Виды работ, выполняемых экскаватором
Какие виды работ выполняет экскаватор: земляные работы, копка траншей и котлованов, погрузка, снос, дноуглубление. Разбираем виды забоев и оборудования.
Экскаватор - одна из самых универсальных машин на стройке и в карьере: одна и та же базовая платформа с разным навесным оборудованием способна рыть, грузить, ровнять, сносить и даже углублять дно водоема. Разберем, какие виды работ реально поручают экскаватору и чем они отличаются друг от друга по технике исполнения.
Земляные работы: разработка грунта, копка котлованов и траншей
Земляные работы - основная сфера применения экскаватора с обратной лопатой. Машина разрабатывает грунт ниже уровня стоянки: копает котлованы под фундаменты, траншеи под коммуникации, ямы под опоры.
Глубина разработки зависит от вылета стрелы и рукояти. У экскаватора массой 20 тонн она обычно достигает 6-6,5 м, у мини-экскаваторов классом 1-2 тонны - 2-3 м. Ковш для котлована берут пошире, 600-1000 мм, для траншеи под кабель - узкий, 200-400 мм, чтобы не срезать лишний грунт и не увеличивать объем обратной засыпки.
Разработку грунта делят на категории по трудности: от легких песков и супесей (I-II категория) до плотных суглинков и разборной скалы (III-IV категория). От категории зависит выбор усилия копания и класс машины: для скальных и мерзлых грунтов нужен гидромолот или рыхлитель в качестве навески, обычный ковш такой грунт не берет.
Подробнее о том, какие модели подходят под конкретные грунты и объемы, можно посмотреть в обзоре видов экскаваторов.
Устройство насыпей, дамб и обратная засыпка
Насыпь - это, наоборот, грунт выше уровня земли: дорожное полотно, дамба, вал. Здесь работа экскаватора чаще сводится к погрузке и перемещению материала, который затем уплотняется катком слоями по 20-30 см.
Обратная засыпка траншей и пазух котлованов - отдельная операция. После укладки трубы или фундамента экскаватор возвращает вынутый ранее грунт или привозной песок в выработку, стараясь не повредить конструкцию ковшом. Здесь важна аккуратность: часто применяют планировочный ковш без зубьев или работают на пониженной скорости.
Возведение дамб и защитных валов на берегах рек и водохранилищ требует точного соблюдения проектных откосов, обычно от 1:1,5 до 1:3 в зависимости от грунта. Экскаваторщик формирует их по маякам или с помощью системы автоматического контроля откоса, если она установлена на машине.
Погрузочно-разгрузочные работы сыпучих материалов и грунта
Погрузка щебня, песка, угля или вынутого грунта на автотранспорт - одна из самых массовых задач для экскаватора, особенно на карьерах и стройплощадках. Для этого чаще используют экскаватор с прямой лопатой, когда работа ведется выше уровня стоянки, из штабеля или отвала, либо колесный погрузчик, если объемы небольшие и нужна высокая маневренность.
Производительность на погрузке считают через цикл: захват ковшом, поворот, разгрузка в кузов, поворот назад. У среднего гусеничного экскаватора с ковшом 1-1,2 м³ цикл занимает 15-20 секунд, а на загрузку 20-тонного самосвала уходит 5-8 циклов.
Планировка и выравнивание территории
Планировочные работы - зачистка дна котлована, выравнивание строительной площадки, формирование уклонов для стока воды - выполняются планировочным ковшом (обычно шире стандартного и без зубьев) или отвалом-планировщиком, если он установлен на машине.
Точность планировки вручную ограничена квалификацией машиниста и обычно составляет 3-5 см. Для более строгих допусков применяют системы 2D/3D-нивелирования с лазерным или GPS-приемником: они в реальном времени показывают оператору положение режущей кромки ковша относительно проектной отметки.
Демонтаж и снос строений
Экскаватор с гидромолотом или гидроножницами используют для сноса зданий, разрушения фундаментов, дробления железобетонных конструкций. Для сноса многоэтажных объектов применяют технику с удлиненной демонтажной стрелой, до 20-30 м, которая позволяет работать безопасно, не заходя под обрушаемую конструкцию.
После разрушения тем же экскаватором, но уже с грейферным захватом или обычным ковшом, разбирают завалы, сортируют лом металла и грузят строительный мусор на вывоз. Гидроножницы дополнительно режут арматуру и металлоконструкции, что ускоряет разделение бетона и металла перед утилизацией.
Основные типы навесного оборудования для таких задач разобраны в материале про рабочее оборудование экскаватора.
Работы в дорожном и коммунальном строительстве: траншеи под трубопроводы и кабели
Прокладка водопровода, канализации, теплотрассы или силового кабеля почти всегда начинается с траншеи, которую копает экскаватор с обратной лопатой. Ширина траншеи зависит от диаметра трубы и способа монтажа: для трубы 100-200 мм достаточно 0,6-0,8 м, для коллектора большого диаметра - от 1,5 м и шире, с учетом рабочего пространства для сварки или укладки стыков.
Глубина заложения коммуникаций в средней полосе обычно превышает глубину промерзания грунта (1,2-1,5 м для водопровода), поэтому траншею роют глубже расчетного уровня, укладывают трубу на песчаную подушку и только потом засыпают.
Для протяженных линейных объектов, десятков и сотен метров, вместо одноковшового экскаватора иногда используют цепные или роторные траншеекопатели: они быстрее, но менее гибкие при пересечении с другими подземными сетями. На участках с плотной застройкой и множеством пересекающихся коммуникаций одноковшовый экскаватор остается основным инструментом именно из-за возможности точечной, аккуратной разработки.
Карьерные и вскрышные работы, добыча полезных ископаемых
В карьерах экскаватор выполняет две разные задачи. Первая - вскрыша, то есть удаление пустой породы, которая закрывает пласт полезного ископаемого. Вторая - собственно добыча, погрузка руды, угля или нерудных материалов в карьерный транспорт.
Для этих задач применяют более тяжелую технику: карьерные экскаваторы массой от 40-50 до нескольких сотен тонн, часто с прямой лопатой и ковшом объемом от 2-3 до 20-30 м³ у самых крупных моделей. Разница в масштабе принципиальна: если на стройплощадке ковш 0,5-1 м³ уже считается стандартным, то в карьере его объем измеряется кубометрами не для эффекта, а потому что иначе не окупить цикл выемки при таких объемах породы.
Дноуглубительные и мелиоративные работы (каналы, водоемы)
Для очистки русел рек, углубления дна прудов и водохранилищ, рытья мелиоративных каналов используют экскаваторы на специальном шасси - болотоходном, с широкими гусеницами низкого давления, или понтонном, способном перемещаться прямо по воде.
Такая техника оснащается удлиненной стрелой и рукоятью, чтобы доставать ковшом до дна без захода машины в воду. Извлеченный ил и наносы либо грузят на баржи, либо укладывают на берег для последующего вывоза. Дноуглубление также применяют при строительстве набережных и укреплении берегов: экскаватор формирует профиль откоса и укладывает материал берегоукрепления - геотекстиль, камень, бетонные плиты.
Мелиоративные каналы для осушения или орошения полей копают по схожему принципу, но обычно с меньшей глубиной, 1-2 м, и трапециевидным профилем, который экскаваторщик выдерживает по шаблону или разметке.
Виды забоев экскаватора: лобовой и боковой
Забой - это участок, на котором экскаватор непосредственно разрабатывает грунт. От выбора схемы забоя зависят производительность, глубина разработки и удобство подачи транспорта под погрузку.
При лобовом, или торцевом, забое машина стоит по оси будущей траншеи или котлована и разрабатывает грунт впереди себя, перемещаясь назад по мере выемки. Транспорт для вывоза грунта подается либо сзади экскаватора, либо сбоку от кабины. Лобовой забой дает наибольшую глубину и ширину разработки за одну стоянку, поэтому его чаще применяют для широких котлованов.
При боковом забое экскаватор движется вдоль оси выработки, а разрабатывает грунт сбоку от себя, транспорт подъезжает параллельно ходу машины по бровке траншеи. Такая схема удобнее для протяженных линейных объектов - траншей под трубопроводы, кабельных линий, - потому что не требует остановок для разворота самосвалов и сокращает время цикла погрузки.
Выбор схемы забоя также зависит от радиуса и угла поворота стрелы: паспортные характеристики конкретной модели экскаватора определяют, какая ширина забоя достижима без перестановки машины.
Специализированные работы с навесным оборудованием
Стандартный ковш закрывает большинство земляных задач, но сменное навесное оборудование расширяет возможности базовой машины в разы. Гидромолот раскалывает скальный и мерзлый грунт, бетон, асфальт. Бур со шнеком сверлит скважины под сваи, столбы освещения или ограждения. Грейфер захватывает сыпучие и кусковые материалы там, где обычный ковш неэффективен, например при погрузке крупного камня или металлолома.
Есть и более узкие навески: ковш-корчеватель для расчистки территории от кустарника и мелких пней, трамбовочная плита для уплотнения грунта в стесненных условиях, отвал для расчистки снега и грубой планировки. Мини-экскаваторы с набором такого оборудования нередко заменяют сразу несколько единиц специализированной техники на небольшом объекте, где аренда отдельной машины под каждую операцию не окупается.
Коротко о главном
- Экскаватор с обратной лопатой роет котлованы, траншеи и ямы ниже уровня стоянки; с прямой лопатой - грузит материал из штабеля или отвала выше уровня стоянки.
- Категория грунта, от песка до скалы, определяет, нужен ли обычный ковш или дополнительная навеска вроде гидромолота.
- Насыпи, дамбы и обратная засыпка требуют аккуратности и часто выполняются планировочным ковшом без зубьев.
- В карьерах экскаватор ведет вскрышу и грузит добытый материал техникой совершенно другого класса, чем на стройплощадке.
- Дноуглубление и мелиорация требуют специального шасси, болотоходного или понтонного, и удлиненной стрелы.
- Лобовой забой дает большую глубину разработки за одну стоянку, боковой удобнее для протяженных траншей и непрерывной погрузки транспорта.
- Навесное оборудование - гидромолот, бур, грейфер, трамбовка - превращает экскаватор в узкоспециализированный инструмент под конкретную задачу.
Часто задаваемые вопросы
Какие виды работ может выполнять экскаватор? Экскаватор выполняет земляные работы (копку котлованов, траншей, каналов), планировку и выравнивание территории, погрузку сыпучих материалов, устройство насыпей и обратную засыпку, демонтаж строений, а также карьерные и дноуглубительные работы. С навесным оборудованием диапазон задач расширяется до бурения, рыхления мерзлого грунта и разбора завалов.
Чем отличается лобовой забой от бокового? При лобовом (торцевом) забое экскаватор движется вдоль оси разрабатываемой траншеи или котлована и грузит грунт впереди себя или сбоку от кабины. При боковом забое разработка ведется сбоку от прохода машины, а транспорт подается параллельно движению экскаватора. Лобовой способ дает большую глубину разработки, боковой удобнее для протяженных траншей с погрузкой на самосвалы.
Какой экскаватор нужен для рытья траншей? Для узких траншей под трубопроводы и кабели чаще применяют экскаватор с обратной лопатой и ковшом шириной 300-600 мм, для протяженных линейных объектов используют цепные траншеекопатели. Гусеничные модели подходят для мягкого и заболоченного грунта, колесные - для работы на асфальте и с частыми переездами между объектами.
Может ли экскаватор работать под водой или у водоемов? Да, для дноуглубления рек, прудов и каналов используют экскаваторы на понтонах или болотоходном шасси с удлиненной стрелой. Такая техника углубляет дно, расчищает русла от ила и наносов, формирует берегоукрепление.
Что такое вскрышные работы экскаватором? Вскрышные работы - это удаление верхнего слоя грунта и породы, который закрывает доступ к полезному ископаемому в карьере. Для вскрыши обычно применяют карьерные экскаваторы с прямой лопатой и увеличенным объемом ковша, поскольку объемы перемещаемого грунта здесь значительно больше, чем в гражданском строительстве.
