книги / Технология строительного производства

Глава 3. Земляные работы

71

тосамосвал входит 3-6 ковшей грунта. Допустимый недогруз — 10%, перегруз — 5%.

Массу грунта, погружаемого за 1 цикл работы экскаватора, опре­ деляют по формуле:

G = qyKpKe,

где q — геометрическая вместимость ковша, м3; у — плотность грунта, т/мг\ Кр— коэффициент разрыхления;

Кв — коэффициент использования вместимости ковша. Экскаватор с обратной лопатой используют при разработке грун­

та, который находится ниже уровня стоянки экскаватора, и преимуще­ ственно при рытье небольших котлованов и траншей. Поярусная раз­ работка выемки при этом, как правило, не практикуется. Разработку грунта ведут ниже уровня стоянки экскаватора торцевыми или боковы­ ми забоями (рис. 3.10) с погрузкой в транспорт или укладкой в отвал.

Рис. 3.10. Схемы разработки котлована: а — экскаваторам с об­ ратной лопатой; б —драглайном; в —торцевой проходкой при пере­ мещении экскаватора по прямой; г —двумя торцевыми проходками; д — с поперечно-торцовым перемещением; е —разработка драглай­ ном боковой проходкой

72

Отрывку котлована шириной 12-14 м обычно осуществляют лобо­ вой проходкой при перемещении экскаватора по зигзагу, а при большей ширине — поперечно-торцевой.

Экскаватор-драглайн применяют для разработки грунта, располо­ женного ниже уровня стоянки экскаватора (для рытья глубоких котлова­ нов, широких траншей, возведения насыпей, разработки грунта из-под воды и т.п.), а также для отделочных земляных работ при планировке площадей и зачистке откосов. Преимущество драглайна — большие ра­ диус действия (до 10 м) и глубина копания (до 12 м). Особенно эффек­ тивно разрабатывать драглайном мягкий и плотный грунт, в том числе обводненный (рис. 3.10).

Разработку драглайном осуществляют лобовыми и боковыми про­ ходками аналогично экскаватору с обратной лопатой. Драглайн обычно передвигается между очередными стоянками на 1/5 длины стрелы.

Экскаватор-грейфер применяют для рытья колодцев, узких глубо­ ких котлованов, траншей и подобных сооружений, особенно в условиях разработки грунта ниже уровня грунтовых вод (рис. 3.11).

Рис. 3.11. Грейфер: а — грейфер опущен на перегружаемый матери­ ал; б — зачерпывание материала; в — подъем заполненного грейфе­ ра; г — разгрузка грейфера; 1,2 — канаты; 3,8 —головки; 4 — тяга; 5 — блок; 6 — челюсть; 7— оттяжной канат-успокоитель

Этими машинами отрывают котлованы и траншеи на глубину, не­ сколько меньшую проектной, с оставлением «недобора». Слой недобо­ ра (5-10 см) оставляют для того, чтобы избежать повреждения основа­ ния и не допускать переборов грунта. Для повышения эффективности работы экскаваторов применяют скребковый нож, насаженный на ковш экскаватора. Это приспособление позволяет механизировать операцию по зачистке дна котлованов и траншей и вести их с точностью до ± 2 см, что исключает необходимость ручных доработок.

Глава 3. Земляныеработы

73

Технические характеристики некоторых одноковшовых экскавато­ ров приведены в табл. 3.12.

Техническая производительность экскаватора Птх (мг/ч) при работе

вмассиве определяется по формуле:

„3600-V'k-k

где V— емкость ковша, м3;

к„— коэффициент наполнения ковша (табл. 3.13); ки— коэффициент использования экскаватора во времени с учетом

передвижки по забою (табл. 3.14); ку — коэффициент разрыхления грунта;

tym— продолжительность цикла, определяемая по формуле:

Л + *>

где tn— минимальная продолжительность цикла, с;

к3— коэффициент замедления цикла, принимаемый 1, 2 при про­ должительности цикла до 30 с и 1,1 — при большей продолжи­ тельности цикла.

t — время разрыва между циклами, принимаемое равным 2 с. Таблица 3.12

Технические характеристики одноковшовых экскаваторов с ковшами до 1 м3

П оказатели			Марка экскаваторов
	На пневмати­			На гусеничном ход у
	ческом xqqy
	3-255	Э-258 Э-257 Э-352 Э-505 Э-754 Э-1004
Емкость ковша, м3	0,25	0,25	0,25	0,35	0,5	0,75	1,0
В ес экскаватора, т	13	11,4	9,3	12,5	22,0	31,0	40,0
Удельное давление на грунт, кПа	550	420	55	19,2	63	85	95
Рабочее оборудование — прямая лопата:
длина стелы, мм	4500	4900	4900	-	5500	6900	6700
угол наклона к горизонту, град.	45	45	45	-	60	55	60
глубина копания ниже уровня
стоянки, м	0,5	0,2	0,35	-	1,0	1,38	1.5
наибольший радиус копания, м	5,87	5,8	6,0	-	7,3	8,31	9,0
наибольшая высота копания, м	5,01	5.2	4,8	-	7,9	7,94	9,0
наибольший радиус выгрузки, м	5,25	5,4	5,4	-	6,6	7,2	8,0
наибольшая высота выгрузки, м	3,31	3,4	3,0	“	5,7	5,75	6,8

74 Технология строительного производства

Окончание табл. 3.17

Рабочее оборудование— обратная лопата:
длина стелы, мм	4500	4900	4900	4900	5500	-	-
угол наклона к горизонту, град.	45	45	45	60	60	-	-
наибольший радиус копания, м	7,3	7,5	7,8	8,0	9,2	-	-
наибольшая глубина копания, м	3,19	4,3	4,16	4,0	5,56	-	-
наибольший радиус выгрузки, м	6,29	6,5	6,65	5,7	6,76	-	-
наибольшая высота выгрузки, м	5,66	4,7	4,65	5,4	6,14	-	-
Рабочее оборудование— грейфер:
емкость ковша, м3	0,35	0,35	0,35	0,75	0,5	0,75	1,5
длина стелы, м	12	9,0	10,5	9,0	10,0	15	16
угол наклона к горизонту, град.	30/60	45	45	60	-	40	-
наибольшая глубина копания, м	4,6	4,64	4,64	-	-	10,5	7,0
наибольший радиус выгрузки, м	7,6/7	8,0	9,2	5,15	10,0	12,0	14,5
наибольшая высота выгрузки, м	3/9,5	6,2	7,2	5,85	7,6	8,78	13,6
Рабочее оборудование — драглайн:
длина стелы, м	11,0	10,5	7,5	-	10,0	15,0	16,0
угол наклона к горизонту, град.	45	45	30	-	30	45	30
наибольший радиус копания, м	11,1	8,55	7,55	-	11,1	13,0	17,5
наибольшая глубина копания
при проходе, м:
• боковом	4,8	3,89	2,05	-	4,4	4,5	8,0
• концевом	6,2	7,04	5,3	-	7,3	9,5	12,2
наибольший радиус выгрузки, м	8,7	8,3	7,3	-	10,0	13,0	15,4
наибольшая высота выгрузки, м	7,0	6,51	2,6	-	3,5	8,5	5,7

		Таблица 3.13
Значения коэффициента наполнения ковша экскаватора кн
	для сухих грунтов
Грун т		К
	п ря м а я и обр атн ая	д р а гл а й н
	л о п а т ы
Песок	1,05	0,95
Гравий	1,1	1,05
Глина низкой вязкости	1,2	1,15
М елко раздробленны е породы	1,05	0,9

Примечание. При разработке влажных грунтов коэффициент наполне­ ния уменьшают на 10-15%.

Глава 3. Земляныеработы

75

			Таблица 3.14
Значения коэффициента использования ки во времени
одноковшовых экскаваторов
Р або ч ее о борудован и е	Грунт	ки при емкости ковша, м 3
		0,25—0,5	0,5—1,0
Прямая и обратная лопаты	Легкий	0,91	0,93
	Средний	0,95	0,96
	Тяжёлый	0,96	0,97
Драглайн	Легкий	0,94	0,97
	Средний	0,95	0,98
	Тяжелый	0,96	0,98

Д л я разработки траншей применяют также экскаваторы непрерыв­ ного действия. Рабочий орган этих экскаваторов — ковшовая цепь или ковшовый ротор.

Экскаваторы с ковшовой цепью обеспечивают разработку траншей глубиной до 3,5 м в основном с вертикальными стенками (рис. 3.12), а роторные — глубиной до 2,5 м, преимущественно с откосами.

Рис. 3.12. Цепной многоковшовый экскаватор-канавокопатель

В последнем случае на ковши ротора устанавливают откосники. Ковши наполняются грунтом при движении их вверх по наклонной или криволинейной поверхности разрабатываемой выемки. Опорожняют­ ся ковши в момент достижения ими высшей точки траектории, где они опрокидываются. Высыпающийся грунт попадает на ленточный кон­ вейер, доставляющий его на погрузку в транспорт или в отвал.

В зависимости от направления разработки грунта многоковшовые экскаваторы подразделяются на экскаваторы поперечного и продольно­ го копания.

76 Технология строительного производства

Таблица 3.15

Технические характеристики многоковшовых экскаваторов продольного копания

П оказатели			М арка экска в а то р о в
			Ц еп ны е			Р о т о р н ы й
	ЭТ-121	ЭТ-141	ЭТ-251	ЭТ-351	ЭТ -352	ЭТ-151
Наибольш ая ширина
разрабатываемых траншей, м:
• при однорядной цепи:
без уширителей	0,5	0,4	0,8	0,8	0,8
суш ирителями	-	-	1.1	1,1	1.1
•придвухрядной цепи:
без уширителей	-	-	-	1.5	-	понизу 0,6
суш ирителями	-	-	-	1.8	-	поверху 1,1
Наибольш ая глубина траншей, м	1,2	1,4	2.5	3,5	3,5	1,5
Емкость ковшей, л	12	12	45	45	45	70
Число ковшей:
* при однорядной цепи	19	19	12	14	13	-
• при двухрядной цепи	-	-	-	20	-	14
Ш аг ковшей, мм:
• при однорядной цепи	300	300	1140	1140	1140	-
•при двухрядной цели	-	-	-	1520	-	730
Скорость ковшовой цепи, м/с:
•1 скорость	-	-	-	0,8	-	-
• II скорость	0,75	0,75	1,06	0,96	1,06	-
Д иам етр ротора по кромкам	-	-	-	-	-	3245
зубьев ковша, мм
Скорость вращения ротора, обУмин:
• 1скорость	-	-	-	-	-	9,4
•II скорость	-	-	-	-	-	11,9
Ш ирина ленты конвейера, мм	500	500	650	600	650'	-
Скорость ленты конвейера, м/с:
• 1скорость	2	2	4,1	2,14	4,1	-

						77
				О кон ч а т е		пабл. 3.15
Наибольший вы лет конвейера	1,1	0,76	2,46	4,07	3,05
от оси экскаватора, м
Наибольш ая вы сота конвейера	0,85	0,85	1,56	2,45	1,85
от уровня земли, м
Марка дизеля	Д-54	Д-54	Д-54	Д-54	Д-54	КДМ-46
Мощ ность двигателя, л.с.	54	54	54	54	54	93
Вес экскаватора, т	7,6	10,6	11,0	16-17	13,2	20,6
Удельное давление на грунт, кПа	60	25	47	80-108	65	70

Техническая производительность многоковшового экскаватора опре­ деляется по формуле:

V-u K'km

П = 3 . 6

~ Г ‘

где Пт — техническая производительность, м?/ч;

V— емкость ковшей, л;

и— скорость движения ковшовой цепи, м/с; I — расстояние между ковшами, мм;

кн — коэффициент наполнения ковшей (табл. 3.16); кт — коэффициент трудности разработки грунта (табл. 3.16); кр — коэффициент разрыхления грунта (табл. 3.16).

			Таблица 3.16
Значения коэффициентов кн, 1^ и кр
Грун т		Коэф ф ициенты
	К	кт	кр
Галька и гравий без булыг	1	0,95	1,2
Глина	0,9	0,8	1.25
Растительны й слой	1,05	1	1,15
Л ёсс естественной влажности	0,9	0,8	1,25
Песок	1,05	1	1,15
Солончак и солонец (мягкие)	0,9	0,8	1,25
Суглинок легкий и лёссовидный без примесей	1	0,95	1,2
То же, с примесями	0,9	0,8	1,25
Супесок	1	0,95	1,2

78 Технология строительного производства

						Таблица 3.17
Нормативная производительность многоковшовых экскаваторов
		за 8ч, м3
Э к ск а в а то р ы	Глуби*	Р азр аб отка грунта		Р а зр а б о тк а грунта
	на тран*	в о твал		с п о гр узкой в тр а н сп о р тн ы е
	ш ей, м				с р е д с т в а
			Г руп п а гр ун то в
		1	II	1		II
Цепные с ковшами	2,5	400	320	320		260
емкостью 45 л	3,5	500	400-	400		320
Роторный с ковшами	1,5	540	400	440	•	320
емкостью 70 л

Основные землеройно-транспортные машины — скреперы и бульдо­ зеры, которые за один цикл разрабатывают грунт, перемещают его, раз­ гружают в насыпь и возвращаются в забой порожняком.

Скреперы — наиболее производительные землеройно-транспортные машины (рис. 3.13). Эксплуатационные возможности позволяют ис­ пользовать их при отрывке котлованов и планировке поверхностей. В настоящее время применяют прицепные (с объемом ковша 3,7 и 8 м3), полуприцепные (4,5 м3) и самоходные (8,15 и 25 м3) скреперы. Приме­ нение прицепных и полуприцепных скреперов наиболее эффективно при транспортировке грунта на расстояние до 1000 м, а самоходных — до 3000 м.

Рис. 3.13. Схема работы скрепера: а — транспортное положение; б — набор; в — разгрузка; 1,3,6 — гидроцилиндры; 2 — заслонка; 4 — ковш; 5 — задняя стенка; 7— нож

Глава 3. Земляные работы

79

Скрепер снимает ковшом стружку грунта толщиной 0,12-0,35 м и шириной 1,65-2,75 м (для скреперов с объемом ковша 3...8 м3). Тол­ щина отсыпаемого слоя составляет 0,35-0,5 м. Для обеспечения рав­ номерной толщины отсыпаемого грунта ковш разгружают только при движении скрепера.

Длину пути наполнения ковша скрепера грунтом определяют по фор­ муле:

Ln ~ qKJfBhjKp),

где q — вместимость ковша, м3;

Кн — коэффициент наполнения ковша (ДГН= 0,8 — для песчаных и КИ~ 1 — для суглинистых и глинистых грунтов);

В — ширина срезаемого слоя, м;

hj — толщина срезаемого слоя (стружки), м; Кр — коэффициент разрыхления грунта.

Длина пути разгрузки:

L„ = qKJ(Bh2),

где h2— толщина укладываемого слоя, м.

В зависимости от характера возводимого сооружения, взаимно­ го расположения мест разработки, укладки грунта и местных условий применяют эллиптическую, спиральную, «восьмеркой», зигзагообраз­ ную, челночно-поперечную и челночно-продольную траектории движе­ ния скреперов (рис. 3.14).

Тракторные скреперы (табл. 3.18) применяют при планировочных работах, устройстве выемок, возведении насыпей, а также при произ­ водстве вскрышных работ.

Техническая производительность скреперов (м/смену) определяет­ ся по формуле:

где Т — продолжительность смены, ч;

V — геометрическая емкость ковша скрепера, м3

ku— коэффициент использования во времени в смену, равный 0,8-0,9; кн— коэффициент наполнения ковша, зависящий от свойств и со­

стояния грунта (табл. 3.19)\

t — продолжительность рабочего цикла, ч;

кр— коэффициент разрыхления грунта в ковше скрепера (табл. 3.19).

Рис. 3.14. Схемы движения скреперов: а — эллиптическая;

б— «восьмеркой»; в — спиральная; г — продольно-челночная;

д— поперечно-челночная; е —зигзагообразная