Metody rozwoju gleby

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

W trakcie prac budowlanych i wydobywczych, wykopy są tradycyjnie prowadzone na jeden z trzech sposobów: cięcie, szczelinowanie hydromechaniczne i wysadzanie.

Inżynier dokonuje wyboru na korzyść konkretnej metody w oparciu o ilość pracy do wykonania, rodzaj gleby, dostępne techniczne środki zagospodarowania itp.

Jeżeli mała koparka bez problemu poradzi sobie z kopaniem wykopu pod budowę wiejskiego domu, to przy wydobyciu niezbędne jest zastosowanie całej gamy maszyn i mechanizmów. Co więcej, większość tych środków produkcji nie będzie bezpośrednio zaangażowana w rozwój gleby. Ich celem jest obsługa procesu produkcyjnego i zapewnienie ciągłości działania.

Charakterystyka gleb

Gleba to górna warstwa skorupy ziemskiej utworzona przez zwietrzałe skały. W zależności od gęstości i pochodzenia gleby można podzielić na:

• Skalista (taki grunt jest odporny na wilgoć, wytrzymałość na rozciąganie jest większa niż 5MPa). Ta kategoria obejmuje granit, wapień, piaskowiec.
• Częściowo skaliste (wytrzymałość na rozciąganie do 5 MPa). Na przykład: glina, gips, margiel.
• Gruboklastyczny - nie zacementowane fragmenty skał półskalistych i twardych.
• Piaszczyste (są rozproszone (o średnicy do 2 milimetrów) cząstki skał).
• Glina (drobne (o średnicy 0,005 milimetra) cząstki skały).

Ręczne zagospodarowywanie gleby w wykopach jest dość pracochłonnym procesem. W zasadzie nie można tego przeprowadzić podczas wydobywania skał.

Skład gleby obejmuje części stałe, wodę i różne gazy (gromadzą się w porach). Wilgotność gleby to wartość charakteryzująca stosunek masy cieczy do masy ciał stałych na jednostkę objętości. Może zmieniać się w szerokim zakresie i może przyjmować wartość od jednego (piasek) do dwustu procent (muł na dnie zbiorników).

Ground w procesie rozwoju zwiększa objętość. Wynika to z tworzenia się porów i ubytków. Wielkość zmiany objętości charakteryzuje się współczynnikiem spulchniania (stosunek objętości zajmowanej przez glebę przed pracą do objętości, jaką zajmuje gleba po rozwinięciu). Z biegiem czasu zmniejsza się gęstość spulchnianej gleby (naturalne zagęszczenie). Możliwe jest również wymuszone zagęszczanie gruntu przy użyciu ciężkiego sprzętu budowlanego. Gęstość takiej gleby jest zbliżona do oryginału, choć nieco mniejsza. Tę różnicę można pominąć, zwłaszcza żez czasem i zniknie, a sama gleba całkowicie przywróci swoje właściwości (zestarze się).

Właściwości mechaniczne gruntów (przede wszystkim wytrzymałość i zdolność do odkształceń) zależą od składu i charakteru wiązania między cząstkami. Podczas rozwoju połączenia są niszczone, podczas zagęszczania są przywracane.

Rozwój cięcia

Do zagospodarowania gleby w ten sposób wykorzystywane są maszyny do transportu ziemi i robót ziemnych.

Podczas pracy narzędzie tnące podlega bardzo dużym obciążeniom mechanicznym i tarciowym. W takich warunkach konwencjonalny wciągnik budowlany nie wytrzyma długo. Dlatego krawędź tnąca korpusu roboczego jest wzmocniona elementami cermetalowymi lub stalami specjalnymi. Najbardziej wydajne w eksploatacji są kompozytowe płyty ceramiczno-metalowe. Ale ich koszt jest dość wysoki. Dlatego najczęściej wiadra są wzmacniane lutowanymi elektrodami wykonanymi ze stopów odpornych na zużycie. Łyżka taka ma między innymi efekt samoostrzenia podczas pracy ze względu na przyspieszone zużycie zwykłej stalowej części łyżki.

Takie maszyny wycinają określoną warstwę gleby. Pociętą masę transportuje się specjalnym przenośnikiem na wysypisko lub od razu wsypuje do wywrotki w celu przetransportowania do kamieniołomu lub innych placów budowy. Wykopy za pomocą koparki należą do tej kategorii.

Rodzaje koparek

W zależności od konstrukcji i parametrów łyżki koparki dzielą się na następujące typy:

• pojedyncze wiadro;
• obrotowe i łańcuchowe (wiele łyżek);
• frezowanie.

Najpopularniejszy jest typ koparki jednołopadłowej. Ten typ maszyny jest wszechstronny i ma bardzo dobrą manewrowość. Optymalna użyteczna objętość wiadra wynosi od 0,15 do 2 metrów sześciennych. Wykopy koparką (pojedynczą łyżką) z bardziej masywną i pojemną łyżką nie są ekonomicznie wykonalne, ponieważ hydraulika i części mechaniczne sprzętu często zawodzą z powodu dużych obciążeń.

Ponadto, w zależności od mechanizmu napędowego, maszyny do robót ziemnych dzielą się na gąsienicowe i samochodowe. Istnieją również tzw. koparki kroczące, a także pneumatyczne koparki kołowe. Jednak w praktyce takie maszyny są niezwykle rzadkie, jeśli kiedykolwiek wpadną w oko. Nawet doświadczeni budowniczowie, a nawet wtedy nie wszyscy mogą się pochwalić, że kiedykolwiek pracowali w tym samym zakładzie z tego typu maszynami.

Obsługa koparki łopatowej

Ten typ koparki może kopać ziemię zarówno z boku, jak i na wprost. W pierwszym przypadku koparka wykonuje pracę wzdłuż osi ruchu. W tym samym czasie ziemia opada na tył ciężarówki, która podjeżdża z drugiej strony.

W drugim przypadku praca odbywa się przed koparką, a pojazdy do załadunku są podawane od tyłu.

Jeżeli potrzebujesz wykonać znaczne wykopy na dużej głębokości, nie ma alternatywy dla wykopów zmechanizowanych. Wszystkie prace prowadzone są poprzez opracowanie kilkuetapy (poziomy). Poziom nie przekracza możliwości technologicznych konkretnego modelu koparki pod względem głębokości wykopu.

Operacja wiadro-wiadro

Ten typ maszyny jest doskonałym przykładem mechanizmu ciągłego działania. Dlatego oczywiście osiągi takiej koparki są o rząd wielkości wyższe niż osiągi konwencjonalnych maszyn jednołopadłowych. Należy jednak powiedzieć, że taki sprzęt jest używany tylko przy budowie obiektów na dużą skalę. Tego typu sprzęt absolutnie nie nadaje się do kopania w małym wykopie: bardzo kosztowna konserwacja, bardzo wysokie zużycie paliwa.

Wiadra robocze można zamocować na łańcuchu lub na wirniku. Stąd nazwa koparek: łańcuchowa i obrotowa.

Ten typ koparki może być używany do zagospodarowania gleby grupy 2. Chociaż w praktyce zdarzają się przypadki, gdy takie maszyny z łatwością radzą sobie z glebami o 1 … 3 grupach. Gleba powinna być stosunkowo czysta, bez dużych kamieni i potężnych pniaków.

Rozwój maszyn do robót ziemnych

Jedna maszyna w jednym cyklu roboczym wykonuje wydobywanie skały, jej przemieszczanie na krótkie odległości. Maszyny te obejmują zgarniacze, równiarki i spycharki.

Skrobaczki są używane do prac na dużą skalę. Maszyny te są bardzo wydajne, można je stosować w warunkach glebowych 1 … 4 typów. Jednak pomimo niesamowitej mocy zgarniacz nie radzi sobie z gęstymi glebami. Dlatego takie gleby należy najpierw poluzować. W jednym przejściu ta maszyna może usunąćwarstwa gleby o grubości do 320 milimetrów. Konkretna wartość zależy od mocy, kształtu łyżki i modelu zgarniacza.

Dno łyżki zgarniacza jest wyposażone w ostrze. To nie jest nóż, którego większość ludzi używa do krojenia jedzenia w kuchni. W tym przypadku został przyspawany pasek z odpornej na ścieranie i samowzmacniającej stali Hadfielda.

Spychacze są używane do pracy na płytkich głębokościach i na duże odległości. Również tego typu maszyna służy do czyszczenia i wyrównywania dna wykopów, których zagospodarowanie wykonywały duże koparki.

Do głębokości buldożer przesuwa się przez poziomy. Głębokość warstwy jest równa wielkości warstwy, którą maszyna może usunąć w jednym przejściu. Bardzo ważne jest, aby ruch roboczy spychacza odbywał się na zboczu. Umożliwi to pewne rozładowanie jednostek napędowych i zminimalizuje prawdopodobieństwo awarii sprzętu.

Równiarki mają niską moc i potencjał. Wykorzystywane są głównie do prac dekoracyjnych: nasypów i skarp, prac planistycznych.

Opis i zakres rozwoju hydromechaniki

W tym przypadku ręczne zagospodarowanie gleby nie wchodzi w rachubę. Jednak jak w przypadku maszyn do robót ziemnych. Zakres jest bardzo szeroki: od tworzenia sztucznych zbiorników po budowę dróg. Technologia umożliwia również rekultywację terenów pod zabudowę mieszkaniową i przemysłową na terenach bagiennych i nadmorskich narażonych na powodzie. Wszystkie procesy są zmechanizowane. Ta metoda wykopalisk wymagastworzenie specjalnej infrastruktury, która sprawia, że wskazane jest korzystanie z niej tylko przy bardzo dużych nadchodzących nakładach pracy.

Rozwój hydromechaniczny z wykorzystaniem hydromonitorów

Istota tej metody zagospodarowania jest następująca: gleba jest wypłukiwana strumieniem wody pod wysokim ciśnieniem (około 15 MPa). Powstała masa błotna (w żargonie fachowców - pulpa) początkowo gromadzi się w zbiornikach pośrednich, a stamtąd jest przepompowywana rurociągiem we właściwe miejsce.

Z biegiem czasu wilgoć całkowicie odparowuje i tworzy się gęsta warstwa gleby. Jeśli zostanie zagęszczony za pomocą wałka, wówczas taka gleba staje się całkiem odpowiednia pod budowę linii komunikacyjnych (dróg i linii kolejowych).

Wielką zaletą technologiczną tej metody jest możliwość zagospodarowania gleb o niemal każdej kategorii złożoności.

Rozwój hydromechaniczny z wykorzystaniem pogłębiarek ssących

Podczas wykonywania prac na dnie zbiorników nie można wykonywać wykopów ręcznych, a także przy użyciu tradycyjnych maszyn do robót ziemnych. Potrzebne są specjalne naczynia.

Pocisk pogłębiający to pływająca jednostka wyposażona w specjalny sprzęt. Potężna pompa pompuje zerodowaną glebę z dna zbiornika i transportuje ją rurociągiem do ładowni statku lub pomocniczego statku transportowego lub wyrzuca ją silnym strumieniem daleko od miejsca wykopu.

Podobne pogłębiarki ssące znalazły zastosowanie w pogłębianiu i oczyszczaniu torów wodnych statków w płytkiej wodzie, pogłębiając rzeki w celu zapewnienianieprzerwaną nawigację, a także wydobycie diamentów z szelfów oceanów.

Masa gleby jest zasysana przez rurę. Do odsysania mułu i miękkiego gruntu rura nie jest wyposażona w dodatkowy zrywak. Obecność tych ostatnich jest konieczna przy tworzeniu gęstych gleb. W zależności od złożoności rozwoju ta metoda jest w czołówce. Eksploatacja i utrzymanie transportu specjalnego, jego parkowanie na wodach portowych jest bardzo kosztowne. Istnieją wysokie wymagania dotyczące kwalifikacji personelu serwisowego.

Rozwój zamarzniętych gleb

Do rozwoju w warunkach wiecznej zmarzliny, a także do rozwoju skał skalistych, wykorzystywane są potężne, ukierunkowane eksplozje. TNT, amonit i myto mogą być używane jako materiały wybuchowe.

Pociski wybuchowe można umieszczać zarówno na powierzchni, jak i głęboko w wywierconych wcześniej otworach lub w naturalnych zagłębieniach.

Tak zwane ładunki wiertnicze są wykorzystywane do zagospodarowania dużej powierzchni basenu, a także do zwałowania ziemi. Wybuchowe pociski są instalowane we wstępnie wywierconych studniach. Minimalna średnica otworu wiertniczego wynosi 200 mm. Aby zwiększyć siłę niszczącą ładunków, otwory zasypywano od zewnątrz piaskiem lub drobną skałą (powstałą podczas wiercenia studni).

Szpurovye są używane, gdy konieczne jest wykopanie niewielkiej ilości gleby. Możliwe do realizacji zarówno w górnictwie odkrywkowym, jak i podziemnym. Dziury to rodzaj muszli. Mają średnicę 25do 75 milimetrów. Są wypełnione materiałami wybuchowymi maksymalnie w dwóch trzecich. Pozostała przestrzeń jest wypełniona kamieniem (aby otrzymać ukierunkowaną falę uderzeniową i osiągnąć jak największy korzystny efekt).

Opłaty komorowe. Ten rodzaj wsadu stosuje się, gdy konieczne jest wykopanie znacznych objętości gruntu za pomocą wyrzutu ukierunkowanego. Istota metody jest następująca. W obszarze roboczym znajdują się pionowe studnie lub poziome tunele, w ścianach których wiercone są ślepe otwory do układania ładunków. Po ułożeniu materiałów wybuchowych sztolnie i studnie są zasypywane ziemią (pozwala to zwiększyć siłę wybuchu). Kierunek wyrzutu zapewnia nierównomierne ułożenie materiału wybuchowego. Czyli z jednej strony może być kilka razy więcej otworów pod ładunki. Również w tym celu można wykorzystać niedopasowanie wybuchów.

Tak zwany ładunek szczelinowy jest stosowany głównie w rozwoju gleby w warunkach wiecznej zmarzliny. Ukierunkowane uwolnienie takiej skały jest prawie niemożliwe. Ale poluzowanie go, aby w przyszłości można go było usunąć za pomocą spychacza lub koparki, jest całkiem realistyczne. W tym celu stosuje się narzędzie, które zgodnie z zasadą działania i wyglądem przypomina przecinak tarczowy do metalu. Tylko oczywiście takie narzędzie ma znacznie większy rozmiar. Taki frez wycina w ziemi osobliwe rowki w odległości do 2,5 metra od siebie. Ładunek nie jest umieszczany w każdym rowku, ale przez jeden - pusta, niewypełniona przestrzeń działa jak kompensator. fala uderzeniowamiażdży glebę i przesuwa się w kierunku wnęki. Takie prace wymagają starannego przygotowania i szczegółowego przestudiowania projektu.