ГЛАВА 1. ПРОИЗВОДСТВО ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ

1.1. Общие сведения

В состав земляных работ обычно входят: вертикальная планировка площадок, разработка котлованов и траншей, обратная засыпка грунта, а в отдельных случаях — предварительное разрыхление грунта, водоотлив, водоотвод и водопониженне.

Объем и характер земляных работ определяется объемно-планировочными и конструктивными особенностями возводимых зданий и сооружений.

Для возведения подземной части одноэтажных промышленных зданий производят разработку котлованов под фундаменты каркаса здания и под оборудование, засыпку непросадочными грунтами пазух фундаментов и их уплотнение, а также отрывку траншей для устройстаа вводов инженерных и различных внутренних подземных коммуникаций.

В некоторых многоэтажных промышленных зданиях в соответствии с технологическими или иными требованиями иногда на отдельных участках одноэтажных промышленных зданий устраивают подвалы. Разработку котлованов для них также выполняют в общем потоке производства земляных работ. Для бес-подвальных зданий жилнщно-гражданского и сельскохозяйственного назначений отрывку котлованов и траншей производят под их фундаменты.

При возведении сельскохозяйственных зданий и сооружений заглубленного типа котлован разрабатывают под все здание или сооружение.

Вертикальную планировку выполняют для выравнивания естественного рельефа площадок, отведенных под строительство различных зданий и сооружений, а также для благоустройства территорий. Земляные работы по вертикальной планировке включают выемку грунта на одних участках площадки, перемещение, отсыпку и уплотнение его на других участках (в зоне насыпи).

Вертикальную планировку площадок на участке выемок осуществляют до устройства на них коммуникаций и фундаментов, а на участках насыпей — после устройства этих сооружений.

Земляные работы должны выполняться с комплексной механизацией всех процессов и применением рациональных способов производства работ. Выбор землеройных машин для производст-

ва земляных работ зависит от вида грунта, рельефа местности, объема и глубины земляных выработок, условий выполнения работы (в отвал, на транспорт), транспортных средств и дальности перемещения грунтов.

К основным землеройным машинам относятся одноковшовые и многоковшовые экскаваторы, к землеройно-транспортным — бульдозеры и скреперы.

Рис, 1.1. Разработка грунта экскаватором прямая лопата:

а — лобовая проходка с односторонней погрузкой грунта в автосаыосвалы; 6 — то же, с двусторонней погрузкой; в — то же, с пере не те ние И экскаьатора по зигзагу; г - уширенная npoxojuta с перемеилекием экскаватора поперек котлована

В строительстве благодаря высокой производительности при разработке грунтов различных категорий наибольшее распространение получили одноковшовые экскаваторы. В зависимости

8 }, Я

ОТ производственных условий в качестве сменного оборудования экскаваторов применяют прямые и обратные лопаты, драглайны, грейферы и струги.

Одноковшовые экскаваторы могут быть также оборудованы: стрелой с крюком (как подъемный кран), трамбовкой для уплотнения грунта, дизель-молотом с клином для рыхления мерзлого грунта, дизель-молотом для забивки свай. Рабочее место экскаватора, включая стоянки транспортных средств, называется забоем, а разрабатываемые по мере передвижения экскаватора участки грунта — проходками.

Экскаваторы, оборудованные прямой лопатой, используют для разработки грунтов, расположенных выше уровня стоянки экскаватора, их применяют главным образом при разработках котлованов и траншей с погрузкой грунта на транспортные средства и реже с отсыпкой в отвал. Экскаваторы с прямой лопатой могут разрабатывать грунт и ниже уровня стоянки, но на незначительную глубину.

Основными видами проходок для экскаваторов, оборудованных прямой лопатой, являются лобовая (продольная) и боковая (поперечная). Лобовые проходки в зависимости от ширины подразделяют на узкие (ширина проходки 0,8... ... 1,5, величины наибольшего радиуса резания R), нормальные (ширина 1,5... 1,8 R) и ши--рокие (ширина более 2 R) (рис. 1.1, а. б, в, г).

Разработка выемок лобовыми проходками затрудняет работу транспортных средств, поэтому их используют в основном при разработке узловых котлованов и пионерных траншей.

При значительных размерах разрабатываемого котлована (ширина больше Z,5R) рекомендуется применять боковые проходки. Организация разработки грунта боковыми проходками с погрузкой его в транспортные средства позволяет наиболее полно использовать рабочие параметры экскаваторов и повысить их выработку за счет уменьшения угла поворота стрелы при разгрузке (рис. 1.2).

Экскаваторы, оборудованные обратной лопатой, используют для разработки грунтов ниже уровня стоянки экскаватора и применяют при разработке траншей и небольших неглубоких котлованов (например, под отдельно стоящие фундаменты). Разра-

Рис. 1.2. Разработка котлована Соковой проходкой экскаватором прямая лопата

ботку грунта осуществляют лобовыми и боковыми проходками. При этом лобовые проходки применяют в основном при разработке траншей, а боковые — при разработке широких котлованов. Разработку грунта можно осуществлять как в отвал, так и с погрузкой в транспортные средства. В последнем случае экскаваторы с обратной лопатой имеют преимущество по сравнению с экскаваторами с прямой лопатой, так как не требуется спусх автомашин в котлованы. Кроме того, экскаваторы с обратной лопатой имеют возможность отрывать траншеи с вертикальными стенками (в соответствующих грунтах).

Рис. 1.3. Схема проходки экскавато- Рис. 1.4. Способы разработки за-ра обратная лопата при разработке боя экскаватором — драглайн:

котлована:а — поперечно челночный; б, в — про-

о — вдоль котлована; б —зигзагом; в— дольно-челночный: i — автосамосвал; поперек котлована2 — разгрузка ковша; 3 — окончание

набора и подъем ковша; t — опускание ковша н набор грунта

Экскаваторы с обратной лопатой при разработке грунта могут передвигаться вдоль и поперек котлована, а также зигзагом (рис. 1.3).

Экскаваторы-драглайны используют для разработки грунтов мягких и средних пород, преимущественно при отрывке котлованов и траншей, расположенных ниже уровня стоянки экскаватора, при возведении насыпи и выемок, в качестве по-

грузочного средства прк выполнении вертикальной планировки и др. Экскаваторы-драглайны обладают большим радиусом действия и глубиной копания.

Земляные работы с помощью драглайнов могут производиться с выгрузкой грунта в отвал или непосредственно в насыпь, а также в транспортные средства. В последнем случае автотранспорт в зависимости от условий работы может перемещаться как по верху разработки, так и по подошве забоя.

При организации подачи автотранспорта по подошве забоя применяют поперечно-челночный иди продольно-челночный способ погрузки грунта (рис. 1.4, о, б, в). При поперечно-челночном способе набор грунта производят поочередно с каждой стороны автотранспорта и разгрузка ковша происходит без остановки поворота стрелы при положеиии ковша над кузовом автомашины. Лвтосамосвалы подают по оси дна выемки экскаваторной проходки.

При продольно-челночном способе набор грунта н его разгрузку производят со стороны заднего борта автотранспорта. Ковш экскаватора при этом совершает только возвратно-поступательные движения, а платформа не поворачивается, что позволяет значительно сократить рабочий цикл экскаватора и повысить его производительность.

Экскаваторы-драглайны, так же как и экскаваторы с обратной лопатой, при разработке грунта могут передвигаться вдоль и поперек котлована, а также зигзагом (см. рис. 1.3).

Экскаватор, оборудованный грейфером, используют при разработке мягких и сыпучих грунтов в отвал и в транспортные средства, при разработке котлованов под отдельные колонны, фундаменты силосных башен, опор линий электропередач, а также для рытья колодцев, глубоких и узких траншей и др.

Экскаваторы-планировщики применяют для планировок

Таблица 1.1. Допустимая величина недобора грунта

Рабочее оборудование экскаватора

Допустимый веАобор грунта, си, при енкостн

Прямая лопата Обратная лопата Драглайн

площадок и рытья выемок глубиной не более 1,5 м. Грунт может разрабатываться как в отвал, так и в транспортные средства. Разработку грунта одноковшовыми экскаваторами необходимо производить без нарушения естественной структуры грунта в основании фундаментов. Допустимая величина недобора грунта принимается по данным табл. 1,1.

1.2. Разработка котлованов экскаваторами, оборудованными прямой лопатой

При устройстве котлованов число проходок и их параметры устанавливают расчетом с обеспечением наименьших затрат времени на выполнение рабочего цикла экскавации.

Высота забоя должна быть не более максимальной высоты резания и не меньше размера, обеспечивающего наполнение ковша (табл. 1.2).

Таблица 1.2. Наименьшая высота забоя, обеспечивающая заполнение ковша >экскаватора, м

Узкие котлованы шириной по верху до 1,5 R (наибольшего радиуса резания) разрабатывают лобовой проходкой с односторонней пофузкой грунта в транспортные средства, при ширине от 1,5 до 1,8 —с двусторонней подачей транспортных средств (см. рис. 1.1, а, б). Наибольшая ширина лобовой проходки при перемещении экскаватора по прямой составит (м)

Д<2/ RL-II,

где Ron — оптимальный радиус резания, принимаемый равным от 0,8 до 0,9 наибольшего радиуса резания; k — длина рабочей передвижки экскаватора, принимаемая равной 0,75 длины рукояти экскаватора.

Ширина проходки по низу (м)

где RcT — радиус резания на уровне стоянки экскаватора.

Котлованы шириной от 2,0 до 2,5 R целесообразно разрабатывать уширенной лобовой проходкой с перемещением экскаватора по зигзагу (см. рис. 1.1, в) с двусторонней или односторонней погрузкой, а при ширине до 3,5 R—поперечно-лобовой проходкой с двусторонней погрузкой грунта в транспортные средства (см. рис. 1.1, г).