4.3. Земляные сооружения

Земляные сооружения делятся на постоянные (плотины, каналы, полотна дорог и др.) и временные (выемки – котлованы и ямы и насыпи – временные дороги и плотины).

Существует и более подробная классификация земляных сооружений:

• котлован – временная профильная выемка для возведения подземных сооружений или части надземных;

• траншея – линейно протяженная профильная выемка для строительства ленточных фундаментов или прокладки инженерных сетей;

• карьер – непрофильная выемка для добычи открытым способом полезных ископаемых и грунта;

• резерв – непрофильная линейно протяжённая выемка, из которой берут грунт для возведения насыпей;

• отвал – непрофильная насыпь, предназначенная для складирования грунта;

• кавальер – непрофильная постоянная линейная насыпь грунта вдоль протяженной профильной выемки (канала, дороги);

• кювет – профильная протяженная выемка, предназначенная для сбора и отвода воды от линейного сооружения (обычно вдоль дороги; разновидность – дренажная канава).

Наиболее часто встречающиеся в строительстве виды выемок и насыпей приведены на рис. 4.1.

Рис. 4.1. Виды земляных сооружений:

а) – выемка с вертикальными стенками; б) – выемка с откосами; в) – постоянная выемка полного профиля; г) – сечение подземных выемок; д) – профиль временной насыпи;

е) – профиль постоянной насыпи; 1 – дно выемки; 2 – откос или стенка; 3 – бровка откоса;

4 – основание откоса; 5 – берма; 6 – банкет; 7 – нагорная канава; а – диаметр подземной выработки; b – ширина выемки или насыпи понизу; b₁ – ширина насыпи или выемки поверху; b₂ – ширина подземной выработки; с – заложение (проекция) откоса;

h – глубина выемки; h₁ – высота насыпи; h₂ – высота подземной выработки

Грунты разрабатываются землеройно-транспортными и землеройными машинами.

Землеройно-транспортными называются машины, разрабатывающие и перемещающие грунт на определенное расстояние. К ним относятся машины:

• бульдозер;

• скрепер;

• автогрейдер.

Землеройные машины – это в основном экскаваторы различных типов.

4.4. Разработка грунтов бульдозерами

С помощью бульдозера выполняют землеройно-транспортные и планировочные работы при перемещении грунта на расстояние до 100 м. Рабочим органом бульдозера служит отвал с ножом, который вместе с толкающей рамой навешен на трактор. Во время работы бульдозера опущенный на поверхность забоя отвал срезает ножом стружку грунта и перемещает его перед собой. При обратном ходе отвал поднимается.

Бульдозеры целесообразно применять для разработки котлованов небольшой глубины (до 2 м) и возведения насыпей высотой 1-1,5 м в грунтах I;II и III групп. Грунты III группы (кроме песка) предварительно разрыхляют.

Бульдозеры классифицируют:

– по тяговому классу:

• на малогабаритные;

• лёгкие;

• средние;

• тяжёлые;

• сверхтяжёлые;

– по способу установки отвала:

• на неповоротные (простые);

• поворотные (универсальные).

У неповоротных отвал установлен под постоянным углом 90° к продольной оси трактора, поэтому он может перемещать грунт только вперед.

У поворотных отвал поворачивается до 60° к продольной оси и в вертикальной плоскости до 5-12°, что позволяет сдвигать грунт и в сторону.

Рис. 4.2. Бульдозер с неповоротным отвалом: а) – вид сбоку; б) – вид сверху; 1 – отвал; 2 – раскосы; 3 – гидроцилиндры подъема отвала; 4 – толкающие брусья Рис. 4.3. Бульдозер с поворотным отвалом: а) – вид сверху; б) – вид спереди; 1 – отвал; 2– гидроцилиндры; 3 – универсальная толкающая рама; 4 – подвижные раскосы; 5 – шаровой шарнир

Работа бульдозера носит цикличный характер. Рабочий цикл состоит из следующих операций: резания, перемещения и разгрузки грунта и холостого хода.

Бульдозеры разрабатывают площади преимущественно траншейным и послойным способами (рис. 4.4 и 4.5).

Рис. 4.4. Траншейный способ разработки грунтов бульдозером:

а) – план строительной площадки; б) – разрез; 1 – валы; 2 – бульдозер

Рис. 4.5. Послойный способ разработки грунта бульдозером:

а) – план строительной площадки; б) – разрез