивается. Время наполнения напрямую зависит от метода резания, а также последовательности разработки. Иногда резание почвы осуществляется тонкой стружкой приблизительно одинаковой толщины, стружкой переменных гребенчатых профилей, либо же клиновидной стружкой. Наиболее простой из способов – первый. В ходе его реализации не потребуется делать никаких промежуточных заглублений, а почва срезается тонкими стружками равномерной толщины по всему пути набора грунта;
  • Метод нарезки грунта клиновидной стружкой является наиболее производительным. Он позволяет существенно сокращать дистанцию и время набора. В самом начале, как правило, грунт совершенно беспрепятственно заходит в пустой ковш, а потому срезать его можно толстой стружкой. По истечению времени становится необходимым несколько углублять ножевое устройство, ведь вес машины увеличивается, а вместе с ним увеличивается и сопротивление. Срезка гребенчато-профильной стружкой осуществляется в результате многократного заглубления ножа при его перемещении. Такой метод может позволить использовать мощность машины более рационально, обеспечивая полную загрузку.

Порядок работ

Последовательность проходок экскаваторов или скреперов бывает весьма разнообразной. Чаще всего на практике используется разработка в выемках последовательными проходами, шахматными проходами, либо же проходами через полосу, которые способствуют гораздо лучшему наполнению ковша.

Скрепер в работе

Согласно шахматной схеме первоначально разрабатывают первый ряд прохождений определенной длиной. Начиная со второго ряда прохождений, срезается стружка, сечение поперечного профиля которой уменьшается в процессе. Таким образом, при начальном периоде резки срезают стружку наибольшей ширины прямоугольной формы, затем площадь сечения уменьшают вдвое, т.к. ширина резания меняется. На протяжении всего прохождения лучше использовать тяговые усилия машины. Транспортировка грунтов должна осуществляться с максимальной скоростью, зависящей только лишь от состояния пролегающих путей, конструкции тягача и его мощности. Временная землевозная дорога должна иметь минимальное количество подъемов и поворотов.

Разгрузочные работы производятся во время движения на прямом участке пути. При послойных укладках разгрузка проводится на минимальной скорости, а при опрокидывании ковша – на скорости транспортировки. Продолжительность холостого и груженого ходов машин должна составлять не мене 70-ти процентов от среднего времени цикла даже в том случае, когда грунт перемещается на небольшое расстояние. Поэтому добиваться экономии времени особенно важно. При выборе схемы движения следует сокращать количество разворотов, уменьшать углы подъема при движении в загруженном состоянии, увеличивать скорость движения. При идеальном стечении обстоятельство фронт разгрузки и длина забоя должны позволять обеспечить полную загрузку ковша. Место разработки и укладки грунта следует выбирать так, чтобы путь загруженной машины был наиболее кратким, не имел особо крутых поворотов.

Схема движения по эллипсу и восьмерке

При осуществлении земляных работ с помощью скреперов применяется поперечная и продольная возка. Принято различать такие схемы движения: поперечно-челночная модель, спиралью, зигзагом, восьмеркой, по эллипсу. Схема движения по эллипсу подразумевает под собой работу по одному набору грунта, одной разгрузке и двум поворотам на 180 градусов по крутым подъемам в одну сторону. Подобные движения повторяются циклично. К тому же, места выгрузки и набора грунта несколько смещаются с каждым последующим циклом. Для того чтобы избежать одностороннего износа ходовой части агрегата машины, необходимо время от времени изменять направление движения.

Эллептическая схема движения скрепера

Движение восьмеркой отлично от предыдущего тем, что каждый цикл предусматривает по две разгрузки и по два набора, один поворот на 180 градусов в не нагруженном состоянии. Ведь в нагруженном состоянии машина поднимается на 45 градусов и осуществляет подъем по смягченному уклону. В каждом из циклов чередуются правые и левые повороты, что позволяет избежать одновременного износа ходовой части машины. Каждая из двух указанных схем движения применяется во время возведения насыпей, при разработке всяческих выемок с отсыпанием грунта в карьер или насыпь, планировке различных площадок. Схему движения по эллипсу следует использовать при возведении насыпи высотой до полутора метров из бокового резерва при незначительном фронте работ. Схемой движения по восьмерке пользуются при устройстве глубоких выемок и высоких насыпей, когда в дальнейшем предусматриваются специализированные выезды и въезды.

Разработка грунта по поперечно-челночной и спиральной схемам

Во время возведения насыпей из двусторонних резервов, либо же укладки грунта в кавальер, ширина насыпей, как правило, превышает или равна продолжительности разгрузки машины. В таком случае применяется спиральная схема. Ее использование весьма эффективно, когда речь идет о несущественной разнице в отметках резерва и насыпи, а также при ширине резерва, которая недостаточна для полноценного наполнения ковша. В том же случае, когда ширина резерва также превышает длину пути забора грунта, используется поперечно-челночная схема движения. Она предусматривает разработку грунта в перпендикулярном направлении относительно земляных сооружений. Благодаря этому можно сокращать число поворотов, а также длину пройденного пути в порожнем и груженом состоянии. Такой вариант используют при надобности неглубоких разработок грунта с его дальнейшим перемещением в двусторонний отвал.

Схема движения машины должна выбираться с учетом характера земляных сооружений, взаимного расположения мест выгрузки и загрузки грунта, а также прочих местных условий. Как и в любом деле, здесь нужно постоянно стремиться усовершенствовать процесс производства работы. Сегодня применяются и другие, менее популярные схемы движения. Для того чтобы использовать объем ковша на тяжелом грунте в полной мере, иногда прибегают к помощи толкача, совместно с тягачом создающего необходимые усилия. В роли толкачей, как правило, используются бульдозеры на гусеничной основе, либо же специализированные транспортные средства, оборудованные толкающими приспособлениями. Для продуктивной работы скорости движения толкача и тягача должны быть одинаковыми. Временная загрузка толкачей должна составлять не менее 70-80-ти процентов. Количество тягачей, обслуживающих толкачом, должно быть зависимо от расстояния перевозки грунта.

Решение в зимних условиях

Ни для кого уже не секрет, что в наше время строительство давно уже не останавливается зимой. Поэтому и около пятой части всех земляных работ выполняется именно в зимнее время. А ведь зимой прочность мерзлого грунта значительно повышается, а потому в несколько раз возрастает и трудоемкость их разработки.

Зимняя разработка грунта

Грунты, промерзшие на глубину до: 0.1-ой метра кубического — разрабатываются бульдозерами и скреперами; 0,15-ти – экскаватором-драглайном; 0,25-ых – экскаватором с прямой лопатой и ковшом необходимой вместительности. Во всех прочих случаях грунты перед разработкой должны предварительно подготавливаться следующими способами: рыхление, оттаивание, предохранение от промерзания. К примеру, предохранение от промерзания состоит в первоначальном обрабатывании, либо же утеплении грунтов теплоизоляционными материалами еще до замерзания. Ради этого грунты вспахивают или разрыхляют после отведения поверхностных вод, закрывают местным теплоизоляционным материалом (опилки, хвоя, листва), организовывают снегозадержание.

Источник http://pofundamenty.ru/opalubka/razrabotka-grunta-ekskavatorom.html

Источник https://zsm-miass.ru/stroitelstvo/transhejnye-raboty.html

Источник https://www.dom-brus.com/razrabotka-grunta

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.