Augsnes attīstības metodes

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Būvniecības un kalnrūpniecības darbu laikā rakšana tradicionāli tiek veikta vienā no trim veidiem: griešana, hidromehāniskā sašķelšana un spridzināšana.

Inženieris izdara izvēli par labu konkrētai metodei, pamatojoties uz veicamā darba apjomu, grunts augsnes īpašībām, pieejamajiem attīstības tehniskajiem līdzekļiem utt.

Ja neliels ekskavators var viegli tikt galā ar pamatu bedres rakšanu lauku mājas celtniecībai, tad, veicot ieguvi, ir jāizmanto vesela virkne mašīnu un mehānismu. Turklāt lielākā daļa šo ražošanas līdzekļu nebūs tieši iesaistīti augsnes attīstībā. To mērķis ir apkalpot ražošanas procesu un nodrošināt darbības nepārtrauktību.

Augsnes raksturojums

Augsne ir zemes garozas augšējais slānis, ko veido laikapstākļi. Atkarībā no blīvuma un izcelsmes augsnes var klasificēt:

• Akmeņaina (šāda augsne ir izturīga pret mitrumu, stiepes izturība ir lielāka par 5MPa). Šajā kategorijā ietilpst granīts, kaļķakmens, smilšakmens.
• Daļēji akmeņains (stiepes izturība līdz 5 MPa). Piemēram: māls, ģipsis, merģelis.
• Rupja plastmasa - necementēti daļēji akmeņainu un cietu iežu fragmenti.
• Smilšainas (tās ir izkliedētas (līdz 2 milimetriem diametrā) iežu daļiņas).
• Māls (smalkas (0,005 milimetru diametrā) iežu daļiņas).

Augsnes manuāla izstrāde tranšejās ir diezgan darbietilpīgs process. Principā to nevar veikt, iegūstot akmeņus.

Augsnes sastāvā ietilpst cietās daļas, ūdens un dažādas gāzes (uzkrājas porās). Augsnes mitrums ir vērtība, kas raksturo šķidruma masas attiecību pret cieto vielu masu tilpuma vienībā. Tas var atšķirties plašā diapazonā, un tā vērtība var būt no viena (smiltis) līdz divsimt procentiem (dubļi rezervuāru apakšā).

Pamatā izstrādes procesā palielinās apjoms. Tas ir saistīts ar poru un dobumu veidošanos. Tilpuma izmaiņu lielumu raksturo irdināšanas koeficients (augsnes pirms darba aizņemtā tilpuma attiecība pret tilpumu, ko augsne aizņem pēc izstrādes). Laika gaitā irdinātās augsnes blīvums samazinās (dabisks sablīvējums). Ir iespējams arī veikt piespiedu augsnes sablīvēšanu, izmantojot smago celtniecības tehniku. Šādas augsnes blīvums tuvojas sākotnējam, lai gan nedaudz mazāks. Šo atšķirību var neņemt vērā, jo īpaši tāpēclaika gaitā, un tas pazudīs, un pati augsne pilnībā atjaunos savas īpašības (novecos).

Augsnes mehāniskās īpašības (galvenokārt izturība un spēja deformēties) ir atkarīgas no daļiņu savstarpējās saites sastāva un rakstura. Izstrādes laikā savienojumi tiek iznīcināti, blīvēšanas laikā tie tiek atjaunoti.

Attīstības samazināšana

Lai attīstītu augsni šādā veidā, tiek izmantotas zemes transportēšanas un zemes pārvietošanas mašīnas.

Darbības laikā griezējinstruments piedzīvo ļoti ievērojamas berzes un mehāniskās slodzes. Šādos apstākļos parastais konstrukcijas pacēlājs nekalpos ilgi. Tāpēc darba korpusa griešanas mala tiek pastiprināta ar metālkeramikas elementiem vai īpašiem tēraudiem. Kompozītmateriālu keramikas un metāla plāksnes ir visefektīvākās darbībā. Bet to izmaksas ir diezgan augstas. Tāpēc visbiežāk kausi tiek pastiprināti ar lodētiem elektrodiem, kas izgatavoti no nodilumizturīgiem sakausējumiem. Cita starpā šādam kausam ir pašasasināšanās efekts darbības laikā, jo kausa parastās tērauda daļas paātrinās nodilums.

Šādas mašīnas nogriež noteiktu augsnes slāni. Sagriezto masu ar speciālu konveijeru nogādā izgāztuvē vai uzreiz ielej pašizgāzējā transportēšanai uz karjeru vai citiem būvobjektiem. Rakšana ar ekskavatoru ietilpst šajā kategorijā.

Ekskavatoru veidi

Atkarībā no kausa konstrukcijas un parametriem ekskavatori tiek iedalīti šādos veidos:

• viena kausa;
• rotācijas un ķēdes (vairāku kausu);
• frēzēšana.

Visizplatītākais ir viena kausa ekskavators. Šāda veida mašīna ir daudzpusīga un tai ir ļoti laba manevrēšanas spēja. Optimālais lietderīgais kausa tilpums ir no 0,15 līdz 2 kubikmetriem. Rakšana ar ekskavatoru (vienkausu) ar masīvāku un ietilpīgāku kausu nav ekonomiski izdevīga, jo iekārtu hidraulikas un mehāniskās daļas bieži sabojājas lielas slodzes dēļ.

Arī atkarībā no piedziņas mehānisma zemes pārvietošanas mašīnas iedala kāpurķēžu un automobiļu. Ir arī tā sauktie staigājošie ekskavatori, kā arī pneimatiskie riteņu ekskavatori. Tomēr praksē šādas mašīnas ir ārkārtīgi reti sastopamas, ja tās vispār iekrīt acīs. Pat pieredzējuši celtnieki, un pat tad ne visi var lepoties, ka kādreiz ir strādājuši vienā objektā ar šāda veida mašīnām.

Lāpstas ekskavatora darbība

Šāda veida ekskavators var izrakt augsni gan sānos, gan taisni cauri. Pirmajā gadījumā ekskavators veic darbu pa kustības asi. Tajā pašā laikā augsne iekrīt kravas automašīnas aizmugurē, kas brauc no otras puses.

Otrajā gadījumā darbs tiek veikts ekskavatora priekšā, un transportlīdzekļi iekraušanai tiek baroti no aizmugures.

Ja nepieciešams veikt ievērojamu izrakumu lielā dziļumā, tad mehanizētai rakšanai nav alternatīvas. Viss darbs tiek veikts, izstrādājot vairākusposmi (līmeņi). Līmenis nepārsniedz konkrēta ekskavatora modeļa tehnoloģiskās iespējas rakšanas dziļuma ziņā.

Kausa darbība

Šis mašīnas veids ir lielisks nepārtrauktas darbības mehānisma piemērs. Tāpēc, protams, šāda ekskavatora veiktspēja ir par vienu pakāpi augstāka nekā parasto viena kausa mašīnu veiktspēja. Bet jāsaka, ka šādas iekārtas tiek izmantotas tikai liela mēroga objektu celtniecībā. Šāda veida tehnika ir absolūti nepiemērota rakšanai nelielā tranšejā: ļoti dārga apkope, ļoti augsts degvielas patēriņš.

Darba kausus var piestiprināt pie ķēdes vai rotora. Līdz ar to ekskavatoru nosaukums: ķēdes un rotācijas.

Šā tipa ekskavatorus var izmantot 2. grupas grunts izstrādē. Lai gan praksē ir gadījumi, kad šādas mašīnas viegli tika galā ar 1 … 3 grupu augsnēm. Augsnei jābūt samērā tīrai, bez lieliem akmeņiem un spēcīgiem celmiem.

Zemes pārvietošanas mašīnu izstrāde

Viena iekārta vienā darba ciklā veic iežu ieguvi, to pārvietošanu nelielos attālumos. Šajās mašīnās ietilpst skrāpji, greideri un buldozeri.

Skrāpji tiek izmantoti liela apjoma darbiem. Šīs mašīnas ir ļoti produktīvas, tās var izmantot 1 … 4 veidu augsnes apstākļos. Tomēr, neskatoties uz neticamo jaudu, skrāpis nevar tikt galā ar blīvām augsnēm. Tāpēc šādas augsnes vispirms ir jāatbrīvo. Vienā piegājienā šī iekārta var noņemtlīdz 320 milimetriem biezs augsnes slānis. Konkrētā vērtība ir atkarīga no jaudas, kausa formas un skrāpja modeļa.

Skrāpja kausa apakšdaļa ir aprīkota ar asmeni. Šis nav tas nazis, ar kuru lielākā daļa cilvēku virtuvē griež ēdienu. Šajā gadījumā tika uzmetināta nodilumizturīga un pašpastiprinoša Hadfīlda tērauda sloksne.

Buldozeri tiek izmantoti darbam nelielos dziļumos un lielos attālumos. Tāpat šāda veida mašīna tiek izmantota bedru dibenu tīrīšanai un izlīdzināšanai, kuru izstrādi veica lielie ekskavatori.

Buldozers pārvietojas pa līmeņiem līdz dziļumam. Līmeņa dziļums ir vienāds ar slāņa izmēru, ko iekārta var noņemt vienā piegājienā. Ir ļoti svarīgi, lai buldozera darba kustība tiktu veikta uz nogāzes. Tas ļaus nedaudz izlādēt barošanas blokus un samazināt aprīkojuma atteices iespējamību.

Greideriem ir maza jauda un potenciāls. Tos galvenokārt izmanto dekoratīviem darbiem: uzbērumiem un nogāzēm, plānošanas darbiem.

Hidromehāniskās izstrādes apraksts un apjoms

Šajā gadījumā augsnes manuāla attīstība nav iespējama. Tomēr, tāpat kā ar zemes pārvietošanas mašīnu izmantošanu. Darbības joma ir ļoti plaša: no mākslīgo ūdenskrātuvju izveides līdz ceļu būvniecībai. Tehnoloģija arī ļauj rekultivēt teritorijas dzīvojamo un rūpniecības attīstībai purvainajos un piekrastes apgabalos, kas ir pakļauti plūdiem. Visi procesi ir mehanizēti. Šī rakšanas metode prasaizveidojot īpašu infrastruktūru, kas liek to izmantot tikai ar ļoti lieliem gaidāmo darbu apjomiem.

Hidromehāniskā izstrāde, izmantojot hidromonitorus

Šīs izstrādes metodes būtība ir šāda: augsne tiek izskalota ar ūdens strūklu zem augsta spiediena (apmēram 15 MPa). Iegūtā dūņu masa (profesionāļu slengā - celuloze) sākotnēji uzkrājas starptvertnēs, un no turienes tā tiek sūknēta pa cauruļvadu uz pareizo vietu.

Laika gaitā mitrums pilnībā iztvaiko, un veidojas blīvs augsnes slānis. Ja to noblietē ar rullīti, tad šāda grunts kļūst diezgan piemērota sakaru līniju (ceļu un dzelzceļu) izbūvei.

Šīs metodes lielā tehnoloģiskā priekšrocība ir spēja attīstīt gandrīz jebkuras sarežģītības kategorijas augsnes.

Hidromehāniskā attīstība, izmantojot sūkšanas bagarkuģus

Veicot darbus pie rezervuāru dibena, manuāla rakšana, kā arī izmantojot tradicionālās zemes rakšanas mašīnas, ir izslēgta. Nepieciešami īpaši kuģi.

Bagarēšanas lādiņš ir peldošs kuģis, kas aprīkots ar speciālu aprīkojumu. Spēcīgs sūknis izsūknē erodēto augsni no rezervuāra dibena un transportē to pa cauruļvadu vai nu kuģa tilpnē, vai palīgtransporta kuģi, vai arī izmet ar spēcīgu strūklu tālu no rakšanas vietas.

Līdzīgi sūkšanas zemessūcēji ir atraduši pielietojumu kuģu kuģu ceļu padziļināšanā un attīrīšanā sekla ūdens apstākļos, padziļinot upes, lai nodrošinātunepārtraukta navigācija, kā arī dimantu ieguve no okeānu šelfa.

Pa cauruli tiek iesūkta augsnes masa. Dūņu un mīkstas augsnes atsūkšanai caurule nav aprīkota ar papildu riperi. Pēdējā klātbūtne ir nepieciešama, veidojot blīvas augsnes. Saskaņā ar izstrādes sarežģītību šī metode ir vadībā. Speciālā transporta ekspluatācija un uzturēšana, tā novietošana ostas akvatorijā ir ļoti dārga. Ir augstas prasības apkalpojošā personāla kvalifikācijai.

Sasalušu augšņu attīstība

Attīstībai mūžīgā sasaluma apstākļos, kā arī akmeņainu iežu attīstībai tiek izmantoti spēcīgi virzīti sprādzieni. TNT, amonītu un nodevas var izmantot kā sprāgstvielas.

Sprādzienbīstamus lādiņus var novietot gan uz virsmas, gan dziļi iepriekš izurbtos caurumos vai dabīgos dobumos.

Tā saucamās urbuma maksas tiek izmantotas lielas baseina platības izveidē, kā arī grunts izgāšanai. Iepriekš izurbtajās akās tiek uzstādīti sprādzienbīstami lādiņi. Minimālais urbuma diametrs ir 200 mm. Lai palielinātu lādiņu iznīcinošo spēku, urbumus no ārpuses pārklāj ar smiltīm vai smalkiem akmeņiem (veidojas, urbjot akas).

Shpurovye lādiņi tiek izmantoti, ja nepieciešams izrakt nelielu augsnes daudzumu. To var veikt gan atklātā ieguvē, gan pazemes ieguvē. Caurumi ir sava veida čaumalas. Ar diametru 25līdz 75 milimetriem. Tie ir piepildīti ar sprāgstvielām ne vairāk kā par divām trešdaļām. Atlikušo telpu piepilda ar akmeni (lai uztvertu virzītu sprādziena vilni un panāktu vislielāko labvēlīgo efektu).

Kambara maksas. Šo lādiņu veidu izmanto, ja nepieciešams izrakt ievērojamus augsnes apjomus ar mērķētu izmešanu. Metodes būtība ir šāda. Darba zonā ir aprīkotas vertikālas akas vai horizontālie tuneļi, kuru sienās tiek urbti aklie caurumi lādiņu novietošanai. Pēc sprāgstvielu uzlikšanas ieejas un akas tiek pārklātas ar augsni (tas ļauj palielināt sprādziena jaudu). Izmešanas virzienu nodrošina nevienmērīgs sprāgstvielas novietojums. Tātad vienā pusē var būt vairākas reizes vairāk urbumu lādiņiem. Arī šim nolūkam var izmantot sprādzienu neatbilstību.

Tā saukto rievoto lādiņu galvenokārt izmanto augsnes attīstībā mūžīgā sasaluma apstākļos. Diez vai ir iespējams veikt šādas klints mērķētu atbrīvošanu. Bet atbrīvot to, lai nākotnē to varētu noņemt ar buldozeru vai ekskavatoru, ir diezgan reāli. Šim nolūkam tiek izmantots instruments, kas pēc darbības principa un pēc izskata atgādina metāla diska griezēju. Tikai, protams, šādam rīkam ir daudz lielāks izmērs. Šāds griezējs izgriež savdabīgas rievas zemē līdz 2,5 metru attālumā vienu no otras. Sprāgstviela netiek ievietota katrā rievā, bet gan pa vienu - doba nepiepildīta telpa darbojas kā kompensators. sprādziena vilnissasmalcina augsni, un tā virzās uz dobumu. Šādi darbi prasa rūpīgu sagatavošanos un detalizētu projekta izpēti.