Строительные машины

     Пневматические  вибраторы просты по конструкции, надежны и эффективны в работе, имеют малую массу и большой срок службы, электробезопасны в работе и могут быть использованы во взрывоопасных условиях.

     Основные  правила укладка  и уплотнения бетонной смеси с помощью  вибраторов

     При уплотнении бетонной смеси тяжелыми подвесными вертикально расположенными глубинными вибраторами толщину укладываемых слоев принимают на 5—10 см меньше длины рабочей части вибратора, так как для лучшей связи бетонных слоев вибратор частично заглубляют в еще не затвердевший слой бетона.

     Если  вибраторы расположены  под углом к  вертикали (до 35°), толщину  слоя принимают равной проекции длины рабочей  части вибратора  на вертикаль.

     При уплотнении бетонной смеси ручными  глубинными вибраторами  толщина укладываемого  слоя не должна превышать 1,25 длины рабочей части вибратора.

     Длительность  нахождения вибратора  на одной позиции  должна быть такой, чтобы  при данной подвижности  или жесткости  бетонной смеси и  толщине прорабатываемого слоя было обеспечено достаточное ее уплотнение.

     Основные признаки, характеризующие достаточное уплотнение: прекращение оседания бетонной смеси, появление цементного молока на ее поверхности и прекращение выделения воздушных пузырьков.

     В зависимости от подвижности  или жесткости  бетонной смеси продолжительность вибрирования на одной позиции для различных смесей ориентировочно может быть принята от 20 до 40 с. Чем меньше подвижность смеси и чем выше показатель жесткости, тем больше продолжительность вибрирования. Если вибрировать меньше указанного времени, смесь недостаточно уплотнится, если больше — она может расслоиться.

     Окончив уплотнение на одной  позиции, вибратор переставляют на следующую. Расстояние между последовательными позициями вибратора не должно превышать полуторного радиуса его действия. Радиусом действия вибратора называют расстояние от вибратора до того места в бетонной смеси, где еще заметно его уплотняющее действие.

     Радиус  действия зависит  от типа вибратора  и подвижности  или жесткости  бетонной смеси и  колеблется от 25 до 75 см. Вынимать глубинный вибратор из бетонной смеси при перестановке нужно медленно, не выключая электродвигателя, чтобы пустоты под наконечником успели заполниться бетонной смесью. Особенно тщательно следует прорабатывать бетонную смесь в местах с густой арматурой, у стенок и в углах опалубки. Глубинный вибратор устанавливают на расстоянии не более 5—10 см от стенок опалубки.

     Если  в конструкциях расположение арматуры не позволяет  надлежаще уплотнить бетонную смесь вибраторами, ее дополнительно уплотняют штыкованием.

     Работающий  вибратор не должен касаться стержней арматуры, так как вибрация может нарушить сцепление арматуры с бетоном. Уплотнение бетонной смеси надо вести по строгой системе, чтобы не допустить пропусков. Обычно каждому бетонщику отводят для проработки определенный участок, в границах которого он ведет уплотнение полосами, располагая их вдоль опалубки или вдоль рядов арматуры. Переставляя вибратор вдоль полосы, бетонщик должен выдерживать требуемое расстояние.

     Поверхностными  вибраторами бетонную смесь правильными  непрерывными полосами, перекрывая границы уже провибрированного участка на 10—20 см. Продолжительность вибрирования на одной позиции такими вибраторами в зависимости от подвижности смеси примерно 30—60 с, конец вибрирования определяют по внешним признакам уплотнения бетонной смеси.

     Переставляют  поверхностный вибратор следующим образом: проволочным крючком  подцепляют ручку  и рывком отрывают вибратор от бетона. Затем посредством того же крючка переставляют вибратор на соседнее место.

     Заменять  перестановку вибратора медленным протаскиванием по бетонной смеси не следует, так как в этом случае труднее следить за уплотнением бетонной смеси на каждом участке, особенно если смесь подвижная, и во многих местах она может быть плохо проработана.

     Наружными вибраторами, прикрепляемыми к опалубке, прорабатывают бетонную смесь на расстоянии до 15 см вглубь от опалубки, а высоту уплотняемого слоя определяют опытом в зависимости от сечения конструкции, мощности вибраторов, шага их расстановки и характеристики бетонной смеси. Вибраторы крепят к опалубке в средней части слоя и затем переставляют на толщину укладываемого слоя.

     Наружный  вибратор должен быть прочно укреплен на опалубке, так как  в противном случае эффективность его  работы резко снижается. Продолжительность вибрирования наружным вибратором 50—90 с.

     Через каждые 30—40 мин непрерывной  работы вибраторы  выключают на 5 мин  для остывания  мотора. Если электродвигатель быстро нагревается, нужно немедленно прекратить работу и  вызвать электромонтера, иначе может перегореть обмотка электродвигателя и вибратор выйдет из строя.

     У места бетонирования  должны находиться запасные вибраторы, чтобы  заменить вышедшие из строя.

     При перерыве в работе и по окончании  смены бетонщик должен тщательно очистить вибратор от налипшего  раствора скребком и сухой тряпкой.

     Ежедневно по окончании работы вибраторы сдают  лицу, ответственному за их исправность  и хранение. Все  мелкие неисправности  вибратора устраняют  электромонтеры на месте  работ или в  ремонтной мастерской. 

     Тема 3. Машины и оборудование для гидромеханизации. 

     Способ  производства земляных работ, при котором  все основные операции или их значительная часть выполняются  с помощью энергий  потока воды, называется гидромеханизацией.

     В строительстве гидравлический способ разработки грунта и намыва земляных сооружений впервые был применен в 70-х годах прошлого столетия в США. В Советском Союзе гидромеханизация применялась на строительстве Днепровской ГЭС имени В. И. Ленина, в большем масштабе на строительстве канала имени Москвы, Верхне-Волжских ГЭС и др. В 1963 г. на объектах Государственного производственного комитета до энергетике и электрификации СССР средствами гидромеханизации выполнено свыше 65 млн. м3, земляных работ - одна пятая часть их общего объема.

     Разработка  грунтов средствами гидромеханизации может производиться как в полезных выемках, при которых глубина разработки ограничивается проектными размерами сооружения, так и в карьерах-резервах.

     Смесь грунта и воды, подаваемую средствами гидромеханизации с места разработки на возводимые земляные сооружения, принято называть гидросмесью (пульпой). Участок земляного сооружения, на котором производится намыв грунта, называется картой намыва. По внешнему контуру земляного сооружения, для предотвращения вытекания гидросмеси за пределы карты намыва, возводятся небольшой высоты земляные дамбы — обвалование. Важным показателем эффективности гидромеханизации является консистенция гидросмеси — отношение объема размытого грунта к объему воды, в которой этот грунт содержится. Так, например, консистенция гидросмеси 1:10 означает, что на один объем грунта в гидросмеси содержится 10 объемов воды.

     Разработка  грунта средствами гидромеханизации производится одним  из следующих способов:  
а) гидромониторным;  
б) землесосным; 
в) комбинированным.

     При гидромониторном способе, применяемом в сухих забоях, грунт размывается компактной струей воды, выбрасываемой из насадки гидромонитора под высоким давлением и с большой скоростью (до 100—150 м/сек). Вода к гидромонитору подается по трубам от насосной станции, располагаемой у водоема или на плавучем понтоне.

     При ударе струи о  грунт элементарные струйки воды проникают  между частицами грунта, нарушают взаимодействие сил трения и сцепления и отрывают частицы от общей массы. Чем больше степень проникновения воды в грунт (динамическая фильтрация), тем интенсивнее его разрушение. Вода, смешиваясь с размытым грунтом, образует гидросмесь, которая при благоприятном рельефе местности отводится самотеком к месту укладки по лоткам и каналам с большим уклоном или стекает в приямок-зумпф, откуда перекачивается специальным грунтовым насосом — землесосом.

     Эффективная разработка грунта гидромониторным  способом зависит от:  
а) конструкции гидромонитора, определяющей в основном компактность выпускаемой им струи;  
б) напора воды;  
в) дальности установки гидромонитора от стенки забоя.

     Гидромониторный способ разработки грунта на строительстве  крупных гидротехнических сооружений применяется в основном только для вспомогательных работ.

     При землесосном (рефулерном) способе разработка грунта производится в забоях под водой на глубине 15 ж и более и в забоях, выходящих значительной частью своей полезной толщи на поверхность. При этом грунт засасывается землесосами, смонтированными на плавучих или передвижных землесосных снарядах (рис. 11). Для ускорения процесса разработки грунта обычно применяют механические рыхлители, располагаемые вблизи входа во всасывающую трубу землесоса.

     Землесосный снаряд ведет разработку выемки, поворачиваясь  веерообразно в плане при помощи тросов и лебедок попеременно на одной из опущенных в грунт свай, засасывает грунт с водой и перекачивает образовавшуюся гидросмесь к берегу по трубопроводу, смонтированному на плавающих понтонах. На берегу к нему подключается магистральный трубопровод, по которому гидросмесь подается на площадку намыва, где она выпускается на предварительно подготовленные участки (карты намыва).

     При укладке грунта в  сооружении скорость движения гидросмеси снижается, при этом из гидросмеси выпадают частицы грунта и сами сортируются по фракциям.

     Эта особенность используется при возведении намывных плотин, а также при добыче и обогащении песка и гравия.

     В гидротехническом строительстве  землесосный способ почти полностью  вытеснил гидромониторный.

     К преимуществам землесосного способа работ, обеспечивших ему более широкое применение, а также и более высокие технико-экономические показатели, относятся: – возможность разработки подводных забоев, что позволяет производить выемку самых разнообразных котлованов и каналов без устройства перемычек и водоотлива; – меньший, по сравнению с гидромониторным способом, удельный расход электроэнергии; – отсутствие надобности в устройстве насосных станций и водопроводных линий для литания.

     При комбинированном  способе разработка грунта производится при помощи механического  оборудования (бульдозеров, экскаваторов), а транспортирование и укладка — гидравликой.

     Гидромеханизация  при соответствующих  условиях (наличии  источника воды, электроэнергии) является одним из наиболее эффективных  и прогрессивных  способов комплексной механизации земляных работ. Однако оборудование для гидравлической разработки грунта имеет большую энергоемкость, а область его применения часто ограничивается характером грунта, климата и временем года. Энергоемкость гидромеханизации в зависимости от типоразмера машин и условий работы колеблется в. пределах 3—15 квт. ч и более на 1 м³ грунта.

     Основным  механическим оборудованием  гидромеханизации являются гидромониторы, центробежные насосы, землесосы и землесосные снаряды. 
 

     Рис. 11. Разработка грунта землесосным способом (плавучими землесосными снарядами): 
а — разрез; б —- план; 1 — фреза-рыхлитель; 2 — рама с всасывающим устройством; 3 — корпус; 4 — надстройка; 5 и 6 — папильонажные сваи; 7 — понтоны для плавучего трубопровода; 8 — стрела; 9 — кабина багермейстера; 10 — папильонажные канаты; 11 — откос подводного забоя. 

     Тема 4. Машины и оборудование для разработки мерзлых грунтов. 

     Наибольшее  распространение  для разработки мерзлых  грунтов силовым  воздействием получили общестроительные машины: бульдозеры-рыхлители на базе гусеничных промышленных тракторов тяговых классов 10…25: ДЗ-117А; ДЗ-116В (трактор Т-130МГ-1); ДЗ-126А, ДЗ-126В-1, ДЗ-126В-2 (тракторы ДЭТ-250М и ДЭТ-250М2). Для разработки наиболее тяжелых мерзлых грунтов применяют бульдозеры-рыхлители на базе тракторов тягового класса 35: ДЗ-94С, ДЗ-94С-1 (трактор Т-330) и ДЗ-141ХЛ (трактор Т-500).