Разработка котлована экскаватором: порядок работ, описание, технологический процесс

Первый и один из самых ответственных этапов строительства дома – разработка котлована под фундамент. От характеристик его основания будет зависеть надежность и долговечность всей несущей конструкции постройки. Остается лишь выбрать приемлемый метод решения этой задачи. Ручные способы земляных работ при всех плюсах все меньше пользуются спросом, а на первый план выходят механизированные технологии. Наиболее оптимальным решением на сегодняшний день считается разработка котлована экскаватором по ранее подготовленному проекту.

Что следует учесть на начальном этапе?

Еще перед заказом проекта рекомендуется определить в общих чертах параметры будущего котлована и объем работ, который напрямую отразится на стоимости разработки. В то же время чем сооружение больше, тем меньше будет затрат на 1 м2. И далеко не всякий проект с минимальным объемом в принципе предусматривает копку механизированным способом – этот нюанс тоже следует учесть.

Далее определяется конфигурация котлована – к примеру, будет ли в нем подвальное помещение. Некоторые виды фундамента требуют создания траншеи без сплошной разработки площади под домом. Однако наличие в плане подвала или погреба означает, что придется снимать грунт по всему периметру. Сегодня все чаще практикуется разработка котлована экскаватором под фундамент сложной формы со ступеньками, изломами и уступами. Эти элементы конструкции тоже следует просчитать заранее, чтобы их выполнила профессиональная техника.

Разработка проектного решения

Организация работ по устройству котлована предполагает первичную подготовку двух документов:

• Проект производства работ (ППР).
• Технологическая карта по разработке котлована.

Что касается первого документа, то он содержит пояснительные записки, планы и чертежи с детальной информацией по землеройным работам в конкретных условиях. При создании проекта учитываются индивидуальные предпочтения заказчика и нормативные технико-архитектурные требования. Типовой ППР на разработку котлована экскаватором, в частности, содержит набор исходных данных, поэтапное описание работ, характеристики конструкции ограждений, график и т. д.

Технологическая карта определяет последовательность рабочих операций. Отдельно описывается перечень геодезических и планировочных мероприятий, процесс разработки грунта с погрузочно-разгрузочными действиями и последующая доработка с зачисткой основания устроенного котлована.

Подготовка стройплощадки

До непосредственного начала землеройных мероприятий на рабочей площадке желательно организовать проездной путь, если его нет. Следует ответственно подойти и к проблеме удаления деревьев на участке. Неплодовые стволы возрастом более 5-6 лет могут выкорчевываться только с разрешения местной администрации. После высадки дерева необходимо заполнить образовавшуюся яму песком крупной фракции до уровня устройства фундамента.

В процессе обустройства стройплощадки будет нелишним зафиксировать зоны, где снимается плодородный слой. В дальнейшем эта информация пригодится для проведения сельскохозяйственных работ возле дома. До разработки котлована экскаватором также рекомендуется организовать площадки или емкости для сбора вынимаемой плодородной почвы. Поскольку в дальнейшем она может пригодиться, ее следует укладывать в местах, где нет ни строительного мусора, ни прочих хозяйственных отходов. На время производства работ перед домом со стороны въезда устанавливается временный забор с проемом только для рабочей техники.

Особенности применения разных экскаваторов

Технически выполнение землеройных работ может осуществляться разными способами в зависимости от вида экскаватора. Для котлованов используют следующие машины:

• Экскаватор-драглайн. Подходит для грунтов, которые располагаются ниже уровня техники. Этот вариант оптимален, если нужно рыть глубокие и широкие котлованы, а также вести разработку из-под воды. Драглайн отличается глубиной копки (до 12 м) и большим радиусом захвата (до 10 м).
• Экскаватор с обратной лопатой. Также используется в случаях, когда уровень рытья находится ниже поверхности стоянки машины. Однако разработка котлована экскаватором с обратной лопатой ориентируется на небольшие объемы работы без выполнения послойной выемки. И все же благодаря умеренным габаритам, высокой маневренности и низким ресурсным затратам этот вид землеройной техники чаще других задействуют в устройстве котлованов.
• Экскаватор-грейфер. Обычно применяется для создания инженерных и хозяйственных сооружений наподобие колодцев, траншей и канав. В создании котлованов эту технику используют в случаях, когда нужно обеспечить большую глубину ниже уровня грунтовых вод.

Производство работ

Большинство экскаваторов реализуют точную выемку грунта даже в тесных условиях. Рабочий процесс может сопровождаться складированием земли и вывозом, но уже с подключением другой техники наподобие самосвала. Руководитель рабочего процесса контролирует слаженное взаимодействие разных функциональных групп, добиваясь оперативности и четкости выполнения операций. На завершающем этапе технология разработки котлована экскаватором предусматривает зачистку дна. Если позволяют возможности конкретной модели техники, оператор может подготовить прочную и надежную подошву для фундаментной основы. Как минимум после основной выборки грунта устраняются рыхлые участки и насыпи, которые в дальнейшем могут дать усадку.

Крепление стен котлована

Согласно правилам СНиП, укреплению подлежат стены слабовыветривающихся и рыхлых котлованов, глубина которых превышает 5 м. Наиболее эффективной методикой такого укрепления считается «стена в грунте», которая формирует устойчивую вертикальную поверхность из бетонитовой суспензии. Такие стены выдерживают гидростаточеское давление и не допускают проседания породы. Но этот вариант укрепления не подойдет, если работы выполнялись на плывучих и насыпных грунтах. Разработка экскаватором котлована в условиях неустойчивых грунтов с повышенным уровнем грунтовых вод является одной из наиболее ответственных операций, которую следует завершать шпунтовым укреплением стен. Это своего рода вариация армирования металлическими элементами, но вместо бетонной основы используется волнистый или гофрированный стальной забор. В некоторых случаях применяются и буронабивные установки, когда нужно создать высокопрочное сплошное ограждение.

Особенности разработки котлована экскаватором на песке

На песчаных почвах производить разработку грунта достаточно проблематично, поэтому чаще в подобных условиях используют ручную силу. Но, если речь идет о большой площадке, то без механизированной техники не обойтись. В данном случае поможет универсальная одноковшовая машина, позволяющая выполнять несколько разноплановых операций. Благодаря смене навесного оборудования, оператор сможет осуществлять зачистку дна, удаление негабаритов, отделку откосов, уплотнение и рыхление. Применительно к песчаным почвам, разработка котлованов одноковшовыми экскаваторами выгодна возможностью выполнения операций замачивания и утрамбовки. Правильная проработка такой основы исключит риски усадки фундамента даже при сейсмических подвижках. После работы потребуется оперативное создание откосов выемки с выдержкой безопасного уклона.

Заключение

С точки зрения организации, использование экскаватора в принципе достаточно хлопотное решение для производства земляных работ. И это не говоря о финансовых затратах, так как в среднем при таком подходе обслуживание 1 м3 обходится в 300-500 руб. Чем же оправдывает себя разработка котлована экскаватором при таких недостатках? Данный способ позволяет быстро и качественно справиться с тяжелой работой, минимизируя риски оставления технико-конструкционных дефектов сооружения. Также имеет значение плюс в виде общей механизации процесса перемещения грунта, если его не планируется использовать на участке. Экскаватор в связке с тем же самосвалом или грузовиком в кратчайшие сроки избавит площадку от выбранной земли.

Что такое разработка грунта. Способы разработки грунта. экскаваторы непрерывного действия

Машины для земляных работ в гражданском строительстве используют при рыхлении плотных, скальных и мерзлых грунтов, планировании строительных площадок, подготовке оснований под дороги и проезды, разработке котлованов под фундаменты зданий и сооружений, рытье траншей открытым способом при прокладке городских коммуникаций и строительстве подземных сооружений, копании ям и приямков, зачистке дна и откосов земляных сооружений, обратной засыпке котлованов и траншей после возведения фундаментов и укладки коммуникаций, уплотнении грунтов и т. п.

Машины осуществляют разработку грунтов тремя основными способами:
механическим, при котором грунт отделяется от массива пассивными и приводными (активными) режущими органами — ножами, зубьями, скребками, клиньями, резцами, фрезами и т. п.;
гидромеханическим, при котором грунт разрушается в открытом забое направленной с помощью гидромонитора струей воды под давлением до 6 МПа или всасыванием предварительно разрушенного (гидромонитором или фрезой) грунта со дна реки или водоема грунтовым насосом-землесосом;
взрывным, при котором разрушение грунта (породы) происходит под давлением расширяющихся продуктов сгорания (газов), взрывчатых веществ.

Иногда применяют комбинированные способы разработки грунтов, например взрывной (предварительное рыхление) в сочетании с механическим (последующая разработка землеройной машиной с ножевым или ковшовым рабочим органом).

В настоящее время около 95% земляных работ в строительстве осуществляется механическим способом.

При выполнении земляных работ используют широкую номенклатуру различных по назначению, конструкции и принципу действия машин, которые разделяются на: – машины для подготовительных работ; – землеройно-транспортные; – экскаваторы; – бурильные; – для бестраншейной прокладки коммуникаций; – для гидромеханической разработки грунта; – для уплотнения грунтов.

Различают землеройные машины — одноковшовые и многоковшовые экскаваторы, землеройно-транспортные машины — бульдозеры, скреперы, грейдеры, грейдер-элеваторы; машины для уплотнения грунта, работающие по принципу укатывания, трамбования и вибрационного действия, — катки, трамбовки, вибрационные машины.

Землеройные машины

Одноковшовые экскаваторы копают грунт и перемещают его движением ковша. Усилие к ковшу передается от двигателя через трансмиссию. Сам экскаватор при этом остается на месте (одноковшовый экскаватор) или медленно передвигается (многоковшовый экскаватор-канавокопатель).

Экскаваторы перемещают грунт на небольшие расстояния (только на длину рабочего органа). Их используют для копания грунта и отгрузки его тут же в отвал или для копания и погрузки грунта в транспортные средства при перевозке на большие расстояния.

Многоковшовые экскаваторы (рис. 10) разделяются на траншейные экскаваторы с цепным и роторным рабочим органом. Имеются также экскаваторы поперечного копания с цепным рабочие органом и роторные экскаваторы, предназначенные для вскрышных и добычных работ при открытой разработке полезных ископаемых и для выполнения других видов земляных работ.

Одноковшовый экскаватор — наиболее распространенная и универсальная землеройная машина. Она состоит из ходового оборудования, поворотной платформы, рабочего оборудования. На поворотной платформе устанавливают один или несколько двигателей.

Ходовое оборудование одноковшового экскаватора предназначено для перемещения экскаватора в забое по мере выработки грунта и на небольшие расстояния в пределах строительной площадки. Ходовое оборудование одноковшовых экскаваторов бывает гусеничное, пневмоколесное, шагающее. Для специальных работ применяют плавающие экскаваторы, устанавливаемые на понтонах.

Гусеничное ходовое оборудование одноковшовых экскаваторов не предназначено для длительного передвижения на большие расстояния, так как при этом быстро изнашивается и преходит в негодность. Поэтому на расстояние более 15 км гусеничные экскаваторы перевозят специальным транспортом на трейлерах, по железной дороге или водным путям.

Рис. 10. Траншейный многоковшовый экскаватор: а — с цепным рабочим органом, б — с роторным рабочим органом

Пневмоколесные одноковшовые экскаваторы с ковшом емкостью 0,2-0,4 м3 могут своим ходом перемещаться с большой скоростью на значительные расстояния и широко применяются для выполнения небольших объемов работ.

Шагающие экскаваторы для передвижения имеют выдвигающиеся лыжи. Шагающий ход применяют на экскаваторах большой -мощности, предназначенных для работы в слабых грунтах.

На раме ходового оборудования устанавливают поворотное устройство с поворотной рамой экскаватора. Поворотное устройство состоит из роликов или шариков, находящихся между двумя кольцевыми дорожками, и работает как шариковый или роликовый подшипник. На верхнем кольце устанавливают поворотную платформу, которая вращается при помощи двух зубчатых колес. Малое зубчатое колесо вращается в подшипниках, установленных в платформе. Большое зубчатое колесо закреплено на раме ходового устройства.

На поворотной платформе размещается двигатель, трансмиссия, кабина машиниста и рабочее оборудование.

В зависимости от выполняемой работы на одноковшовые экскаваторы устанавливают различное рабочее оборудование, показанное на рис. 11.

Прямая лопата — основной вид рабочего оборудования, наиболее часто применяемый для разработки грунта и погрузки его в автосамосвалы или землевозные тележки, на железнодорожные платформы или в отвал. Обратная лопата может быть установлена взамен прямой лопаты, причем у большинства универсальных экскаваторов для монтажа обратной лопаты используют ковш, рукоять, стрелу, блоки прямой лопаты.

Обратную лопату применяют при рытье котлованов и траншей для укладки труб.

Драглайн применяют для разработки грунта и погрузки его в отвал.

Погрузка грунта драглайном в-транспортные средства производится редко, так как ковш подвешен на канатах, которые при разгрузке покачиваются и выгрузка в точно назначенное место (например, кузов автомашины) затруднена. При помощи драглайна отрывают котлованы, каналы, отсыпают из резерва железнодорожные насыпи, добывают полезные ископаемые.

Экскаватор-кран со стрелой драглайна используют на строительстве для монтажа сооружений.

Кроме названных видов сменного рабочего оборудования, экскаваторы используют со следующим оборудованием:

грейфер для погрузочно-разгрузочных работ и для разработки колодцев; корчеватель для удаления пней; струг для планировки; скребок и засыпатель для котлованов.

Кроме того, к стреле экскаватора может быть подвешена трамбующая плита для уплотнения грунта, металлический шар, или клин-молот для разрушения мерзлых грунтов, старых дорожных покрытий и зданий, подлежащих сносу.

Рис. 11. Сменное рабочее оборудование универсального одноковшового экскаватора

Универсальные строительные экскаваторы изготовляют различных размеров с ковшами емкостью от 0,15 до 2,5 м3 и применяют в зависимости от объема выполняемых работ.

Карьерные и вскрышные одноковшовые экскаваторы на уширенном гусеничном и шагающем ходу выпускают с ковшами емкостью от 2 до 25 мъ и более. Например, экскаватор ЭШ 25/100 имеет ковш емкостью 25 м3 при длине стрелы 100 м. Новокраматорский завод осваивает экскаватор значительно большей мощности и производительности.

Эти машины предназначены главным образом для открытой разработки полезных ископаемых и в этом учебнике не рассматриваются.

Большая маневренность ковша одноковшового экскаватора и значительные усилия, разиваемые на зубьях, позволяют использовать одноковшовые экскаваторы для разработки неоднородных грунтов с твердыми включениями. Многоковшовые экскаваторы с большим успехом применяют для разработки однородных грунтов.

Для бесперебойной работы экскаваторов обоих типов размер твердых включений в грунтах не должен превышать 0,20-0,25 ширины ковша. При больших размерах включений многоковшовые экскаваторы работать не могут, а у одноковшовых экскаваторов снижается производительность.

При благоприятных условиях (однородный грунт, однотипная работа и пр.) целесообразно использовать многоковшовые экскаваторы. Кроме того, управление одноковшовым экскаватором требует постоянного участия машиниста, управление же многоковшовым экскаватором почти автоматизировано, так как требует только периодического вмешательства для регулирования, направления, пуска, остановки и постоянного наблюдения за работой машины.

Землеройно-транспортные машины

К землеройно-транспортным машинам относятся бульдозеры, скреперы, грейдеры, плужные канавокопатели и некоторые другие машины.

Землеройно-транспортные машины состоят из колесного или гусеничного тягача и прицепного или навесного рабочего оборудования. Эти машины режут грунт, перемещают и укладывают его, а также производят планировочные работы.

Землеройно-транспортные машины отличаются от землеройных машин тем, что резание и перемещение грунта осуществляются только при перемещении машин и неизменном или почти неизменном положении рабочего органа относительно трактора, а также тем, что для резания и перемещения грунта используют тяговое усилие тягача.

Перечисленные машины отличаются простой конструкцией, высокой производительностью, благодаря чему стоимость земляных работ получается низкой. Поэтому такие машины получают с каждым годом все большее применение в народном хозяйстве страны.

Землеройно-транспортные машины — универсальные машины, так как они могут выполнять разные земляные работы и перемещать грунт на различные расстояния. Однако в условиях распутицы, дождей и сыпучих песков применять их нельзя.

Машины для уплотнения грунтов

Уплотнение грунтов производится следующим образом: – статическим давлением — вальцами гладких, ребристых, кулачковых катков или катков с пневматическими шинами; – ударами трамбующих рабочих органов — трамбовками; – при помощи вибрации — вибрационными машинами.

Прицепные катки состоят из рамы, сварного или литого полого барабана и сцепных устройств. Барабан снабжен люками для загрузки в него балласта, который увеличивает вес катка и дает возможность уплотнять грунт на большую глубину (рис. 12).

Барабан вращается в подшипниках скольжения, закрепленных на раме. Гладкий барабан прицепного катка может быть оборудован кулачками, прикрепленными к стальным ободам, надетым на барабан.

На раме катка крепят скребок для очистки барабана, два сцепных устройства — переднее и заднее — и съемные косынки по углам для прицепки дополнительных катков. Часто работают двумя катками, соединенными один с другим, иногда тремя и реже работают сцепкой из пяти катков. Кулачковые катки уплотняют грунт на глубину 0,25-0,3 м, однако небольшой верхний слой грунта в 4-6 см остается неуплотненным.

Свеженасыпанный грунт достаточно хорошо уплотняется пневматическими шинами скреперов и самосвалов. При этом грунт надо отсыпать небольшими слоями.

Для равномерного уплотнения грунта некоторые катки изготовляют с раздельной подвеской пневматических колес, т. е. каждое колесо со своим грузом представляет собой как бы самостоятельный прицеп.

Рис. 12. Прицепной кулачковый каток:
1 — трактор. 2 — рама. 3 — барабан, 4 — кулачки, 5 — скребки, 6 — люк

Трамбующие машины уплотняют грунт на глубину 0,6-2,5 м и используются в тех случаях, когда нельзя применять метод укатывания, например в стесненных условиях. Недостаток этого способа уплотнения — возможность повредить от сотрясения.грунта находящиеся вблизи сооружения, здания, канализационные и другие трубы, проложенные в земле и т. д. Преимущество — возможность уплотнения грунта на большую глубину.

Рис. 13. Вибрационная машина для уплотнения грунта:
а — общий вид, б — схема работы; 1 — плита, 2 -двигатель, 3 — вал, 4 — дебалансы

Грунт можно уплотнять трамбованием при помощи экскаватора-крана, на котором вместо груза подвешивают специальную плиту весом 1,5-4 т, которую попеременно поднимают и бросают, делая по грунту 10-20 ударов в минуту.

Используется также навесное оборудование на тракторе Т-100. Рабочим органом этой машины являются две квадратные плиты, подвешенные на канатах сзади трактора. Попеременный подъем и сброс плит осуществляют кривошипно-полиспастными механизмами, смонтированными перед радиатором трактора. Эти механизмы приводятся в действие от коленчатого вала двигателя через редуктор.

Вибрационные машины применяют для уплотнения рыхлых свежеотсыпанных несвязных грунтов, а также для уплотнения супесей и суглинков.

Вибрацией называются колебания с малой амплитудой, производимые вибратором, который состоит из нескольких вращающихся неуравновешенных деталей-дебалансов. При вращении дебалансов происходит колебание корпуса, в котором они вращаются. Колебания корпуса передаются грунту и вызывают перемещение частиц грунта, вследствие чего грунт уплотняется.

Вибрационные машины бывают прицепные и самоходные. Вибрационная самопередвигающаяся машина состоит из виброплиты, одновального четырехбалансного вибратора, средние де-балансы которого вращаются в сторону, противоположную вращению двух крайних дебалансов (рис. 13).

Изменяя вручную при помощи специальной передачи положение одних дебалансов относительно других, машинист может регулировать величину и направление колебаний виброплиты и тем самым изменять направление движения машины.

Прицепной виброкаток состоит из рамы с дышлом, двигателя, установленного на раме, и барабана, внутри которого смонтирован вибратор. Двигатель соединен с вибратором клиноременной передачей.

Основными земляными работами при строительстве автомобильных дорог являются: возведение насыпей, разработка грунта в выемках, резервах и канавах, отделочные работы, подготовка котлованов под опоры мостов, а также планировочные работы. Земляные работы делятся на сосредоточенные и линейные.

К сосредоточенным относятся работы по устройству больших выемок и насыпей с объемом более 15 000 м3 на 1 объект, в том числе устройство подходов к искусственным сооружениям, переходов через болота и т. д.

К линейным относятся работы по устройству мелких выемок и насыпей, профилированию земляного полотна, отделке обочин и откосов. Насыпи обычно сооружают из грунта боковых резервов. Сосредоточенные и линейные работы выполняют различными специализированными отрядами, оснащенными предназначенными для этих целей машинами.

Широко применяются три основных способа производства земляных работ — механический, гидравлический и взрывной.

Механический способ заключается в отделении части грунта рабочим органом — ковшом, ножом или резцом; при гидравлическом способе грунт размывают струей воды, подаваемой под давлением гидромонитором, или засасывают заборной трубой землесоса из-под воды, иногда с предварительным механическим рыхлением грунта специальным наконечником в виде фрезы; в основу взрывного способа положено рыхление грунта или в случае необходимости перемещение земляных масс в нужном направлении (взрыв на выброс) путем взрыва зарядов взрывчатых веществ.

Каждый из этих способов имеет свои области применения. Поэтому ни один из этих способов нельзя считать наилучшим во всех случаях. Все они взаимно дополняют друг друга, и в каждом отдельном случае необходимо правильно сочетать их в соответствии с конкретными условиями работы.

В зависимости от трудности разработки грунтов, под которой подразумевается главным образом их сопротивление копанию, выбирают способ разработки и необходимые машины.

К атегория: — Машины для земляных работ

МАШИНЫ ДЛЯ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ

Виды земляных сооружений

Земляными сооружениями называют устройства в грунте, полученные в результате его удаления за пределы сооружения, или из грунта, внесенного в сооружение извне. Первые называют выемками, а вторые — насыпями. В зависимости от формы и размеров выемок различают котлованы, траншеи, канавы, кюветы, каналы, ямы, скважины и шпуры. Котлованы и ямы имеют соизмеримые размеры во всех трех направлениях, при этом глубина котлована обычно меньше, а ямы — больше двух других размеров. Кроме того, ямы имеют небольшой объем. Длины траншей, канав, кюветов и каналов существенно превышают размеры их поперечных сечений. Скважины — это закрытые выемки, один размер которых (глубина или длина в зависимости от ориентации выемки относительно открытой поверхности грунта) существенно превышает размеры их поперечных сечений. Скважины диаметром до 75 мм включительно называют шпурами. Скважины могут быть вертикальными, горизонтальными и наклонными.

При устройстве выемок вынутый из них грунт удаляют за пределы рабочей площадки или укладывают рядом в кавальеры для его последующего использования при обратной засыпке. При сооружении насыпей грунт доставляют извне или из боковых резервов.

Различают временные земляные сооружения (траншеи для укладки в них подземных коммуникаций и т. п.) и земляные сооружения длительного пользования (придорожные кюветы, дорожные насыпи, дамбы, плотины и т. п.). Временные земляные сооружения отрывают на время строительства, например, на время укладки трубопровода и монтажа трубопроводной арматуры, после чего исходную земляную поверхность восстанавливают. В зависимости от вида и состояния грунта, погодных условий, а также продолжительности существования временных земляных сооружений, во избежание обрушения, их стенки укрепляют или оставляют без крепления. Боковые откосы земляных сооружений длительного пользования обычно укрепляют дерном, деревянными рейками и т. п. Чаще насыпи отсыпают с послойным уплотнением грунта.

К земляным сооружениям относятся также спланированные полосы и площадки, которые могут быть как временными, так и сооружениями длительного пользования. В зависимости от проектного уровня по отношению к исходному рельефу, необходимости замены естественного грунта доставленным извне эти земляные сооружения могут выполняться по схеме образования выемок или насыпей, а также комбинированным способом: удалением грунта из возвышенностей и засыпкой им впадин.

Если при образовании выемок выполняются работы только по отделению части грунта от массива, связанному с разрушением его связности, и его перемещением, то при сооружении насыпей, кроме перемещения грунта, обычно решается обратная задача — восстановления прежнего плотного состояния грунта.

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 определяются по способам их разрушения, характеризуемым видом энергетического воздействия. Наибольшее применение в строительстве нашло механическое разрушение грунтов сосредоточенным контактным силовым воздействием 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 динамическое разрушение 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 от 0,05 до 0,5кВтч/м 3 . Этим способом выполняют до 85% всего объема земляных работ в строительстве.

Рабочий процесс машины 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, 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 процесса разрушения грунта используют комбинированные способы, например, газомеханический, обеспечиваемый импульсной подачей газов под давлением в отверстия на землеройном рабочем органе. Выходящие через отверстия газы разрыхляют грунт, уменьшая этим сопротивление перемещению рабочего органа.

Сопротивляемость разрушению водонасыщенных мерзлых 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 их широко применяют гидравлическое разрушение грунтов струей воды с использованием гидромониторов и землесосных снарядов. Таким же способом добывают песок, гравий или песчано-гравийную смесь для последующего использования как строительного материала. Энергоемкость процесса достигает 4кВт ч/м 3 , а расход воды — до 50. 60 м 3 на 1 м 3 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.

Крепкие скальные породы и мерзлые грунты обычно разрушают взрывом под давлением газов, образующихся при воспламенении взрывчатых веществ, которые закладывают в специально пробуренные скважины (шпуры), в прорезные узкие щели или в 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 грунта: его прогрев высокотемпературной (до 1800. 2000°С) газовой струей с последующим разрушением термоослабленного слоя грунта режущим инструментом. При термопневматическом бурении грунт разрушается и выносится из скважины высокотемпературной газовой струей со скоростью до 1400м/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 способ разрушения 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 способы разрушения 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 и инфракрасной энергии и т. п.

Выбор способа разработки зависит, прежде всего, от прочности грунта, в том числе и от сезонной, связанной с его промерзанием. При правильной организации плановых (неаварийных) 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, где, во избежание обрушения, траншеи отрывают загодя с небольшим отрывом по времени перед укладкой в них труб, подлежащие зимней разработке участки отрывают 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 также при низких температурах окружающего воздуха.

Свойства грунтов

Грунтами называют выветрившиеся горные породы, образующие кору земли. По происхождению, состоянию и механической прочности различают грунты скальные -сцементированные водоустойчивые породы с пределом прочности в водонасыщенном состоянии не менее 5мПа (граниты, песчаники, известняки и т. п.), полускальные — сцементированные горные породы с пределом прочности до 5мПа (мергели, окаменевшие глины, гипсоносные конгломераты и т. п.), крупнообломочные — куски скальных и полускальных пород, песчаные — состоящие из несцементированных мелких частиц, разрушенных горных пород размером 0,05. 2мм, глинистые — с размером частиц менее 0,005мм.

По гранулометрическому составу, оцениваемому долевым содержанием фракций по массе, различают грунты: глинистые (с размерами частиц менее 0,005мм), пылеватые (0,005. 0,05мм), песчаные (0,05. 2мм), гравийные (2. 20мм), галечные и щебеночные (20. 200мм), валуны и камни (более 200мм). Наиболее часто встречающиеся в строительной практике грунты различают по процентному содержанию в них глинистых частиц: глины — не менее 30%; суглинки — от 10 до 30%; супеси — от 3 до 10% с преобладанием песчаных частиц над пылевидными, пески — менее 3%.

Ниже приводятся некоторые характеристики грунтов, влияющие на процесс их взаимодействия с землеройными и грунтоуплотняющими рабочими органами. Грунт состоит из твердых частиц, воды и газов (обычно воздуха), находящихся в его порах. Влажность грунтов, оцениваемая отношением массы воды к массе твердых частиц, составляет от 1. 2% — для сухих песков до 200% и более — для текучих глин и илов. В некоторых случаях, например, при оценке степени принудительного уплотнения грунтов, пользуются так называемой оптимальной влажностью, которая изменяется от 8. 14% для мелких и пылеватых песков до 20. 30% для жирных глин.

При разработке грунты увеличиваются в объеме за счет образования пустот между кусками. Степень такого увеличения объема оценивают коэффициентом разрыхления, равным отношению объема определенной массы грунта после разработки к ее объему до разработки (табл.1). Значения коэффициента разрыхления колеблются от 1,08. 1,15 для песков до 1,45. 1,6 для мерзлых грунтов и скальных пород. После укладки грунта в отвалы и естественного или принудительного уплотнения степень их разрыхления уменьшается. Ее оценивают коэффициентом остаточного разрыхления (от 1,02. 1,05 для песков и суглинков до 1,2. 1,3 для скальных пород).

Уплотняемость грунтов характеризуется увеличением их плотности вследствие вытеснения из пор воды и воздуха и компактной укладки твердых частиц. После снятия внешней нагрузки сжатый в порах воздух расширяется, вызывая обратимую деформацию грунта. При повторных нагружениях из пор удаляется все больше воздуха, вследствие чего обратимые деформации уменьшаются.

Степень уплотнения грунта характеризуется остаточной деформацией, основная доля которой приходится на первые циклы нагружения. Ее оценивают коэффициентам уплотнения, равным отношению фактической плотности к ее максимальному стандартному значению, соответствующему оптимальной влажности. При уплотнении грунтов требуемый коэффициент уплотнения назначают в зависимости от ответственности земляного сооружения из пределов от 0,9 до 1.

Прочность и деформируемость грунтов определяется, в основном, свойствами слагающих их частиц и связей между ними. Прочность частиц обусловлена внутримолекулярными силами, а прочность связей — их сцеплением. При разработке грунтов эти связи разрушаются, а при уплотнении восстанавливаются.

При взаимном перемещении частиц грунта между собой возникают силы внутреннего трения, а при перемещении грунта относительно рабочих органов — силы внешнего трения. Согласно закону Кулона эти силы пропорциональны нормальной нагрузке с коэффициентами пропорциональности, называемыми коэффициентами внутреннего и внешнего трения соответственно. Для большинства глинистых и песчаных грунтов первый составляет от 0,18 до 0,7, а второй — от 0,15 до 0,55.

При взаимном перемещении грунта и землеройного рабочего органа происходит царапанье твердыми грунтовыми частицами рабочих поверхностей режущего инструмента и других элементов рабочего органа и, как следствие, изменение его формы и размеров, называемое изнашиванием. Разработка грунтов изношенным режущим инструментом требует больше затрат энергии. Способность грунтов изнашивать рабочие органы землеройных машин называют абразивностью. Бόльшей абразивностью обладают более твердые грунты (песчаные и супесчаные) с частицами, закрепленными (сцементированными) в грунтовом, например, замерзшем массиве. Абразивная изнашивающая способность мерзлых грунтов в зависимости от их температуры, влажности и гранулометрического состава может быть в десятки раз выше, чем у тех же грунтов не мерзлого состояния.

Грунты, содержащие глинистые частицы, способны прилипать к рабочим поверхностям рабочих органов, например, ковшовым, уменьшая тем самым их рабочий объем и создавая повышенные сопротивления перемещению отделенного от массива грунта внутрь ковша, вследствие чего увеличиваются затраты энергии на разработку грунта и снижается производительность землеройной машины. Это свойство грунтов, называемое липкостью, усиливается при отрицательных температурах. Силы сцепления примерзшего к рабочим органам грунта в десятки и сотни раз больше, чем грунта не мерзлого состоянии. Для удаления прилипшего к рабочим органам грунта приходится делать вынужденные простои машины, а в ряде случаев, например, для очистки от примерзшего грунта, принимать специальные меры, в основном, механического воздействия.

Грунты, разрабатываемые машинами, классифицируют по трудности разработки по 8 категориям (табл.1). В основу этой классификации, предложенной проф. А.Н.Зелениным, положена плотность в физическом измерении [кг/м 3 ] и по показаниям плотномера конструкции ДорНИИ (рис.103). Плотномер

представляет собой металлический стержень круглого поперечного сечения площадью 1см 2 с двумя шайбами-упорами, между которыми свободно перемещается груз массой 2,5кг. Полный ход груза составляет 0,4м. Длина нижнего свободного конца стержня — 0,1м. Для измерения плотности прибор нижним концом устанавливают на грунт, поднимают груз до упора в верхнюю шайбу и отпускают его. При падении груз ударяет о нижнюю шайбу, совершая работу в 1Дж и заставляя внедряться в грунт нижний конец стержня. Плотность грунта оценивают числом ударов, соответствующим внедрению в грунт стержня до упора в нижнюю шайбу.

Согласно классификации проф. А.Н.Зеленина грунты распределены по категориям следующим образом: I категория — песок, супесь, мягкий суглинок средней крепости влажный и разрыхленный без включений; II категория — суглинок без включений, мелкий и средний гравий, мягкая влажная или разрыхленная глина; III категория — крепкий суглинок, глина средней крепости влажная или разрыхленная, аргиллиты и алевролиты; IV категория — крепкий суглинок, крепкая и очень крепкая влажная глина, сланцы, конгломераты; V категория — сланцы, конгломераты, отвердевшие глина и лесс, очень крепкие мел, гипс, песчаники, мягкие известняки, скальные и мерзлые породы; VI категория — ракушечники и конгломераты, крепкие сланцы, известняки, песчаники средней крепости, мел, гипс, очень крепкие опоки и мергель; VII категория — известняки, мерзлый грунт средней крепости; VIII категория — скальные и мерзлые породы, очень хорошо взорванные (куски не более 1/3 ширины ковша).

Рабочие органы землеройных машин и их взаимодействие с грунтом

Рабочие органы, с помощью которых грунт отделяют от массива (экскаваторные ковши, бульдозерные отвалы, зубья рыхлителей) (рис.104) называют землеройными. В конструкциях землеройных и землеройно-транспортных машин, рабочий процесс которых состоит из последовательно выполняемых

операций отделения грунта от массива, его перемещения и отсыпки, землеройные рабочие органы совмещают с транспортирующими — ковшами (экскаваторы, скреперы) или отвалами (бульдозеры, автогрейдеры). Первые называют ковшовыми, а вторые — отвальными. Зубья рыхлителей (рис.104,а) отделяют грунт от массива без совмещения с другими операциями.

Ковшовый рабочий орган представляет собой емкость с режущей кромкой, оснащенной зубьями (рис.104,б — г, е) или без них (рис.104,д, ж, з). Ковши с режущими кромками без зубьев чаще применяют для разработки малосвязных песков и супесей, а ковши с зубьями — в основном для разработки суглинков, глин и прочных грунтов. При разработке грунта ковш перемещается относительно грунтового массива так, что его режущая кромка или зубья внедряются в грунт, отделяя его от массива. Разрыхленный вследствие этой операции грунт поступает в ковш для последующего перемещения в нем к месту разгрузки.

Отвальные рабочие органы (рис.104,и) оснащают в нижней части ножами, в этом случае их еще называют ножевыми. Для разрушения более прочных грунтов на ножи дополнительно устанавливают зубья. Рабочий процесс отвального рабочего органа отличается от описанного выше способом перемещения грунта к месту укладки — волоком по ненарушенному грунту перед отвалом.

Режущая часть землеройного рабочего органа имеет форму заостренного клина (рис.105), ограниченного передней 1 и задней 2 гранями, линию пересечения которых называют режущей кромкой. Угол δ , образованный с направлением

движения режущего клина его передней гранью, называют углом резания, а угол Θ , образованный с тем же направлением задней гранью — задним углом. Разрушающая способность режущего клина тем больше, чем больше реализуемого рабочим органом активного усилия приходится на единицу длины режущей кромки.. При одном и том же усилии узкий режущий клин эффективнее широкого. Поскольку суммарная длина режущих кромок всех зубьев, установленных на ковше или отвале, всегда меньше длины кромки того же рабочего органа без зубьев, то рабочий орган с зубьями обладает большей разрушающей способностью по сравнению с рабочим органом без зубьев. Чем меньше на рабочем органе зубьев, тем больше его разрушающая способность.

При взаимодействии с грунтом, обладающим абразивными свойствами, режущий клин затупляется, его режущая кромка становится все менее выраженной, а энергоемкость разработки им грунта возрастает.

Для повышения износостойкости режущих инструментов землеройных рабочих органов переднюю грань

упрочняют твердым сплавом в виде наплавок износостойкими электродами или напаек из металлокерамических твердосплавных пластин (рис.106). Последние более эффективны по сравнению с наплавками. Они обладают высокой твердостью, соизмеримой с твердостью оксидов кремния, содержащихся в песчаных грунтах, но подвержены хрупкому разрушению при встрече с валунами.. Упрочненный по передней грани режущий инструмент обладает эффектом самозатачивания, который проявляется в том, что державка 1, имеющая более низкую твердость по сравнению с упрочняющим слоем (пластинкой) 2, изнашивается быстрее последнего (формы износа показаны на рис.106 тонкими линиями), так что режущий инструмент во все время работы остается практически острым с затуплением лишь по толщине упрочняющего слоя. Такой режущий инструмент обеспечивает менее энергоемкую разработку грунта, чем неупрочненный. Реализуемые режущим клином усилия на отделение грунта от массива (усилия резания> почти стабильны при разработке пластичных глинистых грунтов(рис.107,а ). Во всех других случаях усилия резания изменяются от минимальных значений до максимальных с определенным периодом, подобно показанному на рис.107,б .

Амплитуда этих колебаний возрастает по мере увеличения прочности и хрупкости грунтов. Процессу резания сопутствует перемещение грунта перед рабочим органом, внутри его (при ковшовом рабочем органе) или по нему (при отвальном органе). Совокупность этих перемещений вместе с резанием называют копанием.

Сопротивление грунта резанию зависит только от вида грунта и параметров режущего инструмента, в то время как сопротивление копанию, кроме того, зависит от способа разработки (типа землеройной машины), что отражено в таблице 1.

Выбор способа производства земляных работ зависит от свойств грунта, объемов работ, вида земляных сооружений, гидрогеологических условий и других факторов. Технологический процесс выполнения земляных работ состоит из разработки грунта, транспортировки, укладки в отвал или насыпь, уплотнения и планировки. Для механизации земляных работ применяют одноковшовые строительные экскаваторы с гибкой и жесткой подвеской рабочего оборудования в виде прямой и обратной лопаты, драглайна, грейфера, землеройно-планировочного, планировочного и погрузочного устройств; экскаваторы непрерывного действия, к которым относятся цепные многоковшовые, цепные скребковые, роторные многоковшовые и роторные бесковшовые (фрезерные); бульдозеры, скреперы, грейдеры (прицепные и самоходные), грейдеры-элеваторы, рыхлители, бурильные машины. В комплект машин для механизированной разработки грунта кроме ведущей землеройной машины включаются также вспомогательные машины для транспортировки грунта, подчистки выемки дна, уплотнения грунта, отделки откосов, предварительного рыхления грунта и т. п. в зависимости от вида работ.

Разработка грунта одноковшовыми экскаваторами

В промышленном и гражданском строительстве применяют экскаваторы с ковшом вместимостью от 0,15 до 4 м3. При выполнении больших объемов земляных работ на гидротехническом строительстве применяются более мощные экскаваторы с вместимостью ковша до 16 м3 и более.

Экскаваторы на колесном ходу рекомендуется применять при работах на грунтах с высокой несущей способностью при рассредоточенных объемах работ, при работах в городских условиях с частыми перебазировками; экскаваторы на гусеничном ходу применяют при сосредоточенных объемах работ при редких перебазировках, при работах на слабых грунтах и разработке скальных пород; навесные экскаваторы на пневмоколесных тракторах — при рассредоточенных объемах работ и при работе в условиях бездорожья.

Разработка грунта одноковшовыми экскаваторами ведется проходками. Число проходок, забоев и их параметры предусматриваются в проектах и технологических картах производства земляных работ для каждого конкретного объекта в соответствии с параметрами земляных сооружений (по рабочим чертежам) с оптимальными рабочими размерами оборудования экскаваторов.

Одноковшовые экскаваторы относятся к машинам цикличного действия. Время рабочего цикла определяется суммой отдельных операций: продолжительность заполнения ковша, поворот на выгрузку, разгрузку и поворот в забой. Наименьшие затраты времени на выполнение рабочего цикла обеспечиваются при следующих условиях:

• ширина проходок (забоев) принимается с таким расчетом, чтобы обеспечить работу экскаватора со средним поворотом не более 70 градусов;
• глубина (высота) забоев должна быть не меньше длины стружки грунта, необходимой для заполнения ковша с шапкой за один прием копания;
• длина проходок принимается с учетом возможно меньшего числа вводов и выводов экскаватора в забой и из забоя.

Забоем называется рабочая зона экскаватора. К этой зоне относится площадка, где размещается экскаватор, часть поверхности разрабатываемого массива и место установки транспортных средств или площадка для укладки разрабатываемого грунта. Геометрические размеры и форма забоя зависят от оборудования экскаватора и его параметров, размеров выемки, видов транспорта и принятой схемы разработки грунта. В технических характеристиках экскаваторов любой марки приведены, как правило, максимальные их показатели: радиусы резания, выгрузки, высота выгрузки и др. При производстве земляных работ принимают оптимальные рабочие параметры, составляющие 0,9 максимальных паспортных данных. Оптимальная высота (глубина) забоя должна быть достаточной для заполнения ковша экскаватора за одно черпание, она должна быть равна вертикальному расстоянию от горизонта стоянки экскаватора до уровня напорного вала, умноженному на коэффициент 1,2. Если высота забоя относительно мала (например, при разработке планировочной выемки), целесообразно использовать экскаватор вместе с бульдозером: бульдозер разрабатывает грунт и перемещает его к рабочему месту экскаватора, затем окучивает грунт, обеспечивая при этом достаточную высоту забоя. Экскаватор и транспортные средства должны быть расположены так, чтобы средний угол поворота экскаватора от места заполнения ковша до места его выгрузки был минимальным, так как на поворот стрелы расходуется до 70% рабочего времени цикла экскаватора.

По мере разработки грунта в забое экскаватор перемещается, отработанные участки называются проходками. По направлению движения экскаватора относительно продольной оси выемки различают продольный (с лобовым или торцовым забоем) и поперечный (боковой) способы разработки. Продольный способ состоит в разработке выемки проходками, направление которых выбирается по наибольшей стороне выемки. Лобовой забой применяется при разработке съезда в котлован и при рытье начала выемки на крутых косогорах. При лобовом забое грунт разрабатывается на всю ширину проходки. Торцевой забой применяется при разработке выемок ниже уровня стоянки экскаватора, при этом экскаватор, передвигаясь задним ходом по поверхности земли или на уровне, расположенном выше дна выемки, разрабатывает торец выемки. Боковые забои применяются для разработки выемки прямой лопатой, при этом пути транспортных средств устраиваются параллельно оси перемещения экскаватора или выше подошвы забоя. При боковом способе полная ширина проходки может быть получена путем последовательной разработки ряда проходок. Поперечным (боковым) способом разрабатывают выемки с отсыпкой грунта в направлении, перпендикулярном оси выемки. Поперечный способ применяется при разработке протяженных нешироких выемок с отсыпкой кавальеров или при устройстве насыпей из боковых резервов.

Некоторые виды выемок (например, планировочные) можно разрабатывать боковым забоем с движением транспорта на одном уровне с экскаватором. Иногда для перехода к разработке с боковым забоем необходимо вначале отрывать так называемую пионерную траншею, которую экскаватор начинает разрабатывать, спустившись на дно забоя по пандусу. Если высота выгрузки экскаватора больше или равна сумме глубины выемки, высоты борта самосвала и «шапки» над бортом (0,5 м), пионерную траншею разрабатывают боковым забоем при движении транспорта по дневной поверхности на расстоянии не менее 1 м от края выемки. При значительных в плане размерах выемки ее разрабатывают поперечными проходками вдоль меньшей стороны, при этом обеспечивается минимальная длина пионерной траншеи, что позволяет организовать наиболее производительное кольцевое движение транспорта. Выемки, глубина которых превосходит максимальную глубину забоя для данного типа экскаватора, разрабатывают в несколько ярусов. При этом нижний ярус разрабатывают аналогично верхнему, а автомобили подают к экскаватору так, чтобы ковш находился на кузов сзади. Трасса движения автомобиля в этом случае должна быть параллельна оси проходки экскаватора, но направлена в противоположную сторону.

Экскаватор, оборудованный обратной лопатой, применяется при разработке грунта ниже уровня стоянки и наиболее часто используется при рытье траншей для укладки подземных коммуникаций и небольших котлованов под фундаменты и другие сооружения. При работе с обратной лопатой также применяют торцовый или боковой забой. Наиболее целесообразно применять экскаватор с обратной лопатой для разработки котлованов глубиной не более 5,5 м и траншей до 7 м. Жесткое крепление ковша обратной лопаты дает ему возможность рыть узкие траншеи с вертикальными стенками. Глубина разрабатываемых узких траншей больше, чем глубина котлованов, так как экскаватор может опускать стрелу с рукоятью в самое нижнее положение, сохраняя устойчивость.

Экскаватор с рабочим оборудованием драглайн применяется при разработке больших и глубоких котлованов, при возведении насыпи из резервов и т. п. Преимуществами драглайна являются большой радиус действия и глубина копания до 16-20 м, возможность разрабатывать забои с большим притоком грунтовых вод. Драглайн разрабатывает выемки торцовыми или боковыми проходками. Для торцовой и боковой проходок организация работ драглайна аналогична работе обратной лопаты. При этом сохраняется такое же соотношение максимальной глубины резания. Драглайн обычно передвигается между стоянками на 1/5 длины стрелы. Разработка грунта драглайном чаще всего производится в отвал (односторонний или двусторонний), реже — на транспорт.

Экскаваторы отрывают котлованы и траншеи на глубину, несколько меньшую проектной, оставляя так называемый недобор. Недобор оставляют, чтобы избежать повреждения основания и не допускать переборов грунта, он составляет обычно 5-10 см. Для повышения эффективности работы экскаватора применяют скребковый нож, насаженный на ковш. Это приспособление позволяет механизировать операции по зачистке дна котлованов и траншей и вести их с погрешностью не более плюс-минус 2 см, что исключает необходимость ручных доработок.

Разработка грунта экскаваторами непрерывного действия осуществляется при отсутствии в грунтах камней, корней и т. п. До начала работы вдоль трассы траншеи бульдозером планируется полоса земли шириной не менее ширины гусеничного хода, затем разбивается и закрепляется ось траншеи, после чего начинается отрывка ее со стороны низких отметок (для стока воды). Многоковшовые экскаваторы разрабатывают траншеи ограниченных размеров и, как правило, с вертикальными стенками.

Разработка грунта землеройно-транспортными машинами

Основными видами землеройно-транспортных машин являются бульдозеры, скреперы и грейдеры, которые за один цикл разрабатывают грунт, перемещают его, разгружают в насыпь и возвращаются в забой порожняком.

Производство земляных работ бульдозерами

Бульдозеры применяются в строительстве для разработки грунта в неглубоких и протяженных выемках и резервах для перемещения его в насыпи на расстояние до 100 м (при применении более мощных машин расстояние перемещения грунта может быть увеличено), а также на расчистке территории и планировочных работах, на зачистке оснований под насыпи и фундаменты зданий и сооружений, при устройстве подъездных путей, разработке грунта на косогорах и т. п.

Рис. 7. :
а — обычное резание; б — гребенчатое резание

В практике земляных работ имеется несколько способов резания грунта бульдозером (рис. 7):

• обычное резание — нож вначале заглубляется на предельную для данного грунта глубину и по мере загрузки постепенно поднимается, так как растет сопротивление призмы волочения, на которое расходуется тяговое усилие трактора;
• гребенчатое резание — отвал заполняется несколькими чередующимися заглублениями и поднятиями.

Гребенчатая схема позволяет уменьшить длину резания за счет увеличения средней глубины стружки. Кроме того, при каждом заглублении ножа скалывается грунт под призмой волочения и на отвале уплотняется уже срезанный грунт. Благодаря этому сокращается время резания и увеличивается объем грунта на отвале.

При производстве земляных работ бульдозерами успешно применяется способ резания под уклон, основанный на рациональном использовании тягового усилия трактора. Суть его в том, что при движении трактора под уклон высвобождается часть тягового усилия, необходимого для перемещения самой машины, за счет чего грунт можно разрушать более толстым слоем. При работе бульдозера под уклон облегчается скалывание грунта, снижается сопротивление призмы волочения, которая движется частично под действием собственного веса. При отсутствии естественного уклона его можно создавать первыми проходками бульдозера. При работе под уклон 10-15 градусов производительность возрастает примерно в 1,5-1,7 раза.

Рис. 8. :
а — однослойным зарезанием; б — траншейным зарезанием. Цифрами указана очередность резания

Бульдозер работает по схемам, приведенным на рис. 8. Однослойным резанием с перекрытием полос на 0,3-0,5 м снимают растительный слой. Затем бульдозер перемещает грунт в отвал или промежуточный вал и возвращается к месту нового резания без разворота, задним ходом (челночная схема), или с двумя поворотами. Траншейная разработка производится с оставлением перемычек шириной 0,4 м в связных грунтах и 0,6 м в малосвязных. Глубина траншей принимается 0,4-0,6 м. Перемычки разрабатываются после прохода каждой траншеи.

Производство земляных работ скреперами

Эксплуатационные возможности скреперов позволяют использовать их при отрывке котлованов и планировке поверхностей, при устройстве различных выемок и насыпей. Скреперы классифицируются:

• по геометрическому объему ковша — малый (до 3 м3), средний (от 3 до 10 м3) и большой (свыше 10 м3);
• по роду агрегатирования с тягачом — прицепные и самоходные (в том числе полуприцепные и седельные);
• по способу загрузки ковша — загружаемые за счет силы тяги тягача и с механической (элеваторной) загрузкой;
• по способу разгрузки ковша — со свободной, полупринудительной и принудительной разгрузкой;
• по способу привода рабочих органов — гидравлические и канатные.

Скреперами ведут разработку, транспортирование (дальность транспортирования грунта колеблется от 50 м до 3 км) и укладку песчаных, супесчаных, лессовых, суглинистых, глинистых и других грунтов, не имеющих валунов, а примесь гальки и щебня не должна превышать 10%. В зависимости от категории грунтов резать их наиболее эффективно на прямолинейном участке пути при движении под уклон 3-7 градусов. Толщина разрабатываемого слоя в зависимости от мощности скрепера колеблется от 0,15 до 0,3 м. Разгружают скрепер на прямолинейном участке, при этом поверхность грунта разравнивают днищем скрепера.

Рис. 9. :
а — с наполнением ковша стружкой постоянной толщины; б — с наполнением ковша стружкой переменного сечения; в — гребенчатый способ наполнения ковша стружкой; г — наполнение ковша способом клевков

Различают несколько способов срезания стружки при работе скрепера (рис. 9):

• стружкой постоянной толщины. Способ применяют при планировочных работах;
• стружкой переменного сечения. При этом грунт срезается с постепенным уменьшением толщины стружки по мере наполнения ковша, т. е. с постепенным выглублением ножа скрепера к концу набора;
• гребенчатым способом. При этом грунт срезается с попеременным заглублением и постепенным подъемом ковша скрепера: на разных стадиях толщина стружки меняется от 0,2-0,3 м до 0,08-0,12 м;
• клевками. Наполнение ковша осуществляется путем многократного заглубления ножей скрепера на возможно большую глубину. Способ применяют при работе в рыхлых сыпучих грунтах.

В зависимости от размеров земляного сооружения, взаимного расположения выемок и насыпей применяют различные схемы работы скреперов. Наиболее распространенной является схема работы по эллипсу. При этом скрепер каждый раз поворачивается в одну сторону.

Рис. 10. :
а — траншейно-гребенчатый; б — ребристо-шахматный

При работе в широких и длинных забоях наполнение ковша скрепера осуществляется траншейно-гребенчатым и ребристо-шахматным способами. При траншейно-гребенчатом способе (рис. 10) разработка забоя ведется от края резерва или выемки параллельными полосами постоянной глубины 0,1-0,2 м, одинаковыми по длине. Между полосами первого ряда оставляют полосы несрезанного грунта — гребни, по ширине равные половине ширины ковша. Во втором ряду проходов забирают грунт на полную ширину ковша, срезая гребень и образовывая под ним траншею. Толщина стружки в этом случае в середине ковша 0,2-0,4 м, а по краям 0,1-0,2 м.

При ребристо-шахматном способе (рис. 10) разработка забоя производится от края выемки или резерва параллельными полосами так, чтобы между проходками скрепера оставались полосы не срезанного грунта, равные по ширине половине ширины ковша.

Второй ряд проходок разрабатывают, отступая от начала первого ряда на половину длины проходки первого ряда. Работу скрепера следует сочетать с работой бульдозера, используя их для разработки повышенных участков и перемещения грунта на небольшие расстояния в пониженные места.

Производство земляных работ грейдерами

Грейдеры используют при планировке территории, откосов земляных сооружений, зачистке дна котлованов и отрывке канав глубиной до 0,7 м, при возведении протяженных насыпей высотой до 1 м и нижнего слоя более высоких насыпей из резерва. Автогрейдерами профилируют дорожное полотно, проезды и дороги. Наиболее эффективно использовать автогрейдеры при длине проходки 400-500 м. Плотные грунты до разработки грейдером предварительно разрыхляются. При возведении насыпи из разрабатываемого резерва наклонный нож сдвигает срезанный грунт в сторону насыпи. При следующей проходке грейдера этот грунт перемещается еще дальше в том же направлении, поэтому целесообразно организовывать работу двумя грейдерами, один из которых срезает, а другой перемещает срезанный грунт.

При возведении насыпей и профилированного дорожного полотна зарезание грунта начинают от внутренней бровки резерва и ведут послойно: сначала вырезают стружку треугольной формы, затем до конца слоя стружка получается прямоугольной. При разработке широких резервов в грунтах, не требующих предварительного разрыхления, зарезание начинают от внешней бровки резерва и ведут послойно, при всех проходах стружка треугольной формы; возможен другой способ: стружка при этом получается треугольной и четырехугольной формы.

При выполнении различных операций углы наклонов грейдера изменяются в следующих пределах: угол захвата — 30-70 градусов, угол резания — 35-60 градусов, угол наклона — 2-18 градусов. В практике строительства применяется несколько способов укладки грунта:

• грунт укладывают слоями, отсыпая его от бровки к оси дороги (профилировочные работы в нулевых отметках при высоте насыпи, не превышающей 0,1-0,15 м);
• валики размещают один возле другого с соприкосновением их только основаниями (отсыпка насыпей высотой 0,15-0,25 м);
• каждый последующий валик частично прижимают к ранее уложенному, перекрывая его основанием на 20-25%; гребни этих двух валиков располагаются на расстоянии 0,3-0,4 м один от другого (отсыпка насыпей высотой до 0,3-0,4 м);
• каждый последующий валик прижимается к ранее уложенному без всякого зазора; новый валик перемещают отвалом вплотную к ранее уложенному с захватом его на 5-10 см; образуется один широкий плотный вал выше первого валика на 10-15 см (отсыпка насыпей высотой до 0,5-0,6 м).

Разработка мерзлых грунтов

Мерзлые грунты обладают следующими основными свойствами: повышенной механической прочностью, пластическими деформациями, пучинистостью и повышенным электросопротивлением. Проявление этих свойств зависит от вида грунта, его влажности и температуры. Песчаные, крупнозернистые и гравийные грунты, залегающие мощным слоем, как правило, содержат мало воды и при отрицательных температурах почти не смерзаются, поэтому их зимняя разработка почти не отличается от летней. При разработке зимой котлованов и траншей в сухих сыпучих грунтах они не образуют вертикальных откосов, не пучинятся и не дают просадок весной. Пылеватые, глинистые и влажные грунты при замерзании значительно меняют свои свойства. Глубина и скорость промерзания зависит от степени влажности грунта. Земляные работы зимой осуществляются следующими методами:

• методом предварительной подготовки грунтов с последующей их разработкой обычными способами;
• методом предварительной нарезки мерзлых грунтов на блоки;
• методом разработки грунтов без предварительной подготовки.

Предварительная подготовка грунта для разработки зимой заключается в предохранении его от промерзания, оттаивании мерзлого грунта и предварительном рыхлении мерзлого грунта. Наиболее простой способ защиты поверхности грунта от промерзания состоит в утеплении его термоизоляционными материалами; для этого используются торфяная мелочь, стружки и опилки, шлак, соломенные маты и т. п., которые укладываются слоем 20-40 см непосредственно по грунту. Поверхностное утепление применяют в основном для небольших по площади выемок.

Для утепления значительных по площади участков применяется механическое рыхление, при котором грунт вспахивается тракторными плугами или рыхлителями на глубину 20-35 см с последующим боронованием на глубину 15-20 см.

Механическое рыхление мерзлого грунта при глубине промерзания до 0,25 м производится тяжелыми рыхлителями. При промерзании до 0,6-0,7 м при отрывке небольших котлованов и траншей применяют так называемое рыхление раскалыванием. Ударные мерзлоторыхлители хорошо работают при низких температурах грунта, когда для него характерны хрупкие деформации, способствующие его раскалыванию под действием удара. Для рыхления грунта при большой глубине промерзания (до 1,3 м) используется дизель-молот с клином. Разработка мерзлого грунта резанием заключается в нарезке взаимно перпендикулярных борозд глубиной, составляющей 0,8 глубины промерзания. Размер блока должен быть на 10-15% меньше размера ковша экскаватора.

Оттаивание мерзлого грунта осуществляется при помощи горячей воды, пара, электрического тока или огневым способом. Оттаивание является наиболее сложным, трудоемким и дорогим способом, поэтому к нему прибегают в исключительных случаях, например, при проведении аварийных работ.

© 2000 — 2009 Oleg V. сайт™

Министерство образования Российской Федерации

Южно-Уральский государственный университет

Кафедра “Технология строительного производства”

С.Б. Коваль, М.В. Молодцов

Технология Возведения Зданий и Сооружений

Курс лекций для заочников

Технология возведения земляных сооружений

УДК 69.05(075.8) + 69.003.1(075.8)

Коваль С.Б., Молодцов М.В. Технология возведения зданий и сооружений: Курс лекций для заочников. Технология возведения земляных сооружений – Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2003. – 25 с.

Приведены классификации земляных сооружений и требования, предъявляемые к ним. Рассмотрены основные способы разработки грунтов. Описаны последовательности и особенности производства работ закрытым способом буровзрывным способом. Рассмотрены вопросы взаимоувязки работ.

Курс лекций предназначен для студентов архитектурно-строительного факультета вечерней и заочной форм обучения.

Одобрено учебно-методической комиссией архитектурно-строительного факультета.

Рецензенты: Кромский Е.И.

© Издательство ЮУрГУ, 2003.

Классификация земляных сооружений. 4

Способы разработки грунта. 5

Рис. 3 Схемы расположения сосредоточенных зарядов 10

Взаимоувязка процессов производства земляных работ. 27

Классификация земляных сооружений.

Земляное сооружение – инженерное сооружение, устраиваемое из грунта в грунтовом массиве или возводимое из грунта, уложенного на поверхности земли.

Классификация земляных сооружений осуществляется в зависимости от различных признаков:

по отношению к поверхности земли разделяют

выемки – земляные сооружения созданные в грунтовом массиве ниже поверхности земли;

насыпи – сооружения возводимые из грунта выше поверхности земли;

подземные выработки – возводятся на определенной глубине и закрытые с поверхности земли;

по функциональному назначению :

гидротехнические – плотина, дамба, канал. ;

мелиоративные – искусственные пруды, водоподводящие и осушительные каналы. ;

дорожные – нижнее строение автомобильных и железных дорог;

промышленного и гражданского назначения – спланированные площадки, котлован, траншея, тоннель, отвал. ;

по срокам службы:

постоянные – эксплуатация в течении длительного времени;

временные – устраиваются для выполнения последующих строительно-монтажных работ.

Способы разработки грунта.

1) Механический способ заключается в отделении грунта от земляного массива резанием с помощью землеройно-транспортных и землеройных машин без предварительной обработки и рыхления.

2) Гидромеханический способ заключается в разработке грунта с помощью напорной водяной струи гидромониторных установок и/или намыве грунта при устройстве вертикальной планировки и т. д.

3) Взрывной способ заключается в разработка грунта с помощью взрывов предназначен для возведения различных инженерных земляных сооружений.

4) Комбинированный способ заключается в выполнении различныхподготовительных мероприятий с целью улучшения свойств грунта перед его дальнейшей разработкой: рыхление, размораживание, регулирование влажности и т. д.

5)Закрытый способ выполняется при разработках подземных выработок, а также при прокладке инженерных сооружений без разработки грунта. Различают следующие основные методы закрытой проходки: прокалывание, продавливание, горизонтальное бурение, вибропрокалывание, щитовая проходка, штольневая проходка, буровзрывной способ.

Механический способ

Механический способ производства земляных работ позволяет значительно сократить трудоемкость производства работ, улучшить строительные качества грунта и сократить объемы земляных работ. Эти задачи решает целый парк машин и механизмов применяемых в строительстве (рис. 1).

Механическим способом выполняют вертикальную планировку, устройство выемок и насыпей (табл. 1).

Вертикальная планировка площадки

Разрабатывается грунт I и II групп, и III группы с предварительным рыхлением. Эффективно применять при перемещении грунта до 100 метров.

Разрабатывается грунт I и II групп. Эффективное применение: прицепных -1000 м, самоходных -5000 м.

Экскаватор прямая лопата

Разрабатываются I, II, III гр. и IV, V, VI с предварительным рыхлением. Эффективно применять с автосамосвалами при дальности отвозки более 1000 м. Высота срезаемого слоя грунта должна обеспечивать полное заполнение ковша за один раз.

Экскаватор прямая лопата

Устройство котлованов глубиной до 4 м., более 4 м работа уступами. Объем ковша 0.15…0.65 м 3 по срезке защитного слоя.

Экскаватор обратная лопата

Устройство траншей и небольших котлованов глубиной до 4 м. Объем ковша около 0.5 м 3

Глубокие котлованы до 20 м.

Устройство узких и глубоких котлованов, колодцев.

Бульдозер-экскаватор обратная лопата, драглайн.

Небольшие котлованы с перемещением грунта до 100 м, срезаемого слоями по 0.6…0.8 м, с последующей погрузкой в автосамосвалы.

Устройство траншей глубиной до 3.5 м и шириной до 0.85 м. Траншеи устраиваются только с вертикальными стенками.

Устройство насыпей, земляного полотна

Высота насыпи в пределах 1.5м. Грунт берется из бокового резерва в пределах 100 м от насыпи.

При работе по «эллипсу» высота насыпи составляет порядка 1.5 м при дальности транспортирования 1000 м. По «восьмерке», соответственно, 6 м и 2000 м, а по зигзагообразной схеме 6 м. и продолжительность неограниченна.

Высота насыпи порядка 1 м, при протяженности до 3000 м. размер захватки 300 м.

Особенности разработки котлована экскаватором, выбор техники и сколько стоит работа

Копка водоема вручную — длительный и трудоемкий процесс, ведь работы могут затянуться надолго, особенно на каменистом грунте. С мощным экскаватором процесс копки займет несколько часов, при этом работы будут проведены максимально аккуратно и качественно. При необходимости к котловану под пруд будут проведены обслуживающие траншеи, которые также используются для прокладки инженерных коммуникаций. Копка пруда экскаватором позволит реализовать практически любую идею, обеспечить вокруг водоема комфортную инфраструктуру, разместить дополнительное оборудование и зону досуга.

Преимущества сервиса «Перевозка 24»

На нашей доске объявлений вы найдете ответственных исполнителей, предлагающих исправную технику.

Достоинства сервиса «Перевозка 24»:

• Огромный автопарк. Более 27 тысяч зарегистрированных владельцев транспортных средств.
• Понятный интерфейс и структура сайта.
• Возможность связаться напрямую с исполнителем.
• Доступные цены за м3 на разработку грунта экскаватором.

Более 80% земляных работ осуществляется механизированным способом, спрос и предложение на сайте «Перевозка 24» находят свою точку пересечения. Сделать заказ просто: выберите технику, свяжитесь с ее владельцем. Все объявления актуальны, поскольку они оплачены. Второй вариант – оформите заявку на сайте, владельцы спецтехники сами свяжутся с вами. Так заказчику удобнее выбрать из тех исполнителей, которые готовы начать сотрудничество безотлагательно. Цены на разработку грунта вручную, уточняйте по телефонам из объявлений.

От чего зависят цены на разработку котлована

В современном строительстве, особенно на крупных объектах, требуется привлечение специализированной техники. Второе условие – грамотная организация процесса. Вручную котлован под фундамент сейчас редко копают.

Расценки на работы зависят от нескольких критериев:

• от объема и сложности земляной деятельности;
• от необходимости выполнять демонтаж старых конструкций и коммуникаций;
• нужно ли осуществлять вывоз грунта и его утилизацию;
• от состояния грунта на территории выемки (его плотность, тип, влажность и т. д. );
• от количества задействованного оборудования и рабочей силы;
• требуется ли услуга в ночное время или манипуляции проводятся по рабочему графику;
• прочие критерии, влияющие на ценообразование.

На электронной площадке «Перевозка 24» на копку котлована экскаватором цена за куб низкая, самая адекватная в регионе. Всегда есть возможность связаться с исполнителем и откорректировать условия аутсорсинга.

Преимущества спецтехники, оптимальные способы разработки

Популярность найма специализированной техники растет с каждым годом – это упрощает процесс земляных работ и делает их выгоднее из расчета на куб.

Достоинства арендованного оборудования:

• Возможность взять технику с оптимальными параметрами для объекта.
• Отсутствуют затраты на содержание нескольких единиц во время простоя, на заработную плату персоналу.
• На разработку грунта экскаватором за 1 м3 цена предложена низкая, по сравнению с расходами на его приобретение.
• Гарантия поставки техники заказчику в рабочем состоянии.

Способов деятельности несколько: механизированный, взрывной, методом бурения, гидромеханический, вручную или комбинированный способ (объединяет несколько методов сразу). Стоимость земляных работ напрямую зависит от выбранной методики.

Этапы разработки котлована

На этапе планирования производятся геодезические работы, геологическая разведка местности и исследования особенностей грунта и грунтовых вод. На основании полученных данных разрабатывается проектная документация и сопутствующие разрешения

До начала работ по выемке грунта необходимо подготовить площадку. Для этого следует удалить деревья, кусты, выкорчевать корни. Для демонтажа и/или переноса имеющихся подземных коммуникаций (канализационных труб, подземной электропроводки) необходимо получить дополнительные разрешения.

Разработка котлована экскаватором

Для разработки строительного котлована чаще всего используются гусеничные экскаваторы, так как приходится работать на подвижной глинистой почве. В узких пространствах, если нужно вырыть котлован среди прочих построек, применяются мини-экскаваторы или погрузчики JCB.

Вывоз грунта производится самосвалами от 20 кубов и более. Отгрузка производится на ближайшие полигоны для экономии средств клиента. Часть грунта остается на площадке для дальнейшей засыпки.

Стоимость разработки котлована

Цена разработки котлована зависит от ряда факторов, поэтому для расчета всего комплекса работ следует учитывать:

• расстояние до объекта,
• количество и характеристики используемой спецтехники,
• особенности грунта,
• размер котлована,
• объем извлеченной земли, которую необходимо вывести на полигон

Ориентировочные средние цены вы можете посмотреть в таблице ниже, а окончательную стоимость на весь объем работ уточнить у наших менеджеров по телефону +7 495 799 62 11.

Примерную расценку рытья котлована можно рассчитать исходя из объема вынимаемого грунта – перемножаем длину, ширину и высоту и получаем объем в кубических метрах. Объем котлована перемножаем на цену по прайсу – получаем итоговую ориентировочная стоимость.

Например: длина котлована – 10 метров, ширина котлована – 12 метров, глубина рытья – 2 метра. V =10 * 12 * 2 = 240 м3. Умножаем на среднюю стоимость разработки котлована от 400 рублей и получаем цену 96 000 руб.

Более точный расчет можно сделать, учитывая такие факторы как наличие подземных коммуникаций, заболоченность почвы, наличие грунтовых вод и удаленность объекта.

Получите консультацию специалиста по номеру телефона +7 495 799 62 11 или через форму обратной связи на сайте

Как формируется ценник на разработку грунта экскаватором

Большой ассортимент спецтехники и низкая стоимость разработки грунта экскаватором позволяют заказчикам арендовать несколько машин одновременно. Градация зависит от типа деятельности (рытье котлована, колодца или траншеи), от сложности рельефа и характеристик грунта, от масштаба и технологии выполняемых манипуляций. Исходя из стоимости разработки грунта экскаватором, цены за 1 м3 рассчитываются крайне редко, в основном все зависит от времени найма.

На расценки также влияет принадлежность спецтехники к виду:

• Бульдозеров, которые применяют для неглубокой выемки.
• Скреперов, которые используются для рытья котлована совместно с организацией насыпей.
• Грейдеров, применяемых для зачистки сформированного дна, планировки участка и созданию возвышенностей.

Экскаваторная техника – самая универсальная для строительных объектов частного и промышленного значения. Поскольку удачно сочетаются ее функции и цена на разработку грунта экскаватором.

Экскаватор предназначен для выполнения следующих работ

• рытья ям и траншей различного назначения;
• планирования и выравнивания участков различного назначения;
• погрузки лесного сырья;
• демонтажа старых построек;
• демонтажа дорожного полотна;
• погрузки различного мусора.

Экскаваторы могут быть оснащены разными механизмами, иметь различную мощность. При выборе техники нужно руководствоваться основными задачами, поставленными для выполнения определенных работ.

Эффективность работы экскаватора зависит от объема ковша. Играет большую роль тип привода. На сегодняшний день наиболее востребованным видом экскаватора, который чаще других берут в аренду, является специальная техника, оснащенная гидравлическим приводом. Такой экскаватор имеет максимальную производительность. Популярны экскаваторы, у которых вращающаяся платформа. Такая техника способна выполнять более сложные работы за минимально короткие сроки.

Преимущества арендатора при аренде экскаватора:

• специальная техника по договору переходит в пользование арендатора с машинистом и топливом;
• арендатор экономит средств на приобретение экскаватора;
• для арендаторов доступны многочисленные варианты экскаваторов;
• работы будут выполняться квалифицированными специалистами, не нужно долго объяснять суть работы;
• отпадает необходимость тратить средства на содержание работников и техники.

Производство работ

Большинство экскаваторов реализуют точную выемку грунта даже в тесных условиях. Рабочий процесс может сопровождаться складированием земли и вывозом, но уже с подключением другой техники наподобие самосвала. Руководитель рабочего процесса контролирует слаженное взаимодействие разных функциональных групп, добиваясь оперативности и четкости выполнения операций. На завершающем этапе технология разработки котлована экскаватором предусматривает зачистку дна. Если позволяют возможности конкретной модели техники, оператор может подготовить прочную и надежную подошву для фундаментной основы. Как минимум после основной выборки грунта устраняются рыхлые участки и насыпи, которые в дальнейшем могут дать усадку.

Создание искусственных водоемов

Решившись на такой шаг, важно предварительно изучить все нюансы выполнения работ. Существуют отдельные компании, услуги — выкопка водоема экскаватором «под ключ»

Единственным препятствием станет высокая цена, которую можно снизить, выполнив часть работ самостоятельно.

Разработка участка, определение информации о составе грунта, уровне грунтовых вод и точки промерзания, что важно знать обустройстве искусственного водоема.

Определение размеров пруда, расчет кубатуры грунта, которую необходимо будет снять.

Анализ подъездных путей, необходимого времени проведения работ, возможность хранения техники на ночь.

Согласование деталей заказа, создание заказа на создание пруда на нашем портале.

Сбор предложений, обсуждение характеристик и ориентировочных затрат на аренду экскаватора.

Выполнение копки котлована под пруд, расчистка и уборка территории от снятого грунта.

При создании искусственного водоема важно учитывать данные геодезической проверки, уровень залегания грунтовых вод и дополнительное оснащение пруда в дальнейшем. Специалисты, занимающиеся подобными работами, подскажут и помогут в решении возможных проблем, что позволит избежать затрат в дальнейшем

Что нужно учесть при выборе экскаватора?

К важным требованиям, предъявляемым к экскаваторной технике, относят параметры производительности и неприхотливости к окружающим условиям. В этом плане, аренда гусеничного экскаватора – лучший вариант техники для использования в максимально интенсивном режиме.

Если технику планируется использовать для землеройных работ, необходимо выяснить тип обрабатываемого грунта, его плотность, абразивность. С учетом полученных параметров подбирается экскаватор с ковшом, предназначенным для работы с определенной породой:

• мягкая земля;
• твердая почва со средней абразивностью;
• плотная, высокоабразивная порода (гранит, базальт).

При выборе длины стрелы ориентируются на расстояние переноса грунта. Еще правильная аренда экскаватора подразумевает предварительный учет высоты выгрузки и вместительности ковша.

Важно! Если экскаватор будет эксплуатироваться в тесном взаимодействии с другой техникой, хорошие параметры обзора из кабины тоже можно назвать важным фактором, влияющим на выбор

Особенности разработки котлована экскаватором на песке

На песчаных почвах производить разработку грунта достаточно проблематично, поэтому чаще в подобных условиях используют ручную силу. Но, если речь идет о большой площадке, то без механизированной техники не обойтись. В данном случае поможет универсальная одноковшовая машина, позволяющая выполнять несколько разноплановых операций. Благодаря смене навесного оборудования, оператор сможет осуществлять зачистку дна, удаление негабаритов, отделку откосов, уплотнение и рыхление. Применительно к песчаным почвам, разработка котлованов одноковшовыми экскаваторами выгодна возможностью выполнения операций замачивания и утрамбовки. Правильная проработка такой основы исключит риски усадки фундамента даже при сейсмических подвижках. После работы потребуется оперативное создание откосов выемки с выдержкой безопасного уклона.

Разработка проектного решения

Организация работ по устройству котлована предполагает первичную подготовку двух документов:

• Проект производства работ (ППР).
• Технологическая карта по разработке котлована.

Что касается первого документа, то он содержит пояснительные записки, планы и чертежи с детальной информацией по землеройным работам в конкретных условиях. При создании проекта учитываются индивидуальные предпочтения заказчика и нормативные технико-архитектурные требования. Типовой ППР на разработку котлована экскаватором, в частности, содержит набор исходных данных, поэтапное описание работ, характеристики конструкции ограждений, график и т. д.

Технологическая карта определяет последовательность рабочих операций. Отдельно описывается перечень геодезических и планировочных мероприятий, процесс разработки грунта с погрузочно-разгрузочными действиями и последующая доработка с зачисткой основания устроенного котлована.

Особенности работы спецтехники

Для беспрепятственной разработки котлована необходима не только спецтехника, но и разрешение на передвижение грузового транспорта по улицам мегаполиса. Поскольку после проведенной деятельности проходит вывоз отработанной земли и ее утилизация на специальных полигонах. Все владельцы оборудования на сайте «Перевозка 24» имеют соответствующие лицензии, пропуска, допуск к работам.

Плюсы спецтехники в аренду:

• Возможность выбрать оборудование в нужном количестве для строительства.
• Сокращение расходов на хранение и обслуживание техники.
• Оптимизация затратной части на оплату труда работников.
• Исполнитель выполняет доставку исправных специализированных машин, все проблемы с ремонтом – за его счет.
• На рытье котлована экскаватором цена за куб просто смешная, если сравнивать с покупкой техники.

Помимо механизированного способа разработки, выемка грунта может проходить вручную, посредством бурения, гидромеханическим методом, взрывным, комбинированным (сочетающим несколько способов одновременно: например, взрывной и механизированный).

Аренда мини-экскаваторов

Прокат этого типа спецтехники актуален для частного сектора. Для правильного выбора модели стоит учитывать 2 параметра: глубина рытья и высота поднятия ковша.

Не лишним будет учесть и параметр производительности. Стоимость аренды мощного экскаватора выше, и нет смысла переплачивать, если основная задача техники заключается в рытье неглубоких траншей в мягкой почве.

Высокопроизводительные мини-экскаваторы на прокат обходятся дороже, но они выгоднее для глубокого копания, так как техника средней мощности тратит на такую работу в 1,5-2 раза больше времени.

Вес – еще один из параметров выбора. Для транспортировки модели с небольшим весом – до 4-х тонн, подойдет обычный манипулятор. Для погрузки более габаритной техники нужен тяжелый кран.

С учетом вышесказанного можно делать выводы. Чтобы аренда экскаватора не оказалась слишком затратным мероприятием, следует заранее позаботиться об уточнении основных параметров:

• характер поставленной задачи;
• объем предстоящей работы;
• тип почвы на объекте.

Для выполнения разовых заказов от частных лиц, в большинстве случаев хватит колесного мини-экскаватора. Аренда экскаватора на гусеничном ходу в большей степени подходит для небольших строительных компаний, работающих в условиях бездорожья на ограниченном участке.

Прокат спецтехники колесного типа средней мощности актуален для решения задач в городских условиях. Высокомощный гусеничный экскаватор подходит организациям, работающим в сфере разработки карьеров, добыче ископаемых, строительстве крупных объектов.

Аренда экскаватора может быть выгодна тем, кто занимается строительством, погрузкой различных грузов. Этот вид специальной техники берут во временное пользование. Особенно это актуально для тех, кто выполняет разовые контракты. Главным преимуществом является тот факт, что экскаватор можно взять в аренду вместе с машинистом и топливом.

Что следует учесть на начальном этапе?

Еще перед заказом проекта рекомендуется определить в общих чертах параметры будущего котлована и объем работ, который напрямую отразится на стоимости разработки. В то же время чем сооружение больше, тем меньше будет затрат на 1 м2. И далеко не всякий проект с минимальным объемом в принципе предусматривает копку механизированным способом – этот нюанс тоже следует учесть.

Далее определяется конфигурация котлована – к примеру, будет ли в нем подвальное помещение. Некоторые виды фундамента требуют создания траншеи без сплошной разработки площади под домом. Однако наличие в плане подвала или погреба означает, что придется снимать грунт по всему периметру. Сегодня все чаще практикуется разработка котлована экскаватором под фундамент сложной формы со ступеньками, изломами и уступами. Эти элементы конструкции тоже следует просчитать заранее, чтобы их выполнила профессиональная техника.

Крепление стен котлована

Согласно правилам СНиП, укреплению подлежат стены слабовыветривающихся и рыхлых котлованов, глубина которых превышает 5 м. Наиболее эффективной методикой такого укрепления считается «стена в грунте», которая формирует устойчивую вертикальную поверхность из бетонитовой суспензии. Такие стены выдерживают гидростаточеское давление и не допускают проседания породы. Но этот вариант укрепления не подойдет, если работы выполнялись на плывучих и насыпных грунтах. Разработка экскаватором котлована в условиях неустойчивых грунтов с повышенным уровнем грунтовых вод является одной из наиболее ответственных операций, которую следует завершать шпунтовым укреплением стен. Это своего рода вариация армирования металлическими элементами, но вместо бетонной основы используется волнистый или гофрированный стальной забор. В некоторых случаях применяются и буронабивные установки, когда нужно создать высокопрочное сплошное ограждение.

Колесная или гусеничная техника, что лучше?

Чтобы взять экскаватор в аренду по всем правилам, при выборе типа шасси надо учитывать область применения спецтехники. Машины на гусеничном ходу чаще всего берут напрокат для длительного использования на определенном участке по ряду причин:

1. Техника отличается малой мобильностью и на ней не разрешается двигаться по дорогам.
2. Перевозка спецтехники приводит к дополнительным финансовым тратам.
3. Для транспортировки требуется время, увеличивающее стоимость аренды экскаватора.

Немало у техники и положительных характеристик. Гусеничные экскаваторы отличаются высокими параметрами:

• устойчивости;
• проходимости;
• производительности.

Колесная техника хоть и проигрывает по вышеуказанным параметрам, отличается другими положительными особенностями. Так аренда колесного экскаватора гарантирует маневренность и мобильность техники. На этих машинах можно передвигаться по дорогам общего пользования, что позволяет использовать их на разных объектах. Благодаря мобильности, прокат экскаваторов на колесном ходу в большей мере востребован в городских условиях.

Доступ к технике: программы для арендатора

Получить машину во временное пользование можно на разных условиях:

• арендовать только технику, предоставив партнеру доказательства квалификации своего оператора (только на таких условиях экскаватором сможет управлять водитель застройщика);
• взять машину с оператором арендодателя;
• заказать работу: разработка котлована будет выполнена собственником техники полностью (от проекта до вывоза и утилизации строительного мусора).

Первый вариант подходит опытным застройщикам, которые уже собрали штат серьезных специалистов. Но и в этом случае им придется потратиться на доставку машин на участок (гусеничный транспорт перевозится только на специальных платформах).

Вторая схема удобнее (достаточно подать заявку и оплатить машину, в тот же день она поступает в распоряжение). Но она предполагает дополнительные расходы: водителя арендодателя нужно разместить на стройплощадке, обеспечить для него соответствующие условия.

Самый простой в плане организации третий вариант – заказ комплексных работ. Он стоит дороже, чем точечные решения, зато каждая отдельная услуга в «пакете» обойдется дешевле. Плюс заказчик получает высшие гарантии грамотного подбора техники, ее эффективности (не придется думать о заправке, постое) и безопасности.

Во сколько обойдется экскаватор для разработки котлована?

Стоимость спецтехники зависит от формата работ – только аренда, прокат с водителем или разработка котлована. В последнем случае факторы, которые повлияют на цену (и могут использоваться с целью ее снижения), можно свести к пяти пунктам:

• срочность;
• состав грунтов (здесь же необходимость демонтажа остатков старого основания или других твердых предметов);
• размеры участка (котлована): длина, ширина, глубина;
• удаленность места действий от Москвы;
• список оплаченных работ (проект плюс работы по выработке или полный комплекс – проектирование, демонтаж и выработка, вывоз грунта, утилизация мусора).

Ставка арендодателя при чистой аренде больше всего зависит от дальности нахождения участка, истории отношений с арендатором, типа экскаватора и сроков проката. Заказчик может взять машину с топливом или без, стоимость горючего тоже влияет на итоговые расходы.

Стоимость разработки котлована

Цена разработки котлована зависит от ряда факторов, поэтому для расчета всего комплекса работ следует учитывать:

• расстояние до объекта,
• количество и характеристики используемой спецтехники,
• особенности грунта,
• размер котлована,
• объем извлеченной земли, которую необходимо вывести на полигон

Ориентировочные средние цены вы можете посмотреть в таблице ниже, а окончательную стоимость на весь объем работ уточнить у наших менеджеров по телефону +7 495 799 62 11.

Примерную расценку рытья котлована можно рассчитать исходя из объема вынимаемого грунта – перемножаем длину, ширину и высоту и получаем объем в кубических метрах. Объем котлована перемножаем на цену по прайсу – получаем итоговую ориентировочная стоимость.

Например: длина котлована – 10 метров, ширина котлована – 12 метров, глубина рытья – 2 метра. V =10 * 12 * 2 = 240 м3. Умножаем на среднюю стоимость разработки котлована от 400 рублей и получаем цену 96 000 руб.

Более точный расчет можно сделать, учитывая такие факторы как наличие подземных коммуникаций, заболоченность почвы, наличие грунтовых вод и удаленность объекта.

Получите консультацию специалиста по номеру телефона +7 495 799 62 11 или через форму обратной связи на сайте

Чем интересен сервис Перевозка24

Наш диспетчерский портал разработан для удобного поиска предложений о найме техники. Вы сможете создать и подать объявление, на которое откликнутся профессионалы. Это заметно облегчит поиск, ведь вам не придется просматривать многочисленные объявления, сравнивать цены или условия сотрудничества. Всю дополнительную информацию можно узнать напрямую, что не запрещено правилами сайта.

Что мы предлагаем:

• Простой и понятный интерфейс.
• Много предложений по аренде спецтехники.
• Быстрый ответ от исполнителей.
• Нет комиссии за посредничество.

Услуги копки пруда экскаватором, цена на которые согласовывается отдельно, представлены на нашем сайте. Вы сможете самостоятельно изучить предложения, согласовать объем и стоимость с исполнителем.

Выбор техники для устройства котлована

Здесь у новичка должно возникнуть три вопроса.

Если к площадке есть подъезд и ее площадь позволяет работать на габаритной технике, оптимальный выбор – экскаватор на гусеничном ходу. Для сложных рельефов и стройки в черте города стоит брать колесный вариант – он сам приедет на место действия. Мини-экскаватор тоже чаще применяется для городских работ. Компактный размер упростит подготовку грунта на ограниченных пространствах.

При необходимости разбивания старого основания перед подготовкой котлована к стандартному ковшу надо взять гидромолот. Грейфер нужен практически всегда – для уборки отработанной почвы и погрузки ее на самосвалы для вывоза с территории.

Количество моторов, функции подъемного механизма и угол его поворота определяется по площади территории (насколько она позволяет выполнять маневры) и графику операций. Для быстрых масштабных работ стоит взять экскаватор с двумя моторами. Работа в три смены сократит сроки.

Подготовка стройплощадки

До непосредственного начала землеройных мероприятий на рабочей площадке желательно организовать проездной путь, если его нет. Следует ответственно подойти и к проблеме удаления деревьев на участке. Неплодовые стволы возрастом более 5-6 лет могут выкорчевываться только с разрешения местной администрации. После высадки дерева необходимо заполнить образовавшуюся яму песком крупной фракции до уровня устройства фундамента.

В процессе обустройства стройплощадки будет нелишним зафиксировать зоны, где снимается плодородный слой. В дальнейшем эта информация пригодится для проведения сельскохозяйственных работ возле дома. До разработки котлована экскаватором также рекомендуется организовать площадки или емкости для сбора вынимаемой плодородной почвы. Поскольку в дальнейшем она может пригодиться, ее следует укладывать в местах, где нет ни строительного мусора, ни прочих хозяйственных отходов. На время производства работ перед домом со стороны въезда устанавливается временный забор с проемом только для рабочей техники.

Заключение

С точки зрения организации, использование экскаватора в принципе достаточно хлопотное решение для производства земляных работ. И это не говоря о финансовых затратах, так как в среднем при таком подходе обслуживание 1 м3 обходится в 300-500 руб. Чем же оправдывает себя разработка котлована экскаватором при таких недостатках? Данный способ позволяет быстро и качественно справиться с тяжелой работой, минимизируя риски оставления технико-конструкционных дефектов сооружения. Также имеет значение плюс в виде общей механизации процесса перемещения грунта, если его не планируется использовать на участке. Экскаватор в связке с тем же самосвалом или грузовиком в кратчайшие сроки избавит площадку от выбранной земли.

Источник https://fb.ru/article/385235/razrabotka-kotlovana-ekskavatorom-poryadok-rabot-opisanie-tehnologicheskiy-protsess

Источник https://kupildoma.ru/the-foundation/what-is-soil-development-methods-of-soil-development/

Источник https://woodimart.ru/razrabotka-kotlovana-ekskavatorom-podbor-masiny-cena-kopki-za-kub-iz-cego-skladyvaetsa-stoimost-uslug-shema-raboty-kovsa-s-pramoj-lopatoj-ppr-na-ryte/

Источник