Рыхление грунтов

  • Разработка выемок бульдозерами
  • Разработка выемок скреперами
  • Разработка выемок экскаваторами
  • В соответствии с проектом вертикальной планировки и ППР после приемки генподрядчиком разбивочных работ приступают к производству земляных работ. В случае надобности предварительно разрыхляют плотные связные грунты и культурный слой, щебенистые, гравийно-галечные и аналогичные им горные породы, а также мерзлые грунты. В городских условиях культурный слой является очень плотным.
    В зависимости от плотности, влажности и требуемой глубины рыхления грунтов в последнее время чаще всего используют навесные рыхлители к тракторам класса тяги 100 кН. Конструкции навесных рабочих органов могут быть различные. Для рыхления щебенистых и гравелистых грунтов (по трудности разработки III, IV группы) применяют мощные тракторы класса тяги не менее 150 кН, при этом глубина рыхления не превышает 0,3— 0,35 м. Число зубьев снижают до двух (рис. 12.1), а нередко до одного, чтобы не заглох двигатель. При трех зубьях ширина полосы рыхления составляет не более 1,5 м, при одном зубе ширина полосы рыхления 0,07— 0,1 м. Между зубьями расстояние принимают 0,7—0,85 м, реже 1 м. Скорость движения рыхлителя в рабочем состоянии большей частью не превышает 3,5—5 км/ч [1].
    Очень плотные щебенистые и скальные горные породы (V группа) разрыхляют навесным рыхлителем, смонтированным на базе более мощного трактора ДЭТ-250. Глубина рыхления достигает 0,5—0,7 м. Машины этого типа эффективны и при рыхлении мерзлых грунтов. При глубине промерзания до 25 см (по опыту пермской дорожной организации) грунт разрыхляют бульдозером (базовый трактор Т-100М), к которому позади отвала болтами крепится зуб длиной 600 мм. Производительность бульдозера при этом увеличивается на 15%. При большей толщине мерзлого слоя в Омске рыхление осуществляют роторными экскаваторами типа ЭР-А производительностью 330 м3/ч путем нарезания продольных траншей шириной 1,2 м и глубиной 1,5—2 м.
    Вначале экскаватор нарезает первую траншею, затем на расстоянии 1,2 м от первой — вторую, засыпая вынутым грунтом первую траншею. Третью траншею нарезают на таком же расстоянии от второй и одновременно засыпают вторую траншею. Четвертую траншею нарезают на перемычке между первой и второй траншеями и т. д. В результате существенно повышается производительность работ и удешевляется их стоимость на 20 %.
    При разработке горных пород V группы и мерзлой грунтовой толщи применение мощных рыхлителей позволяет снизить стоимость рыхления на 50 % по сравнению с буровзрывным способом и особенно с применением рыхлителей ударного действия.
    Рациональное использование рыхлителя зависит не только от свойств грунтов, их состояния и мощности двигателя бульдозера, а также от расположения зубьев самого рыхлителя. Возможно не менее 7 вариантов их положения относительно трактора [1], что существенно отражается на его производительности (рис. 12.2). Примером одного из вариантов является рыхлитель, на стойке которого смонтировано два зуба —передний и задний (рис. 12.3). Передний рыхлящий зуб расположен выше заднего и вынесен вперед по направлению движения базового трактора типа Т-130, ДЭТ-250 и др. Важное значение имеет и расстояние между зубьями по горизонтали. Исходным условием для его выбора является свободный скол грунта задним зубом, чтобы тыльная поверхность переднего зуба не взаимодействовала с грунтом, разрушенным задним зубом.


    Применение бульдозеров и скреперов более эффективно, если грунты III, и даже IV, группы частично разрыхлены, т. е. сделаны прорези без поднятия пластов, что облегчает заполнение ковша.
    Однако в северных районах с низкой температурой мерзлого грунта (ниже —5°С) иногда вынуждены применять рыхлители ударного действия ступенчатой формы (рис. 12.4). При погружении рыхлителя вначале соприкасается с разрыхляемой средой конусный наконечник с углом заострения а. В дальнейшем со средой взаимодействует ступенчатая часть рыхлителя. Наличие на нем уступа обеспечивает свободное дальнейшее погружение конусного клина, так как благодаря выточкам частично устраняется трение о боковые стенки разрыхляемого материала [1].
    Технологическая схема разрыхления мерзлого грунта и горной породы пониженной прочности представлена на рис. 12.5. Длина захватки при рыхлении определяется естественной влажностью и скоростью укладки грунтов в тело насыпи, а также погодными условиями. Если эта влажность выше оптимальной, то при солнечной погоде надо увеличить длину захватки. При влажности меньшей оптимальной стремятся как можно быстрее уложить грунт в насыпь. Таким образом, объем разрыхленного грунта не должен превышать сменной производительности звена бульдозеров во избежание пересыхания грунта в сухое время и переувлажнения — в дождливое. При дождливой погоде рыхление начинают всегда с низового участка, обеспечивая сброс поверхностной воды.
    При структурных грунтах с естественной влажностью, близкой к оптимальной, требуется всего один проход. При вязких или очень плотных связных, а также щебенистых грунтах требуется несколько проходов рыхлителя по одному следу.


    Строительство дорог