Разработка грунта бульдозером: схемы и способы

Из этого материала вы узнаете:

Процесс разработки грунта бульдозером

Процедура разработки грунта с привлечением бульдозера – это сложная инженерная операция, характеризующаяся большим разнообразием вариантов ее выполнения. Мощные землеройно-транспортные машины обладают широким спектром функциональных возможностей и применяются для решения самых разных задач, включая выемку котлованов, прокладку траншей и проведение планировочных мероприятий на местности.

Главным рабочим органом бульдозера является его отвал с острым лезвием, способным разделять и перемещать грунт. Некоторые модели машин оборудованы отвалами, которые имеют возможность поворота под различными углами, откосниками для формирования откосов.

Процесс разработки грунта бульдозером

Процесс разработки грунта бульдозером включает в себя три ключевых этапа: набор грунта, его последующее перемещение и складирование.

Давайте начнем с первого. Для набора нож отвала погружается в грунт одновременно с движением бульдозера вперед. Земля скапливается перед ним, образуя призму волочения. Продолжительность этого этапа зависит от необходимой толщины призмы, которая должна достичь верхней кромки отвала.

Следующим шагом бульдозер перемещает призму волочения к месту разгрузки. Грунт выкладывается в виде кучи, и отвал поднимается для создания необходимой толщины слоя земли. Последняя определяется типом бульдозера и требованиями к уплотнению.

Следует учесть, что бульдозеры имеют ограничения в эффективности при транспортировке грунта на большие расстояния, превышающие 100 метров. В таких случаях машинист может использовать различные методики, такие как разворот и сгребание грунта с накрытием предыдущей проходки, с целью повышения производительности техники.

Важной частью процесса разработки грунта бульдозером является начальный этап подготовки строительной площадки. На этом шаге верхний слой земли удаляется на глубину от 30 до 50 сантиметров. Экономическая эффективность данного этапа может быть дополнительно повышена, если срезанный грунт перераспределяется и применяется в других местах, таких как склоны и обрывы, что способствует более экономному использованию ресурсов.

Способы разработки грунта бульдозером

• Срезание холмов. Этот метод особенно полезен при работе на насыпях и склонах, где бульдозер может проявить максимальную эффективность благодаря снижению сопротивления грунта.
• Копание выемок. Бульдозеры прекрасно справляются с работами на небольших глубинах, поскольку конструкция отвала не предусматривает его погружение более чем на 27 % от рабочей поверхности.
• Срезка растительного грунта бульдозером. Этот метод позволяет равномерно убрать плодородный слой почвы без его перемешивания с глиной, песком и камнем.
• Расчистка площадок. Бульдозер может использоваться для выравнивания дна котлованов, создания подъездных дорог и подготовки поверхности участка.
• Совместная работа с другими видами землеройной техники.

При разработке грунта бульдозером следует тщательно анализировать особенности ландшафта и требования конкретной задачи. Грамотное управление машиной позволяет значительно сократить время реализации мероприятий и повысить эффективность всего процесса.

Цикл разработки грунта бульдозером

Типичный цикл разработки грунта бульдозерами включает следующие этапы:

• Добыча грунта. Отвал бульдозера может либо погружаться в поверхность площадки, либо собирать материал без погружения. Подъем отвала может быть выполнен либо ленточно по мере наполнения, либо гребенчато (за несколько погружений), что применяется в случае жестких грунтов.
• Транспортировка. Земля можно перемещать бульдозером как в траншеях, так и по поверхности. Чтобы уменьшить потери материала, отвалы могут быть оснащены боковыми выступами, известными как «открылки».
• Распределение и выравнивание. Техника может оставлять грунт в виде кучи, распределять его по площадке или высыпать с ограничением по высоте, что регулируется подъемом инструмента. Также возможно выравнивание с одновременным уплотнением, при котором машина выгружает землю, прижимает ее тыльной стороной отвала и утрамбовывает, двигаясь задним ходом.

Цикл разработки грунта бульдозером

Бульдозеры способны одновременно выполнять три операции за один проход, что существенно сокращает время выполнения задач и повышает производительность всего процесса разработки грунта.

Технологии разработки грунта бульдозером

Существует несколько стандартных способов разработки грунта:

• Работа по поверхности. При этом методе бульдозер движется по одной колее, а грунт высыпается, образуя валики, которые помогают предотвратить потери материала.
• Работа в траншеях и углубление выемок. Для углубления забоя используется постепенное ярусное снятие слоев земли. Машина поочередно поднимает грунт и спускается на нужную глубину. В результате образуются пологие ступенчатые склоны, поэтому данный метод часто применяется для рытья мелких котлованов, траншей и планирования. При углублении бульдозер движется полосами, между которыми остается небольшой не затронутый грунт (30–40 см). Эти борты могут быть удалены в конечной стадии. При дальнейшем углублении создаются новые траншеи на их месте.
• Разработка грунта перемещением бульдозера. В этом случае техника не только поднимает слои грунта, но и перемещает их. Обычно расстояние транспортировки не превышает 30–50 метров (максимум – 100 метров), так как с увеличением пути движения возрастает потеря материала. Если требуется перемещать грунт на расстояние более 100 метров, то организуются несколько этапов с промежуточными точками выгрузки.

Особенностью работы с бульдозером является то, что для выполнения задач нет необходимости в дополнительном оборудовании, таком как экскаваторы, погрузчики или самосвалы. Машина может самостоятельно справляться с разнообразными мероприятиями.

Схемы разработки грунта бульдозером

Существует множество разнообразных схем и методов разработки грунта с использованием бульдозера. Каждый из них имеет свои особенности и подходит для определенных типов задач.

Прямое резание предполагает опускание лопаты бульдозера на максимальную глубину и постепенное ее поднятие по мере продвижения по строительной площадке. При таком подходе призма снимаемого грунта создает максимальное сопротивление, что может потребовать дополнительной мощности для перемещения земли на начальной глубине. Как только срезание достигает конца площадки, бульдозер может только транспортировать ранее разработанный грунт.

При гребенчатом резании машина сначала удаляет верхний слой грунта и поднимает его, создавая гребень из отвала земли. Этот процесс может сформировать несколько последовательных гребней на строительной площадке, которые затем могут быть удалены бульдозером или доработаны. Глубина каждого прохода зависит от плотности грунта и может достигать до 0,5 метра.

Пример схемы работы бульдозера с отвалом на ровной мягкой почве включает следующие этапы:

• Резание: машина опускает лопату и начинает срезать верхний слой грунта.
• Транспортирование с подрезкой: грунт перевозится на небольшое расстояние, при этом бульдозер может подрезать его, чтобы сровнять поверхность.
• Отсыпка: машина равномерно распределяет землю на площадке.
• Холостой ход: после завершения задачи бульдозер перемещается на следующий участок.

На более твердых и сухих почвах часто используется схема гребенчатого резания. Важно отметить, что для укладки перемещаемой земли применяют различные схемы, такие как послойное размещение, создание кучек или укладка в прижим.

Схемы разработки грунта бульдозером

Дополнительно к представленным методам имеются и другие стратегии для обработки и передвижения грунта. Каждая из них оптимальна для определенных условий и задач, и квалифицированный бульдозерист тщательно выбирает наилучший способ в зависимости от обстоятельств

Прямая схема

Активно используется при выемке траншей и ям, особенно когда ширина выемки умеренная, и техника может свободно маневрировать внутри нее. Бульдозер движется вперед, срезая слой грунта, после чего перемещает его к месту отвала. Далее машина задним ходом возвращается на исходную точку, и процесс повторяется. Этот метод иногда называют «челночным» или «маятниковым».

Боковая схема

Часто используется при транспортировке предварительно разрыхленного грунта из отвалов или таких сыпучих материалов, как гравий и песок. Она также эффективна для работы с легкими почвами, которые срезаются массивными слоями, а также при выполнении работ на склонах.

В этом случае грунт располагается сбоку от пути, по которому бульдозер перемещает его к месту складирования. Машина захватывает землю отвалом, выполняет поворот и перемещает ее на транспортный путь, а затем доставляет к точке отсыпки. Важно отметить, что работа по этой схеме требует опыта и навыков управления бульдозером, так как существует риск потери грунта во время поворота.

Ступенчатая методика

Используется при создании насыпей, производстве вскрышных работ и при вертикальной планировке площадей. Работа ведется параллельными проходками. Бульдозер перемещает грунт из одной проходки, затем совершает холостое движение под углом к оси рабочего хода и начинает разработку и перемещение грунта на расположенной рядом колее.

Требования к разработке грунта бульдозером

Требования к выполнению задач по разработке грунта с использованием бульдозера зависят от формы насыпи. Начало мероприятий связано с геодезической разметкой, направленной на определение параметров оси, границ основания насыпи, бермы и резервов. Обычно резервы располагаются на вершине насыпи с поперечным двусторонним уклоном дна 0,02 в сторону центра резерва и продольным уклоном от 0,002 до 0,008. Для выполнения процесса отсыпки используются захватки длиной от 50 до 100 м.

Требования к разработке грунта бульдозером

Работы начинаются с полевой бровки резерва. Бульдозер двигается на первой скорости, срезая грунт слоями толщиной до 30 см и перемещая его в сторону насыпи. При приближении к берме отвал машины поднимается медленно, чтобы избежать захвата почвы на берме. Нанесенный на насыпь грунт уплотняется валиками, распределенными по ее ширине. Бульдозер возвращается в резерв холостым ходом на максимальной скорости заднего движения.

Грунт каждый раз укладывается на насыпь, равномерно распределяясь по ее ширине. Затем бульдозер приступает к следующей проходке. После отсыпки первого слоя машина поднимается, двигаясь вдоль, разравнивая уложенный грунт и уплотняя его гусеницами. Последующее формирование насыпи происходит в том же порядке. После достижения нужной высоты бульдозер разравнивает верхний слой грунта, корректирует бермы и дно резерва в соответствии с проектными отметками.

Отсыпку насыпи высотой от 1,5 до 2,0 м можно выполнить без дальнейшего распределения почвы на всю высоту. В этом случае рабочую отметку следует увеличить на 10–15 %, учитывая возможные долгосрочные осадки.

Планировку дна котлована и срезку откосов выполняют бульдозеры после разработки грунта экскаваторами. Если площадка служит основой для фундаментов, землю не добирают на 0,1–0,3 м в зависимости от типа и объема ковша техники. Бульдозер очищает дно котлована, перемещая грунт к экскаватору, или самостоятельно, если расстояния короткие и глубина невелика.

При очистке откосов машины формируют отвалы почвы вдоль нижней границы, облегчая тем самым ее перемещение сверху вниз (крутизна откосов не более 1:2,5). Засыпку траншей бульдозер выполняет грунтом, расположенным вдоль них. После установки трубопровода, кабеля или других конструкций их засыпают вручную на глубину 0,2–0,3 м, а окончательно их заравнивает бульдозер поперечными ходами.

Часто задаваемые вопросы о разработке грунта бульдозером

Какие задачи по разработке грунта можно доверить бульдозеру?

Бульдозер может успешно выполнить разнообразные задачи по работе с грунтом, включая:

• Формирование каналов и выемок.
• Создание котлованов для строительства фундамента и разрытие траншей для установки канализации.
• Срезку грунта на крутых склонах.
• Отделку плодородных слоев почвы с последующим перемещением их на временное хранение.
• Работу с грунтом для создания полувыемок-полунасыпей.
• Планировку орошаемых полей, площадей и территорий.
• Обработку уступов на крутых склонах, откосах и у основания насыпи.
• Рытье неглубоких канав для стока воды и создание кюветов.
• Засыпку траншей, рвов, котлованов, оврагов, пазух, ям и других объектов.
• Обеспечение заездов и выездов на насыпи, в карьеры, котлованы и другие места.

Какие факторы влияют на производительность бульдозера?

На производительность бульдозера влияют различные факторы, такие как:

• вид выполняемых задач (разработка грунта или планировка поверхности);
• физические свойства почв (состав, плотность, влажность);
• расстояние транспортировки грунта;
• уклоны местности.

Эффективность работы бульдозера значительно повышается при сгребании кучи грунта вниз по склону. Это позволяет использовать освободившуюся энергию двигателя для срезания земли, а не для толкания машины вперед. Разработка грунта под уклон бульдозером облегчает скалывание горизонтальных грунтов и уменьшает сопротивление перемещению удаленной призмы грунта. Когда бульдозер работает на земляном склоне с углом 10–15 градусов, коэффициент полезного действия увеличивается в 1,5–1,7 раза.

Как выбирается схема разработки грунта?

Разработка грунта, строительство насыпей и формирование траншей при земельных мероприятиях проводятся в соответствии с технологическими схемами. Прежде чем начинать, специалисты оценивают рельеф местности, состав грунта, объем задач и наличие подземных коммуникаций.

С учетом этих параметров подготавливается схема, которая определяет ход работ и рабочий цикл бульдозера. Она позволяет наилучшим образом использовать рельеф местности, оптимизировать процесс и выбирать наиболее производительные и экономичные методы действий.

Как выбирается схема разработки грунта

Подход к использованию бульдозера зависит от масштаба и сложности проекта. При выполнении задач, таких как рытье глубоких котлованов, траншей и создание насыпей, без привлечения дополнительной техники не обойтись. В этих сценариях бульдозер выполняет вспомогательные функции, например, разравнивание грунта, засыпание выемок, срезание верхних слоев, а также подготовка площадок и подъездных путей.

На небольших объектах, где не требуется создание котлованов глубже 0,5–1,5 м, данная техника становится основным инструментом для земельных работ и способна самостоятельно решать необходимые задачи.