Разработка грунта скреперами

Разработку грунта скреперами проводят при отрывке котлованов и планировке поверхностей

Основные землеройно-транспортные машины -скреперы и бульдозеры, которые за один цикл разрабатывают грунт, перемещают его, разгружают в насыпь и возвращаются в забой порожняком. Скреперы-наиболее высокопроизводительные -землеройно-транспортные машины. Эксплуатационные возможности позволяют использовать их при отрывке котлованов и планировке поверхностей.В настоящее время применяют прицепные ( с объемом ковша 3,7 и 8 м³), полуприцепные (4,5 м³) и самоходные (8,15 и 25 м³) скреперы.

Внешний вид скрепера

Применение прицепных и полуприцепных скреперов наиболее эффективно при транспортировке грунта на расстояние до 1000 м, а самоходных-до 3000 м. Скреперами ведут разработку, транспортировку и укладку грунтов I и II групп по трудности разработки ( песчаных, супесчаных, лессовых, суглинистых, глинистых и др., не имеющих валунов, с примесью гальки и щебня в объеме не более 10%).

Более плотные грунты необходимо предварительно рыхлить.Полный цикл работы скрепера состоит из набора грунта, движения нагруженного скрепера, разгрузки ковша и движения порожнего скрепера. Скрепер, снимает ковшом стружку грунта толщиной 0,12…0,35 и шириной 1,65…2,75 м ( для скреперов с объемом ковша 3…8 м³).Толщина отсыпаемого слоя 0,35…0,5 м.

Для обеспечения равномерной толщины отсыпаемого грунта ковш разгружают только при движении скрепера. Длину пути наполнения ковша скрепера грунтом Lп определяют по формуле : Lп=qKн/(bh1 Kp), где q-вместимость ковша , м3; Кн-коэффициент наполнения ковша (0,8-для песчаных и 1 для сунлинистых и глинистых грунтов ); b-ширина срезаемого слоя ,м;h1-толщина срезаемого слоя ( стружки), м; Кр-коэффициент разрыхления грунта.
Длина пути разгрузки Lp=qKн/(bh2), где h2-толщина укладываемого слоя, м.

Набор грунта производят при прямолинейном движении скрепера.Для увеличения толщины стружки, сокращения времени и пути наполнения ковша применяют тракторы -толкачи, число которых зависит от типа скреперов, вместимости ковша и дальности транспортировки ( 1 толкач на 2…16 скреперов). Длина пути наполнения ковша при совместной работе скрепера и толкача в супесчаных и суглинистых грунтах сокращается до 10…12 м, в глинистых до 15…18 м при нормальной длине пути наполнения 22…26 м; при этом толщина стружки увеличивается на 20…25 %.

Трактор-толкач необходим при разработке плотных и тяжелых грунтов, когда не хватает усилия тягача скрепера при наборе грунта.Скреперы набирают грунт ( в зависимости от его вида ) различными способами.

Рисунок-1. Способы срезания стружки грунта скреперами

а-постоянной толщины; б-клиновой ( общий); в-гребенчатый; г-клевковый

Способ набора грунта постоянной толщины тонкой прямой стружкой ( рис-1,а) применяют на любых связных грунтах при работе под уклон; клиновой ( рис-1,б), то есть с переменной толщиной стружки -при разработке любых связных грунтов на горизонтальных участках; гребенчатый ( рис-1,в) с переменным заглублением и выглублением ковша -при разработке сухих суглинистых и глинистых грунтов на горизонтальных участках;

клевковый ( рис-1,г) с переменным заглублением ковша скрепера на возможно большую глубину и последующим полным выглублением ( разновидность гребенчатого способа) -при разработке сухих песчаных и супесчаных грунтов на горизонтальных и наклонных участках.Последовательность скреперных проходок может быть разнообразна, но в практике чаще всего используют схемы разработки грунта последовательными проходками ( полоса рядом с полосой ), проходками через полосу и ребристо-шахматными проходками( рис-2).

Рисунок-2. Схема скреперных проходок

а-последовательная( полоса рядом с полосой); б-через полосу; в-ребристо-шахматная ; I….IV-ряды проходок; 1….28-проходки.

Разработка по схеме » полоса рядом с полосой » не рациональна из-за потерь грунта в виде боковых валиков. Разработка грунта проходками через полосу и по ребристо-шахматной схемам уменьшает рассыпание при резании и способствует улучшению наполнения ковша. В зависимости от характера возводимого сооружения, взаимного расположения мест разработки и укладки грунта, а также от местных условий применяют следующие траетории движения скреперов: эллиптическую, спиральную, восьмеркой , зигзагообразную, челночно-поперечную и челночно-продольную ( рис-3).

Рисунок-3. Траектория движения скреперов

а-эллипс; б-спираль; в-восьмерка; г-зигзаг; д-челночно-поперечная; е-челночно-продольная

Эллиптическая схема наиболее простая и применяется в большинстве случаев при планировочных работах в промышленном и гражданском строительстве. Наибольший эффект имеет при возведении насыпей или разработке выемок на линейно-протяженном строительстве с высотой насыпи или глубиной выемок не более 2 м, когда не требуется устройство выездов и съездов.

Спиральная схема -разновидность эллиптической, применяется при возведении широких насыпей из двухсторонних резервов или широких выемок высотой или глубиной до 2,5 м. Так же, как и эллиптическая, она не требует устройства съездов и выездов. Поскольку отсыпка грунта производится перпендикулярно оси возводимого сооружения, сокращается дальность транспортировки и увеличивается производительность.Схема движения скрепера по «восьмерке» применяется при тех же условиях, что и эллиптическая.

Отличием является то, что скрепер при движении по восьмерке чередует правые и левые повороты , что улучшает технико-эксплуатационные показатели и почти вдвое сокращает время на повороты, тем самым повышая производительность скрепера на 3…5 %.Схему движения скрепера по зигзагу применяют при возведении насыпей высотой до 6 м из резервов по длине захвата 200 м и более.

При этом уменьшается число поворотов и дальность возки грунта и повышается производительность скрепера по сравнению с эллиптической схемой до 15 %. Челночно-поперечную схему применяют при возведении насыпей высотой менее 1,5 м при работе из двухсторонних резервов. Движение скреперов по челночно-поперечной схеме аналогично движению по эллиптической. По сравнению с эллиптической схемой производительность скрепера выше на 20…25%.

Челночно-продольная схема движения скреперов применяется при возведении насыпей до 5…6 м с заложением откосов не круче 1/2 с транспортировкой грунта из двухсторонних резервов. При этой схеме холостой пробег скрепера сокращается до минимума.при вертикальной планировке площадей рекомендуется эллиптическая, спиральная и челночно-поперечная схемы движения скреперов. Скреперные работы следует производить в две смены.

Сменную эксплуатационную производительность скрепера Пэ(в м³) определяют по формуле:

Пэ=Тсм 60·qКн ·Кв· Кр· Тц,

где Тсм-продолжительность смены , ч; 60-число минут в часе; q-геометрическая вместимость ковша,м³; Кн-коэффициент наполнения ковша ( для песка -0,8; для суглинка и глины -1); Кв-коэффициент использования сменного времени (0,8…0,9); Кр-коэффициент разрыхления грунтаа в ковше скрепера( для песка 1,12; для суглинка и глины -1,35); Тц-продолжительность цикла скрепера, мин;

Продолжительность цикла скрепера Тц определяют по формуле:

Тц=Lн/Vн+Lгр/Vгр+Lp/Vp+Lп/Vп+Тп,

где L-длина пути наполнения ковша ,м; Vн-скорость движения при наполнении ковша, м/мин; Lгр-длина пути груженого скрепера,м; Vгр-скорость движения груженого скрепера,м/мин;(Vгр=0,5…0,75Vмакс);Lр-длина пути разгрузки,м; Vp-скорость движения скрепера при разгрузке ковша,м/мин (Vp=0,75Vмакс); Lп-длина пути порожнего скрепера, м; Vп-скорость движения порожнего скрепера,м/мин; Тп-время, затрачиваемое на переключение передач, повороты и др.(1…2 мин).

Тяжелые грунты, а также грунты с примесями, разработка которых затруднена, предваоительно рыхлят на толщину срезаемой стружки.Для рыхления применяют рыхлители-навесное или прицепное оборудование к гусеничному трактору