1.Obiectul disciplinei Disciplina „Tehnologia lucrarilor de constructii” studiaza metodele si mijloacele de executie a principalelor categorii de lucrari de constructii. Realizarea investitiilor in domeniul constructiilor, presupune pe langa aplicarea unor procese de lucru si tehnologii moderne si mecanizarea larga a lucrarilor din acest domeniu ca una din conditiile principale pentru cresterea productivitatii muncii,scurtarea duratei de executie,reducerea costurilor si imbunatatirea calitativa continua a lucrarilor executate. Pentru fundamentarea introducerii tehnologiilor si metodelor noi in executia constructiilor a dotarii lucrarilor de executie cu masini si utilaje moderne de mare eficienta si pentru imbunatatirea continua a conditiilor de exploatare a acestora prezinta o importanta deosebita cunoasterea caracteristicilor si posibilitatilor acestor utilaje 2.Caracteristici tehnologice ale lucrarilor de constructii Lucrarile de executie a constructiilor sunt alcatuite din procese de constructie simple sau complexe care la randul lor se pot executa consecutiv sau concomitent. A) Se deosebesc mai multe categorii de procese de constructii simple: a) Procese pregatitoare (de amenajare): - defrisarea terenului - sprijinirea sapaturilor - devierea apelor - etc b) Procese de prelucrare: - se executa in afara obiectului de constructie propriu-zis - prelucrarea materialelor - prepararea betonului - prelucrarea armaturilor c) Procese de transport: - transportul pe orizontala si pe verticala la diverse distante al materialelor,semifabricatelor,prefabricatelor,etc - executia unui baraj realizat din materiale locale (transport mare)
Transcript
1.Obiectul disciplinei
Disciplina „Tehnologia lucrarilor de constructii” studiaza metodele si mijloacele de executie a principalelor categorii de lucrari de constructii.
Realizarea investitiilor in domeniul constructiilor, presupune pe langa aplicarea unor procese de lucru si tehnologii moderne si mecanizarea larga a lucrarilor din acest domeniu ca una din conditiile principale pentru cresterea productivitatii muncii,scurtarea duratei de executie,reducerea costurilor si imbunatatirea calitativa continua a lucrarilor executate.
Pentru fundamentarea introducerii tehnologiilor si metodelor noi in executia constructiilor a dotarii lucrarilor de executie cu masini si utilaje moderne de mare eficienta si pentru imbunatatirea continua a conditiilor de exploatare a acestora prezinta o importanta deosebita cunoasterea caracteristicilor si posibilitatilor acestor utilaje
2.Caracteristici tehnologice ale lucrarilor de constructii
Lucrarile de executie a constructiilor sunt alcatuite din procese de constructie simple sau complexe care la randul lor se pot executa consecutiv sau concomitent.
A) Se deosebesc mai multe categorii de procese de constructii simple:
a) Procese pregatitoare (de amenajare):
- defrisarea terenului
- sprijinirea sapaturilor
- devierea apelor
- etc
b) Procese de prelucrare:
- se executa in afara obiectului de constructie propriu-zis
- prelucrarea materialelor
- prepararea betonului
- prelucrarea armaturilor
c) Procese de transport:
- transportul pe orizontala si pe verticala la diverse distante al materialelor,semifabricatelor,prefabricatelor,etc
- executia unui baraj realizat din materiale locale (transport mare)
- transportul betonului
- executia unor canale (transport mare)
d) Procese de punere in opera (de montaj):
- turnarea betonului
- realizarea zidariei
- montarea elementelor prefabricate
- etc
Doua sau mai multe procese simple legate intre ele organizatoric poarta numele de proces complex de constructie si are drept scop executarea unor parti de constructie si in el se cuprind procese pregatitoare,de transport si de punere in opera.
Procesele simple de prelucrare pot intra in componenta unui proces complex de constructie numai daca ele se realizeaza pe santier si daca sunt direct legate de procesele de punere in opera.
B) Procesele de constructie se mai pot clasifica in:
a) Procese manuale
b) Procese mecanizate
Procesul simplu de constructie la care sunt mecanizate toate operatiile sau cel putin operatiile principale se numeste proces de constructie mecanizat (ex:saparea unei gropi de fundatie mecanizat)
Procesul complex de constructie la care o parte din procesele simple care intra in componenta sa se executa mecanizat poarta denumirea de proces complex de constructie partial mecanizat.
Procesul complex de constructie la care obiectul de executat se misca sau este prelucrat pe intreg lantul tehnologic cu ajutorul unor masini si mecanisme aproape fara utilizarea muncii fizice a omului,rolul acestuia limitandu-se la supravegherea si conducerea mecanismelor,poarta denumirea de proces complex de constructie mecanizat.
Mecanizarea complexa presupune mecanizarea tuturor operatiilor pe care trebuie sa le suporte obiectul care se executa.
3.Executarea industrializata a lucrarilor de constructii
3.1.Definirea industrializarii constructiilor si importanta ei
Industrializarea in constructii se poate defini ca fiind totalitatea procedeelor aplicate in practica de inalta productivitate cu o productie ritmica si prin eliminarea caracterului sezonier a executiei constructiilor.
In conditiile inustrializarii constructiilor elementele de constructie se confectioneaza in intreprinderi specializate cu folosirea unei largi mecanizari si automatizari a procesului de executie.Prin aceasta santierul se transforma intr-un atelier de montaj unde asamblarea constructiilor se face mecanizat folosind elemente prefabricate si utlizand masini de ridicat si alte utilaje de inalta productivitate.
In cazul constructiilor monolite santierul se transforma intr-o unitate unde se folosesc metode de executie moderne si de productivitate ridicata.Ca urmare a acestui fapt se reduc considerabil cheltuielile de munca si de mijloace pentru confectionarea si montarea elementelor de constructii se reduc considerabil duratele de executie,se elimina in mare parte executia constructiilor provizorii care in alta situatie ar fi necesare pentru depozitarea si prelucrarea diverselor materiale.
Industrializarea executiei constructiilor elimina aproape complet influenta nefavorabila a conditiilor climatice asupra calitatii si duratei de executie a constructiilor si permite desfasurarea ritmica pe aproape tot parcursul anului.
Industrializarea executiei creeaza o baza solida pentru cresterea continua a volumului de constructie prin cresterea productivitatii muncii si asigurand conditii pentru reducerea costului lucrarilor.
3.2.Caile de industrializare a executiei constructiilor
Procesul de industrializare a executiei constructiilor se bazeaza pe urmatoarele trei directii principale:
1.Dezvoltarea constructiilor prefabricate
2.Extinderea mecanizarii si automatizarii proceselor de executie in constructii
2.1.Perfectionarea masinilor si utilajelor de constructii
2.2.Imbunatatirea exploatarii a utilizarii masinilor si utilajelor de constructii
2.3.Introducerea automatizarii
3.Introducerea metodelor moderne de executie si folosirea unor metode avansate de organizare si planificare a executiei constructiilor
1.Dezvoltarea puternica a constructiilor prefabricate
Ritmul de dezvoltare a productiei de elemente prefabricate determina in mare masura si ritmul industrializarii executiei constructiilor.
Utilizarea pe scara larga a betonului armat prefabricat fata de cel monolit are un efect economic important conducand in unele cazuri la economii de manopera,otel si cofraje ce pot ajunge pana la 70%.
Principalele avantaje ale utilizarii prefabricatelor sunt urmatoarele:
- reducerea volumului de munca prestat pe santier si prin aceasta reducerea duratei de executie a lucrarilor
- conduce la o productie industriala ritmica
- permite mecanizarea si automatizarea proceselor de munca
- se asigura cresterea substantiala a productivitatii muncii
- permite cresterea calitatii datorita unui control mai riguros si permanent
- se simplifca munca de organizare a santierului
- se asigura specializarea si mai buna calificare a fortelor de munca
- se creeaza conditii normale de munca pe intreg parcursul anului
- se permite reducerea consumurilor de materiale in special a celor deficitare sau scumpe
- se permite o exploatare mai rationala a masinilor si utilajelor
- se creeaza posibilitatea aplicarii unor procedee tehnologice avanasate (ex:vibrovacuumare,vibropresare,tratare termica)
- se asigura folosirea mai rationala a materialelor de calitate superioara
Atat in Romania cat si pe plan mondial pentru cresterea gradului de industrializare a executiei constructiilor se actioneaza pentru perfectionarea elementelor prefabricate in principal pe urmatoarele directii
a) Marirea dimensiunilor elementelor prefabricate concomitent cu reducerea greutatii relative a lor precum si folosirea preasamblarii unor elemente (ex:introducerea betonului armat precomprimat produce o reducere a greutatii elementelor prefabricate cu pana la 40% ceea ce influenteaza in mod favorabil operatiile de transport si montaj)
b) Ridicarea gradului de finisare a unor elemente prefabricate.In acest fel se transforma in uzina o mare parte din lucrarile de finisaj de pe santier,putand fi executate in conditii de calitate superioara sub un control mai bun
c) Reducerea numarului de tipuri de elemente prefabricate si a numarului de dimensiuni-tip
d) Imbunatatirea calitatii executiei pe baza mecanizarii complexe si a automatizarii proceselor de productie a elementelor prefabricate
2.Extinderea mecanizarii si automatizarii proceselor de executie in constructii
Mecanizarea complexa si automatizarea executiei constructiilor reprezinta principalele directii ale progresului tehnic in constructii.
Mecanizarea in evolutia sa trece prin mai multe stadii de la mecanizarea simpla la automatizarea proceselor de executie.
Mecanizarea simpla presupune mecanizarea principalelor operatii dintr-un proces de munca.
In cazul mecanizarii complexe toate procesele tehnologice care concura la executia diferitelor lucrari inclusiv operatiile auxiliare se executa mecanizat cu ajutorul unor sisteme de masini.
Eficienta economica a mecanizarii in constructii in special a lucrarilor ar necesita un consum foarte mare de manopera care ar avea un cost ridicat.
Procesul industrializarii constructiilor necesita introducerea automatizarii proceselor de executie in toate operatiile prin utilizarea unui sistem de masini si aparate care functioneaza automat si pe care omul trebuie doar sa le puna in functiune si sa se supravegheze functionarea lor.
Automatizarea in cosntructii se limiteaza in prezent la crearea unor fabrici care functioneaza automat pentru producerea betonului sau a unor prefabricate.
3.Introducerea tehnologiilor avansate de executie si folosirea metodelor moderne de organizare si planificare a executiei lucrarilor de constructii
Lucrarile de constructii executate cu metode industriale necesita o organizare judicioasa pe baza unor proiecte de executie elaborate din timp si pe baza unor reguli si fise tehnologice pentru principalele procese de executie.
Pentru stabilirea unor ordini stricte de executie a lucrarilor in vederea atingerii indicatoarelor planificate referitoriu la productivitatea munctii, pret (cost) si durata de executie se folosesc fise tehnologice care trebuie sa continta succesiunea stricta a operatiilor,termenele de executie,cerintele calitative, materialele si utilajele folosite si forta de munca necesara.
Fisele tehnologice trebuie respectate cu strictete la executarea lucrarilor la care se refera.
Fisele tehnologice dau posibilitatea personaluluii zilnic sa aleaga cu mai multa usurinta metodele cele mai rationale pentru organizarea executiei si executia lucrarilor.
Printre procedeele de executie a lucrarilor care prezinta un grad mai ridicat de industrializarea amintim:
* utilizarea sistemelor de cofrare metalice de inventar pentru realizarea structurilor monolite
* utolizarea cofrajelor glisante rulante speciale
* realizarea la sol a unor elemente de constructii si apoi montarea la pozitia prevazuta in proiect cu ajutorl utilajelor de ridicat
Folosirea tehnologiilor moderne de executie are drept scop introducerea unor procedee tehnologice care sa asigure continuitatea si ritmicitatea executarii constructiilor,folosirea mai eficienta a utilajelor,a resturilor materiale de munca si a celor financiare.
In paralel cu aplicarea de tehnologii moderne de executie trebuie sa se foloseasca metode moderne de organizare si de planificare a executarii constructiilor.
In santier automatizarea isi gaseste mai greu aplicabilitatea cu exceptia functionarii unor utilaje complexe (dragile cu cupe).
Caile de imbunatatire a mecanizarii complexe a proceselor de executie in constructii sunt urmatoarele:
1.Perfectionarea masinilor si utilajelor de constructii
In afara de cresterea cantitativa a parcului de masini si utilaje pentru constructii se perfectioneaza continuu si din punct de vedere calitativ adica posibilitatile de executie precum si a perfomantelor acestora.
2.Imbunatatirea utilizarii a masinilor si utilajelor de constructii
Ridicarea nivelului de mecanizare a executiei in constructii se asigura nu numai prin inzestrarea cu masini si utilaje dar la fel de important este si utilizarea judicioasa optima a mijloacelor tehnice din dotare.
Eficienta folosirii utilajelor de constructii depinde in principal de umraotarele conditi:
* asigurarea dotarii unitatilor de constructii cu o gama variata de masini necesare mecanizarii complexe
* specializarea lucrarilor de construcii+montaj
* existenta unor baza corespunzatoare pentru intretinerea si repararea utilajelor din dotare in vederea unei exploatari juste a acestora
* asigurarea cadrelor de specialitate pentru intretinerea,repararea si exploatarea utilajelor de constructii
3.Introducerea automatizarii
In acest scop trebuie create conditii pentru folosirea la utilajele de constructii a dispozitivelor si aparatelor care sa permita automatizarea functionarii si conducerii acestora inclusiv a functionarii pe baza de program pentru inscrierea in parametrii optimi in timpul procesului de lucrare
4.Tehnologia executarii lucrarilor de pamant
4.1.Propietati fizico-mecanice ale pamanturilor si influenta lor asupra rezistentei la sapare
Pamanturile sunt medii discontinuii compuse din diferite particule solide legate intre ele prin forte care se transmit la nivelul suprafetelor de contact dintre particule.Golurile dintre particulele solide sunt umplute in anumite proportii cu apa si aer deci pamanturile sunt sisteme formate din cele 3 faze (solida,lichida,gazoasa) iar interactiunea dintre aceste faze influenteaza asupra proprietatilor fizico-mecanice ale pamanturilor.
Principalele PROPIETATI FIZICE care au influenta asupra rezistentei la sapare sunt urmatoarele:
- densitatea (masa volumica) aparenta - (kg/m3)
Rezistenta terenurilor la sapare cand umiditatea e constanta creste o data cu cresterea densitatii si a gradului de indesare.
- greutatea specifica a scheletului mineral – (kN/m3)
Rezistenta terenurilor la spare creste o data cu cresterea greutatii specifice.
- umiditatea este raportul dintre greutatea apei continuta intr-o proba si greutatea scheletului solid
100% ⋅=S
a
G
GW
Gradul de umiditate este parametrul cel mai important ce permite aprecierea influentei proprietatilor pamantului asupra rezistentei la sapare
satr W
WS =
Wsat – umiditatea pamanturilor in stare saturata
In functie de valoarea lui Sr pamanturile se clasifica astfel
saturatpamantS
umedfoartepamantS
umedpamantS
uscatpamatS
r
r
r
r
→≤≤→<≤→<≤
→<≤
19.0
9.08.0
8.04.0
4.00
In general odata cu cresterea lui Sr rezistenta la sapare se micsoreaza dar in schimb creste dificultatea de incarcare-descarcare a pamantului sapat
Ex:O argila umeda se sapa mai usor dar se descarca mai greu decat o argila uscata.
- porozitatea este raportul dintre volumul porilor supra volumul pamantului aflate in stare naturala
Rezistenta la sapare creste in general o data cu scaderea porozitatii terenului.
- compozitia granulometrica – proportia in greutate in care se gasesc particulele de diferite marimi in raport cu greutatea totala
Gradul de uniformitate se exprina prin coeficient de neuniformitate:
10
60
d
dU n =
d60,d10 – diametrele particulelor pamantului corespunzator procentelor de 60% si 10% din greutatea totala a terenului rezultate din curba granulometrica
Reistenta la sapare creste odata cu cresterea gradului de neuniformitate.
- plasticitatea este proprietatea unui teren de as modifica forma sub actiunea fortelor exsitente
Pamanturile plastice se sapa mai usor,asigura o mai buna umplere a cupei utilajelor de sapat dar se descarca mai greu.
Indicele de plasticitate
PLP wwI −=
wL – limita de curgere a pamantului
wP – limita de frmantare
Indicele de plasticitate caracterizeaza intervalul de comportare plastica a pamantului adica intervalul de umiditate in limitele caruia un pamant se poate deforma pastrandu-si volumul constant.
In functie de valorile indicelui de plasticitate pamanturile se pot clasifica astfel:
)(arg35
)(arg3520
)(arg2010
)arg(100
)(0
grasailamarefoarteteplasticitacupamantI
slabailamareteplasticitacupamantI
nisipoasailamedieteplasticitacupamantI
ilosnisipulredusateplasticitacupamantI
uscatnisipneplasticpamantI
P
P
P
P
P
→>→≤<→≤<
→≤<→=
- coeziunea este forta de legatura dintre particulele pamantului care se opune actiunii de desprindere a unei particule fata de cealalta
In functie de aceasta proprietatea pamanturile se clasifica in:
* pamanturi fara coeziune (nisip,pietris)
* pamanturi cu coeziune slaba (argile nisipoase)
* pamanturi cu coeziune mare (argile grase,marme)
In fcuntie de coeziune o data cu cresterea acesteia creste si rezistenta la sapare a unui teren.
In conformitate cu normativele pamanturile si rocile se clasifica din punct de vedere al gradului de dificultate la sapare si in functie de desintatea aparenta in 16 categorii din care 4 categorii de terenuri pamantoase si 12 categorii de roci.Astfel:
I.Teren usor
II.Teren mijlociu
III.Teren tare
IV.Teren foarte tare
V.VI.VII.Roca semidura
VIII.IX.X.Roca dura
XI.XII.XIII.XIV.XV.XVI.Roca foarte dura
Primele 6 categorii prezinta interes pentru lucrari de sapare directa, terenurile din celelelate categorii urmand a fi aduse in prealalbil in vederea saparii la una din primele 6 categorii prin diverse procedee.Rocile de la VI in sus nu se pot sapa pentru ca sunt dure.
Clasificarea pamanturilor dupa gradul de dificultate la sapare:
marmfa foarte moale 1700argila nisipoasa cu pietris 1900
IVTeren foarte tare
argila grea compacta umeda,argila grea cu pietris
sau piatra sparta
1950
argila sistoasa (provenita din alterarea sisturilor cristaline)
2000
stanca degradata fisurata (gresie moale,calcare)
2200
VRoca semidura
loess compact intarit si pamant salifer intarit
1800
marme moi diferite categorii 1900stanca degradata 1800
argila tare compacta 1950roci cretoase moi 1550
ordezie moale,gips 2200VI
Roca semiduracalcar moale poros fisurat 1100
crecta compacta 2600sisturi de rezistenta medie 2700marme de rezistenta medie 2300
PROPIETATI MECANICE ALE TERENULUI
Principalele proprietati mecanice ale terenului sunt:
- rezistenta la forfecare este rezisntenta pe care o pune un termen la rupere prin alunecare
In cazurile terenurilor necoezive rezistenta la forfecare este datorata numai fortei de frecare dintre particule.
ϕτ tg∇=
La terenuri coezive:
ctg +∇= ϕτ
Forta de frecare dintre particule depinde de gradul de umiditate.La pamaturi necoezive cu umiditate sub 12% forta de frecare este practic constanta.La aceste pamanturi φ se confunda cu unghiul de taluz natural al terenului respectiv unghi delimitat intre suprafata taluzului si planul orizontal.
In general rezistenta la sapare creste o data cu cresterea coeficientului de frecare (tgφ).
- compresibilitatea este proprietatea unei teren de as reduce volumul sub actiunea unei forte exterioare prin micsorarea golurilor dintre particulele solide
Comportarea pamanturilor sub incarcari este diferita in functie de umiditate si compozitie granulometrica.
Rezistenta la spare a pamantului creste pe masura ce creste tasarea lor.
- afanarea este proprietatea teerenului de a-si mari volumul prin sapare
Se caracterizeaza prin coeficientul de afanare:
n
Sa V
Vk =
Vs – volumul pamantului dupa sapare
Vn – volumul aceluiasi teren in stare naturala
In executie prezinta interes atat afanarea initiala a pamantului dupa sapare cat si afanarea remanenta a pamantului depuns in umpluturi.
Afanarea (infoierea) pamanturilor
Denumire teren Afanarea initialadupa sapare (%)
Afanarea remanenta dupa depunerea in umpluturi
nisip fara impuritatenisip argilos fara
adaosuri
8÷17 1÷1.25
pietris marunt sau mijlociu,pamant cu radacini,loess cu umiditate naturala,nisip amestecat cu pietris, argila nisipoasa usoaranisip argilos amestecat
pietris de rau,argila compacta sistoasa, argila amestecata cu pietris
26÷32 6÷9
Marma si gnois 33÷37 11÷15stanca derocata 30÷50 10÷30
Cu cat capacitatea de afanare este mai mare cu atat mai mica va fi masa efectiva antrenata de organele de sapare.Rezistenta la sapare se micsoreaza odata cu afanarea terenului.
- rezistenta la sapare pe care o pune un teren la tairea cu un anumit organ de lucru
Procesul de sapare a pamantului se poate descompune teoretic in urmatoarele faze:
Faza I
Sub actiunea fortei de inaintare organul de lucru avand profilul unei pene simple patrunde in teren,il comprima si il taseaza partial.Aerul existent in spaiile capilare si intre particule se comprima.
Faza II
Organul de lucru continunand sa inainteze in teren il comprima si mai mult iar rezistenta la inaintare creste.Aerul dintre particule si din spaiile capilare se comprima puterinc si acumuleaza energie potentiala.
In aceste prime 2 faze deformarea pamantului pe suprafata organului de lucru sunt proportionale cu forta de inaintare a acestuia.
Faza III
Continunand sa inainteze (organul), forta de inaintare depaseste limita de rezistenta a pamantului si atunci se produce desprinderea acestuia din masiv si deplasarea pe suprfata organului de lucru dupa directia unghiului de frecare dintre suprafata metalica si pamant.
Faza IV
Portiunea de teren desprinsa din masiv deoarece numai este sub actiunea unei forte exterioare (nimeni nu o mai forteaza) se marunteste
datorita destinderii aerului comprimat puternic in spatiile capilare si intre granule.
In timpul saparii pamantul opune o rezistenta RS care se poate descompune dupa 2 directii
- dupa directia traiectoriei de sapare RST
- dupa directia normala pe traiectoria de sapare RSN
In cazul general RS dupa directia traiectoriei are mai multe componente:
- componenta datorata rezistentei la taiere a pamantului Rt
- componenta datorata frecarii organului cu terenul Rf
- componenta datorata deplasarii prismei de pamant desprinse spre partea superioara si laterala a organului Rd
Compactarea dupa directia normala RSN se determina in practica in functie de compactarea dupa directia traiectoriei:
In functie de natura si starea pamantului in care se lucreaza brazdele rezultate pot sa aiba diferite forme:
1.In cazul terenurilor tari si uscate (argil grasa uscata) brazdele care rezulta se prezinta sub forma unor bulgari mari si neuniformi.Intr-o asemenea situatie se recomanda saparea la adancimi de lucru mici.
2.Pentru terenurile mijlocii cu umiditate naturala in urma saparii rezulta bulgari relativ mici si uniformi.
3.In cazul terenurilor plastice si umede in urma saparii rezulta brazde sub forma ude felii continue care necesita ulterior operatii de maruntire daca pamantul sapat urmeaza sa fie folosit la alte lucrari.
4.In cazul terenurilor slab coezive (nisipuri) se produce o aglomerare a materialului sapat in fata organului de sapare.
CLASIFICAREA LUCRARILOR DIN PAMANT
Prin lucrari de pamant (terasamente) se inteleg lucrarile de sapare in terenul natural (debleuri), de umplutura (rambleu),nivelari,compactari etc.
Constructiile din pamant au cunoscut o dezvoltare puternica in ultimul timp ca urmaare a mecanizarii aproape complete de sapare,incarcare,transport si punere in opera.In aceasta situatie constructiile din pamant si din alte materiale locale,datorita valorii relativ reduse a materialului folosit,datorita conditiilor mai modeste care se impun terenului de fundare,concureaza in aspect economic unele constructii din beton sau beton armat,economisindu-se, cimentul,oteluul si alte materiale care pot fi folosite la alte tipuri de lucrari.
Lucrarile de constructii din pamant pot fi:
I. PERMANENTE – barajele,digurile canalelor,galerii de aductiune din materiale locale
II. PROVIZORII – se demoleaza dupa terminarea lucrarilor permanente sau pot fi inglobate in acestea (batardouri sau diguri de pamant,canale de deviere, galerii de deviere)
Procesul complex de executare a lucrarilor din pamant este alcatuit din urmatoarele categorii mai importante de lucrari:
A. LUCRARI DE PREGATIRE
B. LUCRARI AUXILIARE
C. LUCRARI PRINCIPALE
A. LUCRARILE DE PREGATIRE cuprind:
a. lucrari de trasare
b. lucrari de defrisare
c.lucrari de scarificare
d.lucrari de decapare a stratului vegetal
B. LUCRARILE AUXILIARE aferente lucrarilor din pamant cuprind:
a. lucrari de indepartare a apelor (epuisamente si desecari)
b. sprijinirea provizorie a peretilor sapaturilor
C. LUCRARILE PRINCIPALE cuprind:
a. saparea pamantului
b. incarcarea pamantului
c. transportul pamantului
d. descaracarea pamantului
e. nivelarea pamantului
f. compactarea pamantului
Pentru asigurarea desfasurarii continue a proceselor de executare a lucrarilor de pamant este necesar sa se aleaga cele mai eficiente metode de imbinare rationala a acestor categorii de lucrari (A,B,C).
A. TEHNOLOGIA DE EXECUTARE A LUCRARILOR PREGATITOARE
a.Tehnologia lucrarilor de trasare a terenului
Trasarea are drept scop materializarea pe teren a axelor constructiilor, amprizei lucrarilor de sapare si umplutirii precum si a cotelor de nivel fata de reperul principal de cota (±0.00)
Trasarea pe teren se realizeaza in doua etape diferite in ceea ce priveste continutul si perioada de realizare.
1.Etapa I – aceasta etapa se executa in perioada procesului de proiectare si contine aplicarea pe teren a axelor principale ale constructiei inclusiv reperajul lor.
2.Etapa II – aceasta etapa se desfasoara in procesul executiei si consta in trasarea axelor secundare cu ajutorul carora sa se poata trasa in teren pantele geometrice ale diferitolr parti ale constructiei.Pentru trasarea in plan sunt necesare urmatoarele:
* panta generala a amplasamentului constructiei
* planul de situatie al zonei unde urmeaza sa se efectueae trasarea, planul trebuie sa fie la o scara cat mai mare
* planurile de trasare cu fixarea principalelor repere de trasare a lucrarii
* tabelele de calcul ale coordonatelor traseului principal si legatura lor cu reperele de precizie si cu reperele curente;pornind de la aceste repere se traseaza prin masuratori de planimetrie si nivelment axele principale si secundare ale constructiei materializand pe teren aceste exemple cat si ampriza,pantele si cotele de nivel la care trebuie sa se ajunga
Trasarea lucrarilor trebuie sa se realizeze cu foarte mare precizie deoarece o eroare de trasare cat de mica poate sa conduca la o deformare importanta a dimensiunilor si a configuratiei constructiei.
b.Tehnologia lucrarilor de defrisare a terenului
Defrisarea este operatia de curatare a terenului de arbori,arbusti,tufisuri etc pe toata suprafata pe care urmeaza a fi amplasata constructia.
Operatia de defirsare se poate executa in mai multe moduri in fucntie de diametru si densitatea vegetatiei.
Pentru taierea arbustilor si a tufisurilor cu diametru mai mic de 10 cm se foloseste un echipament defirisor montat pe un tractor cu senile
1.cormana
2.cutite de taiere
3.brate de prindere
4.brida de prindere
Latimea de lucru a acestui echipament poate ajunge la 2.8m. Productivitatea care se poate realiza variaza in limite largi si depinde de grosimea tulpinilor si densitate a vegetatiei.Orientativ productivitatea este cuprinsa intre 0.2-0.8ha/ora.
Scoaterea radacinilor ramase in teren in cazul in care nu sunt foarte adanci si puternice se face cu buldozerele iar in cazul tulpinilor la care tulpinile depasesc diametrul de 30cm se face cu utilaje speciale.
Pentru zonele acoperite cu vegetatie cuprinsa cu diametru mai mare de 10cm in functie de modul in care se valorifica masa lemnoasa si in functie de densitatea si marimea arborilor se folosesc urmatoarele tehnologii
1.Daca tulpinile arborilor urmeaza sa fie valorificate in industria lemnului atunci arborii sunt taiati la distanta de 50-100cm de la sol cu ajutorl fierastraielor mecanice.Dupa curatarea tulpinilor de crengi,trunchiurile sunt expediate la fabricile de prelucrarea iar scoaterea buturugilor si a radacinilor ramase in teren revine constructorului.
2.In cazul in care masa lemnoasa nu se valorifica industrial operatiile dde eliberare a terenului sunt urmatoarele :
* pentru arbori cu diametru cuprins intre 10-40cm se folosesc defrisoare puternice montate pe tractoare cu senile de mare putere
* pentru arbori cu diametru mai mare de 40cmm acestia se scot din radacina cu ajutorul echipamentelor de dezradacinat ( un asemenea echipament poate dezradacina 10-40 de arbori pe un singur schimb (8 ore)
1.placa frontala
2.cadru metalic
3.brate de prindere
4.bride de actionare
5.dinti taiati in placa frontala
In cazul arborilor cu diametrul mai mare de 100cm si in zone cu densitate mica de arbori se aplica metode de dezradacinare prin folosirea concomitenta a tractiunii cu cablu si a impingerii cu utilajul de dezradacinat.
Pentru extragerea buturugilor si a radacinilor ramase un urma taierii arborilor destinati industriei lemnului se folosesc procedee diferite in funcite de caracteristicile acestora (dimensiuni,varsta,densitate etc)
Cele mai utilizate procedee sunt extragerea cu cablu actionat pe tractor cu senile,cu cleste actionat de excavator,cu gheara descarificatoare,cu explozivi.Indepartarea buturugilor puternice si izolate cu ajutorul explozivilor este o metoda eficienta si practica dar se poate folosi numai daca in apropiere nu exista constructii,cantitatile de exploziv se amplaseaza sub buturuga in zona cea mai puternica acesteia de catre personal calificat si autorizat si se detoneaza de la distanta de siguranta.
In cazul in care pe santier nu sunt echipamente de defrisat sau dezradacinat sau daca volumul acestor lucrari nu justifica dotarea cu asemenea echipamente atunci pentru defrisare pot fi folosite buldozere sau excavatoare cu cupa inversa.
c. Tehnologia lucrarilor de scarificare a terenului
Dupa eliberarea terenului de vegetatie daca este necesar se executa operatia de scarificarea,aceasta avand rolul de a afana terenurile compacte din categoria III si IV pentru a asifgura o productivitate normala a utilajelor care urmeaza sa execute lucrari de sapare.
Afanarea se poate executa cu ajutorul plugurilor al scarificatoarelor sau al explozivilor.
Scarificatoarele sunt organe de lucru sub forma de dinti,ele pot sa fie tractate sau purtate.
Scarificatoarele purtate sunt mai mult utilizate datorita manevrabilitatii superioare si a greutatii mai reduse.
Scarificatorul hidraulic montat pe un tractor cu senile este alcatuit din:
1.cadru metaloc chesonat pe care sunt montati dintii
2.dinti (pot varia 2,3,4 etc)
3.articulatie ce permite cu ajutorul cilindrului hidraulic sa se ridice sau sa se coboare echipamentul de lucru pentru pozitia de traversat sau pentru pozitia de lucru si de asemenea se poate modifica adancimea de patrundeere a dintilor in teren
4.tractorul purtator
5.cilindru hidraulic
Latimea de lucru poate ajunge pana la 2.25m,inaltimea maxima de scarificare este de 40 de cm iar masa echipamentului de circa 2800kg.
Pentru reducerea timpului consumat cu introducerile de regula neproductive de la capetele terenului se recomanda ca scarificarea sa se desfasoare pe sectoare de lucru cat mai lungi.
De multe ori adancimea sapaturilor depaseste inaltimea de scarificare la o singura trecere si in acest caz operatia de scarificare se executa de mai
multe ori in stratul respectiv dupa fiecare scarificare a unui strat efectuandu-se saparea si indepartarea materialului scarificat.
Productivitatea scarificatoarelor se incadreaza orientativ intre 500-2000m3/h in functie de natura terenului dar si de puterea utilajului purtator.
d.Tehnologia lucrarilor de decapare a stratului vegetal
Operatia de decapare sau decopertare are rolul de a indeparta stratul vegetal de pe ampriza lucrarilor si de pe suprafata gropilor de imprumut pentru a se evita amplasarea lucrarilor peste stratul vegetal sau pentru evitarea amestecarii materialelor din cariere si balastiere cu materialul vegetal.Resturile vegetale care pot fi constituite din deseuri agricole(crengi,ramuri,iarba,etc) prezente in corpul umpluturilor din pamant pericliteaza constructia si mai ales exploatarea acesteia deoarece vegetatia in lipsa aerului si a luminii putrezeste si creeeaza in corpul umpluturilor goluri prin care apa se infiltreaza si circula cu usurinta.
Stratul vegetal se indeparteaza in general pe adancimi de 10-15cm si se depoziteaza in apropierea lucrarii fara a impiedica circulatia normala a utilajelor de constructii pentru a putea fi folosit ulterior dupa terminarea lucrarii la umplerea gropilor de imprumut sau la imbracarea taluzurilor lucrarii deoarece materialul organic continut in pamant vegetal contribuie la o inerbare rapida a suprafetei taluzului.
Indepartea stratului vegetal se face de regula cu ajutorul buldozerelor, autogrederelor,screperelor etc.
B. TEHNOLOGIA DE EXECUTIE A LUCRARILOR AUXILIARE
a.Lucrari de indepartare a apelor din sapaturi,epuismente,desecari
In vederea asigurarii conditiilor normale de desfasurare a lucrarilor de constructii este necesar sa se realizeze un sistem de aparare impotriva patrunderii apelor din precipitatii in ampriza lucrarilor,precum in interceptarea si evacurea apelor care stagneaza in teren.
Pentru evitarea patrunderii apei in grobile de fundatie sau pentru impiedicarea degradarii taluzurilor de catre apa provenita din ploi sau topirea zapezii se construiesc santuri deschise de interceptare si colectare a acestor ape si de dirijarea debitului interceptat in afara zonei lucrarilor.In cazurile in care este necesar se procedeaza si la indiguirea zonei care trebuie protejate.
Daca cota fundului sapaturilor se gaseste sub nivelul cotei panzei freatice este necesar sa se procedeze la coborarea nivelului panzei de apa freatica in vederea conditiilor de lucru la uscat.Aceasta operatie se poate realiza prin drenare gravitationala cu ajutorul puturilor de adancime in cazul in care terenul respectiv are permeabilitate mare adica un coeficient de permeabilitate;k=10-
1÷10-3cm/s(terenuri care cedeaza relativ usor).In mod frecvent se realizeaza puturi de adancime cu coloane forate cu lungimi care frecvent pot sa ajunga de la 15÷30m adancime si care patrund puternic in stratul acvifer.In aceste puturi se coboara pompe submersibile cu ax vertical.
1.pompa centrifuga
2.zona cu site filtrante
3.motor electric
In cazul terenurilor prafos-argiloase care au o permeabilitate k=10-3÷10-7cm/s si care cedeaza greu apa si in timp indelungat drenarea gravitationala nu mai este eficienta si din acest motiv se foloseste drenarea cu ajutorul puturilor vacuumate.Puturile vacuumate se executa prin infigerea hidraulica a unei coloane speciale,procedeu care asigura realizarea unui foraj cu diametru mai mare decat diametrul coloanei.Spatiul dintre coloana si foraj se umple cu material filtrant iar la partea superioara pe o adancime de cca. 1.5m se realizeaza un dop din argila plastica compactata care are rolul sa izoleze coloana impotriva patrunderii aerului din atmosfera.Apa este extrasa fortat din teren si apa evacuata cu ajutorul depresiunii create de o pompa cu vacuum. Puturile se dispun pe un contur inchis in jurul lucrarii.
O alta metoda de drenaj este cea care utilizeaza instalatia cu filtre aciculare.Utilizarea acestei metode are o serie de avantaje fata de sistemul cu puturi de drenaje.Ea poate fi folosita pentru extragerea si evacuarea apei fie gravitational fie vacuumatic.
1 – cap hidraulic
2 – coloana perforata
3 – tuburi prelungitoare
4 – racord flexibil
5 – colector de aspiratie
6 – rezervor cu 3 camere
7 – pompa de vacuum
8 – pompa centrifuga
Filtrele constituie organele active ale instalatiei
1 – tub central
2 – coloana hidraulica
3 – ejector
4 – disc mobil
5 – bila de cauciuc
Filtrele se introduc in teren de-a lungul sapaturii sau pe un contur inchis la distanta unul fata de celalalt de 0.5÷2m si la o adancime de maxim 7m.
Modul de functionare al instalatiei cu filtre aciculare :
I.Se realizeaza infigerea hidraulica a filtrelor prin forare cu apa sub presiune. Pentru executarea acestei operatii,instalatia trebuie sa asigure debitul de apa si presiunea corespunzatoare in raport cu taria terenului in care se infig filtrele cu ajutorul pompei centrifuge (8),apa este trimisa sub presiune prin tubul central (1),datorita presiunii create de pompa,discul mobil (4) se ridica si inchide circulatia intre tubul central si coloana perforata iar bila de cauciuc coboara deschizand astfel orificiul frontal iar jetul de apa iese din ejector sub presiune dizlocand si spaland pamantul de sub filtru.In timpul infigerii filtrului i se imprima concomitent si o miscare de rotatie astfel ca sub actiunea jetului de apa se realizeaza un foraj cu diametrul de 15÷20cm.Dupa aringerea cotei de forare,in foraj se toarna pietris margaritar iar la suprafata pe o adancime de cca. 1.5m se realizeaza un dop din argila plastica compactata care sa izoleze filtrul impotriva patrunderii aerului atmosferic.
II.Ca urmare a depresiunii create prin pornirea pompei de vacuum,discul(4) cade pe suportul sau deschizand legatura intre coloana perforata si tubul central iar bila de cauciuc (5) se ridica si inchide orificiul central.Astfel apa poate fi aspirata prin coloana perforata si tubul central iar de aici prin racordul
flexibil ajunge in colectorul de aspiratie si in rezervorul instalatiei de unde este evacuata.
In cazul drenarii gravitationale dupa amorsarea instalatiei cu ajutorul pompei de vacuum aceasta se opreste,in continuare functionand doar pompa centrifuga.In timpul functionarii instalatiei este posibil ca unele filtre sa absoarba aer,situatie care se recunoaste datorita vibratiilor puternice ale racordurilor flexibile (4).Filtrele respective trebuiesc izolate de instlatie prin inchiderea legaturii cu colectorul pana la eliminarea cauzelor care au determinat patrunderea aerului in instalatie.Aerul prezent in instalatie reduce considerabil eficienta pomparii.
In cazul in care nu este economic sau nu se dispune de mijoace tehnice necesare coborarii nivelului apei freatice in zona amprizei lucrarilor atunci se poate proceda la pomparea directa si continua a apei care intra prin pereti si fundul sapaturilor in asa fel incat sa se asigure in permanenta cu nivel al apei coborat sub cota fundului sapaturilor.Procedeul se poate aplica daca debitul de apa infiltrata nu este foarte mare iar terenul respectiv este suficient de consistent si coeziv pentru a nu se innoroi si a nu se antrena de apa.
Apele de suprafata adunate in groapa de fundatie sau apele subterane infiltrate pot fi indepartate prin colectarea lor intr-un sistem de santuri mai madanci decat cota fundatiei si apoi prin eliminarea lor cu ajutorul pompelor amplasate in sapatura sau pe marginea acesteia.
La un debit mai mare de apa,gropile de colectare se pot executa in afara incintei propriu-zise a lucrarii pentru a da posibilitatea executarii constructiei respective fara a fi deranjata de epuismente.
Pentru efecturea epuizarii directe a apei,sapatura se face in asa fel incat fundul sapaturii sa aiba santuri si pante catre unul sau mai multe puncte de colectare mai adanci de unde apa se elimina cu ajutorul pompelor.
In cazul unor lucrari a caror executie dureaza mai mult atunci pe conturul sapaturii la cota de fundare se executa santuri umplute cu material filtrant sau
in aceste santuri se amplaseaza drenuri care dupa ce lucrarea de baza a fost executata se colmateaza prin injectare cu mortar de ciment.
1 – santuri colectoare cu drenuri
2 – drenuri secundare
3 – put de colectare
4 – dren principal
5 – hidroizolatie
Drenurile trebuiesc dimensionate astfel incat sa conduca apele interceptate intr-un timp cat mai scurt catre puturile de colectare.Numarul si capacitatea pompelor de evacuare se stabilesc in functie de marimea debitelor interceptate
b.Tehnologia lucrarilor de sprijinire a peretilor sapaturilor
Pastrarea verticala a peretilor sapaturilor in mod natural nu este posibila in orice teren.Executarea sapaturilor in pereti inclinati dupa unghiul taluzului natural al terenului de cele mai multe ori nu este economica iar in alte situatii nu este nici posibila.
Din punct de vedere tehnic datorita prezentei in apropiere a altor constructii se impune sprijinirea peretilor sapaturilor.Se permite pentru perioade scurte de timo sa se execute sapaturi cu pereti verticali fara sprijiniri cu conditia ca adancimea sapaturii sa nu depaseasca urmatoarele valori:
- terenuri nestabile – 0.25m
- pamanturi slabe – 0.75m
- terenuri cu compactitate medie (II,III) – 1.25m
- terenuri compacte (IV) – 2m
- terenuri foarte consistente – 2m
Pentru adancimi mai mari si pentru terenuri cu umiditate naturala se recomanda sa se execute sprijiniri orizontale sau verticale.
- pana la adancimea de 3m se pot face sprijiniri cu interspatii
- pentru adancimi de la 3÷5m se recomanda sprijiniri continue
- in cazul terenurilor umede si nestabile sprijinirile se executa fara interspatii indiferent de adancime
- in cazul sapaturilor in care exista un aflux mare de ape subterane se recomanda ca sprijinirle sa se realizeze cu palplanse infipte la cel putin 0.75m sub cota fundului sapaturilor
Partea superioara a dulapilor de sprijinire trebuie sa se ridice cel putin cu 15cm deasupra nivelului terenului natural pentru a se impiedica caderea inapoi in sapatura a pamantului depozitat(sapat) pe marginea sapaturii.
Distanta dintre spraiturile orizontale de sprijinre se recomanda intre 0.6÷1m si sa se micsoreze catre fundul sapaturii.
In functie de latimea sapaturii sprijinirile se impart in 2 mari categorii:
1.Sprijiniri in spatii inguste
2.Sprijiniri in spatii largi (adancimea sapaturii este mica in comparatie cu distanta dintre maluri)
1.Sprijiniri in spatii inguste
Astfel de sapaturi se intalnesc pentru pozarea,asezarea conductelor sau a cablurilor in canale,la sapaturile pentru fundatii etc.
In cazul sapaturilor executate in spatii inguste si in teren cu umiditate naturala sprijinirile se executa din mal in mal.Solutia concreta aleasa pentru pentru realizarea sprijinirilor tine seama de natura terenului,umiditate, adancimea sapaturii respectiv posibilitati de dotare a executantului.
1.dulapi de retinere
2.dulapi de legatura
3.pene
4.spraituri
La sapaturi in spatii inguste si cu adancime mai mare de 3m se recomanda ca sprijinirile sa se execute simultan cu sapatura,sapatura care se organizeaza in mai multe etape.Pe masura ce se realizeaza sapatura se realizeaza si sprijinirile tot in etape.
Din marea diversitatea de sprijiniri posibile cele mai recomandate sunt cele care utilizeaza panouri de inventar executate din dulapi de 5cm grosime si sapaturi metalice de inventar.
2.Sprijinirea sapaturilor in spatii largi
In cazul sapaturilor in spatii largi sprijinirea nu se mai poate executa din perete in perete.In acest caz sprijirea peretilor sapaturilor se poate realiza cu contrafise (figura a) sau cu montant vertical si tirant (figura b).
In cazul adancimilor de sapare mai mari se pot prevedea 2 sau mai multe randuri de contrafise.Sistemul de sprijinire cu contrafise ocupa in general mai mult spatiu in zona sapaturilor.In cazul in care acest spatiu este necesar pentru amplasarea lucrarilor principale atunci se poate adopta solutia de sprijinire cu montanti verticali si tiranti.Ancorarea tirantului trebuie sa se faca
la o distanta minima care se determina in functie de unghiul de frecare interna al terenului respectiv.
3.Sprijinirea peretilor sapaturilor cu palplanse
Palplansele sunt o categorie speciala de elemente pentru sprijiniri verticale alaturate,infipte in teren,inainte de executarea sapaturilor sau concomitent cu realizarea acestora cu scopul de a crea pereti continuii care sa protejeze incinta sapaturilor fata de impingerea terenului si afta de infiltratiile de apa.Utilizarea sprijinirilor cu palplanse permite realizarea sapaturilor si sub nivelul apei freatice.
Palplansele pot sa fie realizate din lemn,metal sau beton arma,alegerea materialului fiind strans legata de natura lucrarii si de marimea solicitarilor.
Folosirea palplanselor este recomandata in primul rand in cazul sapaturilor cu adancime mare si care depasesc nivelul apei freatice.
Utilizarea palplanselor metalice are o serie de avantaje:
- sepot recupera si refolosi la alte lucrari
- cu ajutorul lor se pot executa incinte cu contur curb poligonal sau inghis
- se pot folosi la sprijinir pe inaltimi foarte mari fara sa necesite sprijiniri intermediare deoarece sunt foarte rezistente
- pot fi infipte in terenuri tari fara a flamba,fara a se deforma sau a se rupe
Palplansele metalice curente au latimi care pot sa ajunga pana la 45cm, grosimea peretelui pana la 25mm,si lungimi pana la 35m.
Palplansele metalice se pot executa si din profile laminate obisnuite, drepte sau usor ondulate sub forma de (I,U,S,Z) sau pot sa aiba forme speciale (Larssen,Rombos,Senella).
In general palplanselor se infig in teren prin batere cu sonete actionate de motoare electrice.In ultima vreme(2-3-4 decenii) se utilizeaza pe scara tot mai larga metode moderne de infigeri a palplanselor in teren (prin vibrare,infigere hidraulica,electrosmoza).
La infigerea hidraulica se foloseste un jet de apa sub presiune care spala terenul de sub varful palplansei.Aceasta metoda se oloseste in cazul terenurilor care nu sunt foarte compacte.
Electrosmoza se refera la infigerea palplanselor in terenuri argiloase cu un anumit grad de umiditate,in acest caz palplansele formeaza conturul unui circuit electric.
C. TEHNOLOGIA DE EXECUTARE A LUCRARILOR PRINCIPALE
a.Tehnologia executarii lucrarilor de terasamente la uscat
Notiuni specifice lucrarilor de pamant
Legat de lucrarile de pamant se folosesc o serie de termeni sepcifici acestui gen de lucrari.
Sectiunea transversala este reprezentarea proiectiei ortogonale obtinute prin sectiunea verticala transversala amenajarii.
Sectiunea longitudinala este reprezetnarea proiectiei orogonale obtinute prin sectiunea verticala longitudinala a amenajarii.
Baza lucrarii (ampriza 1) este suprafata terenului pe care o va ocupa lucrarea respectiva.
Coronamentul umpluturii (2) este suprafata care delimiteaza partea superioara a umpluturii.
Taluzurile (3;4) reprezinta suprafetele laterale ale umpluturii sau sapaturii si pot avea diverse pante.
Piciorul taluzului (5) este linia de intersectie a suprafetei taluzului cu suprafata terenului.
Bancheta (6) reprezinta o umplutura de pamant executata cel mai adesea in scopul mentinerii curbei de infiltratie a apei in interiorul lucrarii principale de umplutura (dig,baraj) in conditiile reducerii volumului de umplutura.
Cavalierul (7) este un depozit provizoriu realizat cu un material rezultat de la lucrari de sapatura si care nu se foloseste la lucrari de umplutura.
Berma (8) este platforma orizontala dintre piciorul taluzului unei lucrari de umplutura si marginea sapaturii.
Groapa de imprumut (9) este o zona de sapatura situata de regula de-a lungul lucrarii de umplutura pe o singura parte sau pe ambele parti ale acesteia si de unde se extrage materialul necesar realizarii umpluturilor.
b.Tehnologia lucrarilor de pamant cu ajutorul excavatoarelor
Excavatoarele sunt masini de regula autopropulsante folosite la executara unor lucrari ca: baraje,diguri,regularizari de rauri,consolidari de maluri,la pregatirea terenului pentru amplasarea diverselor constructii (sapaturi pentru fundatii,platforme si cai de comunicatie), la extragerea de agregate din cariere si balastiere la incarcarea si descarcarea unor materiale in si din diverse mijloace de transport.Criteriile dupa care se aleg tipurile de excavatoare folosite la executarea unei anumite lucrari sunt urmatoarele:
1.Natura si umiditatea terenului
2.Pozitia frontului de sapare fata de nivelul terenului natural
3.Volumul si caracterul lucrarilor de terasamente
4.Parcul de mijloace de transport de care se dispune
Excavatoarele se clasifica dupa mai multe criterii:
1.DUPA CARACTERUL PROCESULUI DE LUCRU:
1.1.Excavatoare cu actiune periodica (excavatoare cu o singura cupa)
1.2.Excavatoarele cu actiune continuua (excavatoarele cu mai multe cupe)
2.DUPA SISTEMUL DE DEPLASARE:
2.1.Excavatoare pe roti cu pneuri
2.2.Excavatoare pe senile
2.3.Excavatoare pe cai de rulare (pe sine de cale ferata)
2.4.Excavatoare pe platforme plutitoare
3.DUPA SISTEMUL DE ACTIONARE:
3.1.Excavatoare cu motor diesel
3.2.Excavatoare cu motoare electrice
3.3.Excavatoare cu motoare diesel-electrice
3.4.Excavatoare cu motoare diesel-hidraulice
3.5.Excavatoare cu actionare pneumatica
4.DUPA SISTEMUL DE COMENZI ALE MECANISMELOR DE LUCRU:
4.1.Excavatoare cu comenzi hidraulice
4.2.Excavatoare cu comenzi mecanice prin cablu
4.3.Excavatoare cu comenzi pneumatice
4.4.Excavatoare cu comenzi combinate (mecanice-hidraulice,hidraulice-pneumatice,etc)
5.DUPA ECHIPAMENTUL DE LUCRU AL EXCAVATORULUI CU O SINGURA CUPA:
5.1.Excavatore cu cupa dreapta
5.2.Excavatoare cu cupa inversa (intoarsa)
5.3.Excavatoare cu echipament de draglina
5.4.Excavatoare cu echipament greiffer
5.5.Excavatoare cu echipament de macara
5.6.Excavatoare cu echipament de soneta
5.7.Excavatoare cu echipament de ciocan-derocator
6.DUPA DIRECTIA DE DEPLASARE A CUPELOR EXCAVATOARELOR CU MAI MULTE CUPE:
6.1.Excavatoarele cu sapare transversala
6.2.Excavatoarele cu sapare longitudinala
1.Tehnologia executarii lucrarilor de pamant cu excavatorul cu cupa dreapta
Desi excavatoarele cu cupa dreapta sunt de o mare diversitate, constructia lor generala este in principiu aceeasi,diferentele constand doar in solutiile constructive in detaliu.
Excavatoarele cu cupa dreapta sunt folosite pentru lucrari de sapatura executate in fronturi de lucru situate in general deasupra nivelului terenului pe care se deplaseaza excavatorul,incarcarea materialului sapat putand sa se faca cu mijloace de transport situate deasupra,la acelasi sau sub nivelul pe care se deplaseaza excavatorul.
Un excavator indiferent de echipamentul de lucru cu care lucreaza, la un moment dat este format din din 3 ansambluri principale
A.Cadrul inferior cu sistemul de deplasare
B.Platforma rotativa cu sistemul de actionare
C.Echipamentul de lucru
Excavatorul cu cupa dreapta cu actionare mecanica prin cabluri este alcatuit din urmatoarele componente:
1.sageata excavatorului
2.bratul excavatorului
3.cupa excavatorului
4.fundul cupei
5.cablu pentru deschiderea cupei
6.dintii cupei
7.sistem de tiranti
8.cablu de ridicare
9.troliu principal
10.mecanism de impingere a bratului si cupei
11.cablu de revenire
12.platforma dintata
13.picior de antrenare
14.platforma rotitoare
Din punct de vdere cinematic excavatorul cu cupa dreapta este alcatuit din urmatoarele mecanisme:
- mecanism de ridicare/coborare a cupei
- mecanism de impingere a bratului si cupei in frontul de lucru
- mecanism de modificare a deschiderii (inclinarii) sagetii
- mecanism de deschidere a fundului cupei
- mecanism de deplasare a excavatorului
Procesul de sapare cu excavatorul cu cupa dreapta se desfasoara astfel:
- excavatorul se apropie de frontul de lucru pana la o distanta potrivita astfel incat impingand bratul cupei pentru sapare,acesta sa nu fie deplasat la limita maxima iar la retrgerea bratului cupa sa poata fi descarcata fara a atinge sageata excavatorului
- se roteste platforma cu cabina pana cand pozitita sagetii este perependiculara pe frontul de lucru
- prin eliberarea cablului de ridicare bratul si cupa sunt coborate pana la baza frontului de sapare
- se actioneaza si asupra cablului de revenire de impingere a bratului si cupei si asupra cablului de ridicare
- astfel dintii cupei se infig in teren si taie o brazda care patrunde in cupa si o umple
- dupa umplerea cupei se retrage bratul actionand cablul de revenire si se roteste platforma excavatorului pana cand cupa ajunge deasupra punctului de descarcare
- se deschide fundul cupei cu cablul aferent si astfel cupa se goleste
- dupa golirea cupei se roteste cupa in sens invers aducandu-se in pozitia initiala de sapare
- prin coborarea brusca a bratulu si cupei ca urmare a slabirii cablului de ridicare,fundul cupei se inchide si se zavoraste dupa care ciclul se reia
Excavatorul cu o actiune periodica (ciclica)
Dimensiunile si forma sapaturilor,sensul de miscare al excavatorului si al mijloacelor de transport trebuie stabilite riguros prin planul de executie al sapaturilor.
Pentru exploatarea rationala a excavatoarelor este necesara ca inainte de inceperea lucrarilor de sapare sa se traseze axele pentru cursele excavatorului si sa se amenajeze drumurile provizorii pentru circulatia mijloacelor de transport ale materialelor excavate.
Cand inaltimea frontului de sapare este mai mare decat cea necesara pentru umplerea cupei la o cursa si daca pamantul respectiv are tendinta de surpare in cazul saparii la baza,atunci se recomanda ca initial excavatorul sa sape la baza frontului de lucru petru a provoca prabusirea acestuia.
Descarcarea cupei in bena mijloacelor de transport trebuie3 sa se faca de la o inaltime mica de (0.5-1m) pentru a se evuta supunerea mijlocului de transport la socuri foarte puternice .
Alegerea unui anumit excavator cu cupa dreapta se face tinand seama printre altele si de caracteristicile de exploatare ale diferitelor excavatoare cu cupa dreapta,acestea fiind:
1.capacitatea cupei – q (m3)
- se gasesc excavatoare cu cupa dreapta care au cupe de schimb de diferite capacitati
- cupa nominala
- cupa cu capacitate marita pentru lucrul in terenuri usoare
- cupa cu capacitate redusa pentru lucrul in terenuri foarte tari
2.Raza maxima de sapare (Rs)
- reprezinta distanta masurata in plan orizontal de la axul de rotatie al excavatorului pana la varful dintilor cupei atunci cand bratul excavatorului este imins in afara la limita maxima
- aceasta caracteristica determina posibilitatea maxima de sapare a excavatorului dintr-o singura pozitie
3.Inaltimea maxima de sapare (Hs)
- reprezinta distanta in plan vertical de la baza excavatorului pana la dintii cupei atunci cand bratul este ridicat in pozitia maxima
- in unele situatii mai rare excavatoarele cu cupa dreapta poate fi folosita pentru sapaturi sub nivelul suprafetei pe care sta la o adancime maxima (H)
4.Raza maxima de descarcare (Rd)
- reprezinta distanta in plan orizontal de la axul de rotatie al excavatorului pana la mijlocul cupei atunci cand bratul este impins in afara pana la limita maxima
- aceasta caracteristica determina distanta maxima la care se poate situa axul drumului de acces pentru mijloace de transport
5.Inaltimea maxima de descarcare (Hd)
- reprezinta distanta pe verticala de la baza excavatorului pana la partea inferioara a fundului cupei cupa este deschisa si ridicata in pozitia maxima
Executarea sapaturilor cu excavatorul cu cupa dreapta poate fi organizata aplicand unul din urmatoarele procedee.
I.Saparea prin curse longitudinale
II.Saparea frontala
III.Saparea in trepte
I.Saparea prin curse longitudinale
In acest caz saparea se executa pe intreaga lungime a frontului de sapare,cu o incarcarea a materialului sapat in mijlocul de transport care se deplaseaza lateral fata de excavator.Drumurile de acces pentru mijloacele det transport se realizeaza in acest caz paralel cu directia de deplasare a excavatorului la o distanta maxima fata de axul excavatorului egala cu Rd. Crusele excavatorului sitauate la acelasi nivel se parcurg in sens invers de la capatul cursei precedente.
II.Saparea frontala
In acest caz saparea se executa pe intreaga latime a frontului de spare, iar mijloacele de transport circula la nivelul platformei de stationare a excavatorului venind pe la spatele acestuia.Prin acest procedeu saparea se executa pana la cota din proiect cel mai adesea printr-o singura cursa a excavatorului.
Saparea frontala se recomanda si in cazul debleelor scurte cu taluze cu pante mari si adancime mica si care permit amenajarea drumurilor de acces pentru mijloacele de transport pe mal.Distanta minima intre marginea frontului de lucru si roata mijlocului de transport trebuie sa fie in acest caz de minim 1m.
III.Saparea in trepte
In cazul in care sapatura ce trebuie executata are o adancime si latime mare atunci metoda de sapare forntala se aplica in trepte.Astfel dupa executarea unei curse, excavatorul se intoarce si incepe o noua cursa la un alt nivel,pana cand se realizeaza saparea pe intregul profil transversal. Pozitia mijloacelor de transport pentru fiecare treapta se stabileste in functie de spatiul disponibil pentru accesil si circulatia acestora.
Metoda de sapare in trepte se poate eplica si atunci cand doua sau mai multe excavatoare care lucreaza simultan dar in fronturi de lucru diferite in asa fel incat excavatoarele sa nu se stanjeneasca reciproc
2.Tehnologia executarii lucrarilor de sapaturi cu excavatorul cu cupa inversa
Excavatoarele cu cupa inversa se folosesc la realizarea sapaturilor in transee (santuri),la realizarea gropilor de fundatie cu adancimi de maxim 6-8m.In toate cazurile,frontul de lucru se gaseste sub nivelul suprafetei pe care se deplaseaza excavatorul.
Pentru a transforma un excavator cu cupa dreapta ,actionand cabluri intr-un excavator cu cupa inversa este necesar sa se inlocuiasca sageata,bratul cupa si sa se monteze uyn stalp suplimentar de retinere la partea anterioara a platformei rotitoare
Excavatorul cu cupa inversa si actionarea mecanica prin cablui este alcatuit din urmatoarele componente principale:
1.sageata
2.bratul
3.cupa
4.stalpul suplimentar
5,6.sistem de scripeti (role)
7.tije rigide
8.cablu de ridicare
9.cablu de revenire
10.rola de ghidare
11.rola cupei
Procesul de sapare cu excavatorul cu cupa inversa decurge in felul urmator:
- prin strangerea cablului de ridicare si slabirea cablului de revenire bratul impreuna cu cupa sunt aduse in prelungirea sagetii
- prin slabirea treptata a cablului de ridicare cupa este coborata in frontul de sapare unde prin strangerea cablului de revenire este trasa
- cupa patrunde in teren,dizloca o brqazda de pamant care se autoincarca in cupa
- dupa umplere cupa este ridicata impreuna cu sageta prin strangerea cablului de ridicare
- cupa se ridica la o inaltime necesara pentru descarcare si prin slabirea cablului de revenire si strangerea cablului de ridicare cupa este descarcata
- platforma se roteste in sens invers pana deasupra zonei de sapare de unde se reia ciclul de sapare
La acest excavator exista un mecanism de impingere in teren a cupei si din acest motiv durata ciclului de lucru este cu pana la 15-20% mai mare decat la excavatorul cu cupa dreapta ceea ce este echivalent cu o productivitate de 15-20% mai redusa.
Pentru a nu creste excesiv eforturile in cablurile de ridicare sageata excavatorului nu trebuie coborata la o adancime mai mare de 45O sub orizontala.
Excavatoarele cu cupa inversa moderne sunt actionate hidraulic.
Fata de cele cu actionare mecanica cele cu actionare hidraulica au o serie de avantaje:
1.Au o constructie mai solida
2.Au o mobilitate mai usoar pe orice teren
3.Au o manevrabilitate mai mare
4.Au un numar mare de echipamente de lucru pentru executarea diferitelor lucrari (cupa inversa,cupa dreapta,cupa profitabila,cupa de tip greiffer,ciocan derocator etc).
5.Au o siguranta mai mare in functionare
Principalele parti componente ale unui excavator cu cupa inversa si actionat hidraulic sunt urmatoarele:
1.cabina;motorul de actionare;comenzile;platforma rotitoare
2.sistemul de deplasare pe pneuri sau pe senile
3.sageata
4.cilindru hidraulic al sagetii
5.prelungitorul sagetii
6.cilindu hidraulic al balansierului
7.balansierul
8.cilindrul hidraulic al cupei
9.cupa
Procesul de sapare cu un asemenea excavator decurge in felul urmator:
- cu ajutorul cilindrilor hidraulici 6 si 8 se aduce balansierul in planul prelungitorului sagetii
- cu ajutorul cilindrului hidraulic 4 intreg ansamblul este coborat in frontul de sapare
- cu ajutorul cilindrilor 4 si 8 se executa saparea iar cu cilindrul 4 se apropie ansamblul de cabina
- cu cupa ridicata in pozitie maxima se roteste platforma pana ajunge deasupra punctului de descarcare
- prin actionarea simultana a cilindrilor 6 si 8 cupa se descarca dupa care se reia ciclul de sapare
Executarea sapaturilor cu excavatoare cu cupa inversa se poate realiza aplicand unul din urmatoarele procedee
1.In spatii largi - sapare transversala sau sapare lateral
2.In spatii inguste - sapare longitudinala
1.Saparea laterala
Se realizeaza prin deplasarea excavatorului lateral paralel cu directia de sapare,astfel latimea sapaturii se limiteaza la valoarea maxima a razei de sapare.Excavatorul se afla in timpul saparii intr-o pozitie mai putin stabila deoarece saparea se executa prependicular sau oblic fata de directia de inaintare, platforma in timpul saparii fiind rotita cu un anumit unghi fata de directia de inaintare.
2.Saparea longitudinala
Se executa prin retragerea excavatorului si descarcarea materialului sapat pe mal sau in mijloacele de transport.
In cazul executarii sapaturilor adancime si de latime este necesar sa se asigure 2.4m minim inre axul drumului pentru circulatia mijloacelor de transport si marginea sapaturii pentru a se evita prabusirea peretilor acesteia.
PRODUCTIVITATEA EXCAVATOARELOR CU O SINGURA CUPA
Productivitatea de exploatare a excavatoarelor cu o singura cupa se determina cu relatia:
)/(3600 3 hm
Ka
KtKuq
tcPe
⋅⋅⋅=
q – capacitatea cupei
tc – durata unui ciclu de lucru complet al excavatorului
Ku – coeficient de umplere a cupei (0.7÷1.3)
Kt – coeficient de utilizare a timpului de lucru (0.7÷0.85)
Ka – coeficient de afanare a terenului (1.1÷1.3)
Durata ciclului de lucru depinde de natura terenului,de capacitatea cupei, de unghiul de rotire al excavatorului si de indemanarea personalului.
Capacitatea echipamentului a excavatorului cu cupa dreapta variaza in limite foarte largi cel mai frecvent fiind cuprinsa intre 0.3 si 0.45m3.
In cazul unor lucrari ample cu volume de excavatii mari pot fi folosite si echipamente cu cupa dreapta cu capacitate de 10m3 sau chiar mai mult. Aceasta capacitate trebuie corelata cu capacitatea mijloacelor de transport care deservesc excavatorul.
3.Tehnologia executarii lucrarilor de sapaturi cu excavatorul tip greiffer
Excavatorul cu echipament de greiffer sunt folosite la saparea cu suprafata mica in plan dar cu adancime mare in terenuri de categoria I si II precum si la sapaturi sub nivelul apei la extragerea de nisip si pietris din balastiere precum si la incarcarea/descarcarea diferitelor materiale granulare.
1.sageata excavatorului
2.cablu de ridicare-coborare
3.cablu de inchidere-deschidere
4.cupa
5.cablu suplimentar cu rol de limitare a balansului cupei
6.articulatia centrala
7.scripeti
8.parghii
9.articulatia superioara
Acest echipament se monteaza pe un echipament de baza.Procesul de lucru cu echipamentul de greiffer deurge in felul urmator:
a.Prin slabirea cablului de inchidere (3),articulatia (6) coboara sub actiunea greutatii proprii iar falcile cupei se deschid.Prin slabirea cablului (2) cupa deschisa coboara pe teren iar dintii cupei se infig in teren.
b.Pentru realizarea sapariise apropie articulatia centrala (6) de articulatia superioara (9) strangand cablul de inchidere (3) (determina inchiderea cupei umplute)
c.Cupa umpluta e ridicata cu ajutorul cablului (2) care se infasoara pe troliul excavatorului concomitent cu cablul (3).
d.Cu cupa ridicata se roteste in pozitia unde descarca cupa si se slabeste cablul (3).
Exista si echipamente de greiffer actionate hidraulic,iar in acest caz cele doua falci ale cupei sunt articulate la cate un cilindru hidraulic care asigura inchiderea si deschiderea cupei in timpul procesului de sapare.
Echipamentul de greiffer are urmatoarele caracteristici tehnico-functionale:
q – capacitatea cupei
Rs – raza maxima de sapare
Hs – adancimea maxima de sapare
Hd – inaltimea de descarcare
Raza maxima de sapare (Rs) pentru echipamentele uzuale poate sa ajunga si pana la 21 de metri.
Hs – pana la 20 de metri
Hd – pana la 15 metri
Spre deosebire de celelalte tipuri de excavatoare,excavatorul cu greiffer de regula sapa fara sa se deplaseze in timpul lucrului.Pentru a reduce efectul impingerii datorita prezentei excavatorului pe marginea sapaturii se recomanda ca acesta sa fie amplasat intr-un colt al gropii.
