Развитие строительной техники земляных работ.

Развитие строительной техники земляных работ.

 

Земляные работы, с которых обычно начинается строительство различных зданий и сооружений, являются одними из наиболее трудоёмких видов строительных работ и составляют значительный удельный вес во всём строительном процессе.

История производства земляных работ (копание и перемещение грунта) насчитывает многие тысячелетия. Первые земляные работы человека были связаны с постройкой жилищ, устройством укреплений и каналов для орошения полей, обеспечения плавания по рекам на плотах и простейших судах, производились крупные земляные работы по возведению плотин.

На протяжении многих столетий земляные работы выполнялись ручными методами Стремление механизировать трудоёмкие земляные работы послужило причиной к разработке различных инструментов и орудий, явившихся предшественниками современных землеройных машин. Наиболее старыми предшественниками, чем большинство других землеройных машин, являются одноковшовые экскаваторы, основные принципы рабочего оборудования которых были заложены в глубокой древности с момента применения ручной лопаты,

то есть, рычага с расположенной на его конце лопатой.

 

 

Рычажный черпак, подвешанный к треноге.

 

 

  

 

 

  Одним из первых одноковшовых экскаваторов, созданным в начале 16 века, была машина с ручным приводом и гибкой связью ковша, запроектированная Леонардо да Винчи в 1500-1514 г. Управление ковшом осуществлялось при помощи двух тросов и двух лебёдок.

Несмотря на то, что в проекте Леонардо да Винчи гениально была решена кинематическая схема и дано конструктивное решение экскаватора с оборудованием драглайна, это решение было осуществлено в первых одноковшовых экскаваторах, почти 500 лет спустя, в 1904-1905г. г.

В течение 16 и 17 веков в разных странах было изобретено и построено много различных экскаваторов, использующих мускульную силу человека или животных. К одному из них относится машина Белидора, работавшая в городе Тулоне. Она представляла собой плавучий экскаватор с рабочим оборудованием, состоящим из двух ковшей, насаженных на длинные рукояти и расположенных по бортам понтона.  В качестве двигателей на экскаваторе были использованы два беличьих колеса диаметром 6, 86 м и 3, 66 м.

Рабочие одновременно поворачивали оба колеса и с помощью тросов, управляемых мастером и юнгой, поднимали наполненный грунтом ковш и разгружали его. По завершению цикла работы ковшей, рабочие переходили в большом колесе в другую точку, для того, чтобы начать вращать колесо в обратную сторону, при этом рабочий ход совершался второй рукоятью с ковшом.

Ковши землечерпалки были сделаны очень прочными и обеспечивали работу экскаватора даже на каменистых грунтах. Ёмкость ковша обеспечивала заполнение грунтом до 0, 34 куб. м, производительность доходила до 87 куб. м грунта в день при глубине черпания до 2-х метров и 47 куб. м – при глубине до 8-9 м.

Плавучий 2-х ковшовый экскаватор Белидора.

 

 

 

 

В России первые землечерпательные машины с паровым двигателем появились в начале 19 века. Так, в 1804 году О. Бетанкуром был составлен проект Кронштадской машины, которая была построена на Ижорском заводе. Эта машина имела следующие технические характеристики: за 10 часов вынимала грунта 270 куб. м; глубина разработки составляла 7 м; мощность паровой машины 16 лошадиных сил.

Первые одноковшовые сухопутные экскаваторы – паровые лопаты были построены в США Отисом (в 1836г.).

Первые механические лопаты были закуплены в США и доставлены в Петербург летом 1842 г. Этими машинами было положено начало механизированных земляных работ на строительстве первой русской железнодорожной магистрали Петербург-Москва.

 

Первый конный грейдер.

 

 

 

  Виды и назначения земляных сооружений.

 

  Земляные работы относятся к наиболее трудоёмким и тяжёлым строительным работам, выполняемым в сложных условиях, зависящим от природно-климатических факторов, характеристик грунта, имеющейся застройки и т. д.

 

Земляными – называют работы по разработке грунта в выемках, его транспортирование (перемещение) и укладка в насыпи.

 Выемки и насыпи представляют собой земляные сооружения, которые в зависимости от их назначения и срока эксплуатации могут быть постоянными и временными

Постоянные земляные сооружения – плотины, дамбы, каналы, водохранилища и т. п. –  предназначены для длительной эксплуатации.

 

Временные земляные сооружения устраивают как необходимый элемент для последующих строительно-монтажных работ. К ним относятся котлованы и траншеи.

 

Котлованами называются выемки, ширина которых соизмерима с длиной и соотносятся в пропорции менее 1/10. Выработки, имеющие соотношение параметров более 1/10 называются траншеями.

 

Наклонные боковые поверхности выемок и насыпей называют откосами, а горизонтальные поверхности на откосах  – бермами.

Основными характеристиками выемок являются: ширина выемок по верху, по дну, глубина выемки а также угол откоса, характеризующийся коэффициентом откоса (m).

m = h / a

где h – глубина выемки или высота насыпи, a – заложение откоса.

 

Виды земляных сооружений.

 

 

 

а, б – траншеи с вертикальными стенками и с откосами; в – дамба; г – плотина; д – канал насыпи;

е – котлован под фундамент; ж – система котлованов под фундаменты колонн сооружения;

з – котлован под сооружение; и – подземные выработки (для штольни, трубы, канализационного коллектора, тоннеля); к – площадка; л – выемка для опускного колодца; м – буровая скважина;  

н – полувыемка-полунасыпь; о – подводная траншея; 1 – дно (траншеи, канала, котлована, опускного колодца); 2- боковая стенка траншеи;  3- боковой откос (канала, дорожной выемки, котлована, насыпи, плотины, дамбы); 4 – бровка; 5 – берма; 6- подошва; 7-водоотводной кювет.

 

Основные виды грунтов.

Различают следующие виды грунтов:

 

Пески – сыпучая смесь зёрен кварца и других минералов крупностью 0, 25 – 2 мм, образовавшаяся в результате выветривания горных пород. Подразделяются на пески: крупные, средней крупности, мелкие и пылеватые. Легко разрабатываются, хорошо пропускают воду, значительно уплотняются под нагрузкой, в своём большинстве являются хорошей основой для строительства, особенно если уровень грунтовых вод находится ниже уровня промерзания, характерного для данного региона.

 

Глинистые грунты, в свою очередь, подразделяются на супеси, суглинки и глины.

 

- Супеси – занимают промежуточное положение между глиной и песком. Это пески с примесью 5 - 10% глины.

 

- Суглинки – пески, содержащие 10-30 % глины. Суглинки делятся на лёгкие, средние и тяжёлые.

- Глины  –  горные породы, состоящие из чрезвычайно мелких частиц ( менее 0, 005 мм ), с небольшой примесью мелких песчаных частиц. Глина, слежавшаяся в течение многих лет, считается хорошим основанием для фундаментов.

 

- Лёссовидные грунты – макропористые грунты, обладающие видимыми невооружённым глазом порами. Они содержат более 50% пылевидных частиц при незначительном содержании глинистых и известковых частиц.

 Лёссовидные грунты при насыщении водой размокают и теряют

устойчивость.

 

- Плывуны – песчано-глинистые грунты, сильно насыщенные водой.

 

- Скальные грунты – сцементированные и спаянные породы,, залегающие в виде сплошного массива или трещиноватого слоя. По несущей способности являются хорошим основанием для фундаментов.

 

- Конгломераты – крупноблочные породы, содержащие более 50% обломков кристаллических или осадочных пород, несцементированных пород.

Как правило, несущая способность таких грунтов достаточно высокая.

 

   По степени влагосодержания различают грунты сухие (содержащие воды до 5%), влажные (от 5 до 30%) и мокрые (более 30%).

 

Вид и составы грунтов оказывают влияние на трудоёмкость их разработки

 

Развитие строительной техники земляных работ.

 

Земляные работы, с которых обычно начинается строительство различных зданий и сооружений, являются одними из наиболее трудоёмких видов строительных работ и составляют значительный удельный вес во всём строительном процессе.

История производства земляных работ (копание и перемещение грунта) насчитывает многие тысячелетия. Первые земляные работы человека были связаны с постройкой жилищ, устройством укреплений и каналов для орошения полей, обеспечения плавания по рекам на плотах и простейших судах, производились крупные земляные работы по возведению плотин.

На протяжении многих столетий земляные работы выполнялись ручными методами Стремление механизировать трудоёмкие земляные работы послужило причиной к разработке различных инструментов и орудий, явившихся предшественниками современных землеройных машин. Наиболее старыми предшественниками, чем большинство других землеройных машин, являются одноковшовые экскаваторы, основные принципы рабочего оборудования которых были заложены в глубокой древности с момента применения ручной лопаты,

то есть, рычага с расположенной на его конце лопатой.

 

 

Рычажный черпак, подвешанный к треноге.

 

 

  

 

 

  Одним из первых одноковшовых экскаваторов, созданным в начале 16 века, была машина с ручным приводом и гибкой связью ковша, запроектированная Леонардо да Винчи в 1500-1514 г. Управление ковшом осуществлялось при помощи двух тросов и двух лебёдок.

Несмотря на то, что в проекте Леонардо да Винчи гениально была решена кинематическая схема и дано конструктивное решение экскаватора с оборудованием драглайна, это решение было осуществлено в первых одноковшовых экскаваторах, почти 500 лет спустя, в 1904-1905г. г.

В течение 16 и 17 веков в разных странах было изобретено и построено много различных экскаваторов, использующих мускульную силу человека или животных. К одному из них относится машина Белидора, работавшая в городе Тулоне. Она представляла собой плавучий экскаватор с рабочим оборудованием, состоящим из двух ковшей, насаженных на длинные рукояти и расположенных по бортам понтона.  В качестве двигателей на экскаваторе были использованы два беличьих колеса диаметром 6, 86 м и 3, 66 м.

Рабочие одновременно поворачивали оба колеса и с помощью тросов, управляемых мастером и юнгой, поднимали наполненный грунтом ковш и разгружали его. По завершению цикла работы ковшей, рабочие переходили в большом колесе в другую точку, для того, чтобы начать вращать колесо в обратную сторону, при этом рабочий ход совершался второй рукоятью с ковшом.

Ковши землечерпалки были сделаны очень прочными и обеспечивали работу экскаватора даже на каменистых грунтах. Ёмкость ковша обеспечивала заполнение грунтом до 0, 34 куб. м, производительность доходила до 87 куб. м грунта в день при глубине черпания до 2-х метров и 47 куб. м – при глубине до 8-9 м.

123Следующая ⇒

Поделиться: