Возведение земляных сооружений бульдозером
Бульдозер – землеройно-транспортная машина, выполняющая разработку, транспорт, засыпку и разравнивание грунта (рис. 2.42). Однако при работе бульдозера в отличие от скрепера разработанный грунт перемещается не в ковше, а волочится по земле, толкаемый рабочим органом – ножом. От размеров ножа зависит объем толкаемого грунта (призма волочения), что, в свою очередь, определяет необходимую энергетику (мощность двигателя базовой машины).
Рис. 2.42. Бульдозеры:
а – мощностью 140 л.с.; б – мощностью 250 л.с.:
1 – базовый трактор; 2 – отвал; 3 – накладки из высокопрочной стали
1. Вид продукции: планировка площадки, возведение неглубоких (до 3 м) котлованов, невысоких (до 3 м) насыпей, доработка грунта в котловане после экскаватора, выполнение обратных засыпок траншей и пазух котлованов. Последние процессы выполняются в основном с помощью бульдозеров.
2. Состав процесса: зарезание грунта, транспортирование (волочение) грунта, отсыпка, разравнивание, возвращение (холостой ход) (рис. 2.43).
3. Вход в процесс – общий (см. стр. 29).
4. Ресурсы.
4.1. Материалы – грунты I-II групп природного сложения; разрыхленные грунты III-IV групп.
Рис. 2.43. Схема работы бульдозера:
а – зарезание грунта; б – транспорт; в – отсыпка
4.2. Техника: бульдозеры. Их различают по базе: гусеничные - имеют большое тяговое усилие; колесные - более мобильны и не требуют специального транспорта для доставки на объект. Основными технологическими параметрами бульдозера являются размеры ножа (отвала), определяющие его производительность.
Нож может быть закреплен жестко – неуправляемый, возможно наличие системы управления ножом (поворота на некоторый угол) в горизонтальной и вертикальной плоскости (рис. 2.44).
Рис. 2.44. Разработка и планировка грунта бульдозером:
а – перемещение отвала в вертикальной плоскости; б – установка отвала
в плане под углом к продольной оси бульдозера; в – то же, под углом к горизонтальной плоскости; г – планировка откоса бульдозером, оборудо-ванным отвалом откосника; 1 – трактор; 2 – гидроцилиндр или канатный полиспаст; 3 – отвал; 4 – отвал планировщика откоса
5. Технология процесса.
Схема работы бульдозера может быть: челночная, челночная со смещением, зигзагообразная, боковая проходка (при обратных засыпках) (рис. 2.45). Рациональная дальность транспорта грунта составляет 10-40 м, в отдельных случаях до 70 м. При использовании специальных технологий: траншейная проходка, фронтальный ход – до 100 м.
Рис. 2.45. Схемы работы бульдозера:
а – челночная; б – челночная со смещением; в – зигзагообразная
Разработка котлованов ведется на одну сторону (рис. 2.46, а), а при больших размерах для сокращения дальности возки разработка ведется от центра на две стороны (рис. 2.46, б; 2.47).
Рис. 2.46. Схема устройства земляных сооружений бульдозером:
а – разработка в одну сторону; б – разработка в две стороны;
в – планировка площадки
Отсыпка грунта в насыпь ведется послойно, чередуясь с уплотнением, толщина слоя задается мощностью уплотняющего механизма и составляет 0,3-1,0 м. При необходимости производится промежуточное увлажнение грунта каждого слоя (рис. 2.47).
Обратные засыпки траншей и пазух котлованов выполняются также послойно, чередуя отсыпку слоя и его уплотнением. После отсыпки слой грунта смачивается для эффективного уплотнения.
Рис. 2.47. Схема работы бульдозера:
а – разработка котлована на две стороны; б – укладка грунта в насыпь при отсыпке самосвалами; в – доработка (зачистка) дна котлована после экскаватора
Рис. 2.48. Схема отсыпки земляных сооружений в зависимости
от толщины подсыпки
При засыпке трубопроводов перед работой бульдозера выполняются две операции вручную: подсыпка грунта (подбивка) под трубу и засыпка трубы слоем грунта 30-50 см. После ручных операций грунт в траншею начинает «сбрасывать» бульдозер. При засыпке коллекторов, железобетонных лотков теплотрасс и т.п. засыпку ведут поочередно: сначала с одной стороны на высоту 0,5 м, затем с другой на высоту 1,0 м и далее чередуясь по 1,0 м. Засыпку пазух подпорных стенок ведут горизонтальными слоями на всю длину стенки или ее участка.
Рис. 2.49. Выполнение обратных засыпок бульдозером:
а – в траншеи поперечными и косопоперечными проходками; б – в пазухи траншеи подземного коллектора по челночной схеме
Рис. 2.50. Выполнение обратных засыпок движением бульдозера
с наклонным отвалом: 1 – отвал грунта для засыпки траншеи; 2 – засыпка грунта вручную; 3 – направление движения бульдозера 1/; 2/; …. 5/
Все обратные засыпки в городской черте подлежат засыпке только песком как грунтом с минимальной осадкой.
Для повышения производительности бульдозера используются следующие схемы:
- зарезание и волочение грунта при движении бульдозера под уклон. Повышение производительности на 3-5 % (рис. 2.51);
- для удержания большого количества толкаемого бульдозером грунта на нож устанавливают открылки. Повышение производительности на 7-15 % (рис. 2.51);
Рис. 2.51. Открылки с шарнирным креплением:
а – положение открылков при работе в легких грунтах; б – то же,
в средних грунтах; в – то же, в тяжелых грунтах
- фронтальный ход (работа) двух-трех бульдозеров. Это позволяет значительно увеличить объем призмы волочения и повысить производительность на 30-70%. Однако для этого требуются машинисты
высокой квалификации, обеспечивающие синхронную работу двух-трех
бульдозеров (рис. 2.52);
- траншейная проходка. Здесь стенки траншеи удерживают грунт на отвале, а бульдозер транспортирует объем грунта, максимально возможный для данной мощности двигателя. Стенки могут образовываться естественно при работе бульдозера за счет грунта, теряемого по бокам отвала (рис. 2.53), а также из неразработанного грунта при параллельной проходке двух-трех бульдозеров с некоторым расстоянием между ними.
Рис. 2.53. Траншейный способ разработки грунта при отсыпке насыпи:
1 – траншеи проходок бульдозера; 2 – промежуточные валики; 3 – перемычки между траншеями; 4 – насыпь
В условиях стройплощадки бульдозер выполняет планировку дорог, путей под башенные краны, планировку отсыпанного самосвалами грунта, песка, а также устройство съездов в котлованы и т.п.
Оценка технологий. Исходя из вида возводимого земляного сооружения, наличия конкретной техники и заданной дальности возки примерную оценку затрат на разработку грунта можно выполнить по табл. 2.3.
Таблица 2.3