Toprağın mekanik gelişimi. Toprak geliştirme yöntemleri

Rusya Federasyonu Eğitim Bakanlığı

Güney Ural Devlet Üniversitesi

"İnşaat üretim teknolojisi" bölümü

S.B. Koval, M.V. Molodtsov

Bina ve Yapıların İnşaat Teknolojisi

Yazışma öğrencileri için ders kursu

Hafriyat inşaatı için teknoloji

Çelyabinsk

SUSU Yayınevi

UDC 69.05 (075.8) + 69.003.1 (075.8)

Koval S.B., Molodtsov M.V. Bina ve yapıların montaj teknolojisi: Yazışma öğrencileri için ders dersi. Toprak işleri montaj teknolojisi - Chelyabinsk: Ed. SUSU, 2003 .-- 25 s.

Toprak yapıların sınıflandırılması ve bunlara ilişkin gereksinimler verilmiştir. Toprak gelişiminin ana yöntemleri dikkate alınır. Delme ve patlatma ile kapalı bir şekilde işlerin üretiminin sırası ve özellikleri anlatılmaktadır. İşlerin birbirine bağlanması konuları ele alınır.

Derslerin kursu, akşam ve yarı zamanlı çalışma biçimlerinin Mimarlık ve İnşaat Mühendisliği Fakültesi öğrencilerine yöneliktir.

Il. 24, sekme. 3.

Mimarlık ve İnşaat Mühendisliği Fakültesi eğitim ve metodolojik komisyonu tarafından onaylanmıştır.

İnceleyenler: Kromsky E.I.

© SUSU Yayınevi, 2003.

Çelyabinsk 1

Toprak işlerinin sınıflandırılması. 4

Toprak geliştirme yöntemleri. beş

Pirinç. 3 Konsantre yüklerin yerleşimleri 10

Toprak işleri üretim süreçlerinin birbirine bağlanması. 27

Toprak işlerinin sınıflandırılması.

toprak yapısı - bir toprak kütlesindeki topraktan inşa edilmiş veya dünya yüzeyine serilmiş topraktan yapılmış bir mühendislik yapısı.

Toprak yapıların sınıflandırılması, çeşitli özelliklere bağlı olarak gerçekleştirilir:

Dünya payının yüzeyi ile ilgili olarak

çentikler- toprak yüzeyinin altındaki toprak kütlesinde oluşturulan toprak işleri;

setler- toprak yüzeyinin üzerinde yerden dikilmiş yapılar;

yeraltı çalışmaları- belirli bir derinlikte dikilmiş ve dünyanın yüzeyinden kapatılmış;

fonksiyonel amaca göre:

hidrolik mühendislik- baraj, baraj, kanal ...;

ıslah- yapay göletler, su temini ve drenaj kanalları ...;

yol- kara ve demiryollarının altyapısı;

endüstriyel ve sivil hedef - planlanan siteler, temel çukuru, hendek, tünel, çöplük ...;

hizmet ömrüne göre:

kalıcı- uzun süre çalışma;

geçici- müteakip inşaat ve montaj işlerini yapmak için bir iş bulun.

Toprak geliştirme yöntemleri.

1) mekanik yöntemön işleme ve gevşetme olmadan hafriyat ve hafriyat makineleri kullanılarak kesilerek toprağı toprak kütlesinden ayırmaktan ibarettir.

2) hidromekanik yöntem su jeti monitörlerinin basınçlı su jeti yardımıyla toprağın geliştirilmesinden ve / veya dikey bir tesviye vb.

3) Patlayıcı yol patlamalar yoluyla toprağın geliştirilmesinden oluşur, çeşitli mühendislik toprak işlerinin yapımı için tasarlanmıştır.

4) kombine yöntemçeşitli yürütmektir hazırlık faaliyetleri daha fazla gelişmeden önce toprağın özelliklerini iyileştirmek için: gevşetme, buz çözme, nem düzenleme vb.

5)kapalı yol yeraltı çalışmalarının geliştirilmesinde ve ayrıca toprak gelişimi olmayan mühendislik yapılarının döşenmesinde gerçekleştirilir. Aşağıdaki ana kapalı sürüş yöntemleri vardır: delme, delme, yatay delme, titreşim delme, kalkan sürme, adit sürüş, delme ve patlatma yöntemi.

mekanik yöntem

Hafriyat işlerinin mekanik yöntemi, işin emek yoğunluğunu önemli ölçüde azaltabilir, iyileştirebilir inşaat nitelikleri toprak ve hafriyat miktarını azaltın. Bu görevler, inşaatta kullanılan bir dizi makine ve mekanizma tarafından çözülür (Şekil 1).

Dikey tesviye, kazı ve dolgu yapmak için mekanik yöntem kullanılır (Tablo 1).

tablo 1

ekskavatörler 0.15-2 m3 kapasiteli bir kova ile daha az sıklıkla 4 m3'e kadar kullanılır. Değiştirilebilir ekipman seti, ileri ve geri kürek, çekme halatı ve kepçe içerir. Ek olarak, çekme halatı ve kepçe ile birlikte verilen bom, bir yük kancası veya kama ile donatılabilir.

Ana işçiler parametreler kazı, çukur ve hendeklerin geliştirilmesinde tek kepçeli ekskavatörler:

1.maksimum olası kazma derinliği - H,

2. kazma yüksekliği + H,

3. ekskavatör duvarı seviyesindeki en büyük ve en küçük kazma yarıçapları R maks ve R dk,

4. deşarj yarıçapı içinde,

5. boşaltma yüksekliği H içinde.

iş döngüsü Tek kepçeli bir ekskavatörün çalışması, kazma (kepçeyi doldurma), boşaltma noktasına hareket etme, bir çöplüğe veya araçlara boşaltma ve yüzeye geri dönmeden oluşur.

Katliam- aşağıdakileri içeren ekskavatör çalışma alanı:

- ekskavatörün bulunduğu site;

- bir park yerinden bir ekskavatör tarafından geliştirilen toprak kütlesinin bir kısmı;

- yükleme için bir nakliye aracının kurulduğu veya bir toprak dökümünün yerleştirildiği bir alan.

Yüzeyin geometrik boyutları ve şekli, ekskavatörün ekipmanına ve parametrelerine, kazı boyutuna, taşıma türlerine ve benimsenen toprak geliştirme planına bağlıdır. Optimum alın yüksekliği veya derinliği, tek kazıda ekskavatör kepçesini doldurmak için yeterli olmalıdır. Yüz yüksekliği nispeten küçükse, ekskavatörün bir buldozer ile birlikte kullanılması tavsiye edilir. Buldozer toprağı geliştirir ve ekskavatör iş istasyonuna taşır.

Ekskavatör ve araçlar, ekskavatörün kepçe dolum noktasından boşaltma noktasına kadar olan dönme açısının ortalama değeri minimum olacak şekilde yerleştirilmelidir, çünkü ekskavatörün çevrim süresinin %70'e kadarı ekskavatöre harcanabilir. bom salıncak.

Ekskavatörün yüzeydeki periyodik hareketi sırasında toprağın ardışık gelişimi sonucu oluşan kazıya ekskavatör sürüşü denir.

Toprak tarafından geliştirilmiştir:

ANCAK) doğrudan- ekskavatör, toprağı kendi önünde geliştirir ve onu, yüzün alt kısmı boyunca ekskavatöre beslenen araçlara boşaltır.

Penetrasyon genişliğine bağlı olarak, ön yüzler dar (delme genişliği, en büyük optimal kesme yarıçapı R 0'ın boyutunun 1,5 katından daha azdır), normal (genişlik 1.5–1.9 R 0) olarak alt bölümlere ayrılır. ), genişletilmiş (2–2,5 R 0 genişliğinde) ve çapraz uç (3,5 R 0'a kadar genişlikte).

Ön penetrasyon genişliği İÇİNDE formüllerle belirlenir:

ön doğrusal için:

zikzak için:

çapraz uç için:

nerede Ro- bir ekskavatörün optimum kesme yarıçapı, m;

lP- ekskavatörün çalışma hareketinin uzunluğu (genellikle maksimum ve minimum kesme yarıçapları arasındaki fark), m;

R C - park seviyesinde kesme yarıçapı, m;

NS- ekskavatörün enine hareketlerinin sayısı.

Özellikle dar yüzeylerde çalışırken, araçlara toprak yüklemek için ekskavatör platformunun ortalama dönüş açısı 180 ° 'ye ulaşabilir, bu da döngü süresini arttırır ve ekskavatörün performansını azaltır. Bu nedenle önden kesim yöntemi sınırlı olarak kullanılmaktadır.

B) yan duvar- taşıma, araçlara toprak yüklerken ekskavatör bomunun dönme açısının önemli ölçüde azalması nedeniyle, çalışma tarafından yükleme için beslenir. Taşıma yolları, ekskavatörün hareket eksenine paralel olarak ve kural olarak park yeri seviyesinde ilerler.

Yan penetrasyon genişliği İÇİNDE formül tarafından belirlenir

Derinliği bu tip ekskavatör için maksimum yüz yüksekliğini aşan kazılar birkaç katmanda geliştirilmiştir. . Bu durumda, alt kademe, üst kademe ile aynı şekilde geliştirilir ve araçlar, kepçe gövdenin arkasına yönlendirilecek şekilde ekskavatöre beslenir. Bu durumda aracın rotası, ekskavatör penetrasyon eksenine paralel olmalı, ancak ters yöne yönlendirilmelidir.

Çukura girmek için, 10 ... 15 ° eğimli ve tek yönlü trafik için 3,5 m'ye kadar ve iki yönlü trafik için 8 m'ye kadar genişliğe sahip bir hendek düzenlenmiştir. Ekskavatör tarafından geliştirilen toprak, damperli kamyonlar, römorklu traktörler, demiryolu trenleri, hidrolik nakliye ve daha az sıklıkla bantlı konveyörlerle taşınır. Endüstriyel ve sivil inşaatta, toprak esas olarak damperli kamyonlarla taşınır. Tipik olarak bir damperli kamyon 3-6 toprak kovası içerir. İzin verilen düşük yük - %10, aşırı yük - %5.

Bir ekskavatör işlemi döngüsüne daldırılan toprak kütlesi, G formülle belirlenir:

q, kovanın geometrik kapasitesidir, m3;

Toprak yoğunluğu, t / m3;

kp- gevşeme katsayısı;

içinde- kepçe kapasitesinin kullanım faktörü (bir döngüde geliştirilen yoğun durumdaki toprak hacminin kepçenin geometrik kapasitesine oranı).

Değiştirilen ekipmana bağlı olarak aşağıdaki ekskavatörler kullanılır:

1. Ön Kürek Ekskavatör ekskavatör park seviyesinin üzerinde bulunan toprakların gelişimi için, özellikle nakliye üzerine yükleme ile kullanılır.

2. kazıcı ekskavatör ekskavatör park seviyesinin altındaki toprakların geliştirilmesinde ve esas olarak küçük çukurlar ve hendekler kazarken kullanılır. Kural olarak, bu tür ekipmanlarla bant kazısı yapılmaz. Toprağın gelişimi, ön veya yan yüzler tarafından ekskavatör park seviyesinin altında, toprağın araçlara yüklenmesi veya bir çöplükte döşenmesi ile gerçekleştirilir.

3. Dragline ekskavatör ekskavatör park yeri seviyesinin altında bulunan toprakların geliştirilmesi için (derin çukurlar kazmak, geniş hendekler, bentler dikmek, su altından toprak kazmak vb. için) ve ayrıca alanları planlarken ve eğimleri temizlerken toprak işlerini bitirmek için kullanılır. Dragline'ın avantajı, geniş çalışma yarıçapı (10 m'ye kadar) ve kazma derinliğidir (12 m'ye kadar).

Toprağın çekme halatı ile geliştirilmesi, bekolu bir ekskavatöre benzer ön ve yan penetrasyonlarla gerçekleştirilir.

Halatlı kepçe esnek bir şekilde askıya alındığından, mekik çalışma modları etkilidir - çapraz mekik ve uzunlamasına mekik (Şekil U.22). Çapraz mekik yöntemiyle, damperli kamyon, girintinin alt kısmı boyunca yükleme noktasına yaklaşır ve gövdenin her iki yanında dönüşümlü olarak bir kepçe kepçesiyle yüklenir. Boyuna mekik yöntemiyle, toprak damperli kamyonlar tarafından gövdenin arka duvarının önünde toplanır ve kepçeyi kaldırdıktan sonra gövdenin üzerine boşaltır. Uzunlamasına bir mekik şemasına yüklerken ekskavatörün dönme açısı 0 ° ve çapraz mekik ile - 15 ... 20 °; aynı zamanda kepçenin makine gövdesi üzerinden süpürüldüğü anda ekskavatörün dönüş hareketini kesmeden kepçenin boşaltılması nedeniyle boşaltma süresi azalır.

4. ekskavatör-kapmak özellikle yeraltı suyu seviyesinin altındaki toprak gelişimi koşullarında kuyu, dar derin çukur, hendek ve benzeri yapıların kazılması için kullanılır. Bu makineler, çukurları ve hendekleri tasarım derinliğinden biraz daha az bir derinliğe kadar yırtarak sözde " kıtlık». Alt tabaka (5 .., 10 cm) tabana zarar vermemek ve toprağın taşmasını önlemek için bırakılır.

Ekskavatörlerin verimliliğini artırmak için ekskavatör kepçesine monte edilmiş bir sıyırıcı bıçak kullanılır. Bu cihaz, çukurların ve hendeklerin diplerini temizleme işlemini mekanize etmenize ve bunları ± 2 cm hassasiyetle yönlendirmenize olanak tanır, bu da manuel değişiklik ihtiyacını ortadan kaldırır.

Toprak eksikliğini gidermek için bir buldozer de kullanılır. Buldozer, toprağı tek yönde bir çalışma darbesiyle mekik şeklinde hafriyatın alt kenarına hareket ettirir ve bırakır. koruyucu katman temellerin montajından önce elle temizlenen 4 ... 5 cm kalınlığında. Buldozer tarafından tek geçişte kesilen toprak talaşlarının kalınlığı 5 ... 6 cm'yi geçmez Buldozer geçişlerinin sayısı yerel olarak belirlenir (Şekil V. 23.).

ekskavatörler sürekli eylem:

En yaygın ekskavatörler boyuna kazmadır (hendek açma için).

Bu ekskavatörlerin çalışma gövdesi bir kepçe zinciridir (çoğunlukla dikey duvarlı 3,5 m derinliğe kadar hendekler) veya bir kepçe rotorudur (esas olarak eğimli 2,5 m derinliğe kadar hendekler).

Rotorun kovalarına eğimler monte edilmiştir. Kovalar, kazının eğimli veya eğimli bir yüzeyinde yukarı doğru hareket ederken toprakla doldurulur. Kovalar, yörüngelerinin en yüksek noktasına ulaştıklarında, devrildikleri yerde boşaltılır. Onlardan düşen toprak, onu araçlara veya bir çöplüğe yüklemek için teslim eden bir konveyör bandına düşer.

Toprak gelişimi:

Hendek güzergahı boyunca toprağın yüzeyi bir buldozer ile planlanmıştır (planlanan şeridin genişliği en az ekskavatörün tırtıl yolunun genişliği olmalıdır.

Hendek ekseni düzenleri

Hendek kazmak, hendeklere doğru yol alır.

Toprak işleri üretim yönteminin seçimi, toprağın özelliklerine, işin miktarına, toprak işlerinin türüne, hidrojeolojik koşullara ve diğer faktörlere bağlıdır. Toprak işleri gerçekleştirmenin teknolojik süreci, toprak geliştirme, nakliye, bir çöplük veya dolgu içine döşeme, sıkıştırma ve tesviyeden oluşur. Hafriyat işlerinin mekanizasyonu için, ileri ve geri kürek, çekme halatı, kepçe, hafriyat, tesviye ve yükleme cihazları şeklinde esnek ve sert çalışma ekipmanı süspansiyonu ile tek kepçeli inşaat ekskavatörleri kullanılır; çok kepçeli zincir, kazıyıcı zincir, çok kepçeli döner ve kepçesiz döner (freze) ekskavatörleri içeren sürekli ekskavatörler; buldozerler, sıyırıcılar, greyderler (çekilir ve kendinden hareketli), greyderler, asansörler, riperler, delme makineleri. Önde gelen hafriyat makinesine ek olarak, mekanize toprak kazısı için makine seti aynı zamanda toprağın taşınması, dip kazısının temizlenmesi, toprağın sıkıştırılması, şevlerin bitirilmesi, toprağın ön gevşetilmesi vb. için yardımcı makineler içerir. bir tür iş.

Tek kepçeli ekskavatörlerle toprak kazısı

Endüstriyel ve sivil inşaatta 0,15 ila 4 m3 kapasiteli kepçeli ekskavatörler kullanılır. Hidrolik mühendisliğinde büyük hacimli hafriyat işleri yaparken, kepçe kapasitesi 16 m3 veya daha fazla olan daha güçlü ekskavatörler kullanılır.

Tekerlekli ekskavatörlerin, dağınık iş hacimleriyle yüksek taşıma kapasitesine sahip topraklarda çalışırken, sık sık yer değiştirme ile kentsel koşullarda çalışırken kullanılması önerilir; paletli ekskavatörler, yumuşak topraklarda çalışırken ve kayaları geliştirirken, nadir yer değiştirmelerle yoğun iş hacimleriyle kullanılır; pnömatik tekerlekli traktörlere monte edilmiş ekskavatörler - dağınık iş hacimleri ve arazi koşullarında çalışırken.

Tek kepçeli ekskavatörler ile toprağın kazısı batırılarak gerçekleştirilir. Penetrasyonların sayısı, yüzler ve parametreleri, ekskavatör ekipmanının optimum çalışma boyutlarına sahip toprak işlerinin parametrelerine (çalışma çizimlerine göre) uygun olarak projelerde ve her bir nesne için hafriyat işlerinin teknolojik haritalarında sağlanır.

Tek kepçeli ekskavatörler döngüsel makinelerdir. Çalışma döngüsü süresi, bireysel işlemlerin toplamı ile belirlenir: kovayı doldurma, boşaltmaya çevirme, boşaltma ve yüze çevirme süresi. Çalışma döngüsünün yürütülmesi için harcanan en küçük süre, şu durumlarda sağlanır: aşağıdaki koşullar:

• penetrasyonların (yüzeylerin) genişliği, ekskavatörün ortalama dönüşü 70 dereceden fazla olmayacak şekilde çalışmasını sağlayacak şekilde alınır;
• yüzeylerin derinliği (yüksekliği), bir kazı adımında kepçeyi bir yığınla doldurmak için gereken toprak talaşlarının uzunluğundan daha az olmamalıdır;
• penetrasyonların uzunluğu, ekskavatörün yüze ve yüze mümkün olan en küçük giriş ve çıkış sayısı dikkate alınarak alınır.

Yüz, ekskavatörün çalışma alanı olarak adlandırılır. Bu bölge, ekskavatörün bulunduğu yeri, geliştirilen masifin yüzeyinin bir kısmını ve araçların kurulum yerini veya hafriyat toprağının döşeneceği yeri içerir. Yüzün geometrik boyutları ve şekli, ekskavatörün ekipmanına ve parametrelerine, kazı boyutuna, taşıma türlerine ve benimsenen toprak geliştirme planına bağlıdır. İÇİNDE teknik özellikler Herhangi bir markanın ekskavatörlerine kural olarak maksimum göstergeleri verilir: kesme yarıçapları, boşaltma, boşaltma yüksekliği vb. Hafriyat üretiminde, maksimum pasaport verilerinin 0.9'u olan optimum çalışma parametreleri alınır. Yüzün optimal yüksekliği (derinliği), ekskavatör kepçesini bir kazıda doldurmak için yeterli olmalı, ekskavatör parkının ufkundan basınç şaftı seviyesine kadar olan dikey mesafeye 1,2 kat ile eşit olmalıdır. . Alın yüksekliği nispeten küçükse (örneğin, bir tesviye kesimi geliştirirken), bir ekskavatörün bir buldozerle birlikte kullanılması tavsiye edilir: buldozer toprağı geliştirir ve ekskavatörün çalışma alanına taşır, ardından toprağı yığar, sağlarken yeterli bir yüz yüksekliği. Ekskavatör ve araçlar, bom dönüşü ekskavatörün çevrim süresinin %70'ini kapsadığından, kepçe doldurma noktasından boşaltma noktasına ekskavatörün ortalama dönüş açısı minimum olacak şekilde yerleştirilmelidir.

Yüzeyde toprak geliştikçe, ekskavatör hareket ettiğinden, işlenmiş alanlara penetrasyon denir. Ekskavatörün kazının uzunlamasına eksenine göre hareketi yönünde, uzunlamasına (ön veya uç yüz ile) ve enine (yanal) geliştirme yöntemleri ayırt edilir. Boyuna yöntem, yönü kesimin en büyük tarafı boyunca seçilen penetrasyonlarla bir kesimin geliştirilmesinden oluşur. Ön yüz, çukura çıkışın geliştirilmesinde ve dik yamaçlarda kazı başlangıcının kazılmasında kullanılır. Baş üstü dip deliği ile toprak, penetrasyonun tüm genişliği boyunca geliştirilir. Uç yüz, ekskavatör park seviyesinin altındaki kazılarda kullanılırken, ekskavatör, toprak yüzeyinde veya kazı tabanının üzerinde bulunan bir seviyede hareket ederek kazının sonunu geliştirir. Yan duvarlar düz bir kürekle kazı geliştirmek için kullanılırken, araçların yolları ekskavatörün hareket eksenine paralel veya yüzün alt kısmının üzerinde düzenlenir. Yanal yöntem ile, bir dizi penetrasyonun sıralı olarak geliştirilmesiyle tam penetrasyon genişliği elde edilebilir. Enine (yanal) bir şekilde, kazı eksenine dik bir yönde toprak dolgusu ile kazılar geliştirilir. Enine yöntem, süvarilerin doldurulmasıyla genişletilmiş dar kazıların geliştirilmesinde veya yanal rezervlerden bentlerin inşasında kullanılır.

Bazı kazı türleri (örneğin, tesviye), ekskavatörle aynı seviyede trafiği olan bir yan duvar ile geliştirilebilir. Bazen, bir yan duvarla gelişmeye devam etmek için, ilk önce, ekskavatörün gelişmeye başladığı, bir rampa boyunca yüzün dibine inen öncü hendeği yırtmak gerekir. Ekskavatörün boşaltma yüksekliği, kazı derinliği, damperli kamyonun kenarının yüksekliği ve kenar üzerindeki "kapak" (0,5 m) toplamından büyük veya eşitse, öncü hendek ile geliştirilir. Araç, kazı kenarından en az 1 m mesafede gündüz yüzeyinde hareket ettiğinde bir yan duvar. Önemli kazı boyutları ile, en verimli dairesel ulaşım trafiğini organize etmeyi mümkün kılan öncü açmanın minimum uzunluğunu sağlarken, daha küçük kenar boyunca enine penetrasyonlarla geliştirilmiştir. Derinliği bu tip ekskavatör için maksimum dip deliği derinliğini aşan kazılar birkaç kademede geliştirilmiştir. Bu durumda, alt katman, üsttekiyle aynı şekilde geliştirilir ve arabalar, kepçe gövdenin arkasında olacak şekilde ekskavatöre beslenir. Bu durumda aracın rotası, ekskavatör penetrasyon eksenine paralel olmalı, ancak ters yöne yönlendirilmelidir.

Bir beko ile donatılmış bir ekskavatör, park seviyesinin altındaki toprağı kazarken kullanılır ve çoğunlukla yeraltı tesislerinin döşenmesi için hendekler ve temeller ve diğer yapılar için küçük çukurlar kazarken kullanılır. Bir arka kürekle çalışırken, bir uç veya yan yüz de kullanılır. Derinliği 5,5 m'den fazla olmayan çukurları ve 7 m'ye kadar olan hendekleri kazmak için bekolu bir ekskavatör kullanılması en çok tavsiye edilir.Beko kepçesinin sert bağlantısı, dikey duvarlı dar hendeklerin kazılmasını sağlar. Kazılan dar hendeklerin derinliği, kazıların derinliğinden daha fazladır, çünkü ekskavatör bomu indirebilir ve stabiliteyi korurken en düşük konuma yapışabilir.

Büyük ve derin çukurların geliştirilmesinde, rezervlerden bir set inşa ederken vb. çekme halatlı çalışma ekipmanına sahip bir ekskavatör kullanılır. Bir çekme halatının avantajları, geniş bir hareket yarıçapı ve 16-20 m'ye kadar kazma derinliğidir. büyük bir yeraltı suyu girişi olan yüzler geliştirme yeteneği. Dragline, yüz veya yan kesimlerle kesimler tasarlar. Ön ve yan geçişler için, çekme halatının organizasyonu bir bekoya benzer. Aynı zamanda, maksimum kesme derinliğinin aynı oranı korunur. Çekme halatı genellikle bom uzunluğunun 1/5'i kadar olan duraklar arasında hareket eder. Toprağın çekme halatı ile geliştirilmesi, çoğunlukla bir çöplükte (tek taraflı veya iki taraflı), daha az sıklıkla - nakliye için gerçekleştirilir.

Ekskavatörler, çukurları ve hendekleri tasarım derinliğinden biraz daha az bir derinliğe kadar keserek sözde kıtlığı bırakır. Tabana zarar vermemek ve toprağın aşırı yüklenmesini önlemek için kıtlık bırakılır, genellikle 5-10 cm'dir.Ekskavatörün verimliliğini artırmak için kepçe üzerine monte edilmiş bir sıyırıcı bıçak kullanılır. Bu cihaz, çukurların ve hendeklerin dibini temizleme işlemlerini mekanize etmenize ve bunları artı veya eksi 2 cm'den fazla olmayan bir hatayla gerçekleştirmenize olanak tanır, bu da manuel değişiklik ihtiyacını ortadan kaldırır.

Toprağın sürekli ekskavatörler tarafından kazılması, toprakta taş, kök vb. işaretlerin (su akışı için) yokluğunda gerçekleştirilir. Çok kepçeli ekskavatörler, sınırlı boyutlarda ve kural olarak dikey duvarlı siperler çıkarır.

Hafriyat makineleri ile toprak kazısı

Hafriyat araçlarının ana türleri, bir döngüde toprağı kazıyan, hareket ettiren, sete boşaltan ve boş yüze geri dönen buldozerler, sıyırıcılar ve greyderlerdir.

Buldozerlerle kazı

Buldozerler, inşaatta sığ ve uzun kazılarda toprağın geliştirilmesi için kullanılır ve onu bir sette 100 m'ye kadar bir mesafede hareket ettirmek için rezervler (daha güçlü makineler kullanıldığında, toprak hareketinin mesafesi arttırılabilir) de kullanılır. bölgenin temizlenmesi ve planlama çalışmaları, bina ve yapıların setleri ve temelleri için temellerin temizlenmesi, erişim yollarının düzenlenmesi, yamaçlarda toprak kazılması vb.

Pirinç. 7.:
a - geleneksel kesim; b - tarak kesme

Toprak işleri uygulamasında, buldozerle toprağı kesmenin birkaç yolu vardır (Şek. 7):

• sıradan kesme - bıçak önce belirli bir toprak için maksimum derinliğe kadar derinleştirilir ve yüklendikçe yavaş yavaş yükselir, traktörün çekiş gücünü tüketen çekiş prizmasının sürüklemesi arttıkça;
• tarak kesme - bıçak birkaç alternatif çöküntü ve yükselme ile doldurulur.

Tarak deseni, ortalama talaş derinliğini artırarak kesme uzunluğunu azaltır. Ek olarak, bıçağın her girişinde, toprak çekme prizmasının altında ufalanır ve önceden kesilmiş toprak bıçak üzerinde sıkıştırılır. Bu, kesme süresini azaltır ve bıçak üzerindeki toprak hacmini artırır.

Buldozerli hafriyatlarda, traktörün çekiş gücünün rasyonel kullanımına dayanan eğim kesme yöntemi başarıyla kullanılmaktadır. Özü, traktör yokuş aşağı hareket ettiğinde, makinenin kendisini hareket ettirmek için gerekli olan çekiş gücünün bir kısmının serbest bırakılmasıdır, bu nedenle toprağın daha kalın bir tabaka ile tahrip edilebilmesidir. Buldozer yokuş aşağı çalışırken toprağın ufalanması kolaylaşır, kısmen kendi ağırlığı altında hareket eden sürükleme prizmasının sürüklenmesi azalır. Doğal eğim yoksa buldozerin ilk geçişleri ile oluşturulabilir. 10-15 derecelik bir eğimde çalışırken verimlilik yaklaşık 1.5-1.7 kat artar.

Pirinç. sekiz. :
a - tek katmanlı kesim; b - hendek kesme. Rakamlar kesme sırasını gösterir

Buldozer, Şekil 2'de gösterilen şemalara göre çalışır. 8. Bitki örtüsü, üst üste binen şeritlerle 0,3-0,5 m'lik tek katmanlı kesim ile kaldırılır. Buldozer daha sonra toprağı çöplüğe veya ara şafta hareket ettirir ve yeni kesime dönmeden, tersine (mekik deseni) veya iki dönüşle döner. Hendek açma, kohezyonlu topraklarda 0,4 m genişliğinde ve zayıf kohezyonlu topraklarda 0,6 m genişliğinde lentoların bırakılmasıyla gerçekleştirilir. Hendeklerin derinliği 0,4-0,6 m olarak alınmıştır, lentolar her açmanın geçişinden sonra geliştirilmektedir.

Sıyırıcılar ile kazı

Sıyırıcıların operasyonel yetenekleri, çeşitli kazı ve dolguların düzenlenmesi için çukurların kazılması ve yüzeylerin tesviye edilmesi için kullanılmalarına izin verir. Sıyırıcılar sınıflandırılır:

• kovanın geometrik hacmine göre - küçük (3 m3'e kadar), orta (3 ila 10 m3 arası) ve büyük (10 m3'ün üzerinde);
• çekici ve kendinden tahrikli (yarı treyler ve eyer dahil);
• kepçeyi yükleme yöntemiyle - traktörün çekiş kuvveti nedeniyle ve mekanik (asansör) yükleme ile yüklenir;
• kepçeyi boşaltma yöntemiyle - serbest, yarı zorla ve zorla boşaltma ile;
• çalışma gövdelerini sürme yöntemiyle - hidrolik ve halat.

Sıyırıcılar geliştirme, nakliye (toprak taşıma mesafesi 50 m ila 3 km arasında değişir) ve kumlu, kumlu tınlı, lös, tınlı, killi ve kaya içermeyen diğer toprakların döşenmesi ve çakıl ve çakıl katkısı ile uğraşmaktadır. kırma taş %10'u geçmemelidir. Toprak kategorisine bağlı olarak, 3-7 derecelik bir eğimden aşağı inerken onları yolun düz bir bölümünde kesmek en etkili yöntemdir. Geliştirilen tabakanın kalınlığı, sıyırıcının gücüne bağlı olarak 0,15 ila 0,3 m arasında değişmektedir.Sıyırıcı düz bir bölümde boşaltılırken, toprak yüzeyi sıyırıcının dibi ile hizalanır.

Pirinç. dokuz. :
a - kepçeyi sabit kalınlıkta talaşlarla doldurarak; b - kepçeyi değişken kesitli talaşlarla doldurarak; c - kovayı talaşla doldurmanın tarak yöntemi; d - kovayı gagalayarak doldurmak

Sıyırıcı işlemi sırasında talaşları kesmenin birkaç yolu vardır (Şekil 9):

• sabit kalınlıkta talaşlar. Yöntem planlama işleri için kullanılır;
• değişken bölümün talaşı. Bu durumda, kova doldukça talaşların kalınlığında kademeli bir azalma ile, yani setin sonuna doğru sıyırıcı bıçağın kademeli bir çıkıntısı ile toprak kesilir;
• tarak yöntemi. Bu durumda, sıyırıcı kepçenin alternatif olarak derinleştirilmesi ve kademeli olarak kaldırılmasıyla toprak kesilir: farklı aşamalarda, talaşların kalınlığı 0,2-0,3 m'den 0,08-0,12 m'ye değişir;
• gagalar. Sıyırıcı bıçakların mümkün olan en yüksek derinliğe kadar tekrar tekrar derinleştirilmesiyle kova doldurulur. Yöntem, gevşek gevşek topraklarda çalışırken kullanılır.

boyutuna bağlı olarak toprak yapı, çentiklerin ve dolguların karşılıklı düzenlenmesi, çeşitli sıyırıcı operasyon şemaları kullanılmaktadır. En yaygın olanı elips desenidir. Bu durumda, sıyırıcı her seferinde bir yöne döner.

Pirinç. 10. :
a - siper-tarak; b - nervürlü satranç

Geniş ve uzun yüzeylerde çalışırken sıyırıcı kova hendek-tarak ve nervürlü dama tahtası yöntemleriyle doldurulur. Hendek-tarak yöntemiyle (Şekil 10), yüzün gelişimi, rezervin kenarından veya eşit uzunlukta, 0.1-0.2 m sabit derinliğe sahip paralel şeritler halinde kazı yapılır. İlk sıranın şeritleri arasında, kesilmemiş toprak şeritleri bırakılır - genişlikte, kepçenin genişliğinin yarısına eşit sırtlar. Geçitlerin ikinci sırasında, toprak kepçenin tüm genişliğine alınır, sırt kesilir ve altında bir hendek oluşturulur. Bu durumda talaşların kalınlığı, kovanın ortasında 0,2-0,4 m ve kenarlarda 0,1-0,2 m'dir.

Nervürlü dama tahtası yönteminde (Şekil 10), yüzün işlenmesi kazının kenarından veya paralel şeritler halinde rezervden gerçekleştirilir, böylece sıyırıcı penetrasyonları arasında eşit genişlikte kesilmemiş toprak şeritleri bulunur. kova genişliğinin yarısına kadar.

İkinci penetrasyon sırası, ilk sıranın başlangıcından ilk sıranın uzunluğunun yarısı kadar geri çekilerek geliştirilir. Sıyırıcı işleri, buldozer çalışmaları ile birleştirilmeli, yüksek alanları kazmak ve toprağı kısa mesafelerde daha alçak yerlere taşımak için kullanılmalıdır.

Sınıf öğrencileri tarafından yapılan kazı

Greyderler, bölgeyi planlarken, toprak yapıların eğimlerinde, çukurların dibini temizlerken ve 0,7 m derinliğe kadar hendekler açarken, 1 m yüksekliğe kadar genişletilmiş setler ve rezervden daha yüksek setlerin alt tabakasını kurarken kullanılır. Yol yatağı, araba yolları ve yollar motorlu greyderler tarafından profillendirilir. 400-500 m sürüş uzunluğuna sahip motorlu greyderlerin kullanılması en etkilidir.Yoğun topraklar, bir greyder tarafından madencilikten önce önceden gevşetilir. Gelişmiş rezervden bir set inşa ederken, eğimli bıçak kesilmiş toprağı sete doğru hareket ettirir. Greyderin bir sonraki kazısı sırasında, bu toprak aynı yönde daha da hareket eder, bu nedenle işi biri kesen, diğeri kesilen toprağı hareket ettiren iki greyder ile organize etmeniz önerilir.

Bentler ve profilli bir yol yatağı dikerken, toprak kesimi rezervin iç kenarından başlar ve katmanlar halinde gerçekleştirilir: önce üçgen talaşlar kesilir, ardından talaşlar katmanın sonuna kadar dikdörtgen şeklindedir. Ön gevşetme gerektirmeyen topraklarda geniş rezervler geliştirirken, kesme rezervin dış kenarından başlar ve tüm geçişler, üçgen talaşlarla katman katman gerçekleştirilir; başka bir yol da mümkündür: bu durumda talaşlar üçgen ve dörtgen şeklinde elde edilir.

Çeşitli işlemleri gerçekleştirirken, greyderin eğim açıları aşağıdaki sınırlar içinde değişir: yakalama açısı - 30-70 derece, kesme açısı - 35-60 derece, eğim açısı - 2-18 derece. İnşaat uygulamasında, çeşitli toprak döşeme yöntemleri kullanılır:

• toprak, kenardan yolun eksenine dökülerek katmanlar halinde serilir (dolgu yüksekliği 0.1-0.15 m'yi aşmayan sıfır işaretlerinde tesviye çalışmaları);
• silindirler sadece tabanlarla temas edecek şekilde yan yana yerleştirilir (0,15-0,25 m yüksekliğindeki setlerin doldurulması);
• sonraki her bir silindir, önceden döşenmiş olana karşı kısmen bastırılır ve bir tabanla% 20-25 oranında örtüşür; bu iki silindirin tepeleri birbirinden 0,3-0,4 m mesafede bulunur (0,3-0,4 m yüksekliğe kadar dolguların doldurulması);
• her bir sonraki silindir, herhangi bir boşluk olmaksızın önceden yerleştirilmiş olana karşı bastırılır; yeni silindir, bıçak önceden yerleştirilmiş olana yakın olacak şekilde 5-10 cm tutularak hareket ettirilir; ilk silindirin üzerinde 10-15 cm kadar geniş bir yoğun şaft oluşturulur (0,5-0,6 m yüksekliğe kadar dolguların doldurulması).

Donmuş toprakların gelişimi

Donmuş topraklar şu ana özelliklere sahiptir: artan mekanik mukavemet, plastik deformasyon, kabarma ve artan elektrik direnci. Bu özelliklerin tezahürü, toprağın türüne, nem içeriğine ve sıcaklığına bağlıdır. Kalın bir tabakaya sahip kumlu, iri taneli ve çakıllı topraklar, kural olarak, az su içerir ve sıfırın altındaki sıcaklıklarda neredeyse donmaz, bu nedenle kış gelişimi neredeyse yaz mevsimiyle aynıdır. Kışlık çukurlarda ve kuru gevşek topraklarda hendeklerde kazı yaparken, dikey eğimler oluşturmazlar, kabarmazlar ve ilkbaharda çökme vermezler. Tozlu, killi ve nemli topraklar donduğunda özelliklerini önemli ölçüde değiştirir. Donma derinliği ve hızı, toprak neminin derecesine bağlıdır. Kışın toprak işleri aşağıdaki yöntemlerle gerçekleştirilir:

• geleneksel yöntemlerle müteakip geliştirme ile toprakların ön hazırlığı yöntemi ile;
• donmuş toprakların ön kesme yöntemiyle bloklar halinde;
• ön hazırlık yapılmadan toprak geliştirme yöntemiyle.

Kışın gelişme için toprağın ön hazırlığı, onu donmaktan, donmuş toprağın çözülmesinden ve donmuş toprağın ön gevşemesinden korumaktan oluşur. Toprak yüzeyini dondan korumanın en basit yolu, onu ısı yalıtım malzemeleri ile yalıtmaktır; Bunun için doğrudan zemine 20-40 cm'lik bir tabaka halinde serilmiş turba ince, talaş ve talaş, cüruf, hasır vb. kullanılır. Yüzey yalıtımı, esas olarak alanı küçük olan girintiler için kullanılır.

Geniş alanları yalıtmak için, toprağın traktör pullukları veya sökücülerle 20-35 cm derinliğe sürüldüğü, ardından 15-20 cm derinliğe kadar tırmıklandığı mekanik gevşetme kullanılır.

Donmuş toprağın 0,25 m'ye kadar donma derinliğinde mekanik olarak gevşetilmesi, ağır sökücüler ile gerçekleştirilir. 0,6-0,7 m'ye kadar donarken, küçük çukurlar ve hendekler keserken, yarma yoluyla gevşeme kullanılır. Darbeli permafrost sökücüler, bir darbenin etkisi altında bölünmesine katkıda bulunan kırılgan deformasyonlarla karakterize edildiğinde, düşük toprak sıcaklıklarında iyi çalışır. Toprağı büyük bir donma derinliğinde (1,3 m'ye kadar) gevşetmek için kamalı bir dizel çekiç kullanılır. Donmuş toprağın kesilerek geliştirilmesi, donma derinliğinin 0,8'i derinliğe sahip karşılıklı dik olukların kesilmesinden oluşur. Blok boyutu, ekskavatör kepçesi boyutundan %10-15 daha küçük olmalıdır.

Donmuş toprağın çözülmesi kullanılarak gerçekleştirilir sıcak su, buhar, elektrik akımı veya ateş. Buz çözme en zor, zaman alıcı ve pahalı yöntemdir, bu nedenle, örneğin acil durum operasyonları sırasında istisnai durumlarda başvurulur.

© 2000 - 2009 Oleg V. sitesi ™

TOPRAK İŞLEME MAKİNELERİ

Toprak işleri türleri

Toprak yapılara, yapı dışına çıkarılması veya dışarıdan yapıya verilen topraktan çıkarılması sonucu elde edilen zemindeki cihazlar denir. Birincisine çentik, ikincisine set denir. Kazıların şekline ve boyutuna bağlı olarak çukurlar, hendekler, hendekler, hendekler, kanallar, çukurlar, kuyular ve sondajlar ayırt edilir. Çukurlar ve çukurlar, çukurun derinliği genellikle daha sığ ve çukurlar diğer iki boyuttan daha fazla olmak üzere, her üç yönde de karşılaştırılabilir boyutlara sahiptir. Ek olarak, çukurlar küçük bir hacme sahiptir. Hendeklerin, hendeklerin, küvetlerin ve kanalların uzunlukları, kesitlerinin boyutlarını önemli ölçüde aşmaktadır. Kuyular, bir boyutu (açıklığın açık toprak yüzeyine göre yönüne bağlı olarak derinlik veya uzunluk) enine kesitlerinin boyutlarını önemli ölçüde aşan kapalı açıklıklardır. 75 mm'ye kadar çapa sahip kuyulara sondaj delikleri denir. Kuyular dikey, yatay ve eğimli olabilir.

Girintiler yapılırken, onlardan çıkarılan toprak, çalışma platformunun dışına çıkarılır veya daha sonra kullanılmak üzere süvarilere yan yana yerleştirilir. geri doldurma... Bentlerin inşası sırasında toprak dışarıdan veya yan rezervlerden teslim edilir.

Geçici toprak yapılar (içlerinde yeraltı tesislerinin döşenmesi için hendekler vb.) ve dayanıklı kullanımlı toprak yapılar (yol kenarı hendekleri, yol bentleri, barajlar, barajlar vb.) vardır. Geçici toprak yapılar inşaat sırasında, örneğin boru hattının döşenmesi ve boru hattı vanalarının montajı sırasında yırtılır, ardından orijinal toprak yüzeyi geri yüklenir. Toprağın türüne ve durumuna, hava koşullarına ve ayrıca geçici toprak yapılarının varlık sürelerine bağlı olarak, çökmeyi önlemek için duvarları güçlendirilir veya sabitlenmeden bırakılır. Uzun süreli toprak yapıların yan eğimleri genellikle çim, ahşap çıtalar vb. İle güçlendirilir. Daha sık olarak setler, katman katman toprak sıkıştırma ile dökülür.

Toprak yapılar ayrıca hem geçici hem de dayanıklı yapılar olabilen planlı şeritler ve siteler içerir. Orijinal kabartma ile ilgili tasarım seviyesine bağlı olarak, dışarıdan verilen doğal toprağı değiştirme ihtiyacına bağlı olarak, bu toprak işleri, kazı veya bentlerin oluşum şemasına göre ve ayrıca kombine bir yöntemle gerçekleştirilebilir: toprağın çıkarılması tepelerden ve onları çöküntülerle doldurmak.

Kazıların oluşumu sırasında, toprağın bir kısmını masiften ayırmak, bağlantısının yok edilmesiyle ilişkili olarak ve onu hareket ettirmek için çalışma yapılırsa, o zaman bentlerin inşası sırasında, toprağı hareket ettirmenin yanı sıra , ters problem genellikle çözülür - toprağın önceki yoğun durumunu geri yükler.

Toprak geliştirme yöntemleri

Tüm kazı operasyonlarının en enerji yoğun olanı, toprağın kütleden ayrılmasıdır (toprak yıkımı), bununla bağlantılı olarak, toprak geliştirme yöntemleri, enerji etkisinin türü ile karakterize edilen yıkım yöntemleri ile belirlenir. İnşaatta en büyük uygulama, kesme olarak da adlandırılan, makinenin çalışma gövdesinin zeminde yoğun temas kuvveti eylemiyle toprakların mekanik olarak tahrip edilmesini bulmuştur. Bu yöntemi uygulamak için, toprak kazma makinelerinin çalışma gövdeleri, toprak kütlesine göre hareket eden kama biçimli kesici aletlerle donatılmıştır. Kesici takımın etkisinin hızına ve doğasına bağlı olarak, statik ve dinamik toprak tahribatı ayırt edilir. Statik tahribat durumunda, kesici takım 2 ... 2,5 m / s'ye kadar olan hızlarda eşit olarak veya önemsiz ivmelerle hareket eder. Bu yöntem, ekskavatörler, hafriyat makineleri, sökücüler ve döner sondaj makineleri ile toprakların geliştirilmesinde ana yöntem olarak kullanılır. Güçlü kayalar geliştiren makinelerde, özellikle çarpma olmak üzere hem statik hem de dinamik imha yöntemleri uygulanır. Henüz geniş bir endüstriyel uygulama almamış olan titreşim ve titreşim darbe yöntemleri de bilinmektedir. Güçlerine ve kesici aletlerin tasarımına bağlı olarak kumlu ve killi toprakların mekanik yıkımının enerji yoğunluğu 0,05 ila 0,5 kWh / m3 arasında değişmektedir. Bu yöntem, inşaatta toplam hafriyat hacminin %85'ine kadarını gerçekleştirmek için kullanılır.

Mekanik bir kazı makinesinin iş akışı, örneğin bir sökücünün güçlü toprakları kırması durumunda olduğu gibi, yalnızca toprak tahribatının çalışmasından oluşabilir veya bu işlemi iş akışının bir parçası olarak içerebilir. İkinci durumda, masiften ayrılma ile eşzamanlı olarak, toprak kova çalışma gövdesi tarafından yakalanır veya önünde birikir - örneğin bir buldozer, bir motorlu greyder ile çalışırken bir bıçaklı çalışma gövdesi ile. Toprağın bir kova veya bıçaklı çalışma gövdesi tarafından hareketi de makinenin çalışma döngüsünün ayrılmaz bir parçasıdır ve bu işlemin sonunda gerçekleştirilen toprak boşaltma, çalışma gövdesinden kasıtlı olarak boşaltılmasından oluşur. Toprağın hareket aralığını artırmak için bazı makineler, örneğin sürekli ekskavatörler gibi özel taşıma cihazlarıyla donatılmıştır. Aynı amaçla sıyırıcı gibi makineler, toprağı masiften ayırdıktan ve kovaya doldurduktan sonra, toprağı kendi başına önemli mesafeler üzerinden çöp sahasına taşır. Ekskavatör geliştirmede, toprak - hafriyat araçlarının yanı sıra damperli kamyonların, demiryolu platformlarının veya mavnaların taşınması için özel nakliye araçları kullanılır.

Toprak imha sürecini yoğunlaştırmak için, örneğin, hafriyat çalışma gövdesindeki deliklere basınç altında darbeli bir gaz beslemesi ile sağlanan gaz-mekanik gibi kombine yöntemler kullanılır. Deliklerden sızan gazlar toprağı gevşeterek çalışma gövdesinin hareketine karşı direncini azaltır.

Suya doymuş donmuş toprakların tahribatına karşı direnç, düşük donma noktasına sahip kimyasal reaktifler (sodyum klorür, Potasyum klorür ve benzeri.).

Hidrolik toprak yapıları (barajlar, barajlar) ve diğer bazı durumlarda su kütlelerinde veya bunların yakınında inşa edilirken, hidrolik monitörler ve emme tarakları kullanılarak toprakların bir su akışı ile hidrolik olarak tahrip edilmesi yaygın olarak kullanılır. Aynı şekilde, daha sonra kullanılmak üzere kum, çakıl veya kum-çakıl karışımı çıkarılır. inşa malzemesi... Sürecin enerji tüketimi 4 kW h / m3'e ve su tüketimi - geliştirilen toprağın 1 m3'ü başına 50 ... 60 m3'e kadar. Aynı şekilde, rezervuarların dibinde topraklar gelişir. Bu durumda, ön gevşeme olmaksızın emme ile zayıf kohezyonlu zeminler geliştirilir ve güçlü zeminler önceden kesiciler ile gevşetilir. İnşaatta toplam toprak hacminin yaklaşık %12'sini geliştirmek için kullanılan bir su akışı ve emme taraklarının basıncını kullanarak toprak geliştirme yöntemine hidromekanik denir.

Sert kayalar ve donmuş topraklar, genellikle özel olarak delinmiş sondaj deliklerine (kuyular), yarıklı dar yuvalara veya hendeklere yerleştirilen patlayıcıların tutuşması sırasında oluşan gazların basıncı altında bir patlama ile yok edilir. Patlatma deliklerinin delinmesi için mekanik delme makinelerinin yanı sıra termal ve termal pnömatik matkaplar kullanılır. Yuvalar ve hendekler genellikle mekanik olarak çıkarılır. Termal matkap, termomekanik bir toprak imha yöntemi uygular: yüksek sıcaklıkta (1800 ... 2000 ° C'ye kadar) bir gaz jeti ile ısıtılır ve ardından termal olarak zayıflamış toprak tabakasının bir kesici aletle tahrip edilmesi. Termopnömatik sondaj sırasında toprak tahrip olur ve 1400 m / s'ye varan bir hızda yüksek sıcaklıkta bir gaz jeti ile kuyudan çıkarılır. Toprağın patlama yoluyla geliştirilmesi, yukarıda tartışılan tüm yöntemlerin en enerji yoğun ve bu nedenle en pahalı olanıdır.

Toprakların bir patlama ile tahrip olması sonucu oluşan kayaları ve büyük boyutlu taşları ezmek için, bir sıvı içinde bir kıvılcım deşarjında ​​oluşan bir şok dalgası kullanarak toprakları yok etmek için elektro-hidrolik bir yöntem uygulayan tesisler kullanılır. Bu durumda, tahliye kanalında alınan ısı, yakındaki sıvı katmanları ısıtarak buharlaştırarak bir buhar-gaz boşluğu oluşturur. yüksek basınç yerde hareket ediyor.

Daha az yaygın olarak, diğer yöntemlerle birleştirilmeden fiziksel toprak imha yöntemleri kullanılır. Sıcaklık değişikliklerinin (katı toprakların yanması, donmuş toprakların çözülmesi), yüksek frekanslı ultrason akımlarının, elektromanyetik ve kızılötesi enerjinin vb. Toprak üzerindeki etkisine dayanırlar.

Geliştirme yönteminin seçimi, her şeyden önce, donmasıyla ilişkili mevsimsel de dahil olmak üzere toprağın gücüne bağlıdır. Planlı (acil olmayan) işin doğru organizasyonu ile, donmuş toprakların gelişimi ile ilgili enerji ve diğer maliyetlerden kaçınmak veya en aza indirmek mümkündür. kazıçoğunlukla kış başlangıcından önce. İnşaat uygulamalarında kışın geliştirilecek olan toprakların özel hasır veya yardımcı malzemelerle (talaş, toprak donmadan düşen kar, gevşemiş bir toprak tabakası vb.) Bu nedenle, boru hattı yapımında, çökmeyi önlemek için, boruları döşemeden önce küçük bir zaman marjı ile hendeklerin zamanından önce yırtıldığı, kışın geliştirilecek bölümler, başlamadan önce eksik bir derinliğe kadar yırtılır. don ve hemen doldurulur. Gevşemiş toprak, alttaki katmanları donmaya karşı korur ve düşük ortam sıcaklıklarında bile gerekli derinlikteki hendeklerin yeniden kazılmasına izin verir.

toprak özellikleri

Topraklar, yer kabuğunu oluşturan yıpranmış kayalardır. Köken, durum ve mekanik dayanım ile kayalık topraklar ayırt edilir - suya doygun durumda en az 5MPa (granitler, kumtaşları, kireçtaşları vb.), çekme dayanımı olan çimentolu su geçirmez kayalar, çekme ile yarı kayalık - çimentolu kayalar 5 MPa'ya kadar mukavemet (marnlar, taşlaşmış killer, alçıtaşı içeren konglomeralar, vb.), iri kırıntılı - kayalık ve yarı kayalık kaya parçaları, kumlu - parçalanmış konsolide olmayan küçük parçacıklardan oluşan kayalar 0,05 ... 2 mm boyutunda, killi - parçacık boyutu 0,005 mm'den az olan.

Ağırlıkça fraksiyonların fraksiyonel içeriği ile değerlendirilen granülometrik bileşime göre, topraklar ayırt edilir: killi (parçacık boyutları 0.005 mm'den az), siltli (0.005 ... 0.05 mm), kumlu (0,05 ... 2 mm) , çakıl (2. .20mm), çakıl ve kırma taş (20 ... 200mm), kayalar ve taşlar (200mm'den fazla). İnşaat uygulamasında en yaygın topraklar, içlerindeki kil parçacıklarının yüzdesi ile ayırt edilir: kil - en az %30; tın - %10'dan %30'a kadar; kumlu tın - tozlu, kumlar üzerinde kumlu parçacıkların baskın olduğu -% 3'ten az olan% 3 ila 10.

Aşağıda, hafriyat yapan ve toprağı sıkıştıran çalışma organları ile etkileşim sürecini etkileyen toprakların bazı özellikleri verilmiştir. Toprak, gözeneklerinde katı parçacıklar, su ve gazlardan (genellikle hava) oluşur. Su kütlesinin katı parçacıkların kütlesine oranı ile tahmin edilen toprakların nem içeriği, kuru kumlar için %1 ... %2 ile akan kil ve siltler için %200 veya daha fazla arasında değişir. Bazı durumlarda, örneğin, toprakların zorla sıkıştırılma derecesini değerlendirirken, ince ve tozlu kumlar için %8 ... 14'ten yağlı kumlar için %20 ... 30'a kadar değişen optimal nem içeriğini kullanırlar. kil.

Geliştirme sırasında, parçalar arasında boşlukların oluşması nedeniyle toprakların hacmi artar. Hacimdeki böyle bir artışın derecesi, gelişmeden sonra belirli bir toprak kütlesinin hacminin gelişmeden önceki hacmine oranına eşit olan gevşeme katsayısı ile tahmin edilir (Tablo 1). Gevşeme katsayısının değerleri kumlar için 1.08 ... 1.15 ile donmuş topraklar ve kayalar için 1.45 ... 1.6 arasında değişmektedir. Toprağı çöplüklere yerleştirdikten ve doğal veya zorla sıkıştırmadan sonra gevşemelerinin derecesi azalır. Artık gevşeme katsayısı ile tahmin edilir (kumlar ve tınlar için 1.02 ... 1.05'ten kayalar için 1.2 ... 1.3'e).

Zeminlerin sıkışması, suyun ve havanın gözeneklerden yer değiştirmesi ve katı parçacıkların kompakt bir şekilde paketlenmesi nedeniyle yoğunluklarında bir artış ile karakterize edilir. Dış yükü kaldırdıktan sonra, gözeneklerde sıkışan hava genişler ve zeminin geri dönüşümlü deformasyonuna neden olur. Tekrarlanan yükleme ile gözeneklerden daha fazla hava çıkarılır ve bunun sonucunda geri dönüşümlü deformasyonlar azalır.

Toprak sıkıştırma derecesi, ana kısmı ilk yükleme döngülerine düşen kalıcı deformasyon ile karakterize edilir. Gerçek yoğunluğun maksimuma oranına eşit sıkıştırma katsayıları ile tahmin edilir. standart değer optimum neme karşılık gelir. Toprakların sıkıştırılması sırasında, toprak yapısının sorumluluğuna bağlı olarak 0,9'dan 1'e kadar gerekli sıkıştırma katsayısı atanır.

Zeminlerin mukavemeti ve deforme olabilirliği, esas olarak onları oluşturan partiküllerin özellikleri ve aralarındaki bağlar tarafından belirlenir. Parçacıkların gücü molekül içi kuvvetlerden, bağların gücü ise kohezyonlarından kaynaklanır. Toprakların gelişimi sırasında bu bağlar yok edilir ve sıkıştırıldıklarında eski haline dönerler.

Toprak parçacıklarının kendi aralarında karşılıklı hareketi ile iç sürtünme kuvvetleri ve toprağın çalışma gövdelerine göre hareketi ile dış sürtünme kuvvetleri ortaya çıkar. Coulomb yasasına göre, bu kuvvetler, sırasıyla iç ve dış sürtünme katsayıları olarak adlandırılan orantı katsayılarıyla normal yük ile orantılıdır. Çoğu killi ve kumlu toprak için birincisi 0,18 ila 0,7, ikincisi ise 0,15 ila 0,55 arasındadır.

Toprağın ve hafriyat çalışma gövdesinin karşılıklı hareketi ile sert toprak parçacıkları, kesici takımın çalışma yüzeylerini ve çalışma gövdesinin diğer elemanlarını çizer ve sonuç olarak aşınma adı verilen şeklini ve boyutunu değiştirir. Aşınmış kesici aletlerle toprak işlemek daha fazla enerji gerektirir. Toprakların, hafriyat makinelerinin çalışma gövdelerini aşındırabilme özelliğine aşındırıcılık denir. Toprağa sabitlenmiş (çimentolanmış) parçacıklara sahip daha sert topraklar (kumlu ve kumlu balçık), örneğin donmuş masif, daha aşındırıcıdır. Donmuş zeminlerin aşındırıcı aşınma kapasitesi, sıcaklık, nem ve partikül boyutu dağılımına bağlı olarak, aynı donmamış zeminlerden on kat daha fazla olabilir.

Kil parçacıkları içeren topraklar, örneğin kova olanlar gibi çalışma gövdelerinin çalışma yüzeylerine yapışabilir, böylece çalışma hacimlerini azaltır ve bunun sonucunda toprak kütlesinden ayrılan toprağın kovaya hareketine karşı artan direnç oluşturur. toprak gelişimi için enerji tüketimi artar ve hafriyat makinesinin verimliliği azalır. Toprağın yapışkanlık adı verilen bu özelliği sıfırın altındaki sıcaklıklarda artar. Donmuş zeminin çalışma gövdelerine yapışma kuvvetleri, donmamış zeminden onlarca ve yüzlerce kat daha fazladır. Çalışma gövdelerine yapışan toprağı çıkarmak için, makinenin zorunlu duruşunu yapmak gerekir ve bazı durumlarda, örneğin donmuş toprağı temizlemek için, özellikle mekanik eylem olmak üzere özel önlemler alınmalıdır.

Makineler tarafından geliştirilen zeminler, geliştirme zorluğuna göre 8 kategoriye ayrılmıştır (Tablo 1). Prof tarafından önerilen bu sınıflandırmanın temeli. A.N. Zelenin, fiziksel ölçümdeki yoğunluk [kg / m3] ve DorNII tasarımının yoğunluk ölçer okumalarına göre (Şekil 103) ayarlanır. yoğunluk ölçer

aralarında 2,5 kg'lık bir ağırlığın serbestçe hareket ettiği iki rondelalı, 1 cm2'lik bir alana sahip dairesel kesitli metal bir çubuktur. Tam yük hareketi 0,4 m'dir. Çubuğun alt serbest ucunun uzunluğu 0.1 m'dir. Yoğunluğu ölçmek için cihaz alt ucu ile zemine yerleştirilir, yük üst rondelada sonuna kadar kaldırılır ve serbest bırakılır. Düşerken, yük alt pula çarpar, 1 J'de iş yapar ve çubuğun alt ucunu zemine girmeye zorlar. Toprağın yoğunluğu, alt rondelada durana kadar çubuğun toprağa nüfuz etmesine karşılık gelen darbe sayısı ile tahmin edilir.

Prof sınıflandırmasına göre. A.N. Zelenin toprakları aşağıdaki gibi kategorilere ayrılır: Kategori I - kumlu, kumlu tınlı, orta mukavemetli yumuşak tınlı, nemli ve inklüzyonsuz gevşetilmiş; II kategorisi - kalıntı içermeyen tın, ince ve orta çakıl, yumuşak ıslak veya gevşetilmiş kil; III kategorisi - kuvvetli balçık, orta-sert kil, ıslak veya gevşemiş, çamurtaşları ve silttaşları; IV kategorisi - sert balçık, sert ve çok sert ıslak kil, şeyl, çakıltaşı; Kategori V - şeyller, çakıltaşları, sertleştirilmiş kil ve lös, çok sert tebeşir, alçı, kumtaşları, yumuşak kireçtaşları, kayalık ve donmuş kayalar; Kategori VI - kabuklu kaya ve çakıltaşları, güçlü şeyl, kireçtaşı, orta mukavemetli kumtaşı, tebeşir, alçıtaşı, çok güçlü şişeler ve marn; VII kategorisi - kalkerler, orta kuvvette donmuş toprak; VIII kategorisi - çok iyi püskürtülmüş kayalık ve donmuş kayalar (kepçe genişliğinin 1/3'ünden fazla olmayan parçalar).

Hafriyat makinelerinin çalışma gövdeleri ve bunların yerle etkileşimi

Toprağın masiften ayrıldığı çalışma gövdelerine (ekskavatör kepçeleri, buldozer bıçakları, sökücü dişler) (Şek. 104) hafriyat denir. Çalışma süreci sırayla gerçekleştirilen hafriyat ve hafriyat makinelerinin tasarımlarında

toprağın masiften ayrılması, hareketi ve boşaltılması, hafriyat çalışma gövdeleri taşıma - kovalar (ekskavatörler, sıyırıcılar) veya çöplükler (buldozerler, motorlu greyderler) ile birleştirilir. Birincisine kova, ikincisi ise çöplük denir. Riper dişleri (Şek. 104, a), diğer işlemlerle birleştirilmeden toprağı masiften ayırır.

Kova çalışma gövdesi, dişlerle donatılmış (Şek. 104, b - d, f) veya onlarsız (Şek. 104, e, g, h) keskin uçlu bir kaptır. Dişsiz kesici kenarlı kovalar daha çok zayıf kohezyonlu kumların ve kumlu tınların geliştirilmesi için kullanılır ve dişli kovalar esas olarak tın, kil ve güçlü toprakların geliştirilmesi için kullanılır. Toprağı kazarken, kepçe toprak kütlesine göre hareket eder, böylece kesici kenarı veya dişleri toprağa nüfuz ederek onu kütleden ayırır. Bu işlem sonucunda gevşetilen toprak, boşaltma noktasına sonraki hareketi için kepçeye girer.

Kalıp tahtası çalışma gövdeleri (Şekil 104, i) alt kısımda bıçaklarla donatılmıştır, bu durumda bunlara bıçak da denir. Daha dayanıklı toprakları yok etmek için bıçaklara ayrıca dişler takılır. Kalıp tahtası çalışma gövdesinin çalışma süreci, toprağı döşeme yerine taşıma biçiminde yukarıda açıklanandan farklıdır - bıçağın önündeki bozulmamış toprağı sürükleyerek.

Kesme parçası Hafriyat çalışma gövdesi, kesişme çizgisine kesme kenarı adı verilen ön 1 ve arka 2 kenarla sınırlanan sivri bir kama şeklindedir (Şekil 105). Enjeksiyon δ yön ile oluşturulmuş

kesme kamasının ön yüzünden yaptığı hareket kesme açısı olarak adlandırılır ve açıya kesme açısı denir. Θ arka yüzün aynı yönü ile oluşturulmuş - arka köşe. Kesme kamasının kesme kapasitesi ne kadar büyükse, çalışan eleman tarafından kesme kenarının birim uzunluğu başına gerçekleştirilen aktif kuvvet o kadar büyük olur.Aynı kuvvetle, dar bir kesme kaması geniş olandan daha etkilidir. Çünkü toplam uzunluk Bir kepçe veya döküm üzerine monte edilen tüm dişlerin kesici kenarlarının her zaman aynı çalışma gövdesinin dişsiz kenarının uzunluğundan daha kısa olması durumunda, dişleri olan çalışma gövdesi, dişsiz çalışma gövdesine kıyasla daha büyük bir tahribat kapasitesine sahiptir. Çalışan gövdedeki dişler ne kadar az olursa, yıkıcı kapasitesi o kadar büyük olur.

Aşındırıcı özelliklere sahip toprakla etkileşime girdiğinde, kesme kaması donuklaşır, kesici kenarı giderek daha az belirginleşir ve toprağın gelişiminin enerji yoğunluğu artar.

Hafriyat çalışma gövdelerinin kesici takımlarının aşınma direncini arttırmak için ön yüz

aşınmaya dayanıklı elektrotlarla yüzey kaplama veya sermet karbür plakalardan lehimleme şeklinde sert alaşımla sertleştirilmiş (Şekil 106). İkincisi, sert dolgudan daha verimlidir. Kumlu topraklarda bulunan silikon oksitlerin sertliği ile orantılı olarak yüksek sertliğe sahiptirler, ancak kayalar ile karşılaştığında kırılgan kırılmaya maruz kalırlar. 106'da gösterilmiştir. ince çizgiler), böylece tüm işlem sırasında kesici alet, sadece sertleştirme tabakasının kalınlığı boyunca donukluk ile pratik olarak keskin kalır. Böyle bir kesici takım, takviyesiz olana göre daha az enerji yoğun toprak gelişimi sağlar. Zemini masiften ayırmak için kesme kaması tarafından gerçekleştirilen kuvvetler (kesme kuvvetleri), plastik killi zeminler geliştirilirken neredeyse sabittir (Şekil 107, ancak ). Diğer tüm durumlarda, kesme kuvvetleri, Şekil 107'de gösterilene benzer şekilde, belirli bir süre ile minimum değerlerden maksimum değerlere değişir, B .

107. Tipik harici yük eğrileri

Toprağın mukavemeti ve kırılganlığı arttıkça bu dalgalanmaların genliği artar. Kesme işlemine, çalışma gövdesinin önünde, içinde (bir kova çalışma gövdesi ile) veya bunun boyunca (bir bıçak tahtası gövdesi ile) toprağın hareketi eşlik eder. Bu hareketlerin kesme ile birlikte kombinasyonuna kazma denir.

Toprağın kesmeye karşı direnci sadece toprak tipine ve kesici takımın parametrelerine bağlıdır, kazmaya karşı direnç ise Tablo 1'de yansıtılan geliştirme yöntemine (hafriyat makinesinin tipi) de bağlıdır.