Устройство креплений

Необходимость крепления стенок кот­лованов и траншей определяется и рег­ламентируется СНиПами и зависит от гид­рогеологических условий (вида и влаж­ности грунта, наличия грунтовых вод), а также глубины выемки.

Вертикальные стенки без креп­ления допускаются в грунтах ес­тественной влажности с ненарушенной структурой при отсутствии грунтовых вод: при глубине выемок в песчаных и крупнообломочных грунтах не более 1 м, в супесях — 1,25 м, в суглинках и глинах — 1,5 м, в особо плотных грун­тах — 2 м.

На глубину не более 3 м разрешается рытье траншей многоковшовыми экс­каваторами в связных плотных грун­тах без крепления для укладки трубо­проводов плетями. Но в местах спуска рабочих в траншею для стыковки пле­тей и выполнения других работ следу­ет устраивать местные откосы или креп-, ления.

Во избежание осыпания или ополза­ния грунта вслед за отрывкой котлова­нов или траншей рекомендуется возво­дить фундаменты, укладывать трубы и т. п.

При необходимости создания более глубоких выемок с вертикальными стен­ками, а также при наличии грунтовых вод для обеспечения устойчивости стен устраивают временные креп­ления. Тип крепления определяется проектом производства работ в зави­симости от размеров выемки, свойств грунта, потока грунтовых вод и конк­ретных условий выполнения процессов.

Крепление стенок котловановкласси­фицируют по способу их работы как не­сущих конструкций.

Подносное крепление (рис. III.6, а) устанавливается внутри котлована. Под­косы затрудняют производство после­дующих работ в котловане, и поэтому применение этого крепления ограниче­но. Горизонтальную забирку устраива­ют из досок толщиной 5 см с прозорами на ширину доски при связных грунтах естественной влажности и глубине кот­лована до 3 м. При большей глубине забирку делают сплошной. В грунтах сыпучих и повышенной влажности, не­зависимо от глубины котлована, про-зоров не оставляют.

Анкерное крепление (рис. II 1.6, б) — это конструкция, состоящая из забир-ки, стоек, деревянных и металлических тяг и свай, расположенных вне котло­вана на расстоянии

S>fc/tg<P,

(111.37)

где h — глубина котлована, м; <р — угол естественного откоса, град.

Чтобы анкерные тяги не мешали пе­редвижению людей, их нужно распола­гать несколько ниже поверхности грунта.

Консольное (шпунтовое) крепление представляет собой шпунтовую стен­ку, жестко защемленную грунтом. Такие крепления устраивают из металличес­кого и, реже, из деревянного шпунта; чаще всего их применяют для огражде­ния неглубоких котлованов в водона-сыщенных грунтах, когда не может быть произведено искусственное пони­жение уровня грунтовых вод.

Металлический шпунт (рис. III.6, в), поставляемый промышленностью по ус­тановленному сортаменту (плоский, Z-образный, корытного типа «Ларсен»), обладает большой несущей способностью и может многократно использоваться в любых грунтовых условиях, а также при разработке грунта на значитель­ную глубину.

Распорное крепление воспринимает все действующие нагрузки через распорки, а щиты крепления и шпунтовые стенки выполняют только ограждающие функ­ции. Распорки могут устанавливаться в один или несколько рядов по высоте сечения.

Рис. III.6. Крепление стенок котлованов и траншей: 1 — подносное; б — анкерное; в — шпунтовое; г — распорное, горизонтальное с прозорами; д — то же, вер-■нкальное сплошное; е — консольно-распорное с расстрелами; ж — инвентарное системы ЦНИИОМТП; / — «бирка из досок; 2 — стойка; 3 — бобышка; 4 — подкос; 5 — свая; 6 — анкерная тяга; 7 — засыпка; 8 — распорка; 9 — металлическая свая; to — пояс-обвязка; 11 — расстрел; 12 — доска затяжки; 13 — откос кот-вана; 14 — кронштейн; 15 — накладки; 16 — клинья; П — слой набрызг-бетона; 18 — прогоны; 19 — сбо­рно-раздвижная рама; 20 — инвентарные щиты ограждения; 21 — связь жесткости

По способу устройства забирки раз­личают крепление горизонтальное — сплошное или с прозорами (рис. III.6, г) — и вертикальное (рис. III.6, д).

Распорные крепления преимуществен­но деревянные; в качестве ограждающих элементов используют инвентарные щиты. При глубине котлована более 2,5 м вместо щитов может устраивать­ся деревянная шпунтовая стенка, кото­рую для лучшей устойчивости заглубля­ют в грунт на 0,5...0,7 м. Распорки, как и подкосы, затрудняют производст­во последующих работ в котловане.

Консольно-распорное крепление (рис. II 1.6, е) представляет собой сочета­ние двух видов крепления. Нагрузки от давления грунта, складированных материалов у бровки котлована и дру­гие воспринимаются не только распор­ками, но и ограждающими элементами крепления. В качестве последних ис­пользуют деревянный или металличе­ский шпунт, а также двутавровые бал­ки, между которыми закладывают доски ограждения. Такие крепления приме­няют обычно для узких и неглубоких котлованов.

Для широких и глубоких котлованов используют крепление с телескопически­ми расстрелами (рис. II 1.6, е). Метал­лические сваи из двутавровых балок № 40...60 забивают вдоль бровок бу­дущего котлована с шагом а = 0,5... ...1,5 ми более, заглубляя их ниже подо­швы будущего подземного сооружения на #g = 3...5 м (рис. III.6, е). По мере разработки грунта стены котлована меж­ду сваями закрепляют деревянной до­щатой затяжкой. Доски толщиной 5... ...7 см заводят за полки свай и расклини­вают грунтом.

При глубине котлована более 3... 4 м сваи дополнительно раскрепляют продольным поясом-обвязкой из двутав­ровых балок на расстоянии не менее 0,5 м от верха котлована. В пояса упи­рают поперечные распорки-расстрелы, располагая их через 4...6 м вдоль оси котлована (рис. II 1.6, е). Для пере­дачи нагрузки от свай на расстрелы между каждой сваей и балками обвязки устанавливают стальные клинья.

При глубине котлована более 10... ...12 м и значительном боковом давлении

грунта расстрелы устанавливают в не­сколько ярусов.

Расстрелы выполняют из труб диа­метром 30...40 см или из металла состав­ного профиля: два швеллера или четыре уголка соединяют накладками с помо­щью сварки. Конструкция расстрелов раздвижная (телескопическая); при этом раскрепляют их с помощью стальных клиньев или специальных гидравличе­ских домкратов.

В ряде случаев, консольно-распорное крепление применяют в сочетании с грун­товыми анкерами.

В последнее время при устройстве креплений стенок котлованов внедря­ется метод торкретирования с помо­щью цемент-пушки или бетон-шприц-машины (см. разд. VII, гл. 7, § 3). Набрызг бетонной смеси производится под высоким давлением; ее частицы при нанесении первого слоя проника­ют в мягкий грунт, а при нанесении по­следующих слоев — в неуспевшую еще затвердеть бетонную смесь предыдуще­го слоя. В ряде случаев по грунту или между соответствующими слоями укла­дывается арматурная сетка. В резуль­тате получают монолитную конструк­цию с толщиной слоя около 75 мм.

При сооружении глубокого котлова­на его стенки крепят торкрет-бетоном обычно ярусами. Если толщина торк­рет-бетона значительна, его анкерят за пределами котлована.

Метод торкретирования не рекоменду­ется применять в песчаных и сильно обводненных грунтах.

Крепление стенок траншей по кон­структивным признакам аналогично креплению стенок котлованов.

Горизонтальное крепление с прозорами (рис. II 1.6, г) допускается для траншей глубиной до 3 м в связных грунтах ес­тественной влажности при отсутствии или незначительном притоке грунтовых вод. При глубине траншей от 3 до 5 м и тех же условиях выполняют сплош­ные крепления.

В грунтах сыпучих или повышенной влажности, независимо от глубины тран­шей, применяют сплошное горизонталь­ное или вертикальное крепление (рис. III. 6, д). При сильном притоке грунто­вых вод и опасности выноса частиц грун­та устраивают шпунтовые крепления из

досок, брусьев или металлических шпун­тов (рис. III.6, в).

Инвентарные крепления бывают раз­личных конструкций (например, кон­струкции ЦНИИОМТП, Мосподземстроя, ВНИИГС). Отличительной особенно­стью их является то, что они состоят из сборно-раздвижных распорных рам и инвентарных щитов ограждения (рис. III. 6, ж). Крепление собирается из от­дельных секций. Две распорные рамы (рис. II 1.6, ж) опускаются в траншею. После этого между стенками траншеи и стойками закладывают с обеих сто­рон инвентарные щиты, затем раздвига­ют стойки распорных рам вращением до отказа упорных гаек. После уста­новки креплений на распорные рамы для повышения устойчивости наклады­вают связи жесткости. Инвентарные кре­пления применяют при разработке зем­леройными машинами траншей глуби­ной до 3 м.

Глава 4 ПЛАНИРОВКА ПЛОЩАДОК

Общие сведения

Для преобразования естественного рель­ефа площадок, отведенных под строи­тельство зданий и сооружений или для благоустройства территорий, вы­полняют земляные работы, предусмот­ренные проектом планировки.

Основные работы включают разработ­ку грунта на участках выемки, транс­портирование и укладку его с уплотне­нием в насыпи, окончательную плани­ровку площадки и откосов. Плотные грунты при необходимости рыхлят. Од­новременно выполняют вспомогатель­ные работы: оборудуют забой, передви-' гают на новые позиции осветительные вышки и т. п.

Способы выполнения ведущих процес­сов—выемки и транспортирования f грунта — зависят от объема и сроков выполнения работ, характеристики грун-[;тов, рельефа местности, рабочих отме-|ток площадки, местных и климатических {условий.

Планировку площадки производят

бульдозерами, скреперами, одноковшо­выми экскаваторами и средствами гид­ромеханизации.

Планировка площадок бульдозерами

Бульдозеры применяют для разработ­ки грунта и перемещения его на расстоя­ние до 70 м, а в отдельных случаях при мощности трактора 200 кВт и более — до 150 м. При большей дальности буль­дозеры становятся неэффективными, так как в процессе перемещения значитель­ная часть грунта теряется.

Тяжелые и полускальные грунты обыч­но предварительно разрыхляют при­цепными или навесными тракторными рыхлителями, а также откидными зубь­ями, установленными на тыльной сто­роне отвала бульдозера. Плотные грун­ты (тяжелые суглинки, мягкие глины), а также грунты, промерзшие на глуби­ну до 15 см, можно разрабатывать без предварительного рыхления бульдозе­рами с гидравлическим управлением, в которых опускание отвала и заглуб­ление его осуществляются принуди­тельно.

В зависимости от трудности разработ­ки бульдозерами грунты обычно делят на три группы: I — грунт раститель­ного слоя и суглинки; II — песчаные грунты, тяжелые суглинки и мягкие глины; III—тяжелые глины и сыпу­чие (дюнные) пески. Разрыхленные по­лускальные и скальные грунты, в зави­симости от их кусковатости, относят к отдельной группе.

Для уменьшения потерь грунта при разработке сыпучих грунтов отвалы снаб­жают боковыми щитками (открылка­ми). К отвалу можно также крепить дополнительное навесное оборудование (откосник) для планировки- откосов за­ложением от 1 : 1,5 до 1:3 и длиной до 6,5 м.

Сменную эксплуатационную произ­водительность, м³/смену, определяют по формуле

П_э = -™^- Vk_ck_yKJlk_B, (III.38)

Гц

где с — продолжительность смены, ч; V — объем грунта в плотном теле,

перемещаемого отвалом, м⁸:

^v~nwk' ^(IIU9)

здесь а — длина отвала, м; Н — высота отвала, м; ф — угол естественного от­коса грунта, град; k_p — коэффициент разрыхления грунта; k_c — коэффициент сохранения грунта во время его тран­спортирования, принимаемый по фор­муле

6_С= 1—0,005/; '(111.40)

I — расстояние перемещения грунта, м; £_Укл — коэффициент влияния уклона на участке; &_в — коэффициент использова­ния машины по времени, учитывающий потери" времени на ее обслуживание и уход за ней, на перемещение с одного участка на другой и т. п.; t_a — дли­тельность цикла, с, состоящая из про­должительности резания, перемещения грунта с разгрузкой его, обратного хода.

Как следует из формулы (II 1.38), для обеспечения высокой производитель­ности бульдозера необходимо увеличи­вать объем__гдунта V, перемещаемого отвалом с""""сохранением его на отвале к концу рабочего хода, и сокращать про­должительность цикла t_n. Это достига­ется выбором рациональной схемы работы машины. При резании и перемещении грунта под уклон 10...15 % стружкой прямо­угольного сечения возможно большей тол­щины производительность возрастает примерно в 1,5...2 разаза счет увеличе­ния объема транспортируемого грунта перед отвалом и скорости движения бульдозера. Поэтому при отсутствии естественного уклона рекомендуется ис­кусственно создавать его первыми тре-мя-четырьмя проходками бульдозера. На горизонтальных участ­ках резание производят клино­видной стружкой, а при разработке плотных грунтов — гребенчатым про­филем (рис. III.7. й). В последнем случае машинист бульдозера сначала заглуб­ляет нож на максимальную глубину, затем (вследствие перегрузки двигате­ля трактора) частично его приподнима­ет и снова заглубляет, повторяя этот прием несколько раз, но с меньшим.на­чальным заглублением до полного на-

копления грунта впереди отвала. Буль­дозеры, оборудованные автоматической системой управления отвалом «Авто­план», обеспечивают оптимальный режим резания и хорошее качество планировоч­ных работ.

С целью уменьшения потерь грунта в пути применяют траншейный способ производства дабот.- Буль­дозер, многократно проходя по одному и тому же следу, вырабатывает тран­шею глубиной до 0,5 м, стенки которой препятствуют рассыпанию грунта (рис. III.7, б). Оставшиеся между тран­шеями перемычки нетронутого грунта шириной 0,4...0,6 м затем срезают и выемку углубляют тем же способом. Применяют также спаренную (рис. III. 7, в), или групповую, работу бульдо­зеров, когда два или три бульдозера ря­дом, с одинаковой скоростью, на рас­стоянии до 0,5 м друг от друга, пере­мещают один общий вал грунта.

Резание и перемещение грунта floJjQ-M— целесообразно выполнять по челночной (маятниковой; схеме: —отсыпав грунтТ бульдозер возвращается задним ходом. Это позволяет экономить время на по­вороты и уменьшает износ ходовой час­ти трактора. Однако перемещать грунт по этой схеме на большие расстояния нерационально из-за увеличения потерь времени на холостой ход вследствие малой задней скорости трактора. В та­ких случаях лучше разрабатывать грунт по эллиптической схеме с двумя поворо­тами или с~ТсТр&йставм-через каждые 20...25 м промежуточных валов. По мере накопления грунта каждый вал перемещают дальше — непосредствен­но в насыпь или в следующий промежу-- точный вал.

Грунт, уложенный бульдозером, раз­равнивают и окончательно планируют приподнятым отвалом (его пятой или тыльной стороной) при движении назад.

Планировка площадок скреперами

Скрепер является высокопроизводи­тельной машиной цикличного действия, выполняющей комплекс земляных ра­бот — разработку, транспортирование*и укладку грунта слоем заданной тол-

Рис. III.7. Планировка площадок бульдозерами:

а — схемы резания грунта; б — траншейный способ разработки грунта; в — групповая работа бульдозеров;

₍1 —• резание тонкой стружкой одинаковой толщины; 2 — то же, клиновидным профилем*. 3 — то же, гребенча-

I тым; 4 — грунт, перемещенный одиночным бульдозером; 5 — дополнительный объем грунта, перемещаемого

двумя бульдозерами, двигающимися рядом; 1...VII — последовательность разработки траншей

щины с частичным уплотнением его. По сравнению с другими землеройно-транспортными машинами скреперы бо­лее удобны в эксплуатации, легки в уп­равлении, надежнее в работе.

Прицепные скреперы (с гусеничными тракторами) с ковшом вместимостью до 5 м³ применяют при транспортировании грунта на расстояние до 300 м; с ков­шом вместимостью 6... 10 м³ —до 750 м и с ковшом вместимостью 15 м³ — до 1000 м. Полу прицепные скреперы с ко­лесными тягачами и самоходные скрепе­ры целесообразно использовать при пе­ремещении грунта на 0,5...5 км. Эти скреперы, в отличие от прицепных, име­ют высокую скорость передвижения и мобильность.

Чтобы быстрее и более полно («с шап­кой») заполнить ковш прицепного или самоходного скрепера, ввиду недоста­точного сцепного веса, применяют трак­тор-толкач (гусеничный или колесный трактор мощностью до 330 кВт), обо­рудованный спереди толкающим уст­ройством. Число скреперов, обслужи­ваемых одним трактором-толкачом, за­висит от их типа, скорости движения и расстояния перемещения грунта.

По трудности разработки скреперами грунты делят на две группы: I — расти­тельный слой грунта и легкие суглин­ки всех видов, II — глины, тяжелые суглинки и песчаные грунты. Разрых­ленные полускальные и скальные грун­ты в зависимости от их кусковатости относятся к отдельной группе.

Резание грунта и наполнение ков­ша — наиболее сложные операции в цикле работы скрепера. Как и при ра­боте бульдозеров, скреперами грунт можно резать стружкой прямоуголь­ного сечения, клиновидным и гребенча­тым профилем (см. рис. III.7, а).

Резание стружкой прямоугольного се­чения толщиной 10...25 см производят в песчаных грунтах и при снятии расти­тельного слоя, а также при наполнении ковша под уклон.

Резание стружкой клиновидного про­филя при максимальном заглублении ножа (до 30 см) сокращает путь реза­ния и является наиболее производитель­ным, но осуществить подобный режим работы скрепера довольно трудно. По­этому чаще всего грунт режут струж-

кой гребенчатого профиля. Для этого машинист скрепера, ориентируясь на обороты двигателя, маневрирует ков­шом в зависимости от хода его наполне­ния. Вначале ковш врезается в грунт на максимально возможную глубину (30...40 см), но как только двигатель начинает сбавлять число оборотов (это заметно по шкале тахометра) вследст­вие увеличения веса скрепера и соп­ротивления наполненного ковша, ма­шинист выглубляет ковш примерно на 70 %. После восстановления нормаль­ной работы двигателя ковш снова вре­зается в грунт. Так в процессе резания эти операции повторяются несколько раз до полной загрузки ковша грунтом.

Последовательность скреперных про­ходов может быть весьма разнообраз­на, но на практике обычно применяют схемы: полоса рядом с полосой, через полосу, ребристо-шахматным порядком (рис. Ш.8, а).

Разработка грунта по схеме полоса рядом с полосой прицепными или полуприцепными

скреперами с обычными прямо­угольными ножами не эффективна из-за потерь грунта в виде боковых валиков. Разработка проходками через полосу и по ребристо-шахматной схеме умень­шает рассыпание грунта при резании и улучшает условия наполнения ков­ша. При ребристо-шахматной разра­ботке стружка со второго ряда прохо­док к концу наполнения ковша умень­шается по ширине, что снижает сопро­тивление резанию и наполнению ковша, способствует энергичному поступ­лению грунта в ковш и его наполнению «с шапкой».

Резание грунта самоходными скреперами производят по схе­мам полоса рядом с полосой и через по­лосу (рис. II 1.9, а). Ступенчатая фор­ма ножа позволяет вырезать стружку с утолщенной средней частью, образую­щей небольшую траншею, которая не дает грунту рассыпаться по сторонам.

Наполнение ковша при чрезмерно тол­стой стружке или значительном заглуб­лении ковша приводит к буксованию колес или гусениц тягача и трактора-толкача и к остановке двигателя, по­этому важно поддерживать оптималь­ную глубину резания, при которой

Рис. 111.8. Планировка площадок скреперами:

I — схемы разработки грунта (цифрами показана последовательность разработки полос); б — схема работы {скреперов по спирали на участке с чередующимися насыпями и выемками; в — то же. по эллипсу при планирво-Ike площадки; г — схема загрузки скреперов «по цепочке»; / — разработка грунта по схеме полоса рядом с по-Ьпсой; 2 — то же, через полосу; 3,4 — схемы взаимодействия трактора-толкача со скрепером; 5 — то же, ребрис-Ею-шахматными проходками; 6 — форма стружки; 7, 7' — набор грунта; 8, 8' — разгрузка; /, //, /// — учас­тки набора грунта скреперами №№ 1, 2, 3; IV, V, VI — порожний ход скреперов №№ 1, 2, 3

колеса скрепера не буксуют. Работа на таком выгодном режиме возможна, если на скрепере установить автоматический прибор типа «Стабилоплан», который, кроме этого, позволяет более рациональ­но использовать мощность двигателя и облегчить труд машиниста.

При наборе грунта с помощью тракто­ра-толкача холостой ход его должен быть как можно меньше (рис. Ш.8, а, 3, 4). Если фронт работ достаточно велик, ускорение перехода трактора-толкача от одного скрепера к другому дости­гается при загрузке «по цепочке» {рис. Ш.8, г).

Самоходные скреперы, в том числе и скреперы с мотор-колесами, набира­ют грунт только с помощью трактора-толкача. Пневмоколесный трактор-тол­кач (рис. III.9, в) с буфером-амортиза­тором может начинать процесс толка­ния с ходу при скорости 10... 12 км/ч.

В скреперных поездах из двух-трех скреперов (рис. III.9, б) лучше, чем в одиночных скреперах, используется сцеп­ной вес ввиду большего числа веду­щих колес; благодаря этому они могут

разрабатывать грунт без помощи толкача.

Для повышения производительности скрепера используют уклон местности естественный или создаваемый. При дви­жении скрепера под уклон 5... 12 % грунт можно резать более толстым сло­ем и заполнять ковш на более коротком пути; при этом время наполнения ков­ша сокращается в 1,3—1,5 раза по сравнению с резанием горизонтальными слоями. Песчаные грунты для увеличе­ния заполнения ковша рекомендуется разрабатывать на подъеме до 5 %.

При планировке площадок скреперы движутся по кривым, напоминающим эллиш^-»л¥""спираль (рис. Ш.8, в).

Грунт в насыпь разгружают горизон­тальными слоями толщиной 100...350 мм в зависимости от свойств грунта и средств его уплотнения. Разгрузку целесооб­разно начинать с ближних мест для того, чтобы при отсыпке более отдален­ных мест проходками скрепера частич­но уплотнять ранее отсыпанный грунт.

Сменную эксплуатационную произво­дительность скрепера, м³/смену, опре-

Рис. Ш.9. Планировка площадок самоходными скреперами:

о — схема резания грунта; б — схема загрузки, скреперного поезда без толкача; в — схема загрузки скрепера трактором-толкачом; I...X — последовательность разработки; 1 — резание по схеме полоса рядом с поло­сой; 2 — то же, через полосу; 3 — загрузка переднего скрепера, задний действует как толкач; 4 — загрузка заднего скрепера, передний выполняет роль тягача; 5 — путь возврата толкача в исходную позицию; в — участ­ки пути скрепера и толкача перед началом загрузки

деляют по формуле

Гц

где с — продолжительность смены, ч; q—вместимость ковша, м⁸; ^ = kj k_p — коэффициент наполнения ковша плотным грунтом (k_H — коэффициент на­полнения ковша рыхлым грунтом; k_p — коэффициент разрыхления грунта в ков­ше); kh — коэффициент влияния глу­бины выемки и высоты насыпи на произ­водительность самоходного скрепера(для прицепных скреперов kh = 1); k_B — ко­эффициент использования скрепера по времени; /_ц — длительность цикла при разработке первых горизонтов и отсып­ке первых слоев, с:

'ц = К + t, + t_p + t_n + t_noB; (111.42)

здесь U, t_r, t_p, t_n, t_noB — продолжитель­ность загрузки ковша, движения груже­ного скрепера, разгрузки скрепера, дви­жения порожнего скрепера и время на повороты, с.

Окончательную планировку произво­дят при помощи тех же скреперов, ко­торыми выполняли основные земляные работы. Опущенный ковш ножом среза­ет мелкие неровности и засыпает сре­занным грунтом небольшие углубления, тем самым выравнивая поверхность грунта.

Планировка площадок экскаваторами

Экскаваторы, оборудованные прямой ,| лопатой, в комплекте с транспортными средствами применяют при планировке площадок, когда рабочие отметки поз­воляют наполнить ковш за один прием копания, а грунт надо перевозить на значительное расстояние.

По трудности разработки одноковшо­выми экскаваторами грунты делят на шесть групп: I — грунт растительного | слоя, лесс и песок всех видов; II — су-]| глинок с примесью гравия и мягкой глины; III — тяжелая ломовая глина; IV — твердая глина; V — предваритель­но разрыхленные мерзлые грунты; VI — то же, скальные грунты.

На планировочных работах чаще всего используют экскаватор с ковшом

вместимостью 0,5... 1 м³. Для разработ­ки плотных и разрыхленных скальных грунтов применяют ковш с зубьями, позволяющими попутно рыхлить грунт; для легких и мягких грунтов эффектив­ны сменные ковши несколько большей вместимости со сплошной режущей кром­кой. Грунты IV—V групп разрабаты­вают гидравлическими экскаваторами, удельное усилие копания Kf которых в 1,5...2 раза выше по сравнению со зна­чением Kf экскаваторов с механическим приводом.

Экскаватор с ковшом требуемой вмес­тимости подбирают в зависимости от объемов работ, характеристики грунта и рабочих отметок забоя.

Забоем называют рабочую зону экс­каватора, включающую площадку, на которой находится экскаватор, часть массива грунта, отрываемого с одной стоянки, и площадку для стоянки транс­портных средств под погрузкой.

Наименьшая высота забоя, обеспе­чивающая наполнение ковша экска­ватора грунтом «с шапкой» при разра­ботке прямой лопатой, должна быть не менее трехкратной высоты ковша, а наибольшая — не больше максимальной высоты копания экскаватора.

Разработку грунта производят про­ходками.

Планировать площадки экскавато­ром с прямой лопатой лучше всего боковыми проходками с подачей транс­порта на уровне подошвы забоя парал­лельно оси перемещения экскаватора, но навстречу ему (рис. ШЛО, а).

Параметры забоя и проходок устанав­ливаются ППР в соответствии с техни­ческой характеристикой экскаватора (ра­диусы резания, выгрузки, высота вы­грузки, длина рабочей передвижки и др.) и зависят от геометрических раз­меров планируемой площадки, вида транспортных средств, расположения транспортных путей, группы грунта.

Наименьшая длительность цикла до­стигается при угле поворота экскава­тора 70...90°.

Экскаватор располагают в забое так, чтобы ось его перемещения находилась от бровки внутреннего откоса на рас­стоянии

B^yW^H, (111:43)

Рис. III.10. Планировка площадок экскаваторами:

а — схема забоя при разработке грунта боковой проходкой; б — совместная работа экскаватора с бульдозером при небольшой толщине срезаемого слоя; R_B — радиус выгрузки; В — расстояние между проходками экска­ватора; R — наибольший радиус резания; #_ст — то же, на уровне стоянки; I — шаг передвижки; 1 — стоян­ка экскаватора; 2 — центр тяжести забоя; 3 —■ ось предыдущей проходки экскаватора; 4 — вешка; 5 — на­правление перемещения грунта бульдозером

где R — наибольший радиус копания, м; 1_П — длина рабочей передвижки, м.

При работе гидравлических экскава^ торов величина 5_г может быть принята равной радиусу копания на уровне сто­янки R_n, который значительно боль­ше по сравнению с канатными экскава­торами.

Расстояние от оси до подошвы внеш­него откоса не должно превышать

В₂ = 0,7Я_ст. (111.44)

При относительно малой высоте за­боя целесообразно в комплекте с экс­каватором использовать бульдозер (рис. ШЛО, б). Последний разрабатыва­ет и перемещает грунт к рабочему месту экскаватора, окучивает его, создавая достаточную высоту забоя для эффектив­ного использования экскаватора.

Эксплуатационную сменную произ­водительность экскаватора, м³/смену, оп­ределяют по формуле

П₉ = -^£&А, (ш.45)

'ц.р 60

где—— техническое количество цик-

'ц.р

лов в 1 мин; с — продолжительность смены, ч;/_ц._р — длительность рабо-

чего цикла, с; Е — вместимость ковша, м³; k_x — коэффициент наполнения ков­ша грунтом в плотном теле; k_B — коэф­фициент использования экскаватора по времени в течение смены, учитывающий вспомогательные операции по обеспе­чению нормальной работы экскавато­ра, заправку горючесмазочными мате­риалами, уход за машиной в процессе работы (мелкий крепежный ремонт, смаз­ка), вывод экскаватора за пределы опас­ной зоны на время взрыва при разработ­ке мерзлых и скальных грунтов и т. п.

Экскаватор с ковшом вместимостью до 0,65 м³ обслуживает один машинист, с ковшом большей вместимости — ма­шинист и его помощник.

Грунт от экскаватора чаще всего транс­портируют самосвалами (ввиду хо­рошей их маневренности), реже — трак­торными прицепами, ленточными кон­вейерами, железнодорожными составами и гидравлическим способом.

Количество транспортных единиц (са­мосвалов, самосвалов с прицепами, со­ставов) при условии непрерывной ра­боты экскаватора определяют по форму­ле

N = t_u/t_n, (III.46)

Рис. ill. 11. Разработка грунта гидромониторными установками:

а — встречным забоем снизу вверх с транспортированием пульпы землесосной установкой; б — попутным за­боем сверху вниз; в — встречным забоем снизу вверх с дополнительным размывом через скважину; г, д — гидро­мониторы ближнего боя на тракторном ходу; / — насосная станция; 2 — магистральный водовод; 3 — земле­сосная установка; 4 — колодец (зумпф); 5 — гидромониторы; 6 — забой; 7 — канавы для отвода пульпы

где ^_ц — длительность цикла работы • транспортной единицы, мин:

I t_n=t_u+-^L + tp.,; (Ш.47)

I t_n — длительность погрузки транспорт-1 ной единицы, мин; / — дальность возки I грунта, км; v_cp—средняя расчетная 1 скорость движения с грузом и порожня-I ком, км/ч; /р._м — длительность раз-ртрузки с маневрированием, мин. 1 Для эффективного использования экс-Цкаватора и транспортных средств це-Ьлесообразно принимать вместимость ■Транспортной единицы равной 4... 10 ■йбъемам ковша экскаватора. В Откосы площадки можно планировать Гидравлическим экскаватором с те-■Ьеекопическим рабочим оборудованием №- специальным экскаватором-планиров-Вциком. Экскаватор-планировщик, пе-■«мещаясь вдоль бровки откоса на рас-Итоянии 2...2,5 м от нее, движением ков-Нва (последний, прикрепленный к телескопической стреле, держится на весу) от низа откоса к бровке срезает лишний грунт, который погружается в транспорт­ные средства.