способ строительства основания земляного сооружения в горных условиях

Формула изобретения

Способ строительства основания земляного сооружения в горных условиях, включающий предварительное рыхление прочных грунтов, их разработку и перемещение за пределы основания, формирование и зачистку выходных поверхностей с ведущей машиной мощным бульдозером -рыхлителем, предварительное рыхление осуществляют послойно, перекрестными челночными продольными и поперечными ходами по всей площади, один или несколько слоев образуют ступень, высота по глубине которой должна соответствовать высоте подъема отвала, каждый слой разрабатывают отвалом и разрыхленный грунт удаляют за пределы основания, зачистку стенок ступеней производят поперечными ходами бульдозера, при которых происходит горизонтальное заглубление отвала бульдозера в стенку на глубину зачистки, при последующем подъеме отвала из стенки вырезается вертикальная стружка грунта, которая заполняет отвальное пространство, образуя условную вертикальную призму волочения, по достижении режущей кромки отвала бровки ступени включают обратный ход бульдозера, и происходит постепенная разгрузка грунта на поверхность движения, для всех ступеней основания зачистку ведут по всему периметру челночными поперечными ходами, угловое расположение ступеней не превышает угла естественного откоса грунта, по достижении требуемой глубины производят окончательное формирование и зачистку выходных поверхностей основания, при зачистке стенки верхней ступени отвал, достигнув бровки котлована, продолжает движение по внешней поверхности основания на величину, достаточную для разгрузки грунта с отвала при обратном ходе бульдозера, в результате образуется продольный валик разрыхленного грунта вдоль бровки для эффективной эстакадной погрузки его в транспортные средства.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу и строительству в сложных рельефных условиях и прочных скальных породах при производстве земляных работ по устройству оснований земляных сооружений различного вида и назначения.

Одним из основных требований при строительстве оснований земляных сооружений в горных условиях, наличия прочных скальных пород, сложной гидрологической и рельефной обстановки и высоких экологических требованиях иногда и полного запрета взрывных работ, является минимизация габаритов строительной площадки и, естественно, используемой техники. Известен способ строительных работ в горных условиях, удовлетворяющий основным вышеизложенным требованиям [В.В.Колесниченко. Справочник машиниста бульдозера, скрепера, грейдера. М., «Высшая школа», 1988, с.103 109], в котором ведущей землеройной машиной является бульдозер-рыхлитель на базе мощного гусеничного промышленного трактора. Разработка ведется послойно в 2 этапа - предварительное рыхление задним рыхлителем, разработка и удаление разрыхленного грунта обычно прямым отвалом за пределы основания. Стенки и откосы выполняются обычно продольными ходами бульдозера-рыхлителя.

Недостатками известного решения являются сложность и неточность исполнения стенок и откосов, недостаточная устойчивость, надежность и прочность стенок и откосов (следствие предыдущего), сложность рационального использования разрыхленного прочного грунта в дальнейшем из-за сосредоточения его в общем отвале, что затрудняет погрузочные и транспортные работы.

Известен способ строительства котлована - патент РФ № 2190725, включающий выемку грунта, по периметру котлована погружения вертикальных направляющих стоек и сооружение форшахты с ножевыми кромками и бетонирование вертикальных стенок опускной камеры, которые затем используют как основу для наращивания вертикальных стенок котлована.

Недостаток известного решения в том, что этот способ предназначен для оснований земляных сооружений в слабых грунтах, сложен и неприемлем для поставленной задачи строительства оснований земляных сооружений в горных условиях при наличии прочных скальных пород и сложных рельефных условий.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение качества производства работ, устойчивости, надежности и прочности основания земляного сооружения в горных условиях и рациональное использование значительной части разрыхленного прочного грунта с помощью эффективной эстакадной погрузки его, например, бульдозером в транспортные средства.

В предлагаемом изобретении способе строительства основания земляного сооружения в горных условиях, включающем предварительное рыхление прочных грунтов, их разработку и перемещение за пределы основания, формирование и зачистку выходных поверхностей с ведущей машиной мощным бульдозером-рыхлителем, предварительное рыхление осуществляют послойно, перекрестными челночными продольными и поперечными ходами по всей площади, один или несколько слоев образуют ступень, высота по глубине которой должна соответствовать высоте подъема отвала, каждый слой разрабатывают отвалом и разрыхленный грунт удаляют за пределы основания, зачистку стенок ступеней производят поперечными движениями бульдозера, при которых происходит горизонтальное заглубление отвала в стенку на глубину зачистки с последующим подъемом до бровки ступени с вырезаемым при этом из стенки грунтом и разгрузкой его на поверхность движения при обратном ходе, зачистка идет по всему периметру основания челночными поперечными ходами до достижения требуемой глубины. Поперечная зачистка стенок повышает качество стенок, а следовательно, их прочность и надежность. Для обеспечения устойчивости стенок угловое расположение ступеней в вертикальной плоскости не превышает угла естественного откоса грунта. При зачистке стенки верхнего уступа отвал с грунтом достигнув бровки продолжает движение по внешней поверхности основания на величину, достаточную для разгрузки грунта с отвала при обратном ходе бульдозера, в результате образуется продольный валик разрыхленного грунта вдоль бровки для эстакадной погрузки его в транспортные средства.

Таким образом, применив описанный способ, получаем повышение качества производства работ, устойчивости, надежности и прочности основания земляного сооружения в горных условиях и рациональное использование значительной, благодаря возможной эстакадной погрузки его в транспортные средства части разрыхленного прочного грунта.

Суть изобретения представлена на фиг.1, 2, 3 и 4 на примере использования предлагаемого способа при строительстве в горных условиях, основания котлована прямоугольной П-образной формы средней глубины с вертикальными стенками. Фиг.1 - рабочая схема разработки основания котлована (вид сверху), фиг.2 - поперечное сечение стенки котлована, фиг.3 - рабочая схема зачистки верхней ступени стенки котлована, фиг.4 - схема движения машины на фиг.3.

На чертежах представлены следующие позиции:

I, II, III, IV, V - последовательные захватки при разработке грунта по периметру котлована;

1 - бровка котлована;

2 - стенка верхней ступени;

3 - дно верхней ступени;

4 - стенка котлована;

5 - дно котлована;

6 - валик грунта на внешней поверхности котлована;

7 - отвал бульдозера;

8 - внешняя поверхность котлована;

9 - грунт в отвале.

А-Б - зачистка дна и частичный набор грунта в отвал;

Б-В - заглубления отвала в стенку ступени;

В-В' - подъем отвала, полный набор грунта и зачистка стенки ступени;

В'-Г - движение отвала с грунтом по бровке котлована вперед (на промежуточных ступенях отсутствует);

Г-В-(Г'-В')- движение отвала назад и выгрузка грунта на бровку котлована (на промежуточных ступенях отсутствует).

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. За ведущую машину принят мощный бульдозер-рыхлитель, который выполняет рыхление прочных грунтов, их разработку и перемещение за пределы основания, формирование и зачистку выходных поверхностей (стенок, дна и т.п.). После разметки и планировки осуществляется предварительное рыхление задним рыхрытелем и разработка отвалом прочных грунтов послойно, перекрестными челночными продольными и поперечными ходами по всей площади основания по представленной на фиг.1 схеме.

В зависимости от глубины основания один или несколько слоев образуют ступень со стенкой 2 и дном 3, высота ступени по глубине (h_ycт) должна соответствовать высоте подъема отвала 3 (h_ycт~0,9h_отв.). Каждый слой (h_cл) разрабатывается бульдозером и разрыхленный грунт удаляется за пределы основания, зачистка стенок уступов 2 производится поперечными челночными ходами по периметру основания, по схеме, представленной на фиг.1. При рабочем ходе происходит горизонтальное заглубление отвала 7 в стенку 2 на глубину зачистки L₃, затем вертикальным усилием отвал 7 поднимается до бровки ступени, разрушая грунт 9 на «отрыв», вырезая его из стенки и заполняя отвал 7, при обратном ходе грунт 6 с отвала 7 отсыпается на поверхность движения - фиг.3. Дальнейшая разработка - по описанной схеме слои - ступени, после достижения заданной глубины проводится формирование и зачистка дна 5 и других поверхностей. При нескольких ступенях их угловое расположение в вертикальной плоскости ( _уст) не превышает угла естественного откоса грунта ( _пр) (фиг.2). При зачистке стенки верхней ступени отвал 7 с грунтом достигнув бровки котлована 1 продвигается дальше по поверхности 8 (фиг.3), на которой и разгружает грунт 6 с отвала при обратном ходе бульдозера. В результате образуется продольный валик разрыхленного прочного грунта вдоль бровки котлована для эстакадной погрузки его в транспортные средства.

В результате получаем повышение качества производства работ, устойчивости, надежности и прочности основания земляного сооружения в горных условиях и рациональное использование значительной части разрыхленного прочного грунта, благодаря возможности эффективной эстакадной погрузки его в транспортные средства.