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 водопонижение.

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 устройства 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 бес­подвальных зданий жилищно-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 производства 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 автосамосвалы; б — то же, с двусторонней погруз­кой; в — то же, с перемещением экскаватора по зигза­гу; г — уширенная проходка с перемещением экскава­тора поперек котлована

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

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... 1,8R) и ши­рокие (ширина более 2R) (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 3,5R) 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).

Рис. 1.2. Разработка котлована боко­вой проходкой экскаватором прямая лопата

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). Разработку 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 спуск автомашин в котлованы. Кроме того, экскаваторы с обратной лопатой имеют возможность отрывать траншеи с вертикальными стенками (в соответствующих грунтах).

Рис. 1.3. Схема проходки экскавато­ра обратная лопата при разработке котлована:

а — вдоль котлована; б — зигзагом; в — поперек котлована

Рис. 1.4. Способы разработки за­боя экскаватором — драглайн:

а — поперечно-челночный; б, в — про­дольно-челночный; 1 — автосамосвал; 2 — разгрузка ковша; 3 — окончание набора и подъем ковша; 4 — опускание ковша и набор грунта

Экскаваторы с обратной лопатой три 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 погрузочного средства три 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 или продольно-челночный спо­соб погрузки грунта (рис. 1.4, а, б, в). При поперечно-челночном способе набор грунта производят поочередно с каждой стороны автотранспорта и разгрузка ковша происходит без остановки поворота стрелы при положении ковша над кузовом автомаши­ны. Автосамосвалы подают по оси дна выемки экскаваторной проходки.

При продольно-челночном способе набор грунта и 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.

Таблица 1.1. Допустимая величина недобора грунта

Рабочее оборудование экскаватора	Допустимый недобор грунта, см, при емкости ковша экскаватора, м^3
	0,25...0,4	0,5...0,65	0,8...1,25	1,25...2,5	3...5
Прямая лопата Обратная лопата Драглайн	5 10 15	10 15 20	10 20 25	15 - 30	20 - 30

Экскаваторы-планировщики применяют для планировок 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.