5. PROCESY TECHNOLOGICZNE W BUDOWLANYCH ROBOTACH ZIEMNYCH.
Celem robót ziemnych jest trwale ukształtowanie powierzchni terenu, wznoszenie trwałych budowli ziemnych wykonanie tymczasowych budowli ziemnych (np. wykopy pod fundamenty zwykle lub budowli inżynierskich, wykopy do ułożenia instalacji), oraz roboty powierzchniowe (zdejmowanie ziemi roślinnej, plantowanie terenu)
. Rozróżnia się dwie grupy robót ziemnych odmienne pod względem technologicznym:
- roboty ziemne podstawowe,
-roboty ziemne wykończeniowe i towarzyszące.
Do robót ziemnych podstawowych zalicza się:
- usuwanie wierzchniej warstwy gruntu (ziemi roślinnej),
-makroniwelację,
- wykopy szerokoprzestrzenne pod obiekty budowlane,
wykopy liniowe pod drogi i instalacje,
- nasypy,
- zasypki i podsypki z zagęszczeniem,
- niwelacje i ostateczne kształtowanie terenu.
Roboty ziemne podstawowe charakteryzują się dużą objętością przemieszczanych mas ziemnych.
Do robót ziemnych wykończeniowych i towarzyszących należą:
- wyrównanie dna wykopów szerokoprzestrzennych,
- wykopy pod ławy i stopy fundamentowe,
- profilowanie nasypów i wyrównywanie skarp,
- zagęszczanie skarp budowli ziemnych
- mikroniwelacja,
- układanie ziemi roślinnej lub darni w terenie i na skarpach budowli ziemnych,
- rowy odwadniające,
- wykopy jamiste (pod słupy oświetleniowe i ogrodzenia)
- wykopy wąskoprzestrzenne,
- wykopy pod drogi tymczasowe i place składowe,
- wykopy pod budynki tymczasowe,
- roboty ziemne porządkowe.
Roboty ziemne ze względu na rozmieszczenie w przestrzeni można podzielić na:
a) roboty skupione na niezbyt rozległych przestrzeniach, występujące najczęściej w budownictwie przemysłowym i ogólnym,
b) roboty liniowe, charakterystyczne dla budownictwa komunikacyjnego i wodnego, a
częściowo energetycznego
5.1. . WYKONANIE NASYPÓW
a. Sposób wykonania posadowienia budowli ziemnej powinien zabezpieczać ją przed osiadaniem i przesuwami bocznymi w czasie eksploatacji. Środki przeciwdziałania zależnie od rodzaju gruntu i ukształtowania terenu są następujące:
1) nasyp narażony na bezpośrednie działanie wody - nie używać ziemi roślinnej i gruntów nietrwałych, szybko wietrzejących, podatnych na rozmycia itp.,
2) nasyp na zboczu - podłoże wykonać w postaci stopni lub zabezpieczyć od przesuwu za pomocą ław ziemnych lub ścian podporowych.
b. Nasyp musi być wykonywany i zagęszczany warstwami, przebiegającymi przez całą szerokość budowli ziemnej.
, Grubość warstw powinna wynosić:
1) przy taborze kolei normalnotorowej i kolejek wąskotorowych z trakcją mechaniczną-1 m,
2) przy samochodach, ciągnikach z przyczepami, zgarniarkach, równiarkach, wagonikach wąskotorowych przy trakcji konnej lub ręcznej 0,7 m,
c. Grunty przepuszczalne należy umieszczać w dolnych warstwach nasypów,
d Wysokość nasypu należy zwiększać o przewidzianą w projekcie wartość osiadania,
e Nasypy powinny mieć odpowiednie nachylenie skarpy.
5.2. WYKONYWANIE WYKOPÓW
a. Wykopy powinny być wykonywane w możliwie najkrótszym okresie czasu w celu
ograniczenia możliwości naruszenia równowagi skarp i uniknięcia obniżenia wytrzymałości
gruntu dna wykopu.
b. Przy wykonywaniu wykopów należy pozostawiać niedobraną warstwę o grubości: 0,1-0,2
m przy wykopach ręcznych i 0,2-:0,3 m przy wykopach mechanicznych.
Niedobraną warstwę należy usuwać bezpośrednio przed zakładaniem fundamentów.
c. Woda gruntowa powinna być usuwana z wykonywanych wykopów lub też przez obniżenie jej poziomu poniżej projektowanego dna (drenaż,igłofiltry).
d. Płytkie, tymczasowe wykopy powyżej poziomu wód gruntowych można wykonywać o
ścianach pionowych bez umocnień, jednak głębokość ich nie może przekraczać:
w piaskach i żwirach 1,0 m,
w gruntach piaszczysto-gliniastych 1,25 m,
w gruntach gliniastych i iłach 1,5 m.,
w gruntach zwartych, skalistych -1,8-2,0 m.,
Wykopy tymczasowe o głębokościach większych powinny mieć nachylone odpowiednio
skarpy lub umocnienia,
e) skarpy wykopów powinny mieć odpowiednie nachylenie
f. Obudowa ścian pionowych, ręcznie wykonywanych wykopów instalacyjnych, przy
głębokościach większych od podanych w punkcie d, musi być obudową pełną o deskach
przylegających niezależnie od kategorii gruntu.
g. Przy wykopach wąskich o ścianach pionowych, wykonywanych mechanicznie koparkami
wielonaczyniowymi w gruntach o normalnej wilgotności, należy zabezpieczać ściany
wykopu obudową. Wykopy w gruntach niskiej kategorii I-II już przy głębokości większej od
l m. powinny być zabezpieczone obudową lekką. W gruntach od kategorii IV wykopy są
zabezpieczone obudową pełną dopiero od głębokości powyżej 3 m.
h. Przekopanie wykopów fundamentowych poniżej rzędnej projektowanej podeszwy
fundamentu jest niedopuszczalne. Przebrania powinny być zapełnione średnioziarnistym
piaskiem, zagęszczanym przez ubijanie w stanie wilgotnym.
5.3. CHARAKTERYSTYKA ROBÓT ZIEMNYCH W BUDOWNICTWIE
Roboty ziemne w budownictwie ogólnym
Podstawowe roboty ziemne wykonywane w budownictwie ogólnym stanowią wykopy pod budynki mieszkalne i użyteczności publicznej w tym pawilony handlowe. Wykopy te są wykonywane w gruntach II-IV kategorii na głębokości 1,5-3,0 m.
Roboty ziemne w budownictwie przemysłowym
. Są to wykopy pod hale przemysłowe i magazyny. Pod hale przemysłowe wykonuje się przeważnie wykopy pasmowe oraz punktowe (jamiste)
. Roboty ziemne w budownictwie inżynieryjnym
W budownictwie inżynieryjnym obiektami wykonywanymi są: stopnie, siłownie i zapory wodne, budowle piętrzące, zbiorniki wodne, doprowadzenie wody do miast i zakładów przemysłowych, obiekty kanalizacyjne, kolektory wodne, rurociągi. Roboty ziemne w tym rodzaju budownictwa charakteryzują się dużymi objętościami
Do podstawowych robót ziemnych w bud. Inżynieryjnym należą:
- Wykopy szerokoprzestrzenne (głębokość do 50 m),
- Makroniwelacja (warstwy powierzchniowe do 7 m,
- Nasypy: szerokość 14-260, w koronie 3-12 m, wysokość 20-50 m Wykopy liniowe pod instalacje
- Wyłomy i narzuty skalne (kategoria gruntu wyższa niż V, technika strzałowa).
Roboty ziemne pod instalacje terenowe
Są to następujące instalacje: kanalizacyjne, wodociągi, drenaże, sieci cieplne, sieci
elektryczne i gazowe. Największe średnice to kanalizacyjne, głębokość do 2 m. Wykopy
umocnione i wykopy zabezpieczone. Płytkie, skarpowane, wykopy w obudowie (grodzice i
płyty).
5.4. PROCESY TECHNOLOGICZNE W BUDOWLANYCH ROBOTACH ZIEMNYCH
W robotach ziemnych rozróżnia się następujące procesy robocze:
- roboty przygotowawcze,
- odspajanie gruntu,
- wydobywanie gruntu z wykopu, przemieszczanie urobku,
- formowanie nasypu,
zagęszczanie mas ziemnych, - zabezpieczanie skarp.
5.5. PROJEKTOWANIE PROCESÓW TECHNOLOGICZNYCH W BUDOWLANYCH
ROBOTACH ZIEMNYCH
5.5.1. Kolejność projektowania procesu wykonania robót budowlanych Projektowanie wybranego procesu wykonania robót budowlanych odbywa się w następującej kolejności:
określenie procesu technologicznego,
podział procesu technologicznego na operacje
określenie parametrów tego procesu
- ustalenie typów maszyn niezbędnych do wykonania procesu
- dobór zestawu maszyn
- wykonanie kart technologicznych
5.5.2. Ustalenie typów maszyn niezbędnych do wykonania procesu
Ustalenie typów maszyn niezbędnych do wykonania procesu powinno umożliwić w jak
największym stopniu mechanizację kompleksową robót ziemnych
Mechanizacja kompleksowa robót ziemnych pozwala na:
- eliminowanie uciążliwych prac ręcznych,
- znaczący wzrost wydajności pracy,
- podnoszenie poziomu jakości robót,
- obniżenie kosztów produkcji
Wyodrębniamy dwa etapy mechanizacji.
- mechanizacja częściowa - występuje wówczas, jeżeli przynajmniej jedna operacja danego procesu technologicznego jest zmechanizowana, a pozostałe operacje wykonywane są ręcznie.
- mechanizacja kompleksowa — występuje wtedy, jeżeli wszystkie operacje technologiczne danego procesu są zmechanizowane.
. Rodzaje wydajności maszyn
Wydajność techniczna - jest wielkością normatywną, określającą ilość jednostek technicznych produkcji wykonywanej w jednostce czasu przez operatora o najwyższych kwalifikacjach, obsługującego maszynę podczas realizacji wzorcowego procesu technologiczne Wydajność techniczna dotyczy maszyn o ciągłym charakterze pracy ( np. koparek wielonaczyniowych, przenośników taśmowych, przenośników śrubowych, pomp, itp) oraz maszyn o pracy cyklicznej, których czas cyklu pracy jest stosunkowo krótki (np. koparek jednonaczyniowych, betoniarek, itp. Wydajność zmianowa - jest praktycznie uzyskiwaną wydajnością w konkretnych warunkach technologiczno-organizacyjnych, w których nie występują losowe czynniki zakłócające. Wydajność zmianową określa się na podstawie normatywów pracy.
5.7. POJĘCIE ZESTAWU MASZYN
5.7.1. Definicja zestawu
Maszyn; wykonujące ciąg operacji muszą współpracować ze sobą w sposób zharmonizowany. Należy w tym celu zsynchronizować parametry maszyn. Synchronizacja taka obejmuje wydajność maszyn, zasięgi osprzętu roboczego, wymiary, ładowność, niezawodność itp.
Przez pojęcie zestawu maszyn rozumie się uporządkowany zbiór maszyn, zsynchronizowanych ze sobą pod względem parametrów techniczno-ekonomicznych, przeznaczonych do realizacji określonego zadania produkcyjnego.
5.7.2. Struktura zestawów
Wyróżnia się trzy podstawowe struktury zestawów:- równoległą,- szeregową,- mieszaną.
Zestaw o strukturze równoległej występuje wówczas, gdy określoną operację wykonuje kilka
a maszyn Mk, pracujących niezależnie. Zestawy o powyższej strukturze
charakteryzuje się tym, że przerwa w pracy pojedynczej maszyny powoduje zmianę
wydajności i tempa robót całego zestawu, proporcjonalnie do wydajności niepracującej
maszyny .Przykładem takiego zestawu jest zestaw kilku zgarniarek pracujących na określonej działce przy zdejmowaniu warstwy humusu
Zestaw o strukturze szeregowej Z zestawem o strukturze szeregowej mamy do czynienia wówczas, gdy poszczególne operacje procesu technologicznego są wykonywane przez maszyny pojedyncze, współpracujące ze sobą). Zestawy w układach szeregowych charakteryzują się tym, że przerwa w pracy jednej maszyny powoduje przerwę w pracy całego zestawu