Класифікація земляних робіт та структура технологічного процесу їх виконання

Технологічний процес по переробленню грунтів є комплексним будівельним процесом. Структурно його можна показати у вигляді схеми (Рисунок 3.2).

Як видно з рисунку, за технологічними ознаками процеси по перероб­ленню грунтів підрозділяються на: підготовчі й допоміжні процеси, основні та заключно-опоряджувальні процеси.

3.3.1. Коротка характеристика підготовчих процесів

Геодезичні роботи — це підготовчі роботи, що виконуються на початку освоєння будівельного майданчика. Вони включають встановлення і закріплення на місцевості контурів та розмірів майбутніх земляних споруд, виконання геодезичної розбивової основи.

Повалення лісу та перекладання комунікацій проводять, якщо на від­веденому майданчику ростуть дерева та кущі, проходять якісь підземні комунікації або по­вітряні енергетичні лінії.

Згідно з основними природоохоронними заходами проводять рекульти­ва­цію земель, тобто верхній шар родючого грунту зрізають та складають у кава­льєри поблизу будівельного майданчика для повторного використан­ня. Після закінчення будівництва вивозять в інше місце, де його використо­ву­ють за призначенням.

Поверхневу воду потрібно заздалегідь перехопити й направити так, щоб вона не потрапляла на майданчик, для чого до початку земляних робіт влашто­вують перехоплюючі, водовідвідні канави, по яких вода самопливом витікає за межі будівельного майданчика, або з боку підтоплення влашто­вують захисне обвалування (див. п.2.4).

До початку виконання земляних робіт на майданчику влаштовують тимчасові дороги, розміщення та будова яких повинні відповідати рішенням та вказівкам проекту виконання робіт (ПВР).

Побутові приміщення можна встановлювати як для окремих об'єктів, так і для групи об'єктів у вигляді побутових містечок.

3.3.2. Коротка характеристика допоміжних робіт.

При виконанні робіт по улаштуванню виїмок в водоносних грунтах необхідне обов'язкове влаштування водовідливу або штучного зниження рівня грунтових вод.

Відкритий водовідлив застосовують при незначних коефіцієнтах фільт­рації в добре дренуючих грунтах. Для збирання води дну котловану або траншеї надають невеликий нахил в бік водозбірних приямків (зумпфів), які влашто­вують в межах виїмки або за її межами. Стінки приямків закріпляють шпунтом або дерев'яними ящиками без дна розміром 1ґ1 м. На дно приямків насипають фільтруючий матеріал (щебінь або гравій). При необхідності додатково по контуру дна котловану влаштовують відкриті водовідвідні канави, які викону­ють роль дренажу. Воду з приямків відкачують поршневими, діафрагмовими або відцентровими насосами безпосередньо з виїмки в процесі розробки грунту нижче рівня грунтових вод. Цей спосіб є найбільш простим та економічним способом водопони­ження, але має обмежене застосування тому, що у виїмці практично завжди присутня вода, яка ускладнює виконання робіт, спричиняє порушення природної структури підвалин (див. Рисунок 3.3а).

Рисунок 3.3 Схеми водовідливу та зниження РГВ голкофільтрами: а — відкритий водовідлив з котловану і траншеї; б — зниження рівня грунтових вод голкофільтрувальною установкою; в — розташування голкофільтрувальних установок в плані; г — схема двоярусного розташування голкофільтрів; 1 — зумпф; 2 — «вус»; 3— насоси; 4 — кільцевий відсмоктуючий колектор; 5 — депресійна крива; 6 — фільтрова ланка голкофільтра; 7 — надфільтрова ланка голкофільтра; РГВ — рівень грунтових вод.

Тому в багатьох випадках доводиться вживати штучне пониження рівня грунтових вод (при коефіцієнті фільтрації Q>1 м/добу. Для цієї мети вико­ристовують легкі голкофільтрувальні установки (ЛГУ), що дозволяють при одно­ярусному розташуванні знизити рівень грунтових вод на 4...5 м, а при дво­ярусному — на 7...9 м. Голкофільтри частіше всього занурюють в грунт гідрав­лічним способом. Вода, яка нагнітається під тиском до 0,3 МПа, виходячи із наконечника розмиває грунт навколо голкофільтру і виносить його частинки на поверхню. При накачуванні і поворотах голкофільтр легко занурюється під дією власної ваги (див. Рисунок 3.3б)

В більш щільних грунтах, які слабо віддають воду (з коефіцієнтом фільтрації менше 1,5 м/добу), голкофільтри встановлюють в заздалегідь пробуравлені свердловини, для покращення притоку води в свердловину навколо голко­фільтру підсипають піщано-гравійну суміш.

Установки з вакуумним водопониженням (УВВ) доцільно застосовувати при коефіцієнті фільтрації від 1 до 0,01 м/добу. Суть вакуумного водопони­ження заключається в тому, що на відміну від водопониження легкою голко­фільт­ру­валь­ною установкою, відцентровий насос створює в грунті позитивний надмірний тиск, в фільтрувальній ланці вакуумного голко­фільт­ра і в навколишнім грунті створюється і безперервно підтримується ва­куум, який сприяє більш інтенсивному зниженню дзеркала грунтових вод.

Водоповітряна суміш надходить в голкофільтр і відкачується вакуум-на­сосом. У зв'язку з тим, що повітря в грунті не достатньо, для нормальної роботи насоса через трубу, яка проходить в середині голкофільтра, до нако­неч­ника додатково подається атмосферне повітря. В глинистих водона­си­чених грунтах з коефіцієнтом фільтрації менше 0.1 м/добу, де звичайна голко­фільт­ру­вальна установка мало ефективна, застосовують спосіб, що базу­ється на явищі електроосмосу (переміщення води під впливом постій­ного­ елект­ричного струму, який пропускається через установку). Додатково до голко­філь­т­ру­­валь­­ної­ установки з боку котловану паралельно ряду голкофільтрів занурю­ють­ся труби діаметром 38 мм або стержні з арматурної сталі, які підклю­чають­ся­ в ланцюг до позитивного полюсу мотор-генератора з напругою 30…60 В. Голкофільтри приєднують до його негативного полюсу. Під дією елект­ричного струму вода, яка міститься в порах грунту, перемі­щується в бік голко­фільтрів. В результаті зростає водовіддача глинистого грунту, оскільки витягується не тільки гравітаційна, але і капілярна вода.

Ежекторні голкофільтрувальні установки (ЕГУ) застосовують для зниження рівня грунтових вод з коефіцієнтом фільтрації від 1 до 40 м/добу з глибини до 20 м.

В слабо фільтруючих грунтах ежекторні голкофільтри монтують в раніше пробурені свердловини під захистом обсадних труб. Спочатку збирають і опускають зовнішню колону труб, потім внутрішню з ежекторним облад­нан­ням. Підтримують голкофільтр в зібраному стані підвішеним, засипають простір між зовнішньою колоною труб і обсадною трубою на 2…3 м пісчано-гравійною сумішшю і, відповідно, на таку ж висоту піднімають обсадну трубу. В верхній частині свердловини влаштовують глиняний тампон.

Трубчасті колодязі з глибинними насосами застосовують для зниження грунтових вод більше ніж на 20 м, а також при коефіцієнті фільт­рації більше 40 м/добу в разі великої товщини водоносного шару і тривалих строках відкачування. По периметру майбутньої виїмки пробуравлюють сверд­ловини, в які занурюють трубчасті колодязі (обсадні труби) діаметром 200…400 мм з улаштуванням піщано-гравійної подушки висотою 0.2…0.3 м. В кожному колодязі встановлюють занурювальний насос опущений разом з двигуном в свердловину нижче рівня води.

При влаштуванні виїмок в водоносних шарах роботи можливо вести під захистом водонепроникливої крижаної стінки з замороженого грунту, при до­по­мозі тиксотропних протифільтраційних екранів.

Штучне заморожування грунтів застосовують при проходці шахт­них стволів, тунелів метрополітену та інших споруд, які зводяться в важких гідрогеологічних умовах, створюючи навколо них тимчасові водонепро­ник­ливі стінки. Для цього по периметру виїмки занурюють колонки, які склада­ються із зовнішніх заморожуючих та внутрішніх постачальних труб, з'єднаних трубопроводом, по якому нагнітається спеціальна рідина-розсіл (розчин хлориду кальцію та інших солей, які мають низьку температуру замерзання), охолоджений холодильною установкою до мінус 20...45оС. Внаслідок цирку­ляції розчину навколо колонок утворюються льодяні стовпи замороженого грунту, які поступово збільшуються в діаметрі, з'єднуються між собою в су­цільну стіну. Розчин забирає частину тепла з грунту і повертається в холодильну установку, де під дією аміаку або вугле­кислоти охолоджується, а потім знову над­ходить в систему труб. Темпе­ратуру розчину приймають на 10…15оС нижче необхідної температури грунту.

Тиксотропні протифільтраційні екрани (діафрагми) влаш­товують, використовуючи властивість тиксотропної суспензії в стані спокою твердіти і знову перетворюватися в рідину при перемішуванні.

Суспензію виготовляють з бентонітової глини, здібної адсорбувати воду (тоб­то вбирати воду) в кількості до 7 разів більше власної маси, а після водонасичення загустівати, набуваючи гідрофобних (водовідштовхуючих) влас­тивостей.

Для влаштування тонких (0,15...0,25 м) протифільтраційних екранів засто­совують машини, в основу яких покладені принципи дії: ударний, ріжучий та водоповітряний.

За допомогою машин ударної дії (копрів) впритул один до одного заби­вають ряд сталевих шпунтів-ін'єкторів двотаврового перерізу. Потім першу зану­рену шпунтину витягають гідравлічним екстрактором, а залишену в грунті порожнину поступово заповнюють тиксотропною суспен­зією, яку нагнітають під тиском до 6 МПа через трубу, приварену до двотавру. Витягнуту шпунтину переставляють на нове місце впритул до встановленого ряду і знову занурюють. Процес повторюють по фронту майбутньої виїмки до повного відгородження її водонепроникним екраном.

Щілини для наступного заповнення суспензії можна нарізати машинами з ріжучим робочим органом (баром).

Спосіб улаштування протифільтраційних екранів з використанням водоповітряного струменя полягає в наступному: в пробурену свердловину опускають підвішену до крана спеціальну гідромоніторну установку, за допомогою якої розмивають та витискують грунт на поверхню суспензією, яка надходить під тиском з ін'єкційної головки.

3.3.3. Улкаштування укріплень стінок котлованів та траншей

Необхідність кріплення стінок котлованів і траншей визначається та регла­ментується нормами і залежать від гідрогеологічних умов, а також глибини виїмки.

Вертикальні стінки без кріплення допускаються в грунтах з непорушеною струк­турою при відсутності грунтових вод: при глибині виїмок в піщаних та великоуламкових грунтах не більше 1 м, в супісках ­— 1,25 м, в суглинках та глинах — 1,5 м, в особливо щільних грунтах — 2 м.

На глибину не більше 3м дозволяється виривати траншеї багатоківшо­вими екскаваторами в зв'язних щільних грунтах без кріплення для укладан­ня­ трубопроводів батогами. Але в місцях спуску робітників в траншею для стикування батогів та виконання інших робіт необхідно влаштовувати місцеві укоси або кріплення.

У всіх інших випадках треба влаштовувати тимчасове кріплення укосів. Тип кріплення визначається в ПВР в залежності від розмірів виїмки, влас­тивостей грунту, потоку грунтових вод та конкретних умов виконання процесів.

Підкісне кріплення влаштовують усередині котловану. Підкоси затруд­­нюють виконання наступних робіт в котловані, а тому використання цього кріплення обмежено. Вертикальну горожу влаштовують з дощок завтовшки 5 см з прозорами на ширину дошки при зв'язних грунтах при­родної вологості та глибині котловану до 3 м. При більшій глибині горожу роблять суцільною. В грунтах сипучих та підвищеної вологості, незалежно від глибини котловану, прозорів не залишають.

Анкерне кріплення, це конструкція, яка складається із горожі, стояків, дерев'яних та металевих тяг і паль, розташованих поза котлованом на відстані

В і h/tg j, (3.1)

де h — глибина котловану, м,

j — кут природного укосу, град. (див. рисунок 3.4).

Консольне (шпунтове) кріплення являє собою шпунтову стінку жорстко закріплену грунтом. Такі кріплення влаштовують з металевого та, рідше, з дерев'яного шпунта, частіш всього їх застосовують для огородження неглибоких котлованів в водонасичених грунтах, коли неможливо виконати штучне зниження рівня грунтових вод.

Розпірне кріплення сприймає всі діючі навантаження через розпірки, а щити кріплення та шпунтові стінки виконують тільки огороджуючі функції. Розпірки можуть встановлюватися в один або в декілька рядів по висоті перерізу. (Рисунок 3.4)

3.4. Вертикальне планування майданчиків

Для перетворення природного рельєфу майданчиків, які відведені для зведення будівель та споруд, або для упорядкування територій, виконують земляні роботи, передбачені проектом планування.

Основні роботи включають розробку грунту на ділянках виїмки, транс­пор­тування і укладання його з ущільненням в насипу, остаточне пла­ну­ван­ня май­данчика і укосів. Щільні грунти при необхідності розпушу­ють. Одночасно виконують допоміжні роботи: устатковують забій, перемі­щу­ють на нові позиції освітлювальні вишки і т.п.

Способи виконання водійних процесів (виїмка і транспортування грунту) залежать від об'єму і термінів виконання робіт, характеристики грунтів, рельєфу місцевості, робочих відміток майданчика, місцевих та кліматичних умов.

Планування майданчика виконують бульдозерами, одноківшовими екскава­торами, засобами гідромеханізації.

3.4.1. Визначення обсягів робіт при плануванні майданчиків

Обсяги робіт, що визначаються при проектуванні земляних споруд, являються основою для прийняття технічних рішень при виборі способів виконання робіт і розрахунків комплекту машин, складання черговості та організації виконання робіт, визначення їх ціни і тривалості виконання. Об'єми земляних­ робіт визначають також в процесі їх виконання по натурним замірам: при про­між­ному прийманні виконаних робіт, закритті нарядів, контрольних обмірах, передачі об'єкта замовнику.

При визначенні обсягів робіт користуються відомими формулами геомет­рії: при цьому складні по формі споруди розподіляють на ряд простіших геометричних фігур, об'єми яких потім сумують.

Обсяги земляних робіт при проектуванні планування майданчиків виз­на­чають на основі картограми земляних робіт, яка являє собою план ділянки з горизонталями та нанесеною сіткою трикутників, квадратів або прямокутників з позначенням чорних, червоних і робочих відміток вершин фігур, а також з зображенням лінії нульових робіт. Розмір сторони фігури прий­ма­ється від 10 до 50 м залежно від рельєфу місцевості (в фігурі по­вин­но бути не менше од­нієї й не більше двох горизонталей). На склад­ному рельєфу місцевості краще використовувати трикутники шляхом поділу квад­ратів або прямокутників на 2 фігури. При цьому діагональ повинна проходити приблизно по напряму водо­розділу (або тальвегу) в залежності із змінами характеру рельєфу місце­вості.

Найбільш доцільно проектувати планування майданчика так, щоб додержувався нульовий баланс земляних мас, коли планування виконується перерозподілом земляних мас на самому майданчику, без завозу грунту, якого не вистачає, або без вивозу зайвого грунту за її межі.

Середню відмітку поверхні майданчика при підрахунку обсягів робіт по квадратах визначають за формулою:

, (3.2)

де еН4та еН2 — сума чорних відміток вершин, загальних відповід­­но для чотирьох та двох квадратів;

еН1­— сума чорних відміток вершин, які належать одному квадрату;

n ­— кількість квадратів

При підрахунках по трикутниках:

(3.3)

де еН8… еН2 — сума чорних відміток вершин, загальних відповідно для восьми, сьоми і т.д. трикутників,

еН1 — сума чорних відміток вершин, які належать одному трикутнику.

Підрахунку обсягів робіт передує знаходження проектних (червоних) відміток вершин квадратів (трикутників) з урахуванням проектних нахилів майданчика та визначення робочих відміток. Останні підраховуються як різниця між проектними (червоними) і чорними відмітками.

На картограмі робочі відмітки із знаком «плюс» показують на необхід­ність влаш­тування насипу, а із знаком «мінус» — виїмки.

Квадрати і трикутники з робочими відмітками однакових знаків назива­ють однойменними, різних — перехідними. На боках перехідних квадратів (трикут­ників) відклавши у довільному масштабі робочі відмітки — з «плю­сом» в один­ бік, з «мінусом» ­— в другий і з'єднавши крайні точки прямою, одержуємо на перехрещенні її із стороною квадрата нульову точку.

Лінія на плані майданчика, проведена через нульові точки перехідних квадратів (трикутників) — лінія нульових робіт розмежовує ділянки виїмки та насипу.

Об'єми грунту виїмки або насипу визначаються з урахуванням грунту укосів, які влаштовуються по контуру майданчика. Для цього по контуру майданчика в зовнішніх кутах квадратів відкладають величину закладення укосу, рівну добутку робочих відміток h на коефіцієнт укосу «m» і одержу­ють обрис в плані бровок виїмки та насипу. Об'єми виїмки та насипу визна­ча­ються за формулами:

1) в однойменному квадраті (для приблизного підрахунку):

(3.4)

в однойменному квадраті (для точного підрахунку):

(3.5)

де а —довжина сторони квадрата;

s1=h1+h3— сума робочих відміток вершин квадрата, які лежать на діагоналі перпендикулярній горизонталі в квадраті;

s2=h2+h4— сума робочих відміток вершин квадрата, які лежать на діагоналі паралельній горизонталі в квадраті.

2) в перехідному квадраті:

об'єм насипу

(3.6)

об'єму виїмки

(3.7)

3) в однойменному трикутнику:

(3.8)

4) в перехідному трикутнику:

для частини трикутника з одною вершиною:

(3.9)

для частини трикутника з двома вершинами:

(3.10)

5) елементів укосів:

кутовий типу чотирикутової піраміди:

(3.11)

боковий типу призми:

(3.12)

боковий типу тригранної піраміди:

(3.13)

Для зручності виконання розрахунків всі обчислення рекомендується зводити в таблиці.

Розраховують середню планувальну відмітку:

(3.14)

де Dh — поправка до середньої відмітки поверхні майданчика по нульовому балансу:

(3.15)

де Vв— об'єм грунту виїмки на майданчику, що планується

Кз.р.— коефіцієнт залишкового розпушення грунту

Vв.д.— об'єм грунту додаткових виїмок, що розроблюються на майданчику, включаючи об'єми укосів в виїмці,

Vн.д.— теж, додаткових насипів, включаючи об'єми укосів в насипу,

F — площа майданчика, що планується,

Fв.д.— площа додаткових виїмок,

Fн.д.— теж, насипу.

Після визначення Dh, корегують всі проектні (червоні) та робочі від­мітки, а потім визначають нове положення лінії нульових робіт і вносять поправки в об'єми робіт.

При проектуванні планування майданчика без додержання нульового балансу його проектну поверхню визначають, виходячи із заданих умов, не розраховуючи середньої планувальної відмітки.

3.4.2. Розподіл земляних мас при плануванні майданчиків

Вибір методів виконання робіт залежить від розподілу земляних мас, який зводиться до знайдення напрямків та середньої дальності переміщення грунтів.

Середня дальність переміщення грунтів — це відстань між центрами ваги виїмки та насипу. Ця відстань визначається для майданчика в цілому, коли її розміри невеликі, а при складному рельєфу та значній площі — для окремих її ділянок.

Задачу розподілу земляних мас при плануванні майданчика можливо визначити аналітичним, графоаналітичним та графічним методами. В усіх випадках прагнуть до того, щоб сума добутків об'ємів грунту виїмок на даль­­ність переміщення була найменшою.

3.4.3. Способи виконання основних процесів при розробці грунтів

Земляні роботи, залежно від будівельних властивостей грунту, техноло­гічних параметрів процесу (терміни виконання, обсяги робіт) та можли­востей регіону, де виконуються роботи, здійснюють гідромеханічним, вибу­хо­вим, механічним, комбінованим або іншими спеціальними способами.

При гідромеханічному способі розробка грунту напірним водяним стру­менем виконується за допомогою гідромоніторних установок або всмок­туван­ням грунту з дна водоймища плавучими землесосними спорудами.

Вибуховий спосіб заснований на використанні сили вибухової хвилі різ­них вибухових речовин, закладених в спеціально влаштовані шпури, свердловини або шурфи і є одним із ефективних засобів механізації трудомістких і важких робіт.

Механічний спосіб полягає в розробці грунту землерийними (одноківшо­вими і багатоківшовими екскаваторами) та землерийно-транспортними (буль­дозерами, скреперами, грейдерами, грейдерами-елеваторами) маши­нами.

3.4.4. Розробка і переміщення грунту за допомогою бульдозерів.

Бульдозери використовуються для розробки грунту та його переміщення на від­стань до 70 м, а в окремих випадках при потужності трактора 200 кВт і більше — до 150 м. При більшій відстані бульдозери становляться не ефек­тивними, тому що в процесі переміщення губиться значна частина грунту.

Важкі та напівскельні грунти попередньо розпушують причіпними або навісними тракторними розпушувачами, а також відкидними зубами, які встановлюються на тильному боці відвалу бульдозера. Щільні грунти (важ­кі суглинки, м'які глини), а також грунти промерзлі на глибину до 15 см також можна розробляти без попереднього розпушення бульдозерами з гідравлічним управлінням, в яких опускання відвалу і заглиблення його здійснюється примусово.

Залежно від трудності розробки бульдозерами грунти поділяють на три групи: І — грунт рослинного шару та суглинки; ІІ — піщані грунти, важкі суглинки та м'які глини; ІІІ — важкі глини та сипучі піски. Розпушені напівскельні та скельні грунти, залежно від їх кускуватості, відносять до окремої групи.

Змінну експлуатаційну продуктивність, м3/зміну, визначають за формулою:

, (3.16)

де tзм— тривалість зміни, в годинах;

V — обсяг грунту в щільному тілі, що переміщується відвалом, м3:

(3.17)

тут а — довжина відвала (технічна характеристика), м,

Н — висота відвала (технічна характеристика), м,

j — кут природного укосу, град.,

Кр— коефіцієнт розпушення грунту,

Кс— коефіцієнт збереження грунту перед відвалом під час його транспортування, визначається за формулою:

(3.18)

де L — дальність переміщення грунту, м,

Кнах— коефіцієнт впливу нахилу ділянки на переміщення грунту;

Кв— коефіцієнт використання машини по часу, враховує витрати часу на її обслуговування та догляд, на переміщення з однієї ділянки на іншу і т. ін., приймається по «ЕНиР», збірник 2, випуск 1,

tц— тривалість циклу, с, яка складається з тривалості різання, переміщення грунту (з розвантаженням його) та зворотного ходу

(див. формулу 3.20).

Вибір раціональної схеми роботи машини:

— при зрізанні та переміщенні грунту під ухил 10...15% стружкою прямо­кутного перерізу можливо більшої товщини; продуктивність зростає близько до 1,5...2 раз за рахунок збільшення об'єму грунту, що транспортується, перед відвалом, та швидкості переміщення бульдозера; тому при відсутності природного ухилу рекомендується штучно влаштовувати його першими трьома-чотирма проходками бульдозера;

— на горизонтальних ділянках зрізання грунту виконують клино­вид­ною стружкою, а при розробці щільних грунтів гребінчастим профілем;

— з метою зменшення втрат грунту на шляху переміщення викорис­товують траншейний спосіб виконання робіт. Бульдозер багаторазово проходить по одному й тому ж сліду, виробляє траншею глибиною до 0,5м, стінки якої перешкоджають розсипанню грунту. Залишену між траншеями перемичку нетронутого грунту шириною 0,4...0,6м потім зрізають і виїмку поглиблюють тим же способом;

— вживають також здвоєну або групову роботу бульдозерів, коли два або три бульдозера рядом з однаковою швидкістю на відстані 0,5 м один від одного переміщують один загальний вал грунту;

— збереженню грунту також допомагає обладнання відвалів боковими щитками (відкрилками);

— різання та переміщення грунту до 50 м доцільно виконувати по чов­ни­ковій (маятниковій) схемі: відсипавши грунт бульдозер повертається заднім ходом;

— розробляють грунт по еліптичній схемі з двома поворотами, або ж влаштовують через кожні 25...30 м проміжні вали.

3.4.5. Розробка і переміщення грунту за допомогою скреперів

Скрепер — це високопродуктивна машина циклічної дії, яка виконує комп­лекс земляних робіт — розробку, транспортування та укладку грунту шаром заданої товщини з частковим його ущільненням. У порівнянні з інши­ми землерийно-транспортними машинами скрепери більш зручні в експлуатації, легкі в управлінні, надійні в роботі.

Причіпні скрепери (з гусеничними тракторами) з ковшем місткістю до 5 м3використовують при транспортуванні грунту на відстань до 300 м, з ковшем місткістю 6...10 м3— до 750 м, із ковшем місткістю 15 м3— до 1000 м. Напівпричіпні скрепери з колісними тягачами і самохідні скрепери доцільно використовувати при переміщенні грунту на 0,5...5 км. Ці скрепери, на відміну від причіпних, мають велику швидкість перемі­щення та мобільність.

Для того, щоб швидко та більш повно («з шапкою») заповнити ківш причіпного або самохідного скрепера в зв'язку з недостатньою зчіпною ва­гою, застосовують трактор-штовхач (гусеничний або колісний трактор потужністю до 330 кВт) обладнаний зпереду штовхаючим пристроєм. Кількість скреперів, що обслуговуються одним трактором-штовхачем, залежить від їх типу, швид­кості руху та відстані переміщення грунту.

По важкості розробки скреперами грунти поділяються на дві групи: І ­— рослинний шар грунту та легкі суглинки всіх видів, ІІ — глини, важкі суглинки та піщані грунти. Розпушені напівскельні та скельні грунти, залежно від кускуватості, відносять до окремої групи.

Різання грунту та заповнення ковша — найбільш складні операції в цик­­лі роботи скрепера. Як і при роботі бульдозерів, скреперами грунт можна різати стружкою прямокутного перерізу завтовшки 10…25 см в піщаних грунтах та при зніманні рослинного шару, а також при заповненні ковша під ухил.

Різання стружкою клиновидного профілю при максимальному за­гли­б­­ленні ножа (до 30 см) скорочує шлях різання та є найбільш продук­тивним, але здійснити подібний режим роботи скрепера досить важко. Тому найчастіше грунт ріжуть стружкою гребінчастого профілю.

Послідовність скреперних проходів може бути дуже різноманітною, але на практиці, як правило, використовують схеми:

— «смуга поряд із смугою»;

— «через смугу»;

— «ребристо-шаховим порядком» (Рисунок 3.5).

Різання грунту самохідними скреперами виконують по схемі «смуга поряд із смугою» і «через смугу». Для підвищення продуктивності скрепера вико­ристо­вують ухил місцевості природний або штучний. При переміщенні скрепера під ухил 5...12 % грунт можна різати більш товстим шаром і заповнювати ківш на більш короткім шляху, при цьому час наповнення ковша скорочується в 1,3...1,5 рази.

При плануванні майданчиків скрепери переміщуються по кривим (Рисунок 3.6), які нагадують еліпс або спіраль та вісімку. Грунт в насип розванта­жують горизонтальними шарами завтовшки 100...350 мм залежно від властивостей грунту та засобів його ущільнення. Розвантаження доцільно починати з ближніх місць для того, щоб при відсипці більш віддалених місць проходками скрепера частково ущільнити раніше відсипаний грунт.

Змінну експлуатаційну продуктивність скрепера (в м3/зміну) визначають за формулою:

, (3.19)

де tзм— тривалість зміни, години;

q — місткість ковша, м3;

— коефіцієнт наповнення ковша щільним грунтом, (Кн— кое­ фіцієнт наповнення ковша розпушеним грунтом; Кр­­­— коефіцієнт розпушення грунту в ковші);

Кh­— коефіцієнт впливу глибини виїмки і висоти насипу на продуктивність самохідного скрепера (для причіпних скреперів Кh=1);

tц­— тривалість циклу при розробці перших горизонтів та відсипці перших шарів, с;

tц=tз+ t2+ tр+ tп+ tпов=lз/Vз+l2/V2+lр/Vр+lп/Vп+tпов (3.20)

тут tз, t2, tр, tп, tпов — тривалість завантаження ковша, переміщення завантаженого скрепера, розвантаження скрепера, переміщення порожнього скрепера та час на повороти.

V3, V2, Vp, VП — відповідні швидкості.

Остаточне планування виконують при допомозі тих же скреперів, які вико­нували основні земляні роботи. Опущений ківш ножем зрізає дрібні нерівності та засипає зрізаним грунтом невеликі заглиблення, тим самим вирівнюючи поверхню грунту.