Книги по строительству и ремонту

Строительные машины и их эксплуатация

Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Земляные работы на строительстве должны выполняться в течение всего года, в то время как основные землеройные машины не приспособлены для разработки мерзлого грунта. Поэтому для разработки грунта в зимних условиях приходится принимать меры для предохранения грунта от промерзания или предварительного рыхления смерзшегося грунта.

В настоящее время применяются следующие способы подготовки грунтов к разработке землеройными машинами в зимних условиях:

а)         предварительное укрытие грунта до наступления холода;

б)         оттаивание мерзлого грунта;

в)         рыхление мерзлого грунта взрывным способом;

г)         разрушение мерзлого грунта механическими способами с после

дующей разработкой его землеройными машинами.

Кроме того, можно предварительно утеплять грунт соломой, шлаком, опилками или снегом в местах намечаемого рытья котлованов, предохранять грунт от промерзания при вспашке его с осени до наступления холодов на глубину 25—35 см с последующим боронованием на глубину 15—20 см.

Отогрев мерзлого грунта с использованием электроэнергии, пара, горячей воды или тепла сжигаемого топлива экономически малоэффективен из-за большого количества потребляемой энергии. Расход энергии для отогрева 1 м3 грунта составляет в среднем 20—25 кет ч при электропрогреве, при паропрогреве энергоемкость увеличивается на 30%, а при огневых способах достигает 60 квт-ч/м3. Процесс оттаивания мерзлого грунта протекает медленно и длится 20—30 ч.

Взрывной способ разрыхления мерзлых грунтов в строительстве имеет по ряду причин ограниченное распространение. В населенных пунктах, особенно в крупных городах, производство взрывов затруднено по соображениям безопасности людей и возможности нарушения подземных коммуникаций. При выполнении работ на вновь осваиваемых территориях возможно более широкое применение этого способа, однако при буро-взрывных работах возникают простои в ожидании взрывов и из-за перемещения экскаваторов в безопасную зону и обратно.

Из механических способов разрушения мерзлых грунтов применяются: ударный, резка грунта специальными машинами и разрушение рыхлителями.

При ударном способе применяются рыхлительные клинья весом от 0,8 до 3,5 т (232). Это простейшее орудие для разрыхления мерзлых грунтов можно рассматривать как сменный рабочий орган одноковшового экскаватора, оснащенного решетчатой стрелой. К концу стального каната, который сходит с барабана лебедки и проходит через головной ролик стрелы, с помощью специального вертлюга крепится рабочий орган клиновой формы. Свободное сбрасывание рыхлительных клиньев производится при выключенной муфте лебедки экскаватора и отпущенном тормозе обычно с высоты 8—10 м. Рыхление грунта рых-лительными клиньями применяется при отсутствии более эффективных средств. В процессе эксплуатации клиньев происходит интенсивный износ стальных канатов вследствие их раскручивания и закручивания от вращающегося относительно вертикальной оси клина, а также износ других узлов машины из-за динамических нагрузок.

На 232, а и б показаны рыхлительные клин и шары, навешиваемые на подъемный канат одноковшовых экскаваторов.

Более рационально для этой работы вместо экскаваторов использовать гусеничные тракторы, оснащенные стрелой и бульдозерной фрикционной лебедкой.

Для разрыхления очень малых объемов мерзлого грунта применяются отбойные молотки.

В последние годы для разрыхления мерзлых грунтов применяют навесные    тракторные     рыхлители, работающие в комплекте с мощными бульдозерами 250—500 л. с. Послойное рыхление «и снятие разрыхленного грунта позволяют разрабатывать широкие траншеи, котлованы и выемки на полную глубину промерзания. На больших массивах рыхление мерзлого грунта  рыхлителями наиболее экономично.

Получило также распространение разрушение мерзлых грунтов с помощью дизель-молотов, являющихся сменным оборудованием одноковшового экскаватора или гусеничного трактора. Дизель-молот совершает 50—60 направленных ударов в 1 мин. При глубине промерзания 0,6—0,8 м производительность достигает 95 м3/ч мерзлого грунта. Схема производства земляных работ с рыхлением мерзлого грунта экскаватором с дизель-молотом и разработка котлована экскаватором, оборудованным прямой лопатой, показана на 232, в.

Разрыхление мерзлого грунта методом резания всего объема грунта в траншее или котловане или нарезания щелей в двух взаимно перпендикулярных направлениях с последующей разработкой грунта экскаваторами выполняется специальными машинами с рабочим органом в виде дисковой фрезы или бесконечной цепи с зубками.

Многоковшовый универсальный траншейный экскаватор, оснащенный мерзлоторезным сменным оборудованием (233), предназначен для разработки траншей глубиной до 2,5 м при промерзании грунта на 1 м. Режущим органом являются 18 жестких ковшей с клиновидными зубьями (клыками). Их расположение на ковшах в шахматном порядке позволяет производить крупный скол грунта. Режущая часть зубьев наплавляется износостойкими сплавами.

Скорости ковшовой цепи и рабочего хода при работе на мерзлом грунте должны быть уменьшены.

Траншейные многоковшовые роторные экскаваторы типа Р-7 и Р-10 также весьма эффективно могут применяться для рытья траншей в мерзлом грунте.

Схема    мерзлоторезной машины барового типа показана на 234. В качестве ее базы используется траншейный экскаватор или трактор. Рабочим режущим органом является цепной бар — бесконечная цепь с режущими зубками, армированными пластинками из твердого сплава.

На баровом траншейном универсальном экскаваторе (БЭТУ) смонтирован гидропривод, состоящий из масляного насоса 1 с механизмом привода, масляного бака 2, гидрораспределителя 3, гидроцилиндра 4, трубопроводов 5 и шлангов высокого давления 6.

Напор режущей цепи бара: с зубками на поверхность мерзлого грунта и заглубление бара в грунт осуществляются гидроцилиндром, шар-нирно прикрепляемым к балке 7, установленной между направляющими бункерной рамы 8. Хвостовик штока поршня гидроцилиндра также шарнирно закреплен "на кронштейнах 9, приваренных к коробке, в которой смонтирован бар 10.

При баре длиной 1,9 м   возможно нарезание   щелей глубиной до 1,3 м, шириной 0,14 м. При   испытаниях  экскаватора на   суглинистом .грунте глубиной промерзания 0,8—1,2 м была достигнута скорость нарезания щели 120—150 м/ч.