توسعه مکانیکی خاک روش های توسعه خاک

وزارت آموزش و پرورش فدراسیون روسیه

دانشگاه ایالتی اورال جنوبی

گروه فناوری ساخت و ساز

S.B. کوال، ام.و. مولودتسوف

فناوری ساخت و ساز ساختمان ها و سازه ها

دوره سخنرانی برای دانشجویان مکاتبه ای

تکنولوژی ساخت و ساز کارهای خاکی

چلیابینسک

انتشارات SUSU

UDC 69.05 (075.8) + 69.003.1 (075.8)

Koval S.B., Molodtsov M.V. فناوری ساخت ساختمان ها و سازه ها: دوره ای از سخنرانی برای دانشجویان مکاتبه ای. فناوری ساخت سازه های خاکی - چلیابینسک: انتشارات. SUSU، 2003. – 25 p.

طبقه بندی سازه های خاکی و الزامات آنها آورده شده است. روشهای اصلی توسعه خاک در نظر گرفته شده است. توالی و ویژگی های تولید کار با استفاده از روش بسته با استفاده از روش حفاری و انفجار شرح داده شده است. مسائل مربوط به اتصال آثار در نظر گرفته شده است.

دوره سخنرانی برای دانشجویان دانشکده معماری و عمران دوره های شبانه و مکاتبه ای در نظر گرفته شده است.

ایل. 24، برگه. 3.

مصوب کمیسیون آموزشی و روش شناسی دانشکده معماری و عمران.

داوران: Kromsky E.I.

© انتشارات SUSU، 2003.

چلیابینسک 1

طبقه بندی سازه های خاکی 4

روش های توسعه خاک 5

برنج. 3 نمودار مکان بارهای متمرکز 10

اتصال فرآیندهای تولید خاکی 27

طبقه بندی سازه های خاکی

ساختار خاکی - یک سازه مهندسی که از خاک در یک توده خاک ساخته شده یا از خاکی که روی سطح زمین گذاشته شده است.

طبقه بندی سازه های خاکی بسته به ویژگی های مختلف انجام می شود:

نسبت به سطح زمین تقسیم می شود

فرورفتگی ها- کارهای خاکی ایجاد شده در توده خاک زیر سطح زمین.

خاکریزها- سازه های ساخته شده از خاک بالای سطح زمین؛

عملیات زیرزمینی- در عمق معینی ساخته شده و از سطح زمین بسته شده است.

با هدف عملکردی:

مهندسی هیدرولیک– سد، دایک، کانال...;

احیاء مجدد– حوضچه های مصنوعی، کانال های آبرسانی و زهکشی...;

جاده- زیرسازی جاده ها و راه آهن؛

صنعتی و عمرانیاهداف - سایت های برنامه ریزی شده، گودال، ترانشه، تونل، زباله...

بر اساس طول عمر:

دائمی- عملیات برای مدت طولانی؛

موقت- برای انجام کارهای ساخت و ساز بعدی ترتیب داده شده اند.

روش های توسعه خاک

1) روش مکانیکیعبارت است از جداسازی خاک از توده خاکی با برش با استفاده از ماشین های خاکی و حمل و نقل و جابجایی خاک بدون پردازش و سست شدن اولیه.

2) روش هیدرومکانیکیشامل توسعه خاک با استفاده از یک جت آب تحت فشار از تاسیسات هیدرومانیتورینگ و/یا خاک آبرفتی هنگام ساخت یک طرح عمودی و غیره است.

3) روش انفجاریشامل توسعه خاک با استفاده از انفجارهای در نظر گرفته شده برای ساخت و ساز کارهای خاکی مهندسی مختلف است.

4) روش ترکیبیشامل انجام انواع مختلف است فعالیت های مقدماتیبه منظور بهبود خواص خاک قبل از توسعه بیشتر: سست کردن، یخ زدایی، تنظیم رطوبت و غیره.

5)روش بستهدر حین توسعه کارهای زیرزمینی و همچنین هنگام تخمگذار سازه های مهندسی بدون حفاری انجام می شود. روش های اصلی تونل زنی بسته به شرح زیر است: سوراخ کردن، پانچ کردن، حفاری افقی، سوراخ کردن ارتعاشی، تونل زنی محافظ، تونل زنی، حفاری و انفجار.

روش مکانیکی

روش مکانیکی حفاری می تواند شدت کار را به میزان قابل توجهی کاهش داده و بهبود بخشد کیفیت های ساخت و سازخاک و کاهش حجم کار گودبرداری. این وظایف توسط یک ناوگان کامل از ماشین آلات و مکانیسم های مورد استفاده در ساخت و ساز حل می شود (شکل 1).

برنامه ریزی عمودی و چیدمان گودبرداری ها و خاکریزها به صورت مکانیکی انجام می شود (جدول 1).

میز 1

کاوشگرانبا یک سطل با ظرفیت 0.15-2 متر مکعب کمتر تا 4 متر مکعب استفاده می شود. مجموعه تجهیزات جایگزین شامل بیل های جلو و عقب، دراگلین و چنگال می باشد. علاوه بر این، بوم موجود در کیت دراگلین و چنگال را می توان به قلاب باری یا گوه مجهز کرد.

کارگران ضروری گزینه هابیل های تک سطلی هنگام توسعه حفاری ها، گودال ها و ترانشه ها:

1. حداکثر عمق حفاری ممکن - اچ,

2. ارتفاع حفاری +N،

3. بزرگترین و کوچکترین شعاع حفاری در سطح دیوار بیل مکانیکی حداکثر Rو R دقیقه,

4. شعاع تخلیه R در,

5. ارتفاع تخلیه N در.

چرخه کاربیل مکانیکی تک سطلی شامل حفاری (پر کردن سطل)، حرکت به محل تخلیه، تخلیه بار در زباله‌دانی یا داخل وسایل نقلیه و بازگشت به صورت است.

ذبح– منطقه کاری بیل مکانیکی که شامل:

- سایتی که بیل مکانیکی در آن قرار دارد.

- بخشی از توده خاک که توسط یک بیل مکانیکی از یک مکان حفاری شده است.

– سایتی که حمل و نقل برای بارگیری در آن نصب شده است یا محل تخلیه خاک قرار دارد.

ابعاد هندسی و شکل صورت بستگی به تجهیزات بیل مکانیکی و پارامترهای آن، اندازه حفاری، انواع حمل و نقل و طرح توسعه خاک اتخاذ شده دارد. ارتفاع یا عمق بهینه صورت باید برای پر کردن سطل بیل مکانیکی در یک اسکوپ کافی باشد. اگر ارتفاع صورت نسبتاً کم است، بهتر است از بیل مکانیکی همراه با بولدوزر استفاده کنید. بولدوزر خاک را توسعه می دهد و آن را به محل کار بیل مکانیکی منتقل می کند.

مکان بیل مکانیکی و وسایل نقلیه باید به گونه ای باشد که میانگین زاویه چرخش بیل مکانیکی از نقطه پر کردن سطل تا محل تخلیه حداقل باشد، زیرا تا 70٪ از زمان کار چرخه بیل مکانیکی می تواند باشد. صرف زمان چرخش رونق شد.

گودبرداری که در نتیجه حفاری متوالی خاک در حین حرکت دوره ای بیل مکانیکی در صورت ایجاد می شود، حفاری بیل مکانیکی نامیده می شود.

خاک توسعه یافته است:

آ) صورت جلویی- بیل مکانیکی خاک را در جلوی خود توسعه می دهد و آن را روی وسایل نقلیه بار می کند که در امتداد قسمت پایینی به بیل مکانیکی تحویل داده می شوند.

بسته به عرض نفوذ، وجه های جلویی به باریک (عرض نفوذ کمتر از 1.5 برابر اندازه بزرگترین شعاع برش بهینه R0 است)، عادی (عرض 1.5-1.9 R0) تقسیم می شوند. ), پهن شده (با عرض 2-2.5 R 0) و انتهای عرضی (با عرض حداکثر 3.5 R 0).

عرض نفوذهای جلویی که درتوسط فرمول ها تعیین می شود:

برای خط مستقیم جلو:

برای زیگزاگ:

برای cross-end:

جایی که رو- شعاع برش بهینه بیل مکانیکی، متر؛

ل پ- طول حرکت کاری بیل مکانیکی (معمولاً تفاوت بین حداکثر و حداقل شعاع برش)، m.

R C - شعاع برش در سطح پارکینگ، متر؛

پ- تعداد حرکات جانبی بیل مکانیکی.

میانگین زاویه چرخش یک سکوی بیل مکانیکی برای بارگیری خاک در وسایل نقلیه، به ویژه هنگام کار در سطوح باریک، می تواند به 180 درجه برسد که باعث افزایش زمان چرخه و کاهش بهره وری بیل مکانیکی می شود. بنابراین از روش کشتار پیشانی به میزان محدودی استفاده می شود.

ب) صورت جانبی- حمل و نقل برای بارگیری از سمت گودبرداری عرضه می شود، به همین دلیل زاویه چرخش بوم بیل مکانیکی هنگام بارگیری خاک در وسایل نقلیه به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. مسیرهای حمل و نقل موازی با محور حرکت بیل مکانیکی و به طور معمول در سطح پارکینگ آن قرار دارند.

عرض نفوذ جانبی که دربا فرمول تعیین می شود

گودبرداری هایی که عمق آنها از حداکثر ارتفاع صورت برای یک نوع معین بیل مکانیکی بیشتر است، در چندین طبقه توسعه می یابند. . در این حالت، لایه پایینی مشابه طبقه بالایی توسعه می یابد و وسایل نقلیه به گونه ای به سمت بیل مکانیکی آورده می شوند که سطل از پشت به سمت بدنه نشانه می رود. در این حالت مسیر وسیله نقلیه باید موازی با محور حفاری بیل مکانیکی باشد اما در جهت مخالف هدایت شود.

برای ورود به گودال، یک ترانشه با شیب 10 ... 15 درجه، تا عرض 3.5 متر برای ترافیک یک طرفه و حداکثر تا 8 متر برای ترافیک دو طرفه ترتیب داده شده است. خاک حفاری شده توسط بیل مکانیکی توسط کامیون کمپرسی، تراکتور با تریلر، قطار، حمل و نقل هیدرولیک و کمتر توسط نوار نقاله حمل می شود. در ساخت و سازهای صنعتی و عمرانی، خاک عمدتاً توسط کامیون های کمپرسی حمل می شود. به طور معمول، یک کامیون کمپرسی شامل 3 تا 6 سطل خاک است. زیر بار مجاز - 10٪، اضافه بار - 5٪.

توده خاک غوطه ور در یک چرخه عملیات بیل مکانیکی، جیبا فرمول تعیین می شود:

که در آن q ظرفیت هندسی سطل، m 3 است.

تراکم خاک، t/m3;

K r- ضریب شل شدن؛

K در- ضریب استفاده از ظرفیت سطل (نسبت حجم خاک در حالت متراکم، توسعه یافته در یک چرخه، به ظرفیت هندسی سطل).

بسته به تجهیزات جایگزین، بیل مکانیکی زیر استفاده می شود:

1. بیل مکانیکی با بیل مستقیم برای توسعه خاکهای واقع در بالای سطح پارکینگ بیل مکانیکی، عمدتاً با بارگیری بر روی وسایل نقلیه استفاده می شود.

2. بیل بکهو هنگام توسعه خاک هایی که زیر سطح پارکینگ بیل مکانیکی قرار دارند و عمدتاً هنگام حفر گودال ها و ترانشه های کوچک استفاده می شود. حفاری پلکانی با این نوع تجهیزات، به طور معمول، انجام نمی شود. توسعه خاک در زیر سطح پارکینگ بیل مکانیکی با استفاده از سطوح جلویی یا جانبی همراه با بارگیری خاک در وسایل نقلیه یا قرار دادن آن در تخلیه انجام می شود.

3. بیل مکانیکی Dragline برای توسعه خاک های واقع در زیر سطح پارکینگ بیل مکانیکی (برای حفر گودال های عمیق، ترانشه های گسترده، برپایی خاکریزها، حفاری خاک از زیر آب و غیره) و همچنین برای اتمام کار حفاری هنگام تسطیح مناطق و تمیز کردن دامنه ها استفاده می شود. مزیت دراگلاین شعاع عملیاتی زیاد آن (تا 10 متر) و عمق حفاری (تا 12 متر) است.

توسعه خاک با دراگلین با نفوذهای جلویی و جانبی، شبیه به یک بیل مکانیکی با یک بیل مکانیکی انجام می شود.

از آنجایی که سطل دراگلین به طور انعطاف پذیر معلق است، روش های عملیاتی شاتل موثر هستند - شاتل عرضی و شاتل طولی (شکل U.22). با روش کراس شاتل، کمپرسی در امتداد پایین گودبرداری به محل بارگیری نزدیک می شود و با اسکوپ زدن متناوب سطل در دو طرف بدنه بارگیری می شود. با روش شاتل طولی، خاک از جلوی دیواره عقب بدنه توسط کمپرسی جمع آوری شده و با بلند کردن سطل، از بالای بدنه تخلیه می شود. زاویه چرخش بیل مکانیکی هنگام بارگیری طبق طرح شاتل طولی به 0 درجه نزدیک می شود و هنگام بارگذاری طبق طرح شاتل عرضی به 15 ... 20 درجه نزدیک می شود. در این حالت به دلیل تخلیه سطل بدون توقف حرکت چرخشی بیل مکانیکی در لحظه حمل سطل بر روی بدنه دستگاه، مدت زمان تخلیه کاهش می یابد.

4. بیل مکانیکی برای حفر چاه، گودال های عمیق باریک، ترانشه ها و سازه های مشابه، به ویژه در شرایط توسعه خاک زیر سطح آب زیرزمینی استفاده می شود. از این ماشین ها برای حفر گودال ها و ترانشه ها در عمقی کمتر از عمق طراحی استفاده می شود و به اصطلاح " کمبود». برای جلوگیری از آسیب به پایه و جلوگیری از پر شدن بیش از حد خاک، یک لایه کم (5..، 10 سانتی متر) باقی می ماند.

برای افزایش راندمان بیل مکانیکی از تیغه اسکراپر نصب شده بر روی سطل بیل مکانیکی استفاده می شود. این دستگاه به شما امکان می دهد تا عملیات تمیز کردن کف چاله ها و ترانشه ها را مکانیزه کرده و با دقت 2± سانتی متر انجام دهید که نیاز به اصلاحات دستی را بی نیاز می کند.

از بولدوزر نیز برای ایجاد کمبود خاک استفاده می شود. بولدوزر خاک را با استفاده از روش شاتل و با حرکت در یک جهت به لبه پایین گودال منتقل می کند و خارج می شود. لایه محافظضخامت 4 ... 5 سانتی متر که قبل از پی ریزی به صورت دستی تمیز می شود. ضخامت تراشه های خاک بریده شده توسط بولدوزر در یک پاس از 5 ... 6 سانتی متر تجاوز نمی کند.

کاوشگران عمل مستمر:

رایج ترین آنها بیل های طولی (برای توسعه ترانشه) هستند.

بدنه کار این بیل مکانیکی یک زنجیر سطلی (ترانشه تا عمق 3.5 متر، عمدتا با دیوارهای عمودی) یا یک روتور سطلی (ترانشه تا عمق 2.5 متر، عمدتا با شیب) است.

شیب ها روی سطل های روتور نصب می شوند. سطل ها هنگامی که از سطح شیب دار یا منحنی گودبرداری در حال حفاری به سمت بالا حرکت می کنند با خاک پر می شوند. سطل ها زمانی که به بالاترین نقطه مسیر خود می رسند، خالی می شوند، جایی که واژگون می شوند. خاکی که از آنها می ریزد به یک تسمه نقاله ختم می شود که آن را برای بارگیری در وسایل نقلیه یا زباله ها تحویل می دهد.

توسعه خاک:

سطح زمین در امتداد مسیر ترانشه با بولدوزر برنامه ریزی شده است (عرض نوار برنامه ریزی شده نباید کمتر از عرض مسیر خزنده بیل مکانیکی باشد.

خرابی محور ترانشه

حفر ترانشه ها به سمت ترانشه ها منتهی می شود.

انتخاب روش گودبرداری به خواص خاک، حجم کار، نوع خاک، شرایط هیدروژئولوژیکی و سایر عوامل بستگی دارد. فرآیند فن آوری کار حفاری شامل توسعه خاک، حمل و نقل، قرار دادن در تخلیه یا خاکریز، تراکم و تسطیح است. برای مکانیزه کردن کار گودبرداری از بیل مکانیکی ساختمانی تک سطلی با تعلیق انعطاف پذیر و سفت تجهیزات کار به صورت بیل جلو و عقب، دراگلین، چنگک، جابجایی زمین، تسطیح و بارگیری استفاده می شود. بیل مکانیکی پیوسته که شامل چند سطل زنجیره ای، اسکراپر زنجیری، چند سطلی دوار و بدون سطل چرخشی (فرز) می شود. بولدوزر، اسکراپر، گریدر (تریلی و خودکششی)، گریدر آسانسور، ریپر، ماشین آلات حفاری. مجموعه ماشین آلات توسعه مکانیزه خاک، علاوه بر ماشین پیشرو زمین متحرک، شامل ماشین های کمکی برای حمل خاک، پاکسازی خاکبرداری، فشرده سازی خاک، تکمیل شیب ها، سست کردن اولیه خاک و غیره می باشد. بسته به نوع کار

توسعه خاک با استفاده از بیل مکانیکی تک سطلی

در ساخت و سازهای صنعتی و عمرانی از بیل مکانیکی با سطل با ظرفیت 0.15 تا 4 متر مکعب استفاده می شود. هنگام انجام حجم زیادی از کار خاکبرداری در ساخت و ساز مهندسی هیدرولیک، از بیل مکانیکی قوی تر با ظرفیت سطل تا 16 متر مکعب یا بیشتر استفاده می شود.

بیل های چرخ دار برای استفاده در هنگام کار بر روی خاک هایی با ظرفیت باربری بالا، با حجم کار پراکنده و هنگام کار در محیط های شهری با جابجایی مکرر توصیه می شود. بیل های خزنده برای حجم های متمرکز کار با جابجایی های نادر، هنگام کار بر روی خاک های نرم و سنگ های معدن استفاده می شود. بیل مکانیکی نصب شده روی تراکتورهای چرخ پنوماتیک - برای حجم پراکنده کار و هنگام کار در شرایط خارج از جاده.

توسعه خاک با استفاده از بیل مکانیکی تک سطلی توسط تونل سازی انجام می شود. تعداد نفوذها، چهره ها و پارامترهای آنها در پروژه ها پیش بینی شده است و نقشه های تکنولوژیکیانجام کار گودبرداری برای هر شی خاص مطابق با پارامترهای خاکبرداری (طبق نقشه های کاری) با ابعاد کار بهینه تجهیزات بیل مکانیکی.

بیل مکانیکی تک سطلی به عنوان ماشین های چرخه ای طبقه بندی می شوند. زمان چرخه کار با مجموع عملیات فردی تعیین می شود: مدت زمان پر کردن سطل، چرخش به تخلیه، تخلیه و چرخش به سمت صورت. حداقل زمان مورد نیاز برای تکمیل چرخه کاری تضمین می شود که شرایط زیر:

• عرض نفوذها (چهره ها) به گونه ای گرفته می شود که از عملکرد بیل مکانیکی با چرخش متوسط ​​بیش از 70 درجه اطمینان حاصل شود.
• عمق (ارتفاع) سطوح نباید کمتر از طول براده های خاک مورد نیاز برای پر کردن سطل با کلاه در یک مرحله حفاری باشد.
• طول نفوذ با در نظر گرفتن کمترین تعداد ممکن ورودی و خروجی بیل مکانیکی به داخل و خارج از سطح در نظر گرفته می شود.

منطقه کار بیل مکانیکی صورت نامیده می شود. این زون شامل محل قرارگیری بیل مکانیکی، بخشی از سطح توده در حال توسعه و محل نصب وسایل نقلیه یا محل قرارگیری خاک حفاری شده است. ابعاد هندسی و شکل صورت بستگی به تجهیزات بیل مکانیکی و پارامترهای آن، اندازه حفاری، انواع حمل و نقل و طرح توسعه خاک اتخاذ شده دارد. که در مشخصات فنیبیل مکانیکی از هر نام تجاری، به عنوان یک قاعده، حداکثر شاخص های آنها داده می شود: شعاع برش، شعاع تخلیه، ارتفاع تخلیه، و غیره. ارتفاع بهینه (عمق) سطح باید برای پر کردن سطل بیل مکانیکی در یک اسکوپ کافی باشد، باید برابر با فاصله عمودی از افق پارکینگ بیل مکانیکی تا سطح شفت فشار باشد. اگر ارتفاع صورت نسبتاً کوچک است (به عنوان مثال، هنگام توسعه یک گودبرداری تسطیح)، توصیه می شود از یک بیل مکانیکی همراه با بولدوزر استفاده کنید: بولدوزر خاک را توسعه می دهد و آن را به محل کار بیل مکانیکی منتقل می کند، سپس خاک را به سمت بالا بالا می برد، در حالی که اطمینان از ارتفاع کافی صورت بیل مکانیکی و وسایل نقلیه باید طوری قرار گیرند که میانگین زاویه چرخش بیل مکانیکی از نقطه پر شدن سطل تا نقطه تخلیه حداقل باشد، زیرا تا 70٪ از زمان چرخه کاری بیل مکانیکی صرف می شود. در چرخاندن رونق

همانطور که خاک در سطح خاکبرداری می شود، بیل مکانیکی حرکت می کند. بر اساس جهت حرکت بیل مکانیکی نسبت به محور طولی حفاری، روش های استخراج طولی (با وجه جلویی یا انتهایی) و عرضی (جانبی) متمایز می شوند. روش طولی شامل توسعه یک حفاری با استفاده از نفوذهایی است که جهت آن در امتداد بزرگترین سمت حفاری انتخاب می شود. وجه جلویی هنگام توسعه یک سطح شیب دار در یک گودال و هنگام حفاری ابتدای یک حفاری در شیب های تند استفاده می شود. در ماینینگ فرونتال، خاک در تمام عرض گودبرداری استخراج می شود. وجه انتهایی هنگام توسعه گودبرداری در زیر سطح پارکینگ بیل مکانیکی استفاده می شود، در حالی که بیل مکانیکی با حرکت معکوس در امتداد سطح زمین یا در یک سطح واقع در بالای کف گودبرداری، انتهای گودبرداری را توسعه می دهد. وجه های جانبی برای توسعه حفاری با یک بیل مستقیم استفاده می شود، در حالی که مسیرهای وسیله نقلیه به موازات محور حرکت بیل مکانیکی یا بالای پایین صفحه قرار می گیرند. با روش جانبی، با توسعه متوالی یک سری نفوذ، می توان عرض کامل نفوذ را به دست آورد. از روش عرضی (جانبی) برای توسعه گودبرداری با پر کردن خاک در جهت عمود بر محور گود استفاده می شود. روش عرضی در هنگام توسعه حفاری های طولانی و باریک با پر کردن کاوالیرها یا هنگام ساخت خاکریزها از ذخایر جانبی استفاده می شود.

برخی از انواع گودبرداری ها (به عنوان مثال، تسطیح) را می توان با استفاده از یک صفحه جانبی با ترافیک در همان سطح بیل مکانیکی توسعه داد. گاهی اوقات برای ادامه توسعه با یک وجه جانبی، ابتدا لازم است سنگر به اصطلاح پیشگام را پاره کرد که بیل مکانیکی با فرود آمدن به پایین صفحه در امتداد یک رمپ شروع به توسعه می کند. اگر ارتفاع تخلیه بیل مکانیکی بزرگتر یا مساوی با مجموع عمق گودبرداری، ارتفاع کناره کمپرسی و کلاهک بالای کناره (0.5 متر) باشد، ترانشه پیشگام با استفاده از یک صفحه جانبی در حالی که وسایل نقلیه در امتداد سطح روز در فاصله حداقل 1 متری از لبه حفاری حرکت می کنند. اگر حفاری از نظر اندازه بزرگ باشد، با نفوذهای عرضی در امتداد ضلع کوچکتر توسعه می یابد، در حالی که حداقل طول ترانشه پیشگام را تضمین می کند، که امکان سازماندهی پربارترین را فراهم می کند. میدانحمل و نقل حفاری هایی که عمق آنها از حداکثر عمق سطح برای یک نوع بیل مکانیکی بیشتر است، در چندین ردیف توسعه یافته اند. در این حالت، لایه پایینی به طور مشابه با بالا توسعه می یابد و اتومبیل ها به بیل مکانیکی تحویل داده می شوند تا سطل در پشت بدنه قرار گیرد. در این حالت مسیر وسیله نقلیه باید موازی با محور حفاری بیل مکانیکی باشد اما در جهت مخالف هدایت شود.

بیل مکانیکی مجهز به بیل مکانیکی برای حفاری خاک در زیر سطح پارکینگ استفاده می شود و اغلب هنگام حفر ترانشه برای تخمگذار ارتباطات زیرزمینی و گودال های کوچک برای فونداسیون ها و سایر سازه ها استفاده می شود. هنگام کار با بیل بکهو، از صورت جلو یا کناری نیز استفاده می شود. استفاده از بیل مکانیکی با بیل مکانیکی برای ایجاد گودال هایی با عمق بیش از 5.5 متر و ترانشه های تا 7 متر توصیه می شود. عمق ترانشه های باریک استخراج شده از عمق گودال ها بیشتر است، زیرا بیل مکانیکی می تواند بوم را با دسته به پایین ترین موقعیت پایین بیاورد و پایداری را حفظ کند.

یک بیل مکانیکی با تجهیزات کار دراگلین هنگام توسعه گودال های بزرگ و عمیق، هنگام ساخت خاکریز از ذخایر و غیره استفاده می شود. از مزایای دراگلاین می توان به شعاع عمل زیاد و عمق حفاری تا 16-20 متر، توانایی توسعه اشاره کرد. مواجه با هجوم زیادی از آب های زیرزمینی است. Dragline حفاری را با استفاده از نفوذهای انتهایی یا جانبی توسعه می دهد. برای نفوذهای انتهایی و جانبی، سازماندهی کار دراگلین مشابه کار یک بیل مکانیکی است. در عین حال، همان نسبت حداکثر عمق برش حفظ می شود. دراگلین معمولاً بین توقف ها به اندازه 1/5 طول بوم حرکت می کند. توسعه خاک با دراگلین اغلب برای تخلیه (یک طرفه یا دو طرفه) انجام می شود، کمتر - برای حمل و نقل.

حفاری‌ها گودال‌ها و ترانشه‌ها را تا حدودی کمتر از عمق طراحی حفر می‌کنند و به اصطلاح کمبودی بر جای می‌گذارند. کسری به منظور جلوگیری از آسیب به پایه و جلوگیری از عرضه بیش از حد خاک معمولاً 5-10 سانتی متر است برای افزایش کارایی بیل مکانیکی از یک چاقوی خراش دهنده نصب شده بر روی سطل استفاده می شود. این دستگاه به شما امکان می دهد عملیات تمیز کردن کف گودال ها و ترانشه ها را مکانیزه کنید و آنها را با خطای بیش از 2 سانتی متر به علاوه یا منفی انجام دهید که نیاز به اصلاحات دستی را بی نیاز می کند.

توسعه خاک توسط بیل مکانیکی مداوم در صورت عدم وجود سنگ، ریشه و غیره در خاک انجام می شود. محور ترانشه شکسته و محکم می شود، پس از آن شروع به بیرون کشیدن از علائم جانبی کم (برای تخلیه آب) می کند. بیل های سطلی ترانشه هایی با ابعاد محدود و به عنوان یک قاعده با دیوارهای عمودی حفاری می کنند.

توسعه خاک با استفاده از ماشین های خاکی و حمل و نقل

انواع اصلی ماشین‌های جابجایی و حمل و نقل، بولدوزر، خراش‌دهنده و گریدر هستند که در یک چرخه خاک را توسعه می‌دهند، آن را جابه‌جا می‌کنند، آن را در خاکریز تخلیه می‌کنند و خالی به صورت برمی‌گردانند.

حفاری با استفاده از بولدوزر

بولدوزرها در ساختمان سازی برای توسعه خاک در حفاری های کم عمق و گسترده و ذخایر برای انتقال آن به خاکریزها در فاصله تا 100 متر (در صورت استفاده بیش از ماشین های قدرتمندفاصله حرکت خاک را می توان افزایش داد)، همچنین در حین کار پاکسازی و برنامه ریزی قلمرو، هنگام پاکسازی پایه های خاکریزی و پی ساختمان ها و سازه ها، هنگام ساخت جاده های دسترسی، حفاری خاک در شیب ها و غیره.

برنج. 7.:
الف - برش معمولی؛ ب - برش شانه

در انجام عملیات خاکی، روش های مختلفی برای برش خاک با بولدوزر وجود دارد (شکل 7):

• برش معمولی - چاقو ابتدا به حداکثر عمق برای یک خاک معین دفن می شود و با بارگیری به تدریج بالا می رود زیرا مقاومت منشور کششی که نیروی کشش تراکتور را مصرف می کند افزایش می یابد.
• برش شانه - محل تخلیه با چندین فرورفتگی و ارتفاع متناوب پر شده است.

الگوی شانه به شما این امکان را می دهد که با افزایش عمق متوسط ​​برش، طول برش را کاهش دهید. علاوه بر این، با هر بار عمق دادن چاقو، خاک زیر منشور کششی کنده می شود و خاک از قبل بریده شده بر روی زباله فشرده می شود. این امر زمان برش را کاهش می دهد و حجم خاک روی زباله را افزایش می دهد.

هنگام انجام کار حفاری با بولدوزر، روش برش سراشیبی، بر اساس استفاده منطقی از کشش تراکتور، با موفقیت استفاده می شود. ماهیت آن این است که وقتی تراکتور در سراشیبی حرکت می کند، بخشی از نیروی کششی لازم برای حرکت خود دستگاه آزاد می شود، به همین دلیل خاک می تواند در یک لایه ضخیم تر از بین برود. هنگامی که بولدوزر در سراشیبی کار می کند، خرد شدن خاک تسهیل می شود و مقاومت منشور کششی که تا حدی تحت تأثیر وزن خود حرکت می کند، کاهش می یابد. اگر شیب طبیعی وجود نداشته باشد، با اولین نفوذهای بولدوزر می توان آن را ایجاد کرد. هنگام کار در شیب 10-15 درجه، بهره وری تقریباً 1.5-1.7 برابر افزایش می یابد.

برنج. 8.:
الف - برش تک لایه؛ ب - ترانشه بری. اعداد نشان دهنده ترتیب برش است

بولدوزر مطابق با طرح های نشان داده شده در شکل 1 عمل می کند. 8. با برش تک لایه با نوارهای روی هم به طول 0.3-0.5 متر، لایه گیاه حذف می شود. سپس بولدوزر خاک را به داخل دامپ یا شفت میانی منتقل می کند و بدون چرخش، به صورت معکوس (الگوی شاتل) یا با دو چرخش به محل برش جدید برمی گردد. توسعه ترانشه با گذاشتن لنگه ها به عرض 0.4 متر در خاک های چسبنده و 0.6 متر در خاک های با چسبندگی سست انجام می شود. عمق ترانشه ها 0.4-0.6 متر در نظر گرفته شده است.

حفاری با استفاده از اسکرابر

قابلیت های عملیاتی اسکراپرها امکان استفاده از آنها را در حفاری گودال ها و تسطیح سطوح و هنگام ساختن گودبرداری ها و خاکریزهای مختلف می دهد. خراش ها طبقه بندی می شوند:

• با توجه به حجم هندسی سطل - کوچک (تا 3 متر مکعب)، متوسط ​​(از 3 تا 10 متر مکعب) و بزرگ (بیش از 10 متر مکعب).
• بر اساس نوع تجمع با تراکتور - دنباله دار و خودکششی (از جمله نیمه تریلر و زین).
• با توجه به روش بارگیری سطل - بارگیری شده به دلیل نیروی کشش تراکتور و با بارگذاری مکانیکی (آسانسور).
• با توجه به روش تخلیه سطل - با تخلیه آزاد، نیمه اجباری و اجباری؛
• با توجه به روش رانندگی بدنه های کار - هیدرولیک و طناب.

از خراش ها برای توسعه، حمل و نقل (محدوده انتقال خاک از 50 متر تا 3 کیلومتر) و تخمگذار خاک های شنی، لومی شنی، لس، لومی، رسی و سایر خاک هایی که تخته سنگ ندارند استفاده می شود و نباید از مخلوط سنگریزه و سنگ خرد شده استفاده شود. بیش از 10٪. بسته به دسته خاک، برش آنها در قسمت مستقیم مسیر هنگام حرکت در شیب 3-7 درجه مؤثرتر است. ضخامت لایه توسعه یافته، بسته به قدرت اسکراپر، از 0.15 تا 0.3 متر متغیر است.

برنج. 9. :
الف - با پر کردن ملاقه با تراشه هایی با ضخامت ثابت؛ ب - با سطل پر از تراشه های مقطع متغیر؛ ج - روش شانه پر کردن ملاقه با چیپس؛ د - پر کردن سطل به روش پک

روش های مختلفی برای بریدن تراشه ها هنگام کار با لیسه وجود دارد (شکل 9):

• تراشه با ضخامت ثابت این روش برای برنامه ریزی کار استفاده می شود.
• تراشه های مقطع متغیر در این حالت، هنگام پر شدن سطل، خاک با کاهش تدریجی ضخامت براده ها قطع می شود، یعنی با عمیق شدن تدریجی چاقوی اسکراپر به سمت انتهای مجموعه.
• روش شانه. در این حالت، خاک با عمق متناوب و بلند کردن تدریجی سطل لیسه بریده می شود: در مراحل مختلف، ضخامت براده ها از 0.2-0.3 متر به 0.08-0.12 متر تغییر می کند.
• نوک زدن پر کردن سطل با عمیق کردن مکرر چاقوهای خراش دهنده تا بیشترین عمق ممکن انجام می شود. این روش هنگام کار در خاک های دانه ای سست استفاده می شود.

بسته به اندازه ساختار خاکی, موقعیت نسبیبرش و پر استفاده می شود طرح های مختلفکار خراش ها رایج ترین الگوی کار بیضی است. در این حالت اسکراپر هر بار در یک جهت می چرخد.

برنج. 10.:
الف - شانه سنگر؛ ب - شطرنجی آجدار

هنگام کار در صورت های پهن و بلند، سطل اسکراپر با استفاده از روش های ترانشه-شانه و آجدار-شطرنجی پر می شود. با روش ترانشه-رجال (شکل 10)، صورت از لبه ذخیره یا حفاری در نوارهای موازی با عمق ثابت 0.1-0.2 متر، مساوی در طول استخراج می شود. بین نوارهای ردیف اول، نوارهایی از خاک برش نخورده باقی می‌ماند - برآمدگی‌هایی به اندازه عرض نیمی از عرض سطل. در ردیف دوم گذرها، خاک را به تمام عرض سطل می برند و پشته را قطع می کنند و زیر آن سنگر ایجاد می کنند. ضخامت تراشه ها در این مورد در وسط سطل 0.2-0.4 متر و در لبه ها 0.1-0.2 متر است.

با روش تخته شطرنجی آجدار (شکل 10)، صورت از لبه گودبرداری یا ذخیره به صورت نوارهای موازی توسعه می یابد، به طوری که بین نفوذهای خراش دهنده، نوارهایی از خاک برش نخورده به عرض نصف عرض سطل وجود دارد.

ردیف دوم نفوذ توسعه یافته است، از ابتدای ردیف اول به نصف طول نفوذ ردیف اول عقب نشینی می کند. کار یک اسکراپر باید با کار یک بولدوزر ترکیب شود و از آنها برای توسعه مناطق مرتفع و جابجایی خاک در فواصل کوتاه به مکان های کم استفاده شود.

کار خاکبرداری با استفاده از گریدر

گریدر هنگام تسطیح قلمرو، شیب های سازه های خاکی، تمیز کردن کف چاله ها و حفر خندق تا عمق 0.7 متر، هنگام ساخت خاکریزهای گسترده تا ارتفاع 1 متر و لایه پایینی خاکریزهای بالاتر از ذخیره استفاده می شود. موتور گریدر برای نمایه کردن سطوح جاده ها، مسیرهای عبور و مرور و جاده ها استفاده می شود. استفاده از گریدرهای موتوری با طول نفوذ 400-500 متر موثرتر است. هنگام ساخت یک خاکریز از یک ذخیره توسعه یافته، یک چاقوی شیبدار خاک بریده شده را به سمت خاکریز حرکت می دهد. دفعه بعد که گریدر رد می شود، این خاک در همان جهت حرکت می کند، بنابراین توصیه می شود کار را با دو گریدر سازماندهی کنید که یکی برش و دیگری خاک بریده شده را حرکت می دهد.

هنگام ساخت خاکریزها و سطوح راه پروفیل، برش خاک از لبه داخلی ذخیره شروع می شود و لایه به لایه انجام می شود: ابتدا براده های مثلثی بریده می شوند، سپس تا انتهای لایه براده ها مستطیل می شوند. هنگام توسعه ذخایر گسترده در خاکهایی که نیازی به سست شدن اولیه ندارند، برش از لبه بیرونی ذخیره شروع می شود و لایه به لایه با تمام گذرهای تراشه های مثلثی شکل انجام می شود. روش دیگری امکان پذیر است: تراشه ها به شکل های مثلثی و چهار گوش به دست می آیند.

هنگام انجام عملیات مختلف، زوایای شیب گریدر در محدوده های زیر تغییر می کند: زاویه گرفتن - 30-70 درجه، زاویه برش - 35-60 درجه، زاویه شیب - 2-18 درجه. در عمل ساخت و ساز، چندین روش برای تخمگذار خاک استفاده می شود:

• خاک به صورت لایه لایه گذاشته می شود و آن را از لبه به محور جاده می ریزد (کار درجه بندی در علامت صفر با ارتفاع خاکریزی که از 0.1-0.15 متر تجاوز نمی کند).
• غلتک ها یکی در کنار یکدیگر قرار می گیرند و پایه های آنها فقط لمس می شود (پر کردن خاکریزها با ارتفاع 0.15-0.25 متر).
• هر غلتک بعدی تا حدی در برابر غلتکی که قبلا گذاشته شده فشرده می شود و 20-25٪ آن را با پایه همپوشانی می کند. برآمدگی های این دو غلتک در فاصله 0.3-0.4 متر از یکدیگر قرار دارند (پر کردن خاکریزها تا ارتفاع 0.3-0.4 متر).
• هر غلتک بعدی بدون هیچ شکافی روی غلتکی که قبلا گذاشته شده فشار داده می شود. غلتک جدید با تیغه ای نزدیک به تیغه قبلی حرکت داده می شود و آن را 5-10 سانتی متر می گیرد. یک محور پهن و متراکم 10-15 سانتی متر بالاتر از غلتک اول تشکیل می شود (پر کردن خاکریزها تا ارتفاع 0.5-0.6 متر).

توسعه خاک های یخ زده

خاک های منجمد دارای خواص اساسی زیر هستند: افزایش مقاومت مکانیکی، تغییر شکل پلاستیک، بالارفتن و افزایش مقاومت الکتریکی. بروز این خواص به نوع خاک، رطوبت و دمای آن بستگی دارد. خاک های شنی، درشت دانه و شن، که در یک لایه ضخیم قرار دارند، معمولاً حاوی آب کمی هستند و در دمای پایین تقریباً یخ نمی زنند، بنابراین توسعه زمستانی آنها تقریباً با تابستان تفاوتی ندارد. هنگامی که حفاری ها و ترانشه ها در خاک های خشک و سست در زمستان ایجاد می شوند، شیب عمودی ایجاد نمی کنند، مایل نمی شوند و در بهار باعث فرونشست نمی شوند. خاک های سیلتی، رسی و مرطوب در هنگام یخ زدن خواص خود را به طور قابل توجهی تغییر می دهند. عمق و سرعت انجماد بستگی به درجه رطوبت خاک دارد. عملیات خاکبرداری در زمستان انجام می شود با استفاده از روش های زیر:

• با روش آماده سازی اولیه خاک به دنبال توسعه آنها با استفاده از روش های مرسوم.
• روش برش اولیه خاک یخ زده به بلوک.
• روش توسعه خاک بدون آماده سازی اولیه.

آماده سازی اولیه خاک برای توسعه در زمستان شامل محافظت از آن در برابر یخ زدگی، ذوب خاک یخ زده و سست شدن اولیه خاک یخ زده است. ساده ترین راه برای محافظت از سطح خاک از یخ زدگی، عایق کاری آن با مواد عایق حرارتی است. برای این منظور از ریز ذغال سنگ نارس، تراشه و خاک اره، سرباره، حصیر و ... استفاده می شود که در لایه ای به طول 20-40 سانتی متر مستقیماً روی زمین می گذارند. عایق سطح عمدتاً برای فرورفتگی های کوچک استفاده می شود.

برای عایق کاری مناطق وسیع از شل کردن مکانیکی استفاده می شود که در آن خاک با گاوآهن های تراکتوری یا چاک دهنده ها تا عمق 35-20 سانتی متری شخم زده می شود و سپس تا عمق 20-15 سانتی متری خاک بری می شود.

سست مکانیکی خاک یخ زده در عمق انجماد تا 0.25 متر با چاک دهنده های سنگین انجام می شود. هنگام انجماد تا 0.6-0.7 متر، هنگام حفر گودال ها و ترانشه های کوچک، به اصطلاح شل شدن توسط شکاف استفاده می شود. یخ شکن های ضربه ای در دمای پایین خاک به خوبی کار می کنند، زمانی که خاک با تغییر شکل های شکننده مشخص می شود که به شکافتن آن تحت تأثیر ضربه کمک می کند. برای شل کردن خاک در عمق انجماد زیاد (تا 1.3 متر)، از چکش دیزلی با گوه استفاده می شود. توسعه خاک یخ زده با برش شامل بریدن شیارهای عمود بر یکدیگر با عمق 0.8 عمق انجماد است. اندازه بلوک باید 10-15٪ کوچکتر از اندازه سطل بیل مکانیکی باشد.

ذوب خاک یخ زده با استفاده از آن انجام می شود آب گرم، جفت، جریان الکتریسیتهیا با آتش ذوب کردن پیچیده ترین، زمان برترین و پرهزینه ترین روش است، بنابراین در موارد استثنایی، به عنوان مثال، در هنگام کار اضطراری به آن متوسل می شود.

© 2000 - 2009 Oleg V. site™

ماشین آلات زمین کاری

انواع عملیات خاکی

سازه های خاکی دستگاه هایی در زمین هستند که در نتیجه حذف آن در خارج از سازه یا از خاک وارد شده به سازه از خارج به دست می آیند. اولی را حفاری می نامند و دومی را خاکریز می نامند. بسته به شکل و اندازه حفاری ها، گودال ها، ترانشه ها، خندق ها، خندق ها، کانال ها، گودال ها، چاه ها و گمانه ها متمایز می شوند. حفاری ها و گودال ها در هر سه جهت دارای اندازه های قابل مقایسه هستند، در حالی که عمق گودال معمولاً کمتر است و گودال ها بزرگتر از دو اندازه دیگر هستند. علاوه بر این، گودال ها حجم کمی دارند. طول ترانشه ها، خندق ها، خندق ها و کانال ها به طور قابل توجهی از ابعاد مقطع آنها بیشتر است. چاه ها حفاری های بسته ای هستند که یک اندازه آنها (عمق یا طول بسته به جهت حفاری نسبت به سطح زمین باز) به طور قابل توجهی از ابعاد مقطع آنها فراتر می رود. چاه هایی با قطر تا 75 میلی متر را گمانه می گویند. چاه ها می توانند عمودی، افقی و مایل باشند.

هنگام انجام حفاری ها، خاک برداشته شده از آنها از محل کار خارج می شود یا در نزدیکی آن در کاوالری ها قرار می گیرد تا بعداً در طی آن استفاده شود. پر کردن. هنگام ساخت خاکریزها، خاک از خارج یا از ذخایر جانبی تحویل داده می شود.

عملیات خاکی موقت (ترانشه برای گذاشتن ارتباطات زیرزمینی در آنها و غیره) و کارهای خاکی طولانی مدت (خندق های کنار جاده، خاکریز جاده ها، سدها، سدها و غیره) وجود دارد. کارهای خاکی موقت در حین ساخت و ساز از بین می روند، به عنوان مثال در هنگام تخمگذار و نصب خط لوله اتصالات خط لوله، پس از آن سطح خاکی اولیه بازسازی می شود. بسته به نوع و وضعیت خاک، شرایط آب و هوایی و همچنین مدت زمان وجود سازه های خاکی موقت، به منظور جلوگیری از ریزش، دیوارهای آنها مستحکم می شوند یا بدون بست می مانند. شیب‌های جانبی خاک‌ریزی‌های طولانی‌مدت معمولاً با چمن، تخته‌های چوبی و غیره تقویت می‌شوند. بیشتر اوقات، خاکریزها با پر می‌شوند. فشرده سازی لایه به لایهخاک

سازه های خاکی همچنین شامل نوارها و مکان های برنامه ریزی شده هستند که می توانند سازه های موقت یا بلند مدت باشند. بسته به سطح طراحی در رابطه با نقش برجسته اصلی، نیاز به جایگزینی خاک طبیعی تحویل داده شده از خارج، این سازه های خاکی را می توان بر اساس طرح تشکیل گودبرداری ها یا خاکریزها و همچنین به روش ترکیبی انجام داد: حذف خاک از تپه ها و پر کردن فرورفتگی ها با آن.

اگر در حین شکل‌گیری حفاری‌ها، کار فقط برای جدا کردن بخشی از خاک از توده انجام شود که با از بین رفتن اتصال آن و حرکت آن همراه است، در حین ساخت خاکریزها، علاوه بر جابجایی خاک، مشکل معکوس معمولاً حل می شود - بازیابی حالت متراکم قبلی خاک.

روش های توسعه خاک

پر انرژی ترین عملیات حفاری جداسازی خاک از توده (تخریب خاک) است و بنابراین روش های توسعه خاک با روش های تخریب آنها مشخص می شود که با نوع تأثیر انرژی مشخص می شود. بزرگترین کاربرد در ساخت و ساز، تخریب مکانیکی خاک توسط نیروی تماس متمرکز بدنه کار ماشین بر روی خاک است که به آن برش نیز می گویند. برای اجرای این روش، قسمت های کار ماشین های خاکبرداری مجهز به ابزارهای برش گوه ای شکل است که نسبت به توده خاک جابجا می شوند. بسته به سرعت و ماهیت ضربه ابزار برش، تخریب استاتیکی و دینامیکی خاک ها متمایز می شود. در هنگام تخریب استاتیکی، ابزار برش به طور یکنواخت یا با شتاب های جزئی با سرعت تا 2...2.5 متر بر ثانیه حرکت می کند. این روش به عنوان اصلی ترین روش در هنگام توسعه خاک با بیل مکانیکی، ماشین های زمینی، چاک دهنده و ماشین های حفاری دوار استفاده می شود. در ماشین‌هایی که سنگ‌های قوی استخراج می‌کنند، هم روش‌های استاتیکی و هم دینامیکی تخریب آن‌ها، به‌ویژه ضربه، اجرا می‌شود. روش‌های ارتعاشی و ضربه‌ای ارتعاشی نیز شناخته شده‌اند که هنوز کاربرد صنعتی گسترده‌ای نداشته‌اند. شدت انرژی تخریب مکانیکی خاک‌های شنی و رسی، بسته به استحکام و طراحی ابزارهای برش، از 0.05 تا 0.5 kWh/m3 متغیر است. از این روش برای انجام تا 85 درصد از کل حجم عملیات خاکی در ساخت و ساز استفاده می شود.

فرآیند کار یک ماشین برای توسعه مکانیکی خاک می تواند فقط شامل عملیات تخریب خاک باشد، به عنوان مثال، در یک چاک دهنده هنگام از بین بردن خاک های قوی، یا این عملیات را به عنوان بخشی جدایی ناپذیر از فرآیند کار شامل شود. در مورد دوم، همزمان با جدا شدن از توده، خاک توسط یک ابزار کار سطلی گرفته می شود یا در جلوی آن جمع می شود - به عنوان مثال، هنگام توسعه با بولدوزر یا موتور گریدر - با ابزار کار قالب گیری. جابجایی خاک توسط یک سطل یا عنصر کار تخته قالب نیز بخشی جدایی ناپذیر از چرخه عملکرد دستگاه است و پر کردن خاک که در پایان این عملیات انجام می شود، شامل تخلیه هدفمند آن از عنصر کار است. برای افزایش دامنه حرکت خاک، برخی از ماشین ها به وسایل حمل و نقل مخصوصی مانند بیل مکانیکی پیوسته مجهز می شوند. برای همین منظور ماشین هایی مانند اسکراپر پس از جداسازی خاک از توده و پرکردن سطل با آن، خاک را با توان خود در فواصل قابل توجهی به محل تخلیه منتقل می کنند. هنگام حفاری از وسایل نقلیه مخصوص حمل و نقل برای حمل خاک - زمین و همچنین کامیون های کمپرسی، سکوهای راه آهن یا بارج استفاده می شود.

برای تشدید روند تخریب خاک، از روش های ترکیبی استفاده می شود، به عنوان مثال، گاز-مکانیکی، که با ارسال پالس گازهای تحت فشار به سوراخ های روی ابزار کار زمینی ارائه می شود. گازهایی که از سوراخ ها خارج می شوند، خاک را شل می کنند و در نتیجه مقاومت بدنه کار در برابر حرکت را کاهش می دهند.

مقاومت در برابر تخریب خاک های یخ زده اشباع از آب را می توان با وارد کردن معرف های شیمیایی با نقطه انجماد پایین (کلرید سدیم، کلرید پتاسیمو غیره.).

هنگام ساخت زمین های هیدرولیکی (سدها، دایک ها) و همچنین در برخی موارد دیگر روی یا نزدیک مخازن، تخریب هیدرولیکی خاک ها توسط جت آب با استفاده از مانیتورهای هیدرولیک و لایروبی های مکنده به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد. به همین ترتیب، ماسه، شن یا مخلوط شن و ماسه برای استفاده بعدی استخراج می شود مواد و مصالح ساختمانی. شدت انرژی فرآیند به 4 کیلووات ساعت در متر مکعب می رسد و مصرف آب تا 50 ... 60 متر مکعب در هر 1 متر مکعب خاک توسعه یافته است. از همین روش برای توسعه خاک در کف مخازن استفاده می شود. در این حالت، خاک‌های با چسبندگی ضعیف با مکش بدون شل شدن اولیه ایجاد می‌شوند و خاک‌های قوی با فرز از قبل شل می‌شوند. روش توسعه خاک ها با استفاده از فشار آب جت و لایروبی مکنده که برای توسعه حدود 12 درصد از حجم کل خاک ها در ساختمان سازی استفاده می شود، هیدرومکانیکی نامیده می شود.

سنگ‌های قوی و خاک‌های یخ‌زده معمولاً در اثر انفجار تحت فشار گازهایی که هنگام مشتعل شدن مواد منفجره ایجاد می‌شوند، از بین می‌روند که در سوراخ‌های مخصوص حفر شده (سوراخ‌ها)، در شکاف‌های باریک شکاف دار یا در ترانشه‌ها قرار می‌گیرند. برای حفاری سوراخ ها از ماشین های حفاری مکانیکی و همچنین مته های حرارتی و ترمو پنوماتیک استفاده می شود. شکاف ها و ترانشه ها معمولاً به صورت مکانیکی توسعه می یابند. مته حرارتی یک روش ترمومکانیکی تخریب خاک را اجرا می کند: آن را با یک جت گاز با دمای بالا (تا 1800 ... 2000 درجه سانتیگراد) گرم می کند و به دنبال آن لایه خاک ضعیف شده از نظر حرارتی را با ابزار برش تخریب می کند. در حین حفاری حرارتی، خاک توسط یک جت گاز با دمای بالا با سرعت 1400 متر بر ثانیه از چاه تخریب شده و از چاه خارج می شود. حفاری خاک با انفجار انرژی برترین و در نتیجه پرهزینه ترین روشی است که در بالا مورد بحث قرار گرفت.

برای خرد کردن سنگ‌ها و سنگ‌های بزرگ که در نتیجه تخریب خاک در اثر انفجار ایجاد می‌شوند، از تاسیساتی استفاده می‌شود که روش الکتروهیدرولیک تخریب خاک را با استفاده از موج ضربه‌ای که در تخلیه جرقه در مایع ایجاد می‌شود، اجرا می‌کنند. در این حالت، گرمای دریافتی در کانال تخلیه، لایه‌های مایع مجاور را گرم و تبخیر می‌کند و یک حفره بخار-گاز را تشکیل می‌دهد. فشار بالا، بر روی خاک تأثیر می گذارد.

روش های فیزیکی تخریب خاک بدون ترکیب با روش های دیگر کمتر مورد استفاده قرار می گیرند. آنها بر اساس تأثیر تغییرات دما بر روی خاک (سوختن خاک های قوی، ذوب خاک های یخ زده)، جریان های اولتراسونیک با فرکانس بالا، انرژی الکترومغناطیسی و مادون قرمز و غیره هستند.

انتخاب روش توسعه، اول از همه، به استحکام خاک، از جمله استحکام فصلی مرتبط با انجماد آن بستگی دارد. در سازماندهی مناسببا انجام کارهای برنامه ریزی شده (غیر اضطراری) می توان از انرژی و سایر هزینه های مرتبط با توسعه خاک های یخ زده جلوگیری کرد یا به حداقل رساند. حفاریعمدتاً قبل از شروع زمستان. در عمل ساختمان سازی، روش هایی نیز برای محافظت از خاک هایی که در زمستان توسعه داده می شوند از یخ زدگی با پوشاندن آنها با حصیرهای مخصوص یا مواد کمکی (خاک اره، برفی که قبل از یخ زدن خاک باریده است، لایه ای از خاک شل شده و غیره) استفاده می شود. بنابراین، در ساخت خط لوله، جایی که برای جلوگیری از ریزش، ترانشه‌ها با فاصله زمانی کوتاهی قبل از لوله‌گذاری در آن‌ها کنده می‌شوند، بخش‌هایی که در معرض توسعه زمستانی هستند قبل از شروع یخبندان تا عمق نسبی کنده می‌شوند و بلافاصله پر شد خاک سست شده از لایه های زیرین در برابر یخ زدگی محافظت می کند و به شما امکان می دهد حتی در دمای پایین محیط، ترانشه هایی با عمق مورد نیاز را دوباره توسعه دهید.

خواص خاک

خاک ها سنگ های هوازده هستند که پوسته زمین را تشکیل می دهند. بر اساس مبدأ، شرایط و قدرت مکانیکیخاک ها بین سنگ های سنگی - سیمانی مقاوم در برابر آب با استحکام کششی در حالت اشباع از آب حداقل 5 میلی پاسکال (گرانیت ها، ماسه سنگ ها، سنگ های آهک و غیره)، سنگ های نیمه سنگی - سیمانی با مقاومت کششی تا حداکثر تشخیص داده می شوند. 5 میلی پاسکال (مارل ها، رس های سنگ شده، کنگلومراهای حاوی گچ، و غیره)، درشت - قطعات سنگی و نیمه سنگی، شنی - متشکل از ذرات کوچک تجمیع نشده، تخریب شده است. سنگ ها 0.05 ... 2 میلی متر در اندازه، رسی - با اندازه ذرات کمتر از 0.005 میلی متر.

با توجه به ترکیب گرانولومتری، تخمین زده شده با محتوای کسری کسرهای جرمی، خاک ها متمایز می شوند: رسی (با اندازه ذرات کمتر از 0.005 میلی متر)، سیلتی (0.005 ... 0.05 میلی متر)، شنی (0.05 ... 2 میلی متر)، شن (2. ..20 میلی متر)، سنگ ریزه و سنگ خرد شده (20 ... 200 میلی متر)، تخته سنگ و سنگ (بیش از 200 میلی متر). بیشترین خاک هایی که در عمل ساختمان سازی با آن مواجه می شوند با درصد ذرات خاک رس در آنها متمایز می شوند: خاک رس - حداقل 30٪. لوم - از 10 تا 30٪؛ لوم شنی - از 3 تا 10٪ با غلبه ذرات ماسه بر ذرات گرد و غبار، ماسه - کمتر از 3٪.

در زیر برخی از ویژگی‌های خاک‌ها که بر روند برهمکنش آن‌ها با بدنه‌های متحرک و متراکم خاک تأثیر می‌گذارند، آورده شده است. خاک از ذرات جامد، آب و گازها (معمولاً هوا) تشکیل شده است که در منافذ آن به دام افتاده اند. رطوبت خاک که بر اساس نسبت جرم آب به جرم ذرات جامد تخمین زده می شود، از 1...2 درصد برای ماسه خشک تا 200 درصد یا بیشتر برای رس های سیال و سیلت متغیر است. در برخی موارد، به عنوان مثال، هنگام ارزیابی درجه تراکم اجباری خاک، به اصطلاح از رطوبت بهینه استفاده می شود که از 8...14٪ برای ماسه های ریز و سیلتی تا 20...30٪ برای رس های چرب متغیر است.

در طول توسعه، حجم خاک به دلیل ایجاد حفره بین قطعات افزایش می یابد. درجه چنین افزایش حجمی با ضریب سست شدن برابر با نسبت حجم توده معینی از خاک پس از توسعه به حجم آن قبل از توسعه ارزیابی می شود (جدول 1). مقادیر ضریب سست شدن از 1.08...1.15 برای ماسه ها تا 1.45...1.6 برای خاک ها و سنگ های یخ زده متغیر است. پس از قرار دادن خاک در زباله‌دانی و فشردگی طبیعی یا اجباری، میزان سست شدن آن کاهش می‌یابد. با ضریب سست شدن باقیمانده (از 1.02...1.05 برای ماسه ها و لوم ها تا 1.2...1.3 برای سنگ ها) ارزیابی می شود.

تراکم پذیری خاک ها با افزایش چگالی آنها به دلیل جابجایی آب و هوا از منافذ و قرار گرفتن فشرده ذرات جامد مشخص می شود. پس از برداشتن بار خارجی، هوای فشرده شده در منافذ منبسط می شود و باعث تغییر شکل برگشت پذیر خاک می شود. با بارگذاری مکرر، هوای بیشتری از منافذ خارج می شود که در نتیجه تغییر شکل های برگشت پذیر کاهش می یابد.

درجه تراکم خاک با تغییر شکل باقیمانده مشخص می شود که سهم اصلی آن در اولین چرخه های بارگذاری رخ می دهد. با ضرایب تراکم برابر با نسبت چگالی واقعی به حداکثر آن تخمین زده می شود. ارزش استاندارد، مربوط به رطوبت مطلوب است. هنگام تراکم خاکها، ضریب تراکم مورد نیاز بسته به مسئولیت سازه خاکی از 0.9 تا 1 اختصاص می یابد.

استحکام و تغییر شکل خاک ها عمدتاً توسط خواص ذرات تشکیل دهنده آنها و پیوندهای بین آنها تعیین می شود. قدرت ذرات توسط نیروهای درون مولکولی و استحکام پیوندها با چسبندگی آنها تعیین می شود. در طول توسعه خاک، این پیوندها از بین می روند و هنگامی که متراکم می شوند، بازسازی می شوند.

هنگامی که ذرات خاک به طور متقابل در بین خود حرکت می کنند، نیروهای اصطکاک داخلی ایجاد می شوند و زمانی که خاک نسبت به بدنه های کار حرکت می کند، نیروهای اصطکاک خارجی ایجاد می شود. طبق قانون کولن، این نیروها متناسب با بار نرمال با ضرایب تناسبی هستند که به ترتیب ضرایب اصطکاک داخلی و خارجی نامیده می شوند. برای اکثر خاکهای رسی و شنی، اولی بین 0.18 تا 0.7 و دومی بین 0.15 تا 0.55 است.

با حرکت متقابل خاک و ابزار حفاری، ذرات سخت خاک، سطوح کار ابزار برش و سایر عناصر ابزار کار را خراشیده و در نتیجه، شکل و اندازه آن را تغییر می‌دهند که به آن سایش می‌گویند. توسعه خاک با ابزارهای برش فرسوده نیاز به انرژی بیشتری دارد. به توانایی خاک در فرسودگی قسمت های کار ماشین های خاکی سایندگی می گویند. خاک های سخت تر (شنی و لومی شنی) با ذرات ثابت (سیمان شده) در خاک، به عنوان مثال، یک توده یخ زده، ساینده تر هستند. ظرفیت سایشی خاک های یخ زده بسته به دما، رطوبت و ترکیب گرانولومتری آنها می تواند ده ها برابر بیشتر از خاک های مشابه در حالت غیر یخ زده باشد.

خاک های حاوی ذرات رس قادر به چسبیدن به سطوح کار بدنه های کاری مانند سطل ها هستند و در نتیجه حجم کاری آنها کاهش می یابد و مقاومت بیشتری در برابر حرکت خاک جدا شده از توده به داخل سطل ایجاد می شود که در نتیجه هزینه های انرژی به همراه دارد. برای توسعه خاک افزایش می یابد و بهره وری دستگاه خاکبرداری کاهش می یابد. این خاصیت خاک که چسبندگی نام دارد در دمای پایین افزایش می یابد. نیروهای چسبندگی خاک یخ زده به قسمت های کار ده ها و صدها برابر بیشتر از خاکی است که منجمد نشده است. برای از بین بردن خاک چسبیده به قطعات کار، نیاز به توقف اجباری دستگاه است و در برخی موارد، به عنوان مثال، برای پاکسازی خاک یخ زده، باید اقدامات خاصی عمدتاً مکانیکی انجام شود.

خاک های توسعه یافته توسط ماشین ها بر اساس سختی توسعه به 8 دسته طبقه بندی می شوند (جدول 1). اساس این طبقه بندی ارائه شده توسط پروفسور. A.N. Zelenin، چگالی را در اندازه گیری فیزیکی [kg/m 3] و با توجه به قرائت های دانسیته متر طراحی شده توسط DorNII قرار داد (شکل 103). تراکم سنج

میله ای فلزی با سطح مقطع گرد به مساحت 1 سانتی متر مربع با دو واشر استاپ است که بین آن ها باری به وزن 2.5 کیلوگرم آزادانه حرکت می کند. کورس کامل بار 0.4 متر است. طول انتهای آزاد پایینی میله 0.1 متر است. برای اندازه گیری تراکم، دستگاه را با انتهای پایینی آن روی زمین قرار دهید، بار را تا واشر بالایی بلند کرده و رها کنید. هنگام سقوط، بار به واشر پایینی برخورد می کند و 1 ژول کار انجام می دهد و انتهای پایینی میله را مجبور می کند تا به داخل زمین نفوذ کند. چگالی خاک با تعداد ضربات مربوط به نفوذ میله به خاک تا زمانی که به واشر پایینی برخورد کند، ارزیابی می شود.

طبق طبقه بندی پروفسور. A.N خاک های Zelenin به دسته های زیر تقسیم می شوند: رده I - شن و ماسه، لوم شنی، لوم نرم با استحکام متوسط، مرطوب و بدون آخال. رده دوم - لوم بدون آخال، شن ریز و متوسط، خاک رس نرم مرطوب یا شل. دسته سوم - لوم قوی، رس با استحکام متوسط، مرطوب یا شل شده، گلسنگ و سیلتسنگ. رده IV - لوم قوی، خاک رس مرطوب قوی و بسیار قوی، شیل، کنگلومرا. رده V - شیل ها، کنگلومراها، خاک رس سخت شده و لس، گچ بسیار قوی، گچ، ماسه سنگ، سنگ آهک نرم، سنگ و سنگ های یخ زده. رده ششم - سنگ های صدفی و کنگلومراها، شیل های قوی، سنگ آهک، ماسه سنگ های با استحکام متوسط، گچ، گچ، اوپوکا و مارن بسیار قوی. دسته VII - سنگ آهک، خاک یخ زده با استحکام متوسط؛ دسته هشتم - سنگ و سنگ های یخ زده، بسیار خوب منفجر شده (تکه ها بیش از 1/3 عرض سطل).

بدنه ماشین های خاکی و برهمکنش آنها با خاک

بدنه های کاری که به کمک آنها خاک از توده جدا می شود (سطل های بیل مکانیکی، تیغه های بولدوزر، دندانه های چاک دهنده) (شکل 104) را زمینگیر می نامند. در طرح های ماشین آلات زمینی و زمینی-حمل و نقلی که فرآیند کار آنها شامل انجام متوالی

عملیات جداسازی خاک از توده، جابجایی و تخلیه آن، قطعات کاری متحرک زمین با قطعات حمل و نقل - سطل (بیل مکانیکی، اسکراپر) یا تخلیه (بولدوزر، موتور گریدر) ترکیب می شود. اولی سطل نامیده می شود و دومی کمپرسی است. دندانه های چاک دهنده ها (شکل 104، الف) خاک را از توده جدا می کند بدون اینکه آن را با عملیات های دیگر ترکیب کند.

عنصر کار سطل ظرفی است با لبه برش مجهز به دندان (شکل 104، b - d، f) یا بدون آنها (شکل 104، e، g، h). سطل های با لبه های برش بدون دندان بیشتر برای توسعه ماسه های چسبنده سست و لوم های شنی استفاده می شوند و سطل های دندانه دار عمدتاً برای توسعه لوم ها، رس ها و خاک های قوی استفاده می شوند. هنگام حفاری خاک، سطل نسبت به توده خاک حرکت می کند به طوری که لبه برنده یا دندانه های آن در خاک نفوذ کرده و آن را از توده جدا می کند. خاکی که در نتیجه این عملیات شل شده است برای حرکت بعدی در آن به محل تخلیه وارد سطل می شود.

بدنه های قالب (شکل 104، i) در قسمت پایین مجهز به چاقو هستند، در این مورد به آنها چاقو نیز می گویند. برای از بین بردن خاک های بادوام تر، دندانه ها نیز روی چاقوها نصب می شوند. روند کار ابزار کار تخلیه با روشی که در بالا توضیح داده شد در نحوه جابجایی خاک به محل قرارگیری - با کشیدن خاک دست نخورده در مقابل زباله - متفاوت است.

قسمت برشبدنه متحرک زمین دارای شکل یک گوه نوک تیز است (شکل 105) که توسط لبه های جلویی 1 و 2 عقب محدود شده است که خط تقاطع آن را لبه برش می گویند. گوشه δ با جهت تشکیل شده است

حرکت گوه برش توسط لبه جلویی آن را زاویه برش و زاویه می نامند Θ ، با همان جهت توسط لبه عقب - زاویه عقب تشکیل شده است. توانایی مخرب یک گوه برش بیشتر است، نیروی فعال‌تر توسط بدنه کار در واحد طول لبه برش برای همان نیرو، یک گوه برش باریک مؤثرتر از یک گوه پهن است. از آنجا که طول کلاز آنجایی که لبه های برش تمام دندان های نصب شده بر روی یک سطل یا تیغه همیشه کمتر از طول لبه همان بدنه بدون دندان است، بنابراین بدنه دندانه دار در مقایسه با بدنه کار بدون دندان از ظرفیت تخریب بیشتری برخوردار است. هر چه تعداد دندان های روی بدنه کار کمتر باشد، توانایی تخریب آن بیشتر است.

هنگام تعامل با خاکی که خاصیت سایندگی دارد، گوه برنده کدر می شود، لبه برش کمتر و کمتر مشخص می شود و شدت انرژی توسعه آن در خاک افزایش می یابد.

برای افزایش مقاومت در برابر سایش ابزارهای برش بدنه های خاکی، لبه جلو

تقویت شده با یک آلیاژ سخت به شکل روکش با الکترودهای مقاوم در برابر سایش یا لحیم کاری از صفحات کاربید فلز-سرامیک (شکل 106). دومی در مقایسه با روکش موثرتر است. آنها سختی بالایی دارند، متناسب با سختی اکسیدهای سیلیکونی موجود در خاک های شنی، اما در معرض شکستگی شکننده در هنگام مواجهه با تخته سنگ در مقایسه با لایه تقویت کننده (صفحه) 2، سریعتر از لایه دوم فرسوده می شوند (الگوهای سایش در نشان داده شده است). شکل 106 خطوط نازک) به طوری که ابزار برش در تمام طول عملیات عملاً تیز باقی می ماند و تنها در امتداد ضخامت لایه تقویت کننده کدر می شود. چنین ابزار برشی توسعه خاک با انرژی کمتری را نسبت به یک ابزار سفت نشده تضمین می کند. نیروهای اعمال شده توسط گوه برش برای جداسازی خاک از توده (نیروهای برش) در هنگام توسعه خاک های رسی پلاستیکی تقریباً پایدار هستند (شکل 107، آ ). در تمام موارد دیگر، نیروهای برش از مقادیر حداقل به مقادیر حداکثر با یک دوره معین، مشابه آنچه در شکل 107 نشان داده شده است، تغییر می کند. ب .

شکل 107. نمودارهای بار خارجی معمولی

با افزایش استحکام و شکنندگی خاک، دامنه این ارتعاشات افزایش می یابد. فرآیند برش با حرکت خاک در جلوی بدنه کار، داخل آن (با بدنه کار سطلی) یا در امتداد آن (با ابزار تخلیه) همراه است. ترکیب این حرکات همراه با برش، حفاری نامیده می شود.

مقاومت برش خاک فقط به نوع خاک و پارامترهای ابزار برش بستگی دارد، در حالی که مقاومت حفاری به روش استخراج (نوع ماشین خاکبرداری) نیز بستگی دارد که در جدول 1 منعکس شده است.