Презентация, доклад к уроку по дисциплине Строительные машины и средства малой механизации для 3 курса по теме Виды земляных работ. Грунты. Классификация машин для земляных работ Специальность: 08.02.01 Строительство и эксплуатация зданий и сооружений.

Т.8.1. ВИДЫ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ. ГРУНТЫ. КЛАССИФИКАЦИЯ МАШИН ДЛЯ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОЛЛЕДЖ им. И.И. ПОЛЗУНОВА

Презентация к уроку по дисциплине «Строительные машины и средства малой механизации» для 3 курса по теме «Т.8.1. Виды земляных работ. Грунты. Классификация машин для земляных работ»
Специальность: 08.02.01 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений».

Разработала преподаватель Конева Л. М.

Верхняя Пышма 2018

Земляные работы являются составной частью строительства большинства инженерных сооружении.
Они включают в себя:
отрывку котлованов, траншей и мелиоративных каналов;
возведение насыпей, плотин;
устройство закрытых проходок в грунте в виде шахт и туннелей под различные подземные сооружения;
бурение горизонтальных, наклонных и вертикальных скважин при бестраншейной прокладке трубопроводов под насыпями железных и шоссейных дорог, для установки свайных опор в плотных грунтах, для закладки зарядов взрывчатых веществ при разработке грунтов взрывом и т. п.

По характеру рабочего процесса, составу операций и последовательности их выполнения земляные сооружения делят на:
выемки;
насыпи.
Выемка образуется в результате удаления излишков грунта за ее пределы, а насыпь — путем отсыпки грунта, внесенного извне, с его послойным уплотнением.
Последняя операция обусловлена необходимостью восстановления плотного состояния грунта в насыпи, которое было им утрачено при отделении от массива вследствие разрыхления.

Удаленный из выемок грунт укладывают в отвалы, а для отсыпки насыпей его доставляют из карьеров или резервов, расположенных    вблизи    сооружаемой насыпи.
Если выемки чередуются с насыпями, как, например, в дорожном строительстве, то извлекаемый из выемок грунт обычно используют для отсыпки насыпей. Для каждой из перечисленных технологических схем производства земляных работ — выемка-отвал, резерв-насыпь — характерны операции отделения гранта от массива, его перемещения и отсыпки. При возведении насыпей добавляется операция уплотнения грунта, а общей для насыпей и выемок является планировочная операция, которой эти инженерные сооружения доводятся до проектных размеров. При планировке срезаются выступы и засыпаются впадины подобно разработке резервов и отсыпке насыпей, но только в размерах микрорельефа планируемой поверхности.

Ту же структуру рабочего процесса имеет разработка карьеров строительных материалов (песка, гравия и т.п.), а также добыча полезных ископаемых открытым способом.

Отличие заключается в том, что ни выемка (забои), ни отвал не являются инженерными сооружениями, а планировку «дна карьера» (подошвы забоя) выполняют, лишь для удобства передвижения по нему машин и подготовки устойчивого основания для их работы.

Отделение грунта от массива — разрушение — является основной операцией процесса его разработки. Наибольшее распространение в строительстве (около 85 % от общего объема земляных работ) получил механический способ разрушения грунтов,   при   котором   грунт   отделяется от массива вследствие контактного силового воздействия на него землеройного рабочего органа. Энергоемкость этого способа составляет 0,05...0,6 кВт-ч/м3.
Прочные грунты и горные породы разрушают взрывом с использованием взрывчатых веществ, которые закладывают в специально пробуренные скважины. Этот способ наиболее дорогой, но позволяет существенно сократить сроки производства работ.
Около 12 % грунтов разрабатывают гидромеханическим способом путем отделения грунта от массива струей воды под высоким давлением или в сочетании с механическим способом. Энергоемкость процесса составляет 0,15...2 кВт-ч/мл.

Рабочие органы машин, предназначенные только для отделения грунта от массива механическим способом, используют лишь в случае разработки весьма прочных грунтов на стадии их предварительного разрыхления. Большей частью рабочие органы также перемещают и отсыпают грунт в отвалы, насыпи или транспортные средства, выполняя эти операции после отделения грунта от массива и его захвата или совмещая полностью или частично перечисленные операции во времени. Грунт может перемещаться к месту отсыпки только за счет движений рабочего органа или за счет перемещения всей машины.
В конструкциях землеройных машин непрерывного действия завершающую стадию транспортирования грунта выполняет специальный транспортирующий орган, например, типа ленточного конвейера.

Отсыпают грунт путем освобождения от него рабочего или транспортирующего органа в конце транспортной операции. В случае гидромеханической разработки грунт переносится к месту намыва в потоке воды, а при взрывном способе он отбрасывается в стороны расширяющимися газами, образующимися вследствие взрыва. Грубую планировку земляных поверхностей выполняют теми же землеройными рабочими органами путем более четкой координации их движения, а для точной планировки применяют специальные рабочие органы или машины.
Уплотнение грунта заключается в компактной укладке его частиц, вследствие  чего уменьшается  объем  грунта   и увеличивается его плотность. Для этого применяют специальные машины и оборудование. Частично грунт может уплотняться также перемещающимися по его поверхности транспортными средствами.

В общем комплексе работ на строительном объекте земляные работы чаще всего выполняют раньше других. В этом случае им предшествует подготовка строительной площадки — удаление камней, срезка кустарника, корчевка пней, планировка и засыпка ям и т. п. Большую часть этих работ выполняют землеройными машинами, оборудованными специальными рабочими органами. В связи с этим машины для подготовительных работ рассматривают вместе с машинами для земляных работ.
К подготовительным работам также относят предшествующее разработке рыхление прочных и мерзлых грунтов.

Машины для земляных работ классифицируют по:
назначению,
режиму работы,
степени подвижности,
другим признакам.
Классификация по назначению условна, поскольку приводы, ходовые устройства и другие структурные элементы современных машин позволяют использовать одну и ту же их базовую часть для работы с различными видами сменного рабочего оборудования, нередко различного по назначению. Универсальность машин существенно расширяет область их применения, способствует их лучшему использованию по времени, особенно в условиях небольших объемов однотипных работ, выполняемых строительной организацией, более эффективной организации технического обслуживания.

Универсальные машины классифицируют по основным видам выполняемых ими работ, определяемым по технико-эксплуатационным, экономическим и другим соображениям.

Различают землеройные машины для:
отрывки и перемещения грунта в пределах зоны досягаемости рабочего оборудования (одно- и многоковшовые экскаваторы),
землеройно-транспортные машины для послойной разработки грунта и перемещения его на большие расстояния (бульдозеры, скреперы, грейдеры, грейдер-элеваторы),
машины для подготовительных работ,
машины и оборудование для уплотнения грунтов,
бурения скважин, в том числе в прочных и мерзлых грунтах при их разрушении взрывом,
оборудование для гидромеханической разработки,
машины и оборудование для разработка грунтов в особых условиях.

Машины для планировочных работ относятся к группе землеройно-транспортирующих машин и частично к экскаваторам   (экскаваторы-планировщики).

По режиму работы рассматриваемые машины бывают ЦИКЛИЧНОГО и НЕПРЕРЫВНОГО действия.
К последним относятся многоковшовые экскаваторы, некоторые виды землеройно-транспортных машин, оборудование для гидромеханической разработки грунтов, а также некоторые виды машин для работы к особых условиях.
Остальные машины работают в цикличном режиме, выполняя операции рабочего цикла последовательно или с их частичным совмещением во времени.

П о степени подвижности машины для земляных работ относятся большей частью к передвижным самоходным или прицепным, за исключением некоторых видов оборудования для уплотнения грунтов, бурения скважин под взрыв,   оборудования   гидромеханизации, а также некоторых машин и оборудования для работы в особых условиях. Эти машины длительное время работают на одной строительной площадке, они не имеют собственных ходовых устройств и по этим признакам относятся к полустационарным.
По другим признакам на машины для земляных работ распространяются положения, приведенные ранее в общей классификации строительных машин.

Классификация машин для земляных работ

Любой строительный процесс начинается с производства земляных работ, т. с. разработки грунта, перемещению его или погрузки на транспортные средства. Так, для устройства оснований или фундаментов любого здания или сооружения отрывают котлованы необходимых размеров и глубины, а для прокладки наружных сетей трубопроводов — траншеи. Иногда, для устройства таких сооружений, как плотины, дамбы или дороги, устраивают насыпи, причем с укаткой грунта. Все они по существу являются земляными сооружениями, которые по продолжительности службы могут быть временными и постоянными.
Временные (котлованы, траншеи) устраиваются только на период строительства зданий, сооружений, сетей трубопроводов, а затем засыпаются грунтом, а постоянные (плотины, дамбы, каналы) рассчитаны на продолжительный срок эксплуатации.

Земляные работы по своему удельному весу в общих объемах строительных работ являются наиболее массовыми и трудоемкими, и поэтому с ними справиться ручными способами не представляется возможным.

При их выполнении крайне необходимы механизированные способы работ путем применения специальных машин.

Машины для земляных работ по назначению разделяют на:

1. землеройные, предназначенные для выполнения одной операции - отделения грунта от массива. К таким машинам относят одноковшовые экскаваторы (цикличного действия) и многоковшовые (непрерывного действия). Наибольшее применение имеют одноковшовые экскаваторы, которые выполняют около 40% всего объема землеройных работ.
2. землеройно-транспортные, которые не только отделяют грунт от массива, но и перемещают его. Основные землеройно-транспортные машины - бульдозер и скрепер, которые за один цикл разрабатывают грунт, перемещают его, разгружают в насыпь и возвращаются в забой в порожнем состоянии.

Машины для земляных работ по назначению разделяют на:

Бульдозеры предназначены для разработки и перемещения грунта на расстояние до 100 м, возведения насыпей высотой до 2 м, разработки выемок, засыпки траншей после укладки коммуникаций, планировки строительных площадок, очистки дорог и трасс (корчевка пней, валка деревьев, срезка растительного слоя и т.п.), планировки откосов. На базе бульдозеров применяют рыхлители, имеющие навесные или прицепные рабочие органы в виде зуба или нескольких зубьев для послойного разрушения и рыхления тяжелых и мерзлых грунтов глубиной до 1,5 м.
Скреперы - наиболее высокопроизводительные землеройно-транспортные машины; используются при отрывке котлованов и планировке поверхностей. В настоящее время применяют прицепные (с объемом ковша 3, 7 и 8 м.) скреперы. Применение прицепных и полуприцепных скреперов наиболее эффективно при транспортировке грунта на расстояние до 1000 м, а самоходных - до 3000 м. Скреперами ведут разработку, транспортировку и укладку грунтов 1 и 2 групп по трудности разработки (песчаных, супесчаных, суглинистых, глинистых и др., не имеющих валунов, с примесью гальки и щебня не более 10%).

3.специальные, предназначенные для уплотнения грунтов (катки, трамбовки, виброуплотнители).
Долговечность земляных сооружений в большей мере зависит от качества уплотнения грунтов, которое выполняется при планировочных работах, возведении насыпей, обратных засыпках траншей и фундаментов.
С целью получения наибольшей плотности уложенного грунта, наименьшей фильтрационной способности и уменьшения последующих осадок грунт укладывают и уплотняют с соблюдением определенных технологических требований.

Для уплотнения грунтов в зависимости от физико-механических свойств могут быть использованы два вида уплотняющих воздействий статическое и динамическое.
Машины статического действия предназначены для послойного уплотнения грунта под действием собственного веса.
К ним относятся:
– самоходные катки с гладкими вальцами - для окончательного уплотнения грунтовых дорог и площадок, гравийных, щебеночных, черных и асфальтобетонных покрытий дорог;
– прицепные кулачковые катки - для послойного предварительного уплотнения связных грунтов;
– прицепные, полуприцепные и самоходные катки на пневматических шинах - для послойного уплотнения грунтов, гравийно-щебеночных материалов, а также асфальтобетонных смесей.

Машины динамического действия предназначены для послойного уплотнения грунта под действием возникающей силы или массы падающего груза. К ним относятся:
– самоходные и прицепные вибрационные катки - для уплотнения как несвязных, так и связных грунтов на глубину 0,6-1,2 м. Кроме того самоходные катки применяются для уплотнения асфальтобетонных и мелко-гравийных покрытий тротуаров, проездов, при ремонте дорог;
– виброплиты - для уплотнения несвязных насыпных грунтов гравийно-щебеночных материалов слоем до 0,6 м при небольших объемах и в стесненных условиях;
– трамбовочные машины - для уплотнения тяжелых связных грунтов на глубину до 1,2 м при строительстве земляного полотна, строительных площадок, подходов к мостам и др.
4. для свайных работ (вибропогружатели, дизель-молоты).

Землеройные машины

Наиболее распространенным видом землеройных машин являются одноковшовые строительные экскаваторы. Они служат для разработки грунта и перемещения его в отвал или для погрузки в транспортные средства. Разрабатывают они грунты I…IV групп и разрыхленные мерзлые или скальные грунты. Кроме того, экскаваторы применяют на сваебойных, погрузочно-разгрузочных, монтажных и других работах, используя различные виды сменного рабочего оборудования.

Разнообразие видов земляных работ, а также их объемов вызывает необходимость применения различных по конструктивному исполнению землеройных машин. Участие отдельных видов землеройных машин в выполнении общих объемов земляных работ в промышленном строительстве весьма различно.
Объем работы, % Землеройно-транспортные машины – 46,1 В том числе: бульдозеры – 36,2 скреперы – 8,4 грейдеры и автогрейдеры – 1,5 Экскаваторы одноковшовые – 44,1 Экскаваторы непрерывного действия – 4,2 Плавучие земснаряды – 3,1 Прочие машины – 2,5
Это соотношение работ непостоянно в зависимости вида земляных работ.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

http://www.bibliotekar.ru/spravochnik-62/23.htm
https://docviewer.yandex.ru/?url=http%3A%2F%2Fwww.stroikafedra.spb.ru%2Fsu4%2Fprogram%2Fstroitelnie_mashiny_lekcii.doc&name=stroitelnie_mashiny_lekcii.doc&lang=ru&c=573bf7ecb3e8
http://vunivere.ru/work24498
http://stroy-technics.ru/article/klassifikatsiya-mashin-dlya-zemlyanykh-rabot