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.
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.
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.
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.
