УТВЕРЖДАЮ

Генеральный директор, к.т.н.

С.Ю. Едличка

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА
НА РАЗРАБОТКУ ГРУНТА I - II ГРУППЫ
В КОТЛОВАНЕ ЭКСКАВАТОРАМИ,
ОБОРУДОВАННЫМИ КОВШОМ ОБРАТНАЯ ЛОПАТА,
С ПОГРУЗКОЙ В АВТОСАМОСВАЛЫ

62-04 ТК

Главный инженер

А.В. Колобов

Начальник отдела

Б.И. Бычковский

2004

Карта содержит организационно-технологические и технические решения на разработку грунта I - II групп в котловане экскаваторами ЭО-4121, ЭО-4121А, ЭО-4121Б, оборудованными ковшом обратная лопата, с погрузкой в автосамосвалы.

В технологической карте приведены: область применения, организация и технологическая последовательность выполнения работ, требования к качеству и приемке работ, калькуляция затрат труда, график производства работ, потребность в материально-технических ресурсах, решения по безопасности и охране труда и технико-экономические показатели.

Технологическая карта служит технологическим документом в строительно-монтажных работах и предназначена для инженерно-технических работников строительных и проектных организаций, производителей работ, мастеров и бригадиров, связанных с разработкой грунта экскаваторами типа ЭО-4121, а также технических служб заказчика.

В разработке технологической карты участвовали сотрудники ОАО ПКТИпромстрой:

Савина О.А. - разработка технологической карты, компьютерная обработка и графика;

Черных В.В. - общее технологическое сопровождение;

Холопов В.Н. - проверка технологической карты;

Бычковский Б.И. - разработка технологической карты, техническое руководство, корректура и нормоконтроль;

Колобов А.В. - общее техническое руководство разработкой технологических карт;

К.т.н. Едличка С.Ю. - общее руководство разработкой технологической документации.

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

1.1 Технологическая карта предназначена для использования линейным производственным и инженерно-техническим персоналом строительных организаций при разработке грунта I - II группы в котловане гидравлическими экскаваторами ЭО-4121, ЭО-4121А и ЭО-4121Б, оборудованным ковшом обратная лопата вместимостью 1,0 м 3 с погрузкой в автосамосвалы.

1.2 Привязка технологической карты к местным условиям строительства заключается в уточнении объемов работ, средств механизации и потребности в материально-технических ресурсах, а также в уточнении схемы организации процесса соответственно фактическим габаритам котлована, калькуляции и календарного плана производства работ.

1.3 При привязке технологической карты к объекту строительства, расположенному в Москве, необходимо учитывать «Правила производства земляных и строительных работ, прокладки и переустройства инженерных сетей и коммуникаций в г. Москве» (утверждены постановлением Правительства Москвы № 603 от 08.08.2000 г.).

1.4 Производство работ по проведению подготовительных и земляных работ по объектам на территории города Москвы разрешается выполнять исключительно на основании установленного (оформленного) права на их проведение и в соответствии с согласованной и утвержденной документацией.

2 ОРГАНИЗАЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ

2.1 До начала производства земляных работ необходимо:

Завершить подготовку фронта работ (раскорчевку, планировку, снос и перенос препятствующих работам сооружений и коммуникаций) в соответствии с требованиями технологии производства работ и ПОС. В случае обнаружения неуказанных в проекте подземных сооружений и коммуникаций необходимо вместе с владельцем решить вопрос их сохранности или выноски за пределы стройплощадки;

Установить инвентарные здания и сооружения согласно стройгенплану строительной площадки;

Ознакомить участников строительства с проектом производства земляных работ и с правилами безопасности труда под расписку;

Установить по контуру котлована временные реперы, связанные нивелирными ходами с постоянными реперами;

Произвести разбивку на местности контура котлованов от осей здания, нанесенных на обноске способом промеров. Обноска устанавливается на высоте 0,4 - 0,6 м от земли параллельно основным осям, образующим внешний контур здания, на расстоянии, обеспечивающим неизменность ее положения в процессе строительства;

На обноску при помощи теодолита с закрепленных на местности осевых знаков перенести оси здания или сооружения;

Закрепить разбитый контур котлована кольями, между которыми натягивают шнур для указания границы вскрытия котлована. Все колья или штыри, закрепляющие контурные углы, должны быть отнивелированы;

Оформить актом разбивку котлована с приложением ведомостей реперов и привязок;

Производителю работ на исполнительном чертеже передать машинисту экскаватора схему закрепления осей с расстояниями в натуре между ними и абсолютными отметками знаков.

2.2 Технологической картой предусматривается следующая последовательность работ:

Планировка поверхности земли в пределах габарита стройплощадки бульдозерами;

Разработка грунта котлована гидравлическими экскаваторами, оборудованными ковшом обратная лопата, с погрузкой в автосамосвалы;

Доработка грунта и зачистка основания котлована бульдозерами, средствами малой механизации либо вручную.

2.3 Производство земляных работ должно осуществляться с соблюдением действующих строительных норм и правил, государственных стандартов, правил технической эксплуатации, охраны труда, безопасности и других нормативных документов на проектирование, строительство, приемку в эксплуатацию при авторском надзоре проектной организации, техническом надзоре заказчика, а также государственном контроле надзорных органов.

2.4 Для обеспечения проектного уклона поверхность земли должна быть спланирована для свободного прохода по ней ходовой части экскаватора. Планировка поверхности земли выполняется бульдозерами 3 и 4 тягового класса, технические характеристики которых представлены в таблице .

Таблица 1 - Технические характеристики бульдозеров

Показатели	Марка бульдозера
	ДЗ-42	ДЗ-42Г ДЗ-42Г-1	ДЗ-128	ДЗ-186	ДЗ-130	ДЗ-101 ДЗ-101А	ДЗ-104
Тип базового трактора	ДТ-75	ДТ-75М	Р-С2	ДТ-75НР-С2	Т-90П	Т-4АП2-С1	Т-4АП2-С1
Мощность двигателя, кВт
Тяговый класс
Скорость движения, км/ч: вперед:
наибольшая				8,54	6,69
наименьшая				3,26	3,17
назад:
наибольшая				8,07
наименьшая	3,94	3,94	3,94	3,83	3,94
Тип отвала	прямой, неповоротный в плане						прямой, поворотный в плане
Размеры отвала, мм:
ширина без уширителей	2560	2520	2560	2520	2520	2860	3280
высота без козырька						1050
высота с козырьком					1135
Наибольший подъем отвала над опорной поверхностью, мм
Наибольшее заглубление ниже опорной поверхности, мм
Поперечный перекос отвала, град.
Угол резания отвала, град.
Угол поворота отвала в горизонтальной плоскости, град.							±30
Скорость подъема-опускания отвала, м/с	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25	0,25
Масса, кг:
рабочего оборудования			1070		1206	1424	1800
общая	7000	7085	7280	7100	7846	9900	10800
Размеры, мм:
длина	4650	4980	4825		4826	5029	4900
ширина	2560	2520	2560	2530	2530	2860	3250
высота	2300	2650	2550		2923	2565	2565
Производительность на грунтах II группы и дальности транспортировки 50 км, м 3 /ч
Изготовитель	Украина	Россия	Украина	Россия	АО «Калкаманский завод дорожных машин», Россия
Выпуск	Прекращен	Ведется	Прекращен	Ведется	Ведется	Прекращен

Бульдозеры 3 и 4 тягового класса предназначены для выполнения землеройно-планировочных работ в строительстве и в сельском хозяйстве на грунтах I - II групп в районах с умеренным климатом при температуре воздуха ±40 °С без предварительного рыхления. Более тяжелые грунты должны быть предварительно разрыхлены.

Экономически эффективная дальность перемещения грунта бульдозерами 3 и 4 тягового класса не превосходит 50 м, а использование бульдозеров более тяжелого тягового класса экономически не целесообразна.

При планировке поверхности бульдозером предусматривается срезка неровностей до 15 см или грунта растительного слоя и перемещение грунта на расстояние до 30 м. Планировка ведется полосами, равными ширине отвала бульдозера, при рабочем ходе в одном направлении, как показано на рисунке .

Рисунок 1 - Схема производства работ по планировке поверхности земли бульдозером

При планировке поверхности земли бульдозером резание и перемещение грунта производится на первой передаче трактора, а возвращение в забой выполняется задним ходом на второй или третьей передачах без разворота бульдозера.

Подъем ножа необходимо совмещать с разгрузкой грунта, а опускание его - с переключением передачи трактора и началом движения бульдозера задним ходом. Совмещение отдельных рабочих операций сокращает продолжительность цикла и повышает производительность бульдозера.

2.5 Разработка грунта котлована производится гидравлическими экскаваторами ЭО-4121, ЭО-4121А, ЭО-4121Б, оборудованными ковшом обратная лопата, технические характеристики которых представлены в таблице . Вывоз грунта определяется в строгом соответствии с действующим порядком в г. Москве, утвержденным постановлением Правительства Москвы от 06.04.1999 г. № 259 и другими нормативными документами. Вывоз грунта и места его складирования в других регионах решаются руководством строительной организации и местными административными органами.

Таблица 2 - Технические характеристики экскаваторов

№ п/п	Наименование показателя	Ед. изм.	Марки экскаваторов
			ЭО-4121	ЭО-4121А	ЭО-4121Б
	Мощность двигателя	кВт		95,7	95,7
	Частота вращения вала	мин -1	1700	1700	1700
	Давление в гидросистеме	МПа
	Суммарная подача насосов	л/мин		2 ´ 165	2 ´ 165
	Частота вращения поворотной платформы	мин -1
	Скорость передвижения	км/ч
	Наибольший преодолеваемый подъем	град
	Тяговое усилие на гусеницах	кН
	Размеры:	мм
	радиус, описываемый хвостовой частью		3130	3130	3130
	расстояние от оси пяты стрелы до оси вращения
	просвет под поворотной платформой
	высота до оси пяты стрелы		2020	2010	2010
	высота по кабине		3000	3000	3000
	База гусеничного хода	мм	2750	2750	2750
	Дорожный просвет	мм
	Длина гусеничного хода	мм		3480	3480
	Ширина траков гусеницы	мм
	Ширина гусеничного хода	мм	2930
	Масса эксплуатационная		20,9	28,5	28,5
	Завод-изготовитель		АО «Ковровский экскаваторный завод»
	Емкость ковша «обратная лопата»	м 3	без сдвига головной части стрелы	со сдвигом головной части стрелы
	для грунтов I - IV групп
	Наибольшая глубина копания			5,14
	Наибольшая высота выгрузки			5,34
	Наибольший радиус копания			8,54
	Радиус, описываемый кромкой зуба ковша
	Длина головной части стрелы		3,31
	Длина рукояти		2,99
	Удельное давление на грунт	кгс/см 2	0,65

2.6 Размер котлована определяется в проекте производства земляных работ и должен обеспечивать размещение конструкций и механизированное производство работ по устройству фундаментов и гидроизоляции, прокладке инженерных сетей в районе объекта, водоотводу и (или) водопонижению и другим работам, выполняемым в котловане, а также возможность перемещения людей в пазухе котлована. Размеры выемок по дну в натуре должны быть не менее установленных в ППР. Схемы подбора геометрических размеров котлована, срезки растительного слоя и разработки грунта котлована при погрузке в автосамосвал показаны на рисунках и .

2.7 При необходимости передвижения людей в пазухе расстояние между поверхностью откоса и боковой поверхностью возводимого в котловане сооружения (кроме искусственных оснований трубопроводов, коллекторов и т.п.) должно быть в свету не менее 0,6 м.

2.8 При наличии грунтовых вод для ее удаления по периметру котлована устраивают водоотводящую канаву шириной по низу 500 мм и средней глубиной 0,3 - 0,5 м с зумпфами в углах поворота либо через 50 м по длине котлована. В этом случае расстояние между поверхностью откоса и боковой поверхностью конструктива может быть увеличено до 2,1 м. При значительном притоке грунтовых вод для осушения котлована необходимо устраивать водопонижение с использованием установок ЛИУ-5 и ЛИУ-6 либо устройством глубинного водопонижения согласно специально разработанному проекту водопонижения.

2.9 При устройстве котлована разработка грунта экскаватором типа ЭО-4121 выполняется проходками, число и размеры которых определяются проектами производства работ. Различают лобовые и боковые проходки.

При лобовой проходке ось пути движения экскаватора совпадает с осью земляного сооружения или смещена относительно оси земляного сооружения, но ось экскаватора находится в площади поперечного сечения сооружения, как видно на рисунке .

На рисунке изображена боковая открытая проходка, при которой экскаватор перемещается сбоку сечения котлована вдоль разрабатываемой полосы за пределами призмы обрушения и отрывает боковой и торцевой откосы.

2.10 При разработке грунта в зимнее время необходимо предварительно выполнить мероприятия по предотвращению замораживания грунта, укрыв пятно котлована утепляющим материалом. В случае разработки мерзлого грунта необходимо сначала его разрыхлить либо отогреть ТЭНами или теплогенераторами. Дно котлована подлежит защите от промораживания.

2.11 Выемки в грунтах, кроме валунных, скальных и элювиальных грунтов, меняющих свои свойства под влиянием атмосферных воздействий, необходимо разрабатывать, как правило, до проектной отметки с сохранением природного сложения грунтов ос нования. Допускается разработку грунта производить в два этапа: черновая и окончательная, выполняемая непосредственно перед возведением конструкций.

1 - экскаватор; 2 - автосамосвал; 3 - рабочий ход экскаватора; 4 - ось движения автосамосвала; 5 - геодезический знак закрепления осей; 6 - ограждение котлована; 7 - контур монолитной фундаментной плиты; 8 - лестница для спуска в котлован; 9 - граница опасной зоны

Рисунок 2 - Схема разработки грунта котлована экскаватором, оборудованным ковшом обратная лопата при лобовой проходке

1 - экскаватор; 2 - автосамосвал; 3 - рабочий ход экскаватора; 4 - ось движения автосамосвала; 5 - геодезический знак закрепления осей; 6 - ограждение котлована; 7 - лестница для спуска в котлован; 8 - граница опасной зоны

Рисунок 3 - Схема разработки грунта котлована экскаватором, оборудованным ковшом обратная лопата при боковой открытой проходке

2.12 Разрабатывая грунт экскаватором типа ЭО-4121 обратная лопата, машинист экскаватора обязан стремиться полностью использовать конструктивные возможности машины и мощность двигателя в данных конкретных условиях. Резать грунт при наполнении ковша необходимо стружкой наибольшей толщины при максимальных оборотах двигателя, стремясь наполнить ковш с «шапкой» на сколько возможно короткими движениями ковша в грунте. Влажный грунт рекомендуется резать тонкой стружкой, чтобы устранить его налипание, при этом потери времени на резании компенсируются ускорением разгрузки ковша.

Ковш из грунта в забое выводится немедленно после достаточного его наполнения. Во время поворота платформы экскаватора к месту разгрузки ковш поднимается на разгрузочную высоту, а опорожнение его производится в момент, когда он находится над кузовом автосамосвала.

2.13 Доработка недобора грунта до проектной отметки производится средствами малой механизации с сохранением природного сложения грунтов основания либо вручную. Толщина слоя недобора зависит от применяемого типа ковша экскаватора. Доработка грунта в зимнее время производится непосредственно перед устройством фундаментов.

2.14 Восполнение переборов в местах устройства фундаментов и укладки конструкций выполняется местным грунтом с уплотнением до плотности грунта естественного сложения основания или маслосжимаемым грунтом, модуль деформации которого составляет не менее 20 МПа. В просадочных грунтах II типа применение дренирующего грунта не допускается.

2.15 Способ восстановления оснований, нарушенных в результате промерзания, затопления, а также переборов глубиной более 0,5 м, необходимо согласовать с проектной организацией.

2.16 При необходимости разработки выемок в непосредственной близости и ниже подошвы фундаментов существующих зданий и сооружений проектом должны быть предусмотрены технические решения по обеспечению их сохранности.

2.17 В случае появления грунтовых вод необходимо предусмотреть сток воды по уклону котлована в зумпфы с последующей откачкой насосами.

2.18 В случае обнаружения не указанных в проекте коммуникаций, подземных сооружений или обозначающих их знаков земляные работы должны быть приостановлены, на место работы вызваны представители заказчика и организаций, эксплуатирующих обнаружен ные коммуникации, и приняты меры по предохранению обнаруженных подземных устройств от повреждения. При невозможности установления эксплуатирующих организаций следует вызвать представителей местной администрации.

2.19 Производство земляных работ осуществляется в соответствии со СНиП 3.02.01-87 «Земляные сооружения, основания и фундаменты», «Правилами производства земляных и строительных работ, прокладки и переустройства инженерных сетей и коммуникаций в г. Москве», «Регламентом подготовки, организации и производства строительных (земляных) работ в стесненных условиях городской застройки».

3 ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ И ПРИЕМКЕ РАБОТ

3.1 Контроль качества работ должен осуществляться специальными службами строительных организаций. При производстве земляных работ и устройстве оснований следует выполнять входной, операционный и приемочный контроль, руководствуясь требованиями СНиП 3.01.01-85* и приложением 1 СНиП 3.02.01-87 .

3.2 Входной контроль - контроль поступающих материалов, изделий, грунта и т.п., а также технической документации, в т.ч. проектов производства работ. Контроль осуществляется регистрационным методом по сертификатам, накладным, паспортам и т.п., а при необходимости - измерительным методом. При входном контроле рабочей документации производится проверка ее комплектности и достаточности содержащейся в ней технической информации для производства работ.

3.3 Операционный контроль осуществляется в ходе выполнения строительных процессов и производственных операций и обеспечивает своевременное выявление дефектов и принятие мер по их устранению и предупреждению. Осуществляется измерительным методом или техническим осмотром. Результаты операционного контроля фиксируются в общих или журналах производства работ, журналах геотехнического контроля и других документах, предусмотренных действующей в данной организации системой управления качеством.

3.4 Приемочный контроль - контроль, выполняемый по завершении земляных работ по объекту или его этапов с участием заказчика. Приемка земляных работ должна состоять в проверке:

Отметок бровок и основания котлована;

Габаритов котлована;

Крутизны откосов;

Качества грунтов основания.

Сдача-приемка работ оформляется актами освидетельствования скрытых работ, проверки качества грунтов основания в открытом котловане и освидетельствования и приемки котлована, которые должны содержать перечень технической документации, на основании которой были выполнены работы, данные о проверке правильности выполнения земляных работ и несущей способности основания, топографических, геологических и гидрогеологических условиях, в т.ч. об уровне грунтовых вод, наличии карстовых и оползневых явлений, а также перечень недоделок с указанием сроков их устранения.

3.5 Изменение планово-высотного положения запроектированных конструкций в процессе строительных работ без согласования ОПС и автора проекта категорически запрещается.

3.6 При производстве земляных работ, в процессе монтажа или бетонирования конструкций подземной части или укладки трубопроводов необходимо постоянное наблюдение за состоянием основания котлована, откосов, поверхностного стока воды и водоотвода. Состав контролируемых показателей, предельные отклонения, объем и методы контроля должны соответствовать таблице .

Таблица 3 - Состав контролируемых операций, отклонения и способы контроля

Технические показатели	Предельные отклонения	Контроль (метод и объем)
1	2	3
1. Концентрация химических веществ и взвесей в воде, сбрасываемой в естественные водостоки и водоемы	Не более предельно допустимых концентраций, установленных «Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами»	Лабораторные исследования, не реже двух раз в месяц
2. Контроль за состоянием откосов и основания котлована	Не допускается сосредоточенная фильтрация, вынос грунта и оплывание откосов	Визуальные наблюдения, ежедневно
3. Контроль за осадками зданий и сооружений	Осадки не должны превышать величин, установленных СНиП 2.02.01-83*	Нивелирование по маркам, установленным на здании или сооружении
4. Отклонения отметок дна выемок от проектных (кроме выемок в валунных, скальных и вечномерзлых грунтах) при черновой разработке:		Измерительный, точки измерений устанавливаются случайным образом; число измерений на принимаемый участок должно быть не менее:
а) одноковшовыми экскаваторами, оснащенными ковшами с зубьями	Для экскаваторов с гидравлическим приводом +10 см	10
5. Отклонение продольного уклона водоотводных канав от проектного значения	Не более ±0,0005	Измерительный. Нивелирование трассы на участках между поворотами, примыканиями, но не менее чем через 50 м
6. Отклонения отметок дна выемок в местах устройства фундаментов и укладки конструкций при окончательной разработке или после доработки недоборов и восполнения переборов	± 5 см	Измерительный, по углам и центру котлована, на пересечениях осей здания, в местах изменения отметок, поворотов и примыканий траншей, расположения колодцев, но не реже чем через 50 м и не менее 10 измерений на принимаемый участок
7. Вид и характеристики вскрытого грунта естественных оснований под фундаменты и земляные сооружения	Должны соответствовать проекту. Не допускается размыв, размягчение, разрыхление или промерзание верхнего слоя грунта основания толщиной более 3 см	Технический осмотр всей поверхности основания
8. Отклонения уклона спланированной поверхности от проектного, кроме орошаемых земель	Не должны превышать ±0,001 при отсутствии замкнутых понижений	Визуальный (наблюдения за стоком атмосферных осадков) или измерительный, по сетке 50 ´ 50 м
9. Отклонения отметок спланированной поверхности от проектных, кроме орошаемых земель:	Не должны превышать:	Измерительный, по сетке 50 ´ 50 м
а) в нескальных грунтах	±5 см

3.7 По результатам приемочного контроля принимается документированное решение о пригодности основания котлована к выполнению последующих работ.

4 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ И ОХРАНЫ ТРУДА, ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ И ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

4.1 Участки производства работ в населенных пунктах или на территории организации во избежание доступа посторонних лиц должны быть ограждены. Технические условия по устройству инвентарных ограждений установлены ГОСТ 23407-78 .

4.2 При приближении к линиям подземных коммуникаций земляные работы должны производиться под непосредственным наблюдением производителя работ или мастера, а в охранной зоне кабелей, находящихся под высоким напряжением, или действующего газопровода, кроме того, под наблюдением работников электро- или газового хозяйства при наличии наряд-допуска.

4.3 При обнаружении в процессе производства земляных работ не предусмотренных проектом коммуникаций, подземных сооружений, взрывоопасных материалов и боеприпасов земляные работы в этих местах следует прекратить, на место работы вызвать представителей заказчика и организаций, эксплуатирующих обнаруженные коммуникации, и принять меры по предохранению обнаруженных подземных устройств от повреждения. Работы возобновляются после выявления характера обнаруженных сооружений или предметов и получения соответствующего разрешения. В случае обнаружения боеприпасов к работе можно приступить только после их удаления саперами.

4.4 Разработка грунта в непосредственной близости от линий действующих подземных коммуникаций допускается только при помощи ручных лопат, без использования ударных инструментов. Применение землеройных машин в таких местах разрешается по согласованию с организациями-владельцами коммуникаций.

4.5 Производство работ, связанных с нахождением работников в выемках с откосами без креплений в насыпных, песчаных и пылевато-глинистых грунтах выше уровня грунтовых вод (с учетом капиллярного поднятия) или грунтах, осушенных с помощью искусственного водопонижения, допускается при глубине выемки и крутизне откосов, указанных в таблице .

Таблица 4 - Допускаемая крутизна откосов траншей

№ п. п.	Виды грунтов	Крутизна откоса (отношение его высоты к заложению) при глубине выемки, м, не более
		1,5	3,0	5,0
1	Насыпные неслежавшиеся	1:0,67	1:1	1:1,25
2	Песчаные	1:0,5	1:1	1:1
3	Супесь	1:0,25	1:0,67	1:0,85
4	Суглинок	1:0	1:0,5	1:0,75
5	Глина	1:0	1:0,25	1:0,5
6	Лессовые	1:0	1:0,5	1:0,5
Примечания: 1. При напластовании различных видов грунта крутизну откосов назначают по наименее устойчивому виду от обрушения откоса; 2. К неслежавшимся насыпным относятся грунты с давностью отсыпки до двух лет для песчаных; до пяти лет - для пылевато-глинистых грунтов. 3. Крутизна откосов выемок глубиной более 5 м во всех случаях и глубиной менее 5 м при гидрогеологических условиях и видах грунтов, не предусмотренных таблицей , а также увлажненных откосов, должна устанавливаться проектом.

4.6 При необходимости разработки котлована в непосредственной близости и ниже подошвы фундаментов существующих зданий и сооружений проектом должны быть предусмотрены технические решения по обеспечению их сохранности. При наличии близлежащих зданий и сооружений от вскрываемого котлована необходимо установить систематическое инструментальное наблюдение за их состоянием.

4.7 Выемки, разработка грунта которых выходит на улицы, проезды, во дворы населенных пунктов, а также в других местах возможного нахождения людей, должны быть ограждены защитными ограждениями согласно ГОСТ 23407-78 с установкой на них предупредительных надписей, а в ночное время - и сигнальное освещение.

4.8 Для прохода рабочих в котлован установить трапы или лестницу шириной не менее 0,6 м с перилами или приставные деревянные лестницы длиной не более 5 м.

4.9 Грунт, извлекаемый из котлована, грузится в автосамосвалы и вывозится со строительной площадки в установленные места.

4.10 Перемещение, установка и работа экскаватора и автосамосвала вблизи котлована с неукрепленными откосами разрешаются только за пределами призмы обрушения грунта на расстоянии, установленном проектом производства работ.

При отсутствии соответствующих указаний в проекте производства работ минимальное расстояние по горизонтали от основания откоса выемки до ближайших опор машины допускается принимать по таблице .

Таблица 5 - Минимальное расстояние от основания откоса до ближайших опор машины

Глубина выемки, м	Грунт ненасыпной
	песчаный	супесчаный	суглинистый	глинистый
	Расстояние по горизонтали от основания откоса выемки до ближайшей опоры машины, м
1,0	1,5	1,25	1,00	1,00
2,0	3,0	2,40	2,00	1,50
3,0	4,0	3,60	3,25	1,75
4,0	5,0	4,40	4,00	3,00
5,0	6,0	5,30	4,75	3,50

4.11 Производство работ в котловане с откосами, подвергшимися увлажнению, разрешается только после тщательного осмотра прорабом (мастером) состояния грунта откосов. Устойчивость откосов должна быть проверена ответственным лицом независимо от атмосферного воздействия при глубине котлована более 1,3 м, а также после наступления оттепели.

4.12 Производство работ в котловане с вертикальными стенками без крепления, в песчаных, пылевато-глинистых и талых грунтах выше уровня грунтовых вод и при отсутствии вблизи подземных сооружений допускается при их глубине не более, м:

1 ,0 - в неслежавшихся насыпных и природного сложения песчаных грунтах;

1 ,25 - в супесях;

1 ,5 - в суглинках и глинах.

При среднесуточной температуре воздуха ниже минус 2 °С допускается увеличение наибольшей глубины вертикальных стенок выемок в мерзлых грунтах, кроме сыпучемерзлых, на величину глубины промерзания грунта, но не боле чем до 2 м.

4.13 Погрузка грунта на автосамосвалы должна производиться со стороны заднего или бокового борта.

4.14 Расстояние между бульдозером и экскаватором, идущими один за другим, должно быть не менее 10 метров. Не разрешается производить другие работы со стороны забоя и находиться работникам в радиусе действия экскаватора плюс 5 м.

4.15 Пожарную безопасность на строительной площадке, участках работ и рабочих местах следует обеспечить в соответствии с требованиями ППБ 01-03 «Правила пожарной безопасности в Российской Федерации».

4.16 Электробезопасность на строительной площадке, участках работ и рабочих местах должна обеспечиваться в соответствии с требованиями СНиП 12-03-2001 «Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования».

4.17 Освещение строительной площадки, участков работ, рабочих мест, проездов и проходов к ним в темное время суток должно отвечать требованиям ГОСТ 12.1.046-85 «ССБТ. Строительство. Нормы освещения строительных площадок». Освещенность должна быть равномерной, без слепящего действия осветительных приборов на работающих. Строительное производство в неосвещенных местах не допускается.

4.18 Откосы котлованов, разрабатываемых в зимнее время, при наступлении оттепели должны быть осмотрены, а по результатам осмотра должны быть приняты меры к обеспечению устойчивости откосов и креплений.

4.19 Перед началом производства земляных работ на участках с возможным патогенным заражением почвы (свалка, скотомогильники и т.п.) необходимо получить наряд-допуск после получения разрешения органов Государственного санитарного надзора или организации-владельца этой территории.

4.20 На территории строящихся и реконструируемых объектов не допускается непредусмотренное проектной документацией сведение древесно-кустарниковой растительности и засыпка грунтом корневых шеек и стволов растущих деревьев и кустарника. Сохраняемые деревья должны быть ограждены.

4.21 В зоне производства планировочных работ почвенный слой должен предварительно сниматься и складироваться в специально отведенных местах с последующим использованием для рекультивации земель. Выпуск воды со стройплощадки непосредственно на склоны без надлежащей защиты от размыва грунта не допускается. Производственные и бытовые стоки, образующиеся на стройплощадке, должны очищаться и обезвреживаться согласно указаниям ПОС и ППР.

4.22 В случае выявления при производстве земляных работ археологических и палеонтологических объектов следует приостановить работы на данном участке и поставить в известность об этом местные административные органы.

4.23 Запрещается применение оборудования, машин и механизмов, являющихся источником выделения вредных веществ в атмосферный воздух, почву и водоемы и повышенных уровней шума и вибрации.

4.24 В сложившихся условиях производства работ в г. Москве необходимо осуществлять мероприятия и работы по охране окружающей природной среды согласно «Правилам производства земляных и строительных работ, прокладки и переустройства инженерных коммуникаций в г. Москве» (постановление Правительства Москвы № 603 от 08.08.2000 г.) с соблюдением требований техники безопасности согласно СНиП 12-03-2001 и СНиП 12-04-2002 .

5 ПОТРЕБНОСТЬ В МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКИХ РЕСУРСАХ

5.1 Потребность в машинах, инструменте, инвентаре для разработки грунта в котловане определяется с учетом специфики выполняемых работ, назначения и технических характеристик в соответствии с таблицей .

Таблица 6 - Ведомость потребности в машинах, инструменте, инвентаре

№ п/п	Наименование	Тип, марка, ГОСТ	Техническая характеристика	Назначение	Кол. на звено (бригаду), шт.
1	2	3	4	5 ГОСТ 10528-90	Для линейных измерений	1
8	Лестница		Длина по месту	Для спуска в котлован	1
9	Лопата штыковая	ЛКО; ЛПК ГОСТ 19596-87*		Для зачистки и подбора недобора грунта Для обеспечения техники безопасности	1
14	Спецодежда	ГОСТ 12.4.011-89		Для индивидуальных средств защиты	3

5.2 Расход эксплуатационных материалов для обслуживания машин и механизмов определяется по паспортным данным механизмов.

6 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

6.1 Технико-экономические показатели в технологической карте определены для случая разработки грунта

Состав звена по профессиям

Количество человек в смену

Перечень выполняемых работ

1

Машинист бульдозера

1

Планировка поверхности

2

Машинист экскаватора

1

Разработка грунта котлована

3

Землекоп

2

Доработка грунта в котловане

6.2 Затраты труда и машинного времени на разработку грунта котлована подсчитаны по «Единым нормам и расценкам на строительные, монтажные и ремонтно-строительные работы», введенным в действие в 1987 г., и представлены в таблице .

6.3 Продолжительность работ на разработку грунта котлована определяется календарным планом производства работ согласно таблице .

6.4 Технико-экономические показатели при пересчете на 1000 м 3 разрабатываемого грунта экскаватором составляют:

объем работ, м 3:

Ед. изм.

Объем работ

Норма времени

Затраты труда

рабочих, чел.-ч

рабочих, чел.-ч

машиниста, чел.-ч (работа машин, маш.-ч)

1

Е2-1-5 № 3б

Срезка грунта растительного слоя бульдозером с перемещением до 30 м

1000 м 2

0,48

-

1,4 (1,4)

-

0,7 (0,7)

2

Е2-1-11 Табл. 7 № 4б

Разработка грунта экскаватором, оборудованным ковшом обратная лопата с погрузкой в автосамосвал. Вместимость ковша 0,65 м 3

100 м 3

9,81

-

2,6 (2,6)

-

25,5 (25,5)

3

Е2-1-22 № 1б + 1д

Разработка недобора и перемещение до 20 м

100 м 3

0,21

-

2,04 (2,04)

-

0,43 (0,43)

4

Е2-1-47Б № 8б

Добор немерзлого грунта вручную при выкидке грунта на две стороны

м 3

5,0

0,58

-

2,9

-

5

Е2-1-11 Табл. 7 № 4б

Погрузка грунта недобора

100 м 3

0,26

-

2,6 (2,6)

-

0,68 (0,68)

ГОСТ 12.4.010-75* ССБТ. Средства индивидуальной защиты. Рукавицы специальные. Технические условия.

8 ГОСТ Р 12.4.026-2001 ССБТ. Цвета сигнальные, знаки безопасности и разметка сигнальная. Назначение и правила применения. Общие технические требования и характеристики. Методы испытаний.

9 ГОСТ 12.4.087-84 ССБТ. Строительство. Каски строительные. Технические условия.

10 ГОСТ 25100-95 Грунты. Классификация. ЕНиР. Единые нормы и расценки на строительные, монтажные и ремонтно-строительные работы. Сборник Е2. Земляные работы. Механизированные и ручные земляные работы.

15 Регламент подготовки, организации и производства строительных (земляных) работ в стесненных условиях городской застройки.

16 ТР 94.01-99 Технический регламент операционного контроля качества строительно-монтажных и специальных работ при возведении зданий и сооружений. Производство земляных работ.

17 Правила производства земляных и строительных работ, прокладки и переустройства инженерных сетей и коммуникаций в г. Москве.



Статья раскрывает основные вопросы эксплуатации одноковшовой техники: особенности работы, обустройство рабочей зоны, выбор модели, соответствующей разрабатываемому участку. Рассмотрены разновидности одноковшовых экскаваторов, применяемых для грунтов от I до IV категории.

Принципы и основные аспекты осуществления работ при разрабатывании грунта одноковшовыми экскаваторами.

Экскаваторы являются преобладающей техников в проведении гидромелиоративных и общестроительных манипуляций. занимает 45% общей массы грунтово-экскаваторных работ. Данный тип машин применяется при проведении большинства видов деятельности: отделки бортов, выравнивании дна выработок, уплотнении земляного слоя, удалении рыхлых и смерзшихся слоев. Правильно подобрать тип эксплуатируемой техники поможет знание основополагающих моментов процесса разработки и учет типа разрабатываемой поверхности.

Устройство, техническое оборудование и процесс работы.

Одноковшовый экскаватор – разновидность техники, рассчитанной на выполнение разнообразных земляных и общестроительных манипуляций. Производственный цикл состоит из шести стадий:

• Резка грунтового слоя и наполнение ковшовой части.
• Подъем заполненного ковша для беспрепятственного подведения к месту высыпки.
• Подъем стрелы к площадке выгрузки. Иногда вращение стрелы сочетается с подъемом ковша.
• Высыпка срезанной породы в самосвалы или отвалы.
• Обратный разворот к месту резки.
• Подача ковшовой части для срезки материала.

Передвижение одноковшовой техники осуществляется за счет использования нескольких типов ходового оборудования:

• Гусеничное. Данный тип обеспечивает повышенную проходимость, применяется для проведения работ в сложных условиях рельефа.
• Пневмоколесное.
• Шагающее. За счет небольшой массы снижает давление, оказываемое на поверхность, повышает устойчивость.
• Рельсово-шагающее. Повышает маневренность, снижает давление на опорную поверхность.

Срезка и забор породы занимает 15-30% рабочего времени от всего производственного цикла, поэтому разработка грунта многоковшовыми экскаваторами по производительности будет существенно выше. Это происходит за счет непрерывности забора грунтов несколькими ковшами. Однако, многоковшовые модели имеют ограничения по габаритом поднимаемой породы – размер поднимаемых включений не должен превышать 0,2 от общей ширины ковша. В одноковшовой технике такие ограничения отсутствуют.

Дополнительное оборудование

База одноковшовой машины обеспечивает использование четырех основных типов оборудования.

Помимо возможности применения драглайна, грейфера, прямой и обратной лопат, данное строительное оборудование может укомплектовываться следующими комплектующими:

• Ротатор ковша. Механизм, позволяющий быстро осуществлять переход от работы прямой лопаты к режиму обратной лопаты. Наиболее часто встречается на европейских моделях: например, на чехословацких моделях UDS-114.
• Планировщик откосов. Отдельная разновидность ковша типа «обратная лопата», применяемая для устройства откосов. Он обеспечивает движение ковшовой режущей кромки под определенным углом. Для использования планировщика необходима установка автоматизированного управления.
• Рыхлитель. Используется для уничтожения конструкций, разбивки асфальтового либо бетонного покрытия, выполнения действий с грунтами от III группы экскаватором-драглайном.
• Струг. Стрела, по которой «бегает» тележка с ковшом. Используется в осуществлении планировочных работ.

Типы одноковшовых экскаваторов

По назначению одноковшовые модели разделяются на три больших категории:

• Строительные. Универсальная техника с полным поворотом и емкостью ковшовой части 0,15-2 м3. Универсальность обеспечивается возможностью установки сменных комплектующих для разнообразных манипуляций. Разработка грунта начиная от III категории зачастую производится экскаватором с применением сменных комплектующих.

• Карьерные. Полууниверсальные машины или специальные лопаты с укороченной стрелой. Емкость ковша полууниверсальных моделей составляет от 2 до 8 м3. Применяются для проведения манипуляций на сложном рельефе, зачастую применяется при добыче полезных ископаемых.

• Вскрышные. Машины с ковшом, емкость которого превышает 6 м3. Эксплуатируются на «вскрыше» – срезании верхних слоев породы. Как правило, укомплектованы удлиненным оборудованием, увеличивающим радиус рабочего действия. Вскрышные машины не имеют возможности устанавливать сменное оборудование. К вскрышной строительной технике относятся шагающие драглайны, имеющие ковши емкостью от 4 до 80 м3, применяемые для рытья траншей, насыпки дамб, устройства котлованов.

По возможности эксплуатации с различными видами дополнительных устройств одноковшовые машины делятся на три вида :

• Универсальные. Имеют не менее 4 разновидностей сменного оборудования.
• Полууниверсальные. Машины с емкостью ковшовой части не более 4 – 6 м3. На полууниверсальные модели возможно установка двух-трех видов дополнительных модификаций.
• Специализированные. Емкость ковша более 4 м3. Выпускаются с одной модификацией оборудования, без возможности смены.

Общие схемы проведения работ

По виду организации путей вывоза отработанного материала все грунтово-экскаваторные работы подразделяются на две большие группы:

• Бестранспортные. При проведении данной схемы осуществляется срезка грунтового слоя с укладкой его в земляное сооружение, автотранспорт при этом не задействуется. Существует два вида такого типа работ. При простой схеме без участия дополнительного транспорта срезанные слои кладутся в отвалы без последующего вывоза. При сложной – для укладки используется временный отвал с последующей переэкскавацией (перемещением) поднятой породы.
• Транспортные. После подъема грунта производится его погрузка в автотранспорт с перемещением в заданное место. При транспортной схеме возможны два пути движения автомобильного транспорта: тупиковые либо сквозные.

Выбор схемы выполнения экскавации осуществляется с учетом особенностей строительного участка.

Например, в прокладке нефтяных и газопроводных сооружений преимущество имеют бестранспортные схемы, а в возведении промышленных и жилых комплексов с возможностью обустройства нормальных разгрузочных путей – транспортные.

Разработка осуществляется путем создания специальных траншей – проходок. Выборка производится с устройством лобовых или боковых траншей-проходок. При проведении лобовой проходки выборка производится на трех частях действующего участка – двух боковинах и торцевом откосе.

Существует два вида боковых проходок:

• Закрытая. Здесь экскаваторная ось располагается справа или слева от сечения выемки. В этом случае осуществляется разработка трех откосов – боковых участков и торцевого откоса.
• Открытая. В ней происходит постепенное смещение по направлению полосы с выборкой породы с боков и торцевого откоса.

Рабочая зона и ее обустройство

Под забоем подразумевается рабочая территория одноковшовой техники, куда включается центральная площадка с размещением экскаватора и сопутствующего автотранспорта.

Забой оборудуется с учетом основных параметров:

• Размеров возводимого сооружения и формы необходимого котлована.
• Технических показателей используемого экскаватора. Например, при применении машин на гусеничном ходу, допустима разработка грунта в сложных участках местности, где требуется повышенная проходимость.
• Технических характеристик используемого автомобильного транспорта. Например, если работа ведется на заболоченной местности, забой стоит оборудовать максимально близко к твердому покрытию для повышения проходимости автотранспорта.

Проектирование забоев с последующей выборкой материала заключается в правильном определении ширины и глубины забоя, подбора оптимальных установочных положений машин, находящихся на площадке, последовательной выборки слоев и оборудовании путей перемещения техники и сопутствующего транспорта.

При небольшой высоте забоя стоит использовать одноковшовую модель, дополняя бульдозером, сгребающим грунтовый материал. Бульдозер смещает его к «экскаваторной рабочей зоне», где производится окучивание, создающее достаточную высоту бортов рабочего участка.

Вся используемые машины устанавливаются таким способом, чтобы снизить поворотный угол стрелы до минимума – на разворот экскаваторной стрелы уходит 70% объема времени от общего производственного цикла.

Повышение показателей эффективности при проведении экскавации

Для увеличения производительности при проведении экскаваторных работ требуется руководствоваться определенными положениями:

1. Рассчитывать радиус копания, принимая в расчет максимальные значения эксплуатируемой техники. Он не должен быть выше 0,7-0,9 от наибольшего радиуса используемой модели.
2. Совмещать операции для сокращения временных затрат производственного цикла. Например, объединить поворот платформы с подъемом ковшовой части, перемещаемой к месту для разгрузки.
3. Уменьшать поворотный угол платформы с помощью приближения места установки транспорта к траншейной оси. Это поможет уменьшить потери рабочего времени, тратящегося на повороты платформы.
4. Оборудовать разгрузочные пути, обеспечив быстрое перемещение для вывоза поднимаемого материала.
5. Сократить время, затрачиваемое на передвижение экскаватора, спланировав и оборудовав пути движения.
6. По возможности избегать перемещения машин собственным ходом, предотвращая преждевременный износ ходового механизма.
7. Подбирать ковш с учетом срезаемой породы. Например, использовать для взрыхленных скальных пластов специальные ковши или ковшовыми емкостями не менее 1 м3, а для мелкодробленых скальных материалов пользоваться емкостями от 0,5 до 0,8 м3.
8. Следить за соотношением грузоподъемности, расстоянием для вывозки и объема ковшовой емкости.

Разрабатывание грунтов моделей с прямой лопатой

Прямая лопата – разновидность ковшовой емкости с полностью открытой верхней частью. Жестко прикрепляется к рукояти, которая соединяется со стрелой при помощи шарнирного крепления. Выдвижение лопаты вперед происходит за счет действия напорного механизма, а опорожнение – путем полного открывания днища.

Модель с прямой лопатой осуществляет срезку и подъем по направлению собственного хода впереди ковшовой части, а затем плавно перемещается вперед на величину заданного хода рукояти. Разрабатывание участка ведется до образования необходимого профиля путем создания последовательных траншей.

Разработка грунта экскаватором прямая лопата производится путем проведения траншей-проходок двух категорий:

• Боковых ответвлений с высыпкой срезанной и поднятой породы в транспорт или отвал, находящийся по ходу движения техники. Высота расположения машин в рабочей зоне определяет тип боковой проходки: одноярусные с расположением автомобилей на одном уровне с экскаватором, и двухъярусные – с размещением машин на разных высотах.
• Лобовых проходок, при создании которых транспорт для выгрузки устанавливается сзади работающей техники.

Боковой забой выгоден снижением поворотного угла, удобной подачей автотранспорта для ссыпки выбранного материала, что увеличивает производительность. Но, при эксплуатации бокового забоя снижается объем породы, поднимаемый с одного участка, ведя к увеличению числа перемещений машины.

При лобовом типе забоя возникает потребность подъезда самосвалов задним ходом и установки автотранспорта позади работающей техники, что приводит к увеличению поворотного угла. Это становится причиной удлинения производственного цикла, увеличению временных затрат и снижению эффективности. При этом, устройство лобового забоя увеличивает объем поднимаемого материала, уменьшая количество передвижек.

Устройство боковых проходок производится при проведении разработок в карьерах и формировании выемок с последующей погрузкой отработанного материала на автотранспорт.

Сфера устройства лобовых забоев несколько шире:

• Первые проходки при разрабатывании выемок и карьерных участков.
• Работа в ограниченных пространствах, препятствующих обустройству погрузочных путей.
• Поднятие породы из скальных выемок.
• Проведение манипуляций в осенне-зимние периоды на мерзлых почвах.

Осуществление всех работ ведется только с применением транспортной схемы. Это обусловлено тем, что малые линейные размеры моделей с ковшовой частью «прямая лопата» не позволяют использовать бестранспортную ссыпку породы.

Осуществление земляных работ моделей с обратной лопатой

Обратная лопата – ковшовая емкость с «донной» открытой частью, обладающая режущей передней кромочной частью. К стреле крепится шарнирным соединением, напорный механизм отсутствует. Заполнение породой происходит по мере «оттягивания» емкости назад. Разгрузка осуществляется в момент подъема с одновременным переворачиванием.

Данная разновидность используется в разрабатывании участка, располагающегося ниже уровня базовой площадки. В траншеях экскаватором обратная лопата целесообразно применение забоев торцевого или бокового типа, позволяющих откапывать ложе для оборудования подземных коммуникаций, рыть небольшие котлованы. Жесткое закрепление ковшовой части позволяет отрывать траншеи с вертикальными стенками, снижая риск осыпания боковых частей. Затраты времени на рабочий процесс у таких моделей на 10-15% выше, чем у экскаваторов с прямой лопатой.

Фундамент на буронабивных сваях, выполненный по описанной технологии (ТИСЭ), можно после небольших доработок использовать как сейсмоизолирующую систему для индивидуального строительства в соответствующих регионах с повышенной сейсмикой.

При эксплуатации торцевого забоя машина с обратной лопатой продвигается по оси траншеи, попеременно снимая грунт с обеих боковых сторон. Для увеличения производительности проходку можно расширить боковыми забоями, образуемыми при движении в сторону от основной траншеи. Ограничение ширины забоя осуществляется только исходя из эксплуатационных требований используемой строительной техники и нормами безопасности при экскавации данного вида породы.

Осуществление работ экскаватором-драглайном или грейфером

Ковшовая емкость драглайна закрепляется на удлиненной стреле. Заполнение породой происходит в момент подтягивания ковшовой части обратно к стреле. После заполнения, емкость окончательно поднимается и переводится на место выгрузки. Опорожнение производится за счет ослабления тягловых канатов.

Разработка грунта драглайном производится при устройстве больших котлованов либо выемок с глубиной до 16-20м., возведении насыпного вала и аналогичных работах. Преимуществами машин-драглайнов являются внушительная глубина опускания стрелы, рабочий радиус до 10 м. и возможность эксплуатации в пространствах с постоянным притоком грунтовых вод с эффективной разработкой обводненных участков.

Работы драглайном ведутся при помощи торцевых или боковых траншей. Организация работ и обустройство проходок аналогично экскавационным манипуляциям техники с обратной лопатой. Наиболее часто выгрузка срезанных слоев осуществляется в организованный отвал, иногда – в самосвалы с последующей вывозкой. На определенных участках доступно устройство лобовых или боковых проходок.

Грейфер – специализированный тип ковшовой емкости с двумя широкими лопастями и стоечной (либо канатной) системой привода, отвечающей за принудительное смыкание лопастей. Эксплуатируется для выкапывания узких и глубоких участков, залегающих ниже уровня грунтовых вод. Грейфер привешивается на экскаваторную стрелу для разрабатывания пространств с вертикальными бортами. За опорожнение ковша отвечает система принудительного размыкания лопастей, удерживающих поднятое содержимое.

Принудительное опускание стойки и погружение ковшовой части в породу за счет высокой собственной массы позволяет разрабатывать грейферным ковшом слои практически любой плотности, в том числе – участки, полностью скрытые под водой. Емкость ковшовой части грейфера составляет 0, 35-2,5 м3.

Выбор техники с учетом основных особенностей разработки и типов пород

Одноковшовая техника может использоваться во всех видах породы, в том числе – в скальных грунтах и участках с высоким обводнением и постоянным поступлением грунтовых вод.

Разработка грунта многоковшовыми экскаваторами может осуществляться в грунтах от I до IV категории включительно. Фактически безопасная эксплуатация может осуществляться только на участках I-III категорий, не имеющих крупных фракций, превышающих 0,2 от ширины ковшовой части. Манипуляции на участках IV категории возможны только в однородных слоях.

Первоначально разновидность машины подбирают после изучения всех параметров: характеристики выемки, категории срезаемого материала, наличия или возможного поступления грунтовых вод и необходимости применения сменных устройств. В случае, если для выполнения манипуляций одного типа подходят несколько моделей, предпочтительнее производить разработку грунта в траншеях и иных пространствах экскаватором с прямой лопатой, драглайном и моделями с ковшовой частью вида «обратная лопата ».

Определение необходимого объема ковшовой емкости производится по принципу максимальной наполняемости с минимальными временными затратами. Максимальная загрузка напрямую зависит от типа обрабатываемого материала, сложности срезки и глубины проведения работ. Наибольшая вместимость рассчитывается из учета глубины выемки, разновидности техники и группы пород.

• Не допускать установки машины в рабочей зоне с ярко выраженным уклоном. Для установки следует выбирать только ровные участки – это предотвратит риск переворота.
• При производстве работ ковшовой части с прямой лопатой в забое с высокими стенками необходимо своевременно удалять образующиеся козырьки.
• На слабых и подвижных грунтовых участках путь перемещения техники усиливается щитами, укладываемыми на землю.
• Разработка участков IV группы экскаватором производится с использованием дополнительного оборудования – установка специализированных устройств предотвратит преждевременный износ механизмов.
• При сильном увлажнении рабочего участка производство следует остановить до подсыхания поверхности.

Перед началом производственного процесса необходимо тщательно обследовать участки на предмет появления карнизов и нависаний.

Технический термин применяют в строительной и горнодобывающей отрасли в том случае, когда речь идёт о работе тяжёлой техники на разработке карьеров, котлованов зданий, сооружений. Забой экскаватора представляет собой производственную площадку, в границах которой происходит перемещение грунта.

В зависимости от масштаба работ, технологической карты подбирают вид и мощность машины. Экономически целесообразно заказать аренду экскаватора (http://www.mtarenda.ru/arenda_ekskavatora) согласно техническим требованиям. Техника небольшой производительности стоит дешевле, но увеличит сроки работы на объекте. Кроме того, чрезмерные нагрузки выведут из строя узлы и агрегаты рабочего оборудования.

Виды экскаваторов

Ковш является основным органом экскаватора. Технику для разработки горной породы оснащают одним или несколькими ковшами. Одноковшовая машина перемещает землю при повороте осевой платформы. Существует следующие виды одноковшовых экскаваторов:

• драглайн;
• прямая;
• обратная лопата.

В зависимости от направления движения стрелы техника снабжена прямой или обратной лопатой. Ковш жёстко закреплён на рукоятке машины, выгрузка грунта происходит в отвал и автотранспорт. Модели оснащены механическим или гидравлическим приводом. Драглайн оборудован ковшом на гибкой подвеске из троса. Вылет стрелы самоходной машины достигает 120 метров, а ёмкость ковша до 4–120 м3. Драглайном перемещают рыхлый грунт с площадки, расположенной выше или ниже уровня стоянки.

В роторной и цепной многоковшовой машине рабочее оборудование движется по кругообразной траектории. Производительность шагающего роторного экскаватора 800–10000 м3/час. Различия в устройстве рабочего оборудования влияют на технологию разработки, площадь и форму котлована.

Виды забоев

Цепные многоковшовые экскаваторы производят выработку горной породы во фронтальном забое. Мощное оборудование, перемещаясь по площадке, режет ковшами плотные грунты с удалением в отвал. Используют технику в сооружении каналов, траншей, для вскрытия карьеров.

Торцовый забой выполняют роторные экскаваторы, драглайны, лопаты с механическим приводом. В результате деятельности горно-разрабатывающего оборудования получают характерную для открытой добычи угля форму карьера. Разработка проходит из плоскости, расположенной ниже горизонта экскаватора.

Сложный забой, с грунтами различной плотности, выполняют уступами. Технику для рыхления размещают в верхней части, а экскаваторы на нижних участках карьера. В проектировании ступенчатого забоя рассчитывают высоту уступа исходя из наполняемости ковша, производительности оборудования и создания безопасных условий работы.

В процессе разработки происходит нависание породы над нижними ярусами. Устойчивость козырька зависит от вида горной породы, её способности к осыпанию. Параметры забоя являются расчётными величинами, находятся в прямой взаимосвязи с техникой, свойствами грунта, способами разработки.

Механический метод разработки грунта основан на применении для разработки, перемещения, укладки, разравнивания и уплотнения грунта машин и механизмов.

Производство земляных работ в общем случае состоит из трех процессов: разработка выемки, транспортирование грунта, отсыпка насыпи – при этом ведущим является процесс разработки грунта. Разработка выемок производится тремя основными способами : резанием, размывом струей и взрывным способом.

При механическом способе разработки на грунт действует усилие резания (скалывания) рабочего органа различных машин. В результате определенные порции грунта отделяются от массива и могут быть перемещены и уложены в насыпь.

При разработке способом резания применяют землеройные, землеройно-транспортные и землеройно-планировочные машины.

Землеройные машины : экскаваторы, канавокопатели – предназначены только для разработки грунта.

Землеройно-транспортные машины : скреперы и бульдозеры – предназначены для разработки грунта в выемке, транспортирования его и отсыпки в насыпи. Эти машины обеспечивают полную механизацию всего комплексного процесса производства земляных работ.

Землеройно-планировочные машины : прицепные и самоходные грейдеры и бульдозеры – предназначены для разработки, перемещения и планирования грунта.

Для разработки грунта размывом струей воды и перемещения разжиженного грунта по трубам применяются гидромониторы, землесосные установки .

Эффективной формой механизированного способа производства земляных работ является комплексная механизация. Основной принцип комплексной механизации заключается в том, что все машины, занятые на выполнении процессов и операций, должны соответствовать друг другу своими технико-экономическими и технологическими параметрами.
В этом случае вводится понятие комплекса (системы) машин, а весь производственный процесс называют комплексно-механизированным технологическим процессом производства земляных работ.

В зависимости от выполняемых технологических процессов, машины для земляных работ можно разделить на следующие группы: экскаваторы; землеройно-транспортные машины; погрузчики; машины для уплотнения грунта; машины и оборудование для разработки мерзлых грунтов; машины и оборудование для подготовительных работ; машины и оборудование для бурения скважин; машины для гидромеханической разработки грунта; машины для транспортировки грунта.

Основную долю земляных работ (около 45 %) выполняют одноковшовые экскаваторы (ЭО). Главный параметр ЭО – вместимость ковша, м 3 . Для разработки грунта ЭО в промышленном и гражданском строительстве используют экскаваторы с ковшом вместимостью 0,15 – 2 м 3 , реже до 4 м 3 . В различных отраслях промышленности (угольная, горнодобывающая) применяют одноковшовые экскаваторы с вместимостью ковша до 100 м 3 .

Строительные экскаваторы выпускают на гусеничном и пневмоколесном ходу. Наиболее распространенными видами рабочего оборудования являются прямая, обратная лопаты, драглайн и грейфер (рис. 3.1).

Процесс разработки грунта экскаватором с любым видом рабочего оборудования складывается из чередующихся в определенной последовательности операций в одном цикле: резание грунта и заполнение ковша, подъем ковша с грунтом, поворот экскаватора вокруг оси к месту выгрузки, выгрузка грунта из ковша, обратный поворот экскаватора, опускание ковша и подача его в исходное положение.

Предельные размеры выемок, которые могут быть выполнены ЭО с одной стоянки, зависят от его рабочих параметров.

Основными рабочими параметрами одноковшовых экскаваторов при разработке выемок являются:

максимально возможная высота копания +Н (для экскаватора прямая лопата). Знак «+» показывает, что экскаватор копает выше своей стоянки;

глубина копания (резания) –Н (для других типов экскаваторов). Знак «–» показывает, что экскаватор копает ниже своей стоянки;

наибольший и наименьший радиусы копания на уровне стоянки экскаватора Rmax и Rmin соответственно;

радиус выгрузки Rb ;

высота выгрузки Нb .

Рис. 3.1. Схемы работы гидравлических экскаваторов и профили забоев:
а ) с прямой лопатой; б ) с обратной лопатой; в ) с грейферным оборудованием;
г ) с оборудованием драглайн

Разработку грунта ЭО ведут позиционно. Зону, в которой действует экскаватор на данной позиции, называют забоем. В нее входят площадка, на которой находится экскаватор, часть массива грунта, разрабатываемого с одной стоянки, и площадка, на которой устанавливается транспорт под погрузку или размещается отвал грунта. По окончании разработки грунта в данном забое экскаватор перемещается на новую позицию.

Экскаватор и транспортные средства должны быть расположены в забое таким образом, чтобы средняя величина угла поворота экскаватора от места заполнения ковша до места его выгрузки была минимальной, так как на время поворота стрелы может расходоваться до 70 % рабочего времени цикла экскаватора.

Большинство одноковшовых строительных экскаваторов это универсальные машины, которые могут быть оснащены различными видами сменного рабочего оборудования. В последние годы в связи с широким распространением гидропривода универсальность ЭО еще более возросла. Современный гидравлический экскаватор может быть оснащен более чем десятью видами рабочего оборудования , которые значительно расширяют его технологические возможности.

Использование сменного рабочего оборудования дает возможность механизировать такие процессы как: зачистка дна выемок; дробление и удаление негабаритов и валунов; отделка поверхности откосов земляного сооружения, дна выемок; послойное уплотнение грунта в стесненных условиях, при устройстве обратных засыпок; рыхление мерзлого и трудноразрабатываемого грунта.

Предполагается, что и в дальнейшем развитие одноковшовых экскаваторов будет связано с совершенствованием их технологических характеристик, разработкой рабочих органов, позволяющих гибко реагировать на изменяющиеся условия производства работ. Это позволит в полной мере использовать потенциальные возможности гидравлических машин, представляющих собой пример современных манипуляторов.

В зависимости от условий строительной площадки выбор экскаватора начинают с определения наиболее целесообразных вместимости ковша и типа экскаватора , а также требуемых параметров – длины стрелы, радиуса резания, выгрузки и др. Выбор сменного оборудования экскаватора зависит от уровня грунтовых вод и характера разрабатываемой выемки (траншея, узкий или широкий котлован). На рис. 3.2 представлены обобщенные схемы проходок при работе экскаваторов различных видов.

Основное рабочее оборудование ЭО используют в зависимости от характера выполняемых работ.

Экскаватор с прямой лопатой – для разработки грунтов, расположенных выше стоянки экскаватора, выемки грунтов из котлованов и резервов с их погрузкой в транспорт.

Прямая лопата представляет собой открытый сверху ковш с режущим передним краем. Ковш шарнирно соединен с рукоятью, которая, в свою очередь, шарнирно соединена со стрелой машины и выдвигается вперед при помощи напорного механизма. Конструкция экскаватора позволяет ему копать ниже уровня своей стоянки не более чем на 10…20 см, нормативная производительность может быть достигнута при высоте забоя не менее 1,5 м. Опорожняется ковш путем открытия его днища. Такая конструкция прямой лопаты обеспечивает ей наибольшую производительность за счет наполнения ковша «с шапкой».

Рис. 3.2. Схемы проходок при разработке грунта одноковшовыми экскаваторами:

а ) лобовая проходка прямой лопаты с односторонним расположением транспорта;
б ) то же, с двусторонним; в ) лобовая расширенная проходка при зигзагообразном движении прямой лопаты; д ), ж ) торцевые проходки обратной лопаты или драглайна;
з ) уширенная торцевая проходка при зигзагообразном перемещении обратной лопаты или драглайна; и ) боковая проходка обратной лопаты или драглайна;

к ) поперечно-челночная проходка драглайна; R – радиус резания;

R в – радиус выгрузки; l п – длина передвижки; В – ширина котлована

Нецелесообразно использование экскаватора, если уровень грунтовых вод выше подошвы выемки, так как движение экскаватора и транспортных средств по мокрому грунту затруднено.

Процесс выемки грунта осуществляется лобовыми и боковым забоями (рис. 3.3).

Лобовой забой применяют при разработке экскаватором грунта впереди себя и отгрузке его на транспортные средства, которые подаются к экскаватору по дну забоя или сбоку по естественной поверхности земли. В первом случае автомобили подходят задним ходом попеременно то с одной, то с другой стороны забоя, размер которого понизу не должен быть менее 7 м. При таких условиях работы угол поворота экскаватора достигает 140…180°, что значительно снижает его производительность. По этим причинам лобовой забой используют крайне редко, в основном при устройстве въездного пандуса в котлован или при разработке первой (пионерской) проходки.

В технических характеристиках приведены обычно максимальные значения показателей, например, радиуса резания и др. Но работа на максимальных значениях показателей приведет к быстрому износу экскаватора, поэтому необходимо назначать оптимальные рабочие параметры – обычно 0,9 Пmax (например, оптимальный радиус резания R о = 0,9 Rmax ).

В зависимости от ширины проходки лобовые забои подразделяют на узкие (ширина проходки менее 1,5 размера оптимального радиуса резания R о ), нормальные (ширина – (1,5…1,9) R о ) и уширенные (ширина – (2…2,5) R о ).

При узких забоях самосвалы подают под загрузку с одной стороны сзади экскаватора, а при нормальных – с обеих сторон экскаватора попеременно, что исключает простои экскаватора при смене транспортных средств. При данных забоях экскаватор перемещается прямолинейно по оси забоя.

В некоторых случаях разработку грунта ведут уширенным забоем с перемещением экскаватора по зигзагу. В уширенных забоях сокращаются холостые проходки экскаватора и облегчаются условия маневрирования и установки под погрузку самосвалов.

Ширина лобовых проходок:

для лобовой прямолинейной

для зигзагообразной

где R о – оптимальный радиус резания экскаватора; L п – длина рабочей передвижки экскаватора (разность между максимальным и минимальным радиусом резания); R c – радиус резания на ровне стоянки.

Рис. 3.3. Схемы проходок экскаватора с рабочим оборудованием «прямая лопата»:

а ) лобовая (торцевая) проходка; б ) то же с двусторонним расположением транспорта;
в ) уширенная лобовая проходка с движением экскаватора «зигзаг»; г ) боковая проходка; д ) разработка котлована по ярусам; I, II, III, IV – ярусы разработки;
1 – экскаватор; 2 – автосамосвал; 3 – направление движения транспорта

Более эффективным является разработка грунта боковым забоем , когда заполнение ковша грунтом осуществляется преимущественно с одной стороны движения экскаватора и частично впереди себя. По этой схеме транспорт подается под загрузку сбоку выработки, чем достигается значительное уменьшение угла поворота стрелы экскаватора (в пределах 70…90°) при погрузке грунта в транспортные средства. В боковых забоях транспортные пути проходят параллельно оси перемещения экскаватора и, как правило, на уровне его стоянки.

Ширина боковой проходки

Выемки, глубина которых превышает максимальную высоту забоя для данного типа экскаватора, разрабатывают в несколько ярусов.

Экскаватор с обратной лопатой – для разработки грунтов, находящихся ниже уровня стоянки экскаватора, преимущественно при рытье траншей, небольших котлованов и резервов с погрузкой грунта в транспорт и укладкой в отвал. Затраты времени на один цикл экскаватора с обратной лопатой на 10…15 % больше, чем у прямой лопаты. Поярусная разработка выемок при этом виде оборудования не практикуется.

Обратная лопата – это открытый снизу ковш с режущим передним краем, шарнирно соединенный с рукоятью, которая, в свою очередь, шарнирно соединена со стрелой. По мере протягивания назад ковш заполняется грунтом. Затем при вертикальном положении рукояти ковш переводят к месту выгрузки и разгружают путем подъема с одновременным опрокидыванием.

Разработку грунта экскаватором «обратная лопата» производят боковым и лобовыми забоями с погрузкой грунта в транспорт или в отвал (рис. 3.4). При боковом забое экскаватор разрабатывает выемки сбоку, ширина выемки ограничена радиусом резания (оптимально 0,8 R рез), разработка грунта осуществляется поперек гусеничной ленты, то есть при наименее устойчивом положении экскаватора. При лобовом забое черпание грунта производят при постепенном движении экскаватора задним ходом, разгрузку выполняют в транспортные средства, которые подаются к экскаватору по дну забоя или сбоку по естественной поверхности земли. Ширина забоя ограничивается только требованием нормальной производительности механизма и составляет 1,5…1,6 R рез. При лобовом забое экскаватор опускает стрелу с рукоятью в самое нижнее положение между гусеницами, поэтому глубина разработки узких траншей больше, чем широких.

Наименьшую глубину забоя определяют из условия наполнения ковша с «шапкой» (для несвязных грунтов – 1…1,7 м, а для связных – 1,5…2,3 м). Ширина проходки зависит от наибольшего радиуса: ее принимают в размере В = (1,2…1,5)R о при погрузке в транспорт и В = (0,5…0,8)R о при укладке в отвал.

Отрывку котлована шириной 12…14 м обычно осуществляют лобовой проходкой при перемещении экскаватора по зигзагу, а при большей ширине – поперечно-торцовой .

В соответствии с действующими нормативными документами основным рабочим оборудованием для экскаваторов в настоящее время является обратная лопата. Экскаватор может комплектоваться оборудованием: прямая лопата, жесткий грейфер, гидромолот, зуб-рыхлитель, а также сменными ковшами различной вместимости и назначения.

Рис. 3.4. Схемы проходок экскаватора с рабочим оборудованием «обратная лопата»:

а ) лобовая проходка при погрузке грунта в транспорт, подаваемый по дну забоя;
б ) то же, подаваемый на уровне стоянки экскаватора и во временный отвал;
в ) боковая проходка; 1 – экскаватор; 2 – автосамосвал;
3 – направление движения транспорта; 4 – отвал

В отдельных случаях ЭО (особенно экскаваторами старых марок, в том числе с канатным управлением) отрывают котлованы и траншеи на глубину, несколько меньшую проектной, оставляя так называемый недобор слоем 5…10 см для того, чтобы избежать повреждения основания и не допустить переборов грунта. Для повышения эффективности работы экскаваторов в таких случаях можно применять скребковый нож, насаживаемый на ковш экскаватора. Это приспособление позволяет механизировать операцию по зачистке дна котлованов и траншей и вести их с точностью ±2 см, что исключает необходимость ручных доработок.

Экскаватор-драглайн – для разработки грунтов, расположенных ниже уровня стоянки экскаватора, для рытья глубоких котлованов, широких траншей, возведения насыпей, разработки грунта из-под воды и т. п. Их применяют также для отделочных земляных работ при планировке площадей и зачистке откосов.

Преимуществами драглайна являются большие радиусы действия
(до 10 м) и глубина копания (до 12 м). Особенно эффективно разрабатывать драглайном мягкие и плотные грунты, в том числе обводненные.
В отечественной практике экскаваторы, оборудованные драглайном, получили широкое распространение (около 45 %).

Ковш экскаватора навешивается на канатах на удлиненную стрелу кранового типа. Забрасывая ковш в выемку на расстояние, несколько превышающее длину стрелы, ковш заполняют грунтом путем подтягивания по поверхности земли к стреле. Затем ковш поднимают в горизонтальное положение и поворотом машины перемещают к месту разгрузки. Опорожняется ковш при ослаблении натяжения тягового каната.

Разработку грунта драглайном осуществляют боковой и лобовыми проходками аналогично экскаватору «обратная лопата». Драглайн обычно передвигается между очередными стоянками на 1/5 длины стрелы. В зависимости от ширины выемки, способа разгрузки грунта (в отвал или в транспортные средства) и особенностей земляного сооружения на практике используют разнообразные схемы лобового и бокового способов разработки грунта.

Так как ковш драглайна гибко подвешен, весьма эффективными являются челночные способы работы – поперечно-челночный и продольно-челночный (рис. 3.5).

Поперечно-челночная схема дает возможность набирать грунт поочередно с каждой боковой стороны самосвала, подаваемого под погрузку по дну выемки, не прекращая поворота стрелы в момент выгрузки грунта. При продольно-челночной схеме грунт набирают перед задней стенкой кузова и, подняв ковш, разгружают его над кузовом. В цикле работы экскаватора повороты занимают основное время, в этом плане челночные схемы с минимальным углом поворота для погрузки и выгрузки являются оптимальными. Благодаря уменьшению высоты подъема ковша и сокращению угла поворота экскаватора (при продольно-челночной схеме около 0°, а при поперечно-челночной 9…20°) производительность экскаватора увеличивается в 1,5...2 раза. Строительные экскаваторы-драглайн применяют с ковшом вместимостью 0,25...2,5 м 3 .

Грейфер – для рытья колодцев, узких глубоких котлованов, траншей и тому подобных работ, особенно в условиях разработки грунтов ниже уровня грунтовых вод, добычи песка и гравия из-под воды.

Он представляет собой ковш с двумя или более лопастями и канатным или в последнее время стоечным приводом, принудительно смыкающим лопасти. Грейфер навешивается на стрелу и разрабатывает выемки с вертикальными стенками. При повороте стрелы ковш перемещается к месту разгрузки и опорожняется при принудительном раскрытии лопастей. Погружение в грунт осуществляется только за счет собственной массы и принудительного опускания стойки, поэтому можно разрабатывать грунты малой и высокой плотности, в том числе и находящиеся под водой. Строительные грейферные экскаваторы применяют с ковшом вместимостью 0,35...2,5 м 3 .

Разработка грунта одноковшовыми экскаваторами. Расчет проходок экскаваторов с различным рабочим оборудованием

Большинство одноковшовых строительных экскаваторов - это универсальные машины, которые бывают оснащены различными видами сменного рабочего оборудования. Учитывая зависимость отвида привода рабочего органа экскаваторы различают на канатные и гидравлические. Сегодня наиболее часто используют гидравлические экскаваторы.

Использование сменного рабочего оборудования дает возможность механизировать такие процессы, как: зачистка дна выемок; дробление и удаление негабаритов и валунов; отделка поверхности откосов земляного сооружения, дна выемок; послойное уплотнение грунта в стесненных условиях, при устройстве обратных засыпок; рыхление мерзлого и трудноразрабатываемого грунта.

Строительные экскаваторы выпускают на гусеничном и пневмоколесном ходу. Наиболее распространенными видами рабочего оборудования являются прямая, обратная лопаты, драглайн и грейфер.

Способы разработки грунта одноковшовыми экскаваторами опре­деляют в основном видом применяемого на них сменного рабочего обору­дования. Выбор способа зависит от размеров и объёмов земляных сооруже­ний, свойств грунта͵ наличия грунтовых вод, вечной мерзлоты и др.

При разработке широких котлованов с погрузкой грунта в транс­портные средства (к примеру, при строительстве отстойников, фильтров, ре­зервуаров, аэротенков и т.п.) чаще применяют экскаваторы, оборудованные прямой лопатой. Обратную лопату используют для разработки траншей, не­больших котлованов с погрузкой грунта в транспортные средства или в от­вал. Драглайн применяют для разработки котлованов, траншей и каналов, устройства насыпей из грунта резерва, а грейфер - для разработки глубоких котлованов с вертикальными стенками или подачи грунта при засыпке па­зух.

Пространство, в котором размещается экскаватор и производится выемка грунта͵ называют забоем. Его форма и размеры зависят от рабочих параметров экскаватора и принятой схемы разработки грунта (рис. 4.16).

Экскаватор с прямой лопатой перемеща­ется по дну выемки, копает ʼʼот себяʼʼ снизу вверх с погрузкой разрабатыва­емого грунта на транспортные средства. Наиболее часто применяют экска­ваторы с ковшами вместимостью 0,4 ... 2,5 м 3 . Вместимость ковша выбира­ют исходя из объёмов работ, глубины котлована и характеристик грунта. Стоит сказать, что для наиболее полного заполнения ковша высота забоя должна быть не меньше трехкратной высоты ковша. Экскаваторы с прямой лопатой наи­более эффективно работают в сухих забоях, а в мокрых (при высоком уров­не грунтовых вод) нужно применять водоотвод или водопонижение. Выемку, образованную одним ходом экскаватора, называют проходкой. По характеру разработки грунта проходки бывают лобовыми (торцовыми) и боковы­ми. При лобовой проходке экскаватор движется по оси выемки и разрабаты­вает грунт впереди себя и по обе стороны от оси, а при боковой с одной сто­роны по ходу движения. Характер проходки зависит от глубины и ширины котлована и условий его разработки. Лобовыми проходками разрабатывают выемки на крутых склонах или когда глубина выемки не позволяет загру­жать транспортные средства, расположенные на берме выемки.

Неширокие котлованы (шириной до 1,5R) разрабатывают лобовой проходкой с односторонней погрузкой в транспортные средства (рис. 4.16, а), при ширинœе котлована от 1,5R до 1,9R разработку ведут лобо­вой проходкой с двухсторонней подачей транспортных средств (рис. 4.16, б). Наибольшая ширина лобовой проходки поверху для экскава­тора с прямой лопатой при движении его по прямой определяется по фор­муле

где R 0 - оптимальный радиус резания экскаватора, принимается равным от 0,8 до 0,9 максимального радиуса резания, м; l п - длина рабочей пере­движки экскаватора, принимается 0,75 длины рукояти экскаватора, м.

Котлованы шириной от 1,9R до 2,5R разрабатывают уширенной лобовой проходкой с передвижкой экскаватора по зигзагу (рис.4.16, в), а до 3R - с передвижкой его поперек котлована (рис. 4.16, г), ᴛ.ᴇ. поперечно-торцовой проходкой. Широкие котлованы (более 3,5R) разрабатывают вна­чале лобовой, затем боковыми проходками. Наибольшая ширина проходки при этом равна:

для зигзагообразной

для поперечно-торцовой

для боковой

Рис. 4.16 – Схемы проходок одноковшового экскаватора

а - д – с прямой лопатой, е - м – с обратной лопатой, л – при траншеи, м – работа экскаватора-драглайн

где R c - радиус резания на уровне стоянки; n -количество поперечных пере­движек экскаватора; m - коэффициент откоса; Н - высота забоя.

При глубинœе выемки, превышающей оптимальную вы­соту забоя, грунт разрабатывают по ярусам (уступам) в последовательнос­ти, определяемой профилем выемки.

Разработку грунта экскаваторами с обратной лопатой осуще­ствляют торцовыми или боковыми проходами с перемещением экскаватора по верху забоя ʼʼна себяʼʼ с копанием грунта ниже уровня его стоянки (см. рис.4.16, е - к). Последняя особенность важна в тех случаях, когда грунты ув­лажненные или мокрые. Возможно также вести разработку грунта из под воды. При этом исходя из ширины котлованов разработку грунта осуществляют с прямолинœейной, зигзагообразной лобовой, поперечно-торцевой и боковой проходкой.

Ширина лобовой проходки по верху при односторонней выгрузке грунта составляет:

где R max - наибольший радиус резания, м;

l n - длина рабочей передвижки экскаватора, м; для экскаватора-драглайна принимается равным 1/5 вылета стрелы;

R Т - наибольший радиус выгрузки грунта в транспорт;

b k - ширина транспортных средств или отвала грунта.

При двухсторонней выгрузке грунта͵ м:

Ширина проходки понизу, м:

где m - коэффициент откоса;

Н - высота забоя, м.

Ширина лобовой уширенной зигзагообразной проходки, при 1,7R≤ В ≤3R определяется по формуле:

Ширина лобовой уширенной поперечной проходки, при 3R≤ В ≤3,5R определяется по формуле:

При В ≥ 3.5 - после первой лобовой проходки продолжают дальше разрабатывать одной или несколькими боковыми проходками. Ширина каждой боковой проходки равна, м:

где R n -радиус резания по дну котлована.

Разработанный грунт обычно отсыпают в отвал на бровку и частич­но (излишки, ненужные для обратной засыпки) на транспорт. Ширину про­ходки при погрузке грунта в транспортные средства принимают (1,2 ... 1,3)R, а при отсыпке в отвал - (0,7 ... 0,8)R, так как ограничивает вместимость от­вала. При отрывке траншей разработку грунта рекомендуется начинать со стороны откоса к серединœе траншеи, что снижает сопротивление грунта ре­занию. Траншеи с шириной по дну до 1 м разрабатывают за одну проходку (торцовую) с перемещением экскаватора по оси траншеи.

Экскаваторами-драглайнами , имеющими удлинœенную стрелу и ковш, свободно подвешенный на тросœе, разрабатывают грунт с отсыпкой его в отвал или на транспортные средства при устройстве глубоких котлованов, каналов, траншей. Разработку грунта производят ниже уровня стоянки экс­каватора с работой его ʼʼна себяʼʼ; ковш заполняют в процессе протаскива­ния его по грунту (рис. 4.16, м, л; рис 4.17). Широкие выемки разрабатывают за несколь­ко лобовых проходок или применяют такие технологические приемы, как перемещение по зигзагу или поперечно-торцовую проходку, а также челноч­ный способ работы экскаватора. При устройстве широких котлованов, а так­же насыпей из грунта резерва в ряде случаев применяют боковую проходку, ширина которой составляет около (0,7 ... 0,8)R, а поворот стрелы экскаватора для разгрузки - 180°.

Рис. 4.17 – Схемы работы экскаватора с ʼʼобратной лопатойʼʼ

а - лобовая проходка экскаватора при погрузке грунта в транспорт, подаваемый по дну забоя, б - то же, подаваемый на уровне стоянки экскаватора и во временный отвал, в - боковой проходкой; 1 - экскаватор, 2 - автосамосвал, 3 - направление движения транспорта͵ 4 - отвал

Экскаватором с грейферным ковшом вместимостью 0,3 ... 4 м 3 , свободно подвешенным на тросœе, разрабатывают выемки в радиусе 8 ... 24 м на глубинœе 7 ... 15 м при подъеме грейфера на высоту 6 ... 14 м. Обычно разрабатываются легкие грунты I и II групп, а более тяжелые - при их пред­варительном разрыхлении. Такие экскаваторы применяют для разработки глубоких выемок с вертикальными стенками, к примеру при ус­тройстве опускных колодцев водозабора, заглубленных насосных станций, противофильтрационных завес и т.п.

Разработка грунта одноковшовыми экскаваторами. Расчет проходок экскаваторов с различным рабочим оборудованием - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Разработка грунта одноковшовыми экскаваторами. Расчет проходок экскаваторов с различным рабочим оборудованием" 2017, 2018.