Способы резания грунта бульдозером

Какие существуют варианты и схемы разработки грунта бульдозером?

Бульдозеры выполняют протяженные выемок с небольшим углублением, они зачищают либо засыпают котлованы, обеспечивают проведение планировки почвы. Как организуется разработка бульдозером грунта, какие схемы работ предусмотрены по обеспечению этого действия, рассмотрим подробнее.

Работа проводится ярусами. Эта единица представляет собой толщину стружки, которая снимается за проходку. Почву срезают от начала до середины траншеи. С целью уменьшения потерь почвы из-за ее осыпания, когда происходит разрушение грунта, отвалы укрепляют по бокам специальными открылками.

Схемы и варианты разработки

При необходимости выполнения почвенных работ используют 2 следующие схемы срезки:

Также для разработки грунта применяют послойный либо траншейный метод действий. При первом варианте осуществляется снятие почвы за проход слоями, равными толщине стружки. Действие проводят как отдельными частями, так и по полной ширине траншеи. К послойному методу прибегают в случае сложного очертания территории.

Задача траншейного метода состоит в разбивании участка на ярусы небольшой глубины (до 0,5 м), после чего их разрабатывают траншеями, захватывая ширину отвала. Полосы между ярусами оставляют нетронутыми, они имеют аналогичную ширину.

Оптимальное расстояние для бульдозерного перемещения грунта — около 50 м. Если оно больше, применяют спаренную работу машин или способ с установкой промежуточного вала.

Копание

Наибольшее сопротивление бульдозер испытывает во время процесса копания почвы. При ее перемещении машина использует все резервы мощности. Процесс подразумевает удаление большого количества вырезаемой земли на отвале, используя полное расходование мощности двигателя. Разработано 3 схемы копания почвы:

• прямоугольная равная по толщине стружка;
• особый клиновой вариант, где у стружки толщина изменяется;
• гребенчатая выемка.

При срезании по первому способу отвал агрегата в соответствии с технической возможностью и типом грунта заглубляется сразу достаточно глубоко. Находясь в таком положении, машина движется вперед, проводя выемку ровной стружкой по ходу перемещения.

Данный способ срезания применяется для работ под уклоном либо выемке наклонными шарами. Мощность бульдозера задействована целиком, что позволяет получить равномерную вырезку слоя. При этом способе достигается сокращение пути и времени. Эта технология уместна, когда используется схема срезки растительного грунта.

Клиновая схема выемки грунта целесообразна при работах с легкими либо слегка увлажненными почвами. В самом начале отвал бульдозера вводят в грунт максимально глубоко. При движении машины вперед происходит постепенное поднятие отвала, в котором находится удаленная почва.

Эта методика копания земли позволяет сократить путь резания, а также сократить время набора. Клинковая схема срезания нецелесообразна на тяжелых, сильно плотных грунтах. Связано это с вероятными трудностями при заглублении отвала.

Для этих типов почвы подходит гребенчатая технология выемки. Отвал заглубляют достаточно глубоко в почву. При снижении оборотов дизеля поднимают отвал где-то на треть его заглубления. Такие манипуляции (заглубления с подъемами) делают с периодичностью 2–3 раза за проход. В процессе мероприятия происходит полная выемка почвы на отвал машины.

Задействовав эту схему, можно добиться практически полного использования мощности бульдозера. К достоинствам данного способа относят также снижение времени набора грунта, хотя водитель быстро утомляется, поскольку приходится часто действовать управляющими рычагами. Схема подходит для грунтов, имеющих оптимальную влажность.

Для роста эффективности срезания почвы бульдозером задействуют такие модели отвалов, которые имеют средний, сильно выступающий вперед нож. Это способствует повышению КПД выработки почти на 40%.

Здесь можно скачать руководство по производству земляных работ бульдозерами.

Выполнение насыпи

Чтобы соорудить насыпь, требуемые глубокие выемки срезают ярусами. Первоначально действуют на максимально приближенных к ней территориях. Количество траншей, из которых предстоит перемещать грунт, заранее определяют, учитывая габариты и очертания всей выемки, габариты отвала у работающего бульдозера.

Почва в нижних ярусах бывает сильно увлажненной из-за присутствия грунтовых вод. Они без надлежаще организованного водоотвода начнут скапливаться в низине. Чтобы предотвратить этот эффект, необходимо при работе скрупулезно выдерживать уклоны внизу разрабатываемой выемки. Схему действий продумывают, чтобы перемещение машины с заполненной емкостью велось по четко спланированной линии пути.

Планировать ее нужно заранее, выполняя холостое движение агрегата. Чтобы повысить выработку, применяют принцип работы некими отрезками. Когда высота насыпи более полутора метров, элементы полотна, присутствующие выше отметки, сразу отсыпают скреперами, завозят грунт самосвалами. Финишируя эти действия, почвой съездов присыпают откосы.

Обоснование дальности транспортировки не всегда оправдано. Когда насыпь не слишком высокая, ее возведение производят методом линейной засыпки. Бульдозеры, когда перемещают землю, сильно нагружены, из-за чего желательно задействовать несколько машин, чтобы одни занимались перемещением, а другие разравниванием. Планировочные работы обеспечивает автогрейдер параллельно с бульдозером.

Разравнивание земли выполняют методом параллельных проходов машины по участку. Добиваются перекрытия текущей полосы предыдущей. Отвал удерживают близко от поверхности, сохраняя заданную толщину уплотняемого слоя. Машина двигается по заранее спланированной полосе, равномерно распределяя слой.

На косогорах сооружение земляного полотна осуществляют террасным методом с постепенным увеличением заглубления, а также развитием полки к требуемому по плану поперечному профилю. Для выполнения этой задачи привлекают модели бульдозеров, оснащенных поворотным отвалом. Их действия позволяют увеличить на 50–60% выработку, нежели у машин без этого приспособления.

Видео: разработка грунта c перемещением до 50 метров.

До того как начать работу, проводят разметку земляного полотна. Эта манипуляция подразумевает установку колышков, указывающих границы насыпи, а также межу разработки траншеи.

Сначала действия проводят в верхней канаве, нарезая небольшие уступы либо выполняя рыхление основания возводимой насыпи. Агрегат разрабатывает косогор, выполняя продольные проходы, действуя отвалом, угол захвата которого составляет 67°. Действие выполняют начиная с самой верхней границы косогора, затем постепенно перемещаются вниз, к полунасыпи.

Источник

Разработка грунта бульдозерами

Бульдозеры предназначены для выполнения различных земляных работ: возводят насыпи высотой до 2 м из односторонних или двусторонних резервов (рис.2); разрабатывают грунт в выемках с перемещением его на расстояние 50. 150 м; разрабатывают грунт котлованов под фундаменты и траншеи; срезают грунт на косогорах (для нарезки уступов, устройства полувыемок-полунасыпей и т. п.); нарезают кюветы и неглубокие водоотводные канавы; засыпают пазухи, котлованы, траншеи, резервы, ямы и овраги; планируют площадки и т. д. (рис.3).

Рис.2. Возведение насыпи бульдозера

а — из одностороннего резерва; б — из двухсторонних резервов

Рис.3. Планировка дна котлована бульдозером

а — перемещение грунта к месту разработки котлована драглайном; б — перемещение грунта к месту последующей разработки прямой лопатой

Рациональная дальность перемещения грунтов бульдозерами зависит в основном от мощности бульдозера: на тракторах ДТ-54 — до З0. 50 м, ДТ-75 и Т-100 — до 50. 70, Т-130 и Т-180 до 100, ДЭТ-250М и Т-330 до 150. 160м.

Цикл работы бульдозера состоит из набора, перемещения, разравнивания грунта и обратного хода.

Набор (копание) грунта может производиться следующими способами:

стружкой постоянной толщины. Так разрабатывают все виды грунтов I. III групп при наборе их на подъеме или грунты со значительным сопротивлением копанию;

гребенчатый способ — стружкой переменной толщины, с поперечным заглублением отвала. Так разрабатывают плотные и сухие грунты;

клиновой способ — стружкой переменной толщины, переходя от наибольшей стружки к более тонкой. Так разрабатывают обычно грунты с малым сопротивлением копанию.

При разработке выемки наиболее, производительная работа бульдозера достигается при движении его под уклон 10. 15°. Наибольшие уклоны, преодолеваемые бульдозерами классов до 40, от 40 до 100 и от 150 до 250 кН, составляют: при движении вверх соответственно 20, 25.. .30 и 25°; при спуске с грунтом соответственно 20, 25. 35 и 35°; при поперечном уклоне 20, 30 и 30°.

Перемещение грунта из выемки в насыпь рекомендуется производить: при расстоянии перемещения до 50 м — по траншейной схеме без промежуточного вала, а при расстоянии перемещения 50…100 м — с накоплением грунта в промежуточных валах (рис. 4).

Рис.4. Способы уменьшения потерь грунта при транспортировке бульдозером

а — созданием траншеи; б — многократными проходками по одному следу; в — спаренной работой бульдозеров; г — созданием промежуточных валов

В зависимости от характера возводимого сооружения, взаимного расположения мест разработки и отсыпки грунта и от местных условий используют раз личные схемы движения бульдозеров. При этом различают три основные схемы разработки и перемещения грунта бульдозерами: прямую, боковую и ступенчатую.

Прямую схему применяют при рытье траншеи и выемок, ширина которых незначительно превышает ширину отвала бульдозера; при устройстве въездов, когда допускается отсыпка грунта в одно место, при этой схеме бульдозер совершает возвратно-поступательное движение без поворотов, поэтому схему часто называют челночной или маятниковой. При движении вперед бульдозер срезает грунт и транспортирует его к месту отвала (рабочий ход). Затем он задним ходом возвращается к месту начала резания грунта.

Боковую схему работы бульдозера применяют при перемещении ранее разработанного грунта из отвалов или сыпучих материалов (песка, гравия и др.) из бункеров, при разработке легких грунтов, срезаемых толстыми слоями, а также при работе на косогорах. При этом разрабатываемый грунт располагается сбоку от пути, по которому бульдозер транспортирует его к месту отсыпки. Бульдозер захватывает отвалом грунт, делает поворотное движение, перемещает грунт на транспортный путь, затем транспортирует его к месту отсыпки. Работать по этой схеме может только квалифицированный бульдозерист, поскольку при недостаточном опыте управления бульдозером значительная часть грунта может быть потеряна во время поворота бульдозера.

Ступенчатая схема разработки и перемещения грунта применяется в основном при устройстве насыпей, выполнении вскрышных работ и вертикальной планировке площадей, когда допускается отсыпать разрабатываемый грунт по всей ширине выемки. Работа ведется параллельными проходками. Переместив грунт из одной проходки, бульдозер совершает холостой ход под углом к оси рабочего хода и начинает разработку и перемещение грунта на расположенной рядом проходке (см. рис.2, а).

В зависимости от ширины насыпи разработку грунта ведут в одно- и двусторонних (см. рис. 2, б) боковых резервах. Перед началом работ производят геодезическую разбивку насыпи и боковых резервов, целью которой является наметить ось и границы основания насыпи, границы бермы и резервов. Резервы закладывают преимущественно на нагорной стороне насыпи с поперечным двусторонним уклоном дна 0,02 к середине резерва. Продольный уклон дна резерва должен составлять не менее 0,002 и не более 0,008. Для удобства работы отсыпку насыпи ведут захватками длиной 50. 100 м.

Разработку грунта начинают от полевой бровки резерва. Бульдозер двигается на первой скорости, срезает грунт слоями до 30 см и перемещает его в сторону насыпи. При подходе к берме отвал бульдозера постепенно приподнимают, чтобы не срезать грунт на берме. Укладку грунта в тело насыпи производят валиками, размещая их по ширине насыпи. Холостой ход бульдозера в резерв осуществляется на максимальной скорости заднего хода.

От каждой проходки в резерве грунт укладывают в тело насыпи, размещая его по ширине насыпи. Затем бульдозер начинает разработку грунта в следующей проходке. После отсыпки первого слоя насыпи по всей длине захватки бульдозер поднимается на насыпь, перемещается вдоль нее, при этом разравнивает уложенный валиками грунт и уплотняет его гусеницами. Отсыпку последующих слоев насыпи бульдозером производят в той же последовательности. После отсыпки насыпи до заданной высоты бульдозер разравнивает верхний слой грунта, планирует бермы и дно резерва, доводя продольные и поперечные уклоны до проектных отметок.

Отсыпку насыпи высотой 1,5. 2 м можно производить без послойного разравнивания насыпанного грунта сразу на полную высоту. При этом рабочая отметка насыпи должна быть увеличена по сравнению с проектной на 10. 15 %, так как насыпь в течение длительного времени будет давать осадку.

Планировку дна котлована и срезку откосов производят бульдозерами после разработки грунта экскаваторами. Если дно котлована является основанием для фундаментов, грунт в зависимости от типа и вместимости ковша экскаватора не добирают на 0,1. 0,З м. Дно котлована зачищают бульдозером, который перемещает грунт к экскаватору (см. рис. 3, б), а при небольших расстояниях перемещения и глубине котлована удаляет его сам.

При зачистке откосов бульдозерами отвалы грунта располагают преимущественно вдоль нижней бровки зачищаемого откоса. Это позволяет перемещать грунт сверху вниз (крутизна откосов не превышает 1 : 2,5).

Обратная засыпка траншей бульдозером производится грунтом из отвала, расположенного вдоль траншеи. После укладки трубопровода, кабеля или устройства другого сооружения во избежание их повреждения одновременно с двух сторон засыпают вручную на высоту 0,25. 0,З м дальнейшую засыпку траншеи производят бульдозером перекрестными поперечными ходами.

Техника безопасности

Машинист бульдозера должен осмотреть место работы. Негабаритные куски грунта, пни и другие предметы необходимо удалить. Около мест подземных сооружений администрация обязана поставить предупредительные знаки. При этом вблизи подземных сооружений разрешается работать только в присутствии мастера или производителя работ.

Разработка грунтов бульдозером вблизи электрокабелей, находящихся под напряжением, запрещается.

При продольном движении по свеженасыпанному грунту не разрешается приближаться к бровке откоса ближе чем на 1 м во избежание сползания бульдозера под откос. Выдвижение ножа бульдозера за бровку откоса при сбросе грунта запрещается.

Перемещение грунта бульдозером на подъеме более 15° или под уклон 30° запрещается.

В темное время суток рабочее место должно, быть освещено.

При работе на бульдозере запрещается:

производить во время работы двигателя регулирование, крепление и смазку механизмов;

сходить с площадки управления и входить на нее во время движения;

находиться в пределах призмы обрушения дна раскрепленных котлованов и траншей.

Во время взрывных работ бульдозер необходимо удалить на безопасное расстояние и возвращать на место работы только после сигнала «отбой».

Уплотнение грунтов

Уплотнение грунтов выполняют при планировке площадок, возведении насыпей, обратной засыпке траншей и пазух фундаментов, устройстве оснований под полы и т.п. Грунты уплотняют слоями одинаковой толщины, для чего отсыпанный грунт разравнивают бульдозерами или грейдерами. Толщина разравниваемых слоев зависит от условий производства работ, вида грунта и должна соответствовать возможностям применяемых уплотняющих машин.

Требуемая степень уплотнения грунтов достигается с наименьшими затратами при оптимальной влажности грунта, поэтому сухие грунты нужно предварительно увлажнять, а переувлажненные — осушать.

Рекомендуемая влажность для грунтов составляет, % глин — 23..28; тяжелых суглинков — 22. 25; средних суглинков — 21. 23; легких суглинков и супесей — 15. 17; чернозема — 25…35; лессов — 19. 21, песков мелких и пылеватых — 8. 14.

Искусственное уплотнение грунта повышает модуль деформации и сопротивление грунта сдвигу, благодаря чему повышается устойчивость откосов и насыпей. Уплотненный грунт становится более водонепроницаемым и водоустойчивым.

Послойное уплотнение грунта в насыпных сооружениях и обратных засыпках котлованов и траншей осуществляется:

укаткой — с помощью самоходных, полуприцепных и прицепных катков, транспортных средств (автомобилей и прицепов-землевозов), а также землеройно-транспортных машин (бульдозеров и скреперов);

трамбованием — специальными трамбующими машинами; навесным трамбованием — специальными трамбующими машинами, навесными трамбующими плитами, а также пневматическими трамбовками (для стесненных условий);

вибрированием — подвесными, прицепными и самоходными вибраторами; комбинированным способом — виброкатками-агрегатами.

Основные параметры, характеризующие процесс уплотнения, зависят от свойств грунтов, способов уплотнения и типов применяемых грунтоуплотняющих машин и оборудования.

Для укатки применяют катки статического и вибрационного действия. Катки статического действия предназначены для уплотнения грунтов при возведении отсыпаемых послойно дорожных насыпей, плотин и дамб оросительных сооружений и водохранилищ, при засыпке выемок и т. д.

Глубина уплотняющего воздействия, определяющая толщину отсыпаемого слоя, зависит от массы катка, типа его рабочего органа и числа проходов по одному следу.

Область применения катков по разновидностям грунтов определяется типом рабочего органа. По типу рабочего органа катки статического действия разделяют на катки с кулачковыми, ребристыми, решетчатыми, и гладкими вальцами. По способу приведения в движение катки бывают прицепные и самоходные.

Связные и комковатые грунты уплотняют кулачковыми катками (рис.5, а), которые передают на грунт давление, значительно превосходящее предел его прочности (табл. 2). Такими машинами массой до 5 т уплотняют слой грунта толщиной 10. 20 см при восьми — восемнадцати проходках катка по одному следу, а тяжелыми массой 25. 30 т слой толщиной 50. 65 см при четырех — десяти проходках по одному следу.

Рис.5. Схемы уплотнения грунтов

а — кулачковыми катками; б — пневмоколесным катком; в — гладким самоходным катком; г — трамбующей платой, подвешенной к стреле экскаватора Э-652Б; 1 — перекрытие полос; 2 — направление укатки от краев насыпи к ее середине; 3 — ширина укатываемой полосы; 4 — рыхлый слой грунта; 5 — уплотненный слой грунта; 6 — зона уплотнения грунта ручными трамбовками; 7 — слой грунта, уплотняемый катком; 8 — ось проходки экскаватора; 9 — трамбующая плита; 10 — уплотняемая полоса; 11 — место стоянки экскаватора

Техническая характеристика прицепных катков с кулачковыми вальцам

Техническая характеристика	Марка машины
ДУ-26 (Д-614)	ДУ-3Б (Д-220Б)
Ширина уплотняемой полосы, м	1,8	2,7
Число смежных вальцов
Диаметр вальца, мм
Число кулачков
Высота кулачков, мм
Толщина укатываемого слоя, м, до	0,2	0,4
Скорость движения, км/ч, до
Масса катка, т	9 (без балласта)	28 (с балластом)
Тяговый трактор	Т-100 (Т-130)	Т-180
Изготовитель	Кременчугский завод дорожных машин

При использовании кулачковых и ребристых катков происходит разрыхление верхней части слоя грунта на глубину 1/3. 1/2 высоты кулачка или ребра. Эти катки не применимы для несвязных грунтов из-за большой глубины разрыхления поверхности слоя грунта.

Комковатые связные грунты укатывают вальцами, поскольку валец разрыхляет комки и одновременно уплотняет слой рыхлого грунта.

Пневмоколесные прицепные катки выпускают двух типов: с жестким креплением колесных осей к раме и общим балластным кузовом, а также с балансирным креплением осей к тяговой раме и с секционными ящиками.

У катков с балансирными колесами постоянно обеспечивается контакт всех колес с неровной поверхностью укатки и все колеса передают на грунт заданную нагрузку, обусловленную балластом. Катки с жестким креплением колес этими качествами не обладают.

Катками на пневмоколесном ходу средней массы (до 10 т) уплотняют слои толщиной 10. 25 см при двух — десяти проходках катка по одному следу, катками большой массы (до 45 т) — слои толщиной 25. 50 см при том же количестве проходок по одному следу.

Кулачковыми катками и катками на пневмоколесном ходу уплотнение производят путем последовательных замкнутых проходок катка по всей площади насыпи с перекрытием каждой проходкой предыдущей на 0,15. 0,25 м (см. рис. 31 ,а). Закончив укатку всей площади, процесс повторяют столько раз, сколько требуется для достижения проектной плотности грунта.

Катками с гладкими металлическими вальцами уплотняют связные грунты слоем до 15 см и песчано-гравелистые смеси при толщине отсыпаемого слоя от 5 до 15 см. Применение таких катков целесообразно, когда верхний слой насыпи является основанием фундаментов или подъездных путей, а также при засыпке верхней части пазух в стесненных условиях (см. рис. 31, в). Нижние слои пазухи толщиной 15. 20 см вокруг фундамента уплотняют пневматическими или электрическими трамбовками.

Вибрационные катки (табл. 3) предназначены для уплотнения несвязных отсыпанных грунтов и выпускаются в самоходном и в прицепном исполнении гладкими вальцами.

Техническая характеристика катков с гладкими вальцами

Виброкаток	Характеристика	Масса, т	Тип двигателя	Параметры уплотнения грунтов, см
Толщина слоя	Ширина полосы
ДУ-14 (Д-480)	Прицепной одновальцовый	Д-37М, 30кВт (к трактору ДТ-54-А)	50…80
ДУ-10А (Д-480)	Самоходный двухвальцовый	1,7/1,48	УД-25 кВт	15…20
ДУ-25А (Д-613А)	То же	4,3/3,6	Д-21 15 кВт	20…30
ДУ-36 (Д-480)	Самоходный одновальцовый	0,68/0,52	УДС-25С, 6кВт	10…15

Рабочим органом виброкатка является гладкий валец, внутри которого смонтирован вал с дебалансами — возбудителями вибраций. Валец размещается внутри прямоугольной рамы, оснащенной дышлом со сцепным устройством. На задней поперечине рамы установлен двигатель, приводящий вал дебалансов с помощью гибкой (обычно клиноременной) передачи.

Для уравновешивания двигателя на передней части рамы крепится противовес. Снизу на поперечинах рамы смонтированы подпружиненные скребки, очищающие вальцы от грунта. Для защиты рамы и двигателя от вибраций к боковым балкам рамы с помощью резинометаллических амортизаторов крепятся корпуса подшипников вальца и вала дебалансов.

Трамбующие машины и оборудование служат для уплотнения связных и глинистых грунтов, отсыпаемых слоями толщиной до 1. 1,5 м. Несвязные песчаные грунты, как правило, не трамбуют, так как вблизи от места удара грунт разуплотняется.

В строительстве используют трамбующие плиты на одноковшовых экскаваторах и кранах и трамбующие машины непрерывного действия.

Трамбующие плиты, навешиваемые на канат экскаватора-драглайна (см. рис. 5, г), применяют обычно для уплотнения грунтов в местах с узким фронтом работ, недоступных для уплотняющих машин других типов.

Трамбующими плитами массой 2. 7 т и более, подвешенными к экскаваторам или кранам, уплотняют песчаные и глинистые грунты с количеством ударов 1. 5. Недостатком этого способа является — повышенная изнашиваемость крана или экскаватора, а также сравнительно невысокая их производительность, что ограничивает применение этого способа.

Трамбующие машины выпускаются в двух модификациях — ДУ-12Б и ДУ-12В для агрегатирования с гусеничными тракторами Т-100М и Т-1З0.

Рабочим органом машины служат две плиты, подвешенные рядом на подъемных канатах сзади трактора. Плиты поочередно поднимаются канатами и свободно падают на поверхность грунта, осуществляя его трамбование на полосе, равной по ширине захвату обеих плит.

Во время работы трактор движется с замедленной ходоуменьшителем скоростью, которая выбирается соответственно необходимому числу ударов плит по одному месту. При транспортных передвижениях машины плиты поднимаются в верхнее положение, где удерживаются крюками. При работе крюки переводят в нерабочее положение с помощью механизма, управляемого из кабины водителя.

Техническая характеристика трамбующей машины ДУ-12

Источник