Область применения строительных машин и механизмов.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………………..3
1. Машины и механизмы для проведения земляных работ……………………4
2. Область применения и работа строительных кранов………………………..9
3. Строительные машины и механизмы для бетонирования и подземного строительства…………………………………………………………………….12
4. Современные методы и технологии строительства………………………...24
Заключение………………………………………………………………………30
Список литературы……………………………………………………………...31

Область применения строительных машин и механизмов.

Наибольшая экономическая эффективность использования бетонотранспортной техники достигается при комплексном ее использовании в составе с бетононасом и нескольких автотранспортных средств (3 - 10 автобетоносмесителей). С усовершенствованием организации бетонных работ в состав комплекса могут быть также включены бетоносмесительные установки, а персонал комплекса дополнен бригадой бетонщиков.
Автобетоносмесители предназначены для доставки отдозированных компонентов бетонной смеси, приготовления ее в пути следования или по прибытии на строительный объект, а также доставки готовой смеси потребителю. Они представляют собой гравитационные смесители грушевидной формы, установленные на шасси автомобиля. В качестве приводного двигателя используется двигатель шасси либо автономный дизель-мотор. Дляобеспечения эксплуатации, в зимний период водяной бак, водяные трубы и другую водяную арматуру утепляют.
Еще одним важным элементом при проведении бетонных работ в строительстве является бетононасос. Бетононасосы предназначены для перекачивания по трубам (бетоноводам) бетонных смесей, принимаемых из автотранспортных средств, и подачи смесей к месту укладки. Их применяют во всех областях гражданского, промышленного и сельского строительства Дополнительные возможности создает использование бетононасосов в комплекте с автономными бетонораспределительными стрелами-манипуляторами.
Использование бетононасосов требует высокой степени организации работ на строительной площадке; экономическая эффективность применения бетононасосов резко возрастает с увеличением объемов сменной выработки. Определяется это факторами, общими для всех строительных машин, а также необходимостью выполнения дополнительных трудоемких вспомогательных работ – подачи пускового раствора для смазывания бетоноводов, промывки и очистки рабочих элементов при перерывах в работе, а также перекладывания и фиксации стационарных бетоноводов.
Бетононасосы классифицируются по принципу действия, способу передвижения и установки, типу приводного двигателя. По принципу действия конструкции серийно выпускаемых бетононасосов разделяются на поршневые и роторно-шланговые. По способу передвижения и установки различают автобетононасосы на базе автомобильных шасси (Рис. 2), на колесном ходу, прицепные и стационарные.
Источником энергии в автобетононасосах является дизель шасси или автономный дизель. Стационарные и прицепные бетононасосы могут быть оборудованы не только дизелями, но и электродвигателями.
Рис. 2. Автобетононасос.
Качающий узел поршневого бетононасоса состоит из цилиндропоршневой группы 5 и бетонораспределителя 3, поочередно направляющего нагнетаемую бетонную смесь в бетоновод 2, при этом процесс нагнетания имеет циклический характер.
Бетоноводы бетононасосов собирают из отрезков труб с внутренним диаметром 100–125 мм, соединяемых между собой быстроеъемными замками с резиновыми манжетными уплотнениями. Назначение бетоноводов – подача бетонной смеси от качающего узла к месту укладки. Стационарные и прицепные бетононасосы нагнетают бетонную смесь в бетоноводы, проложенные по строительтельной площадке и ее сооружениям.
Бетонораспределительные стрелы автобетононасосов состоят из трех и более шарнирно-сочлененных секций, раскладывающихся с помощью гидроцилиндров.
Вспомогательные механизмы компрессор и водяной насос – обеспечивают промывку и очистку рабочих органов бетононасоса после работы. Бетоновод очищается шарами из губчатой резины, продавливаемыми под давлением, создаваемым компрессором, Прочие узлы технологического оборудования отмываются от бетонной смеси струей из шланга, присоединенного к водяному насосу.
Автобетононасосы, предназначенные для работы при отрицательных температурах, оборудованы кабинами операторов и снабжены системами обогрева технологического оборудования.
Для приготовления бетонной смеси в небольших объемах на строительных площадках используют гравитационный смеситель объемом от 0,08 до 0,25 м³ или смеситель с принудительным перемешиванием (Рис.3).
В гравитационном бетоносмесители, на его стенках установлены лопасти, которые при вращении барабана поднимают раствор вверх, откуда он под своим весом попадает и проникает в свои нижние слои.
В бетоносмесители принудительного перемешивания корпус смесителя остается неподвижным, а лопасти совершают вращательное движение, смешивая раствор.
Такие бетоносмесители распространены в индивидуальном жилом строительстве и при реконструкции подземных сооружений, они имеют небольшой вес и энергопотребление.
Рис.3 Бетоносмесители:
а – гравитационный; б- принудительный.
При разработке котлована и устройстве фундаментов основным механизмом для удаления грунтовых вод является водяной насос. Он может быть погружным типа «ГНОМ», переносным механическим или электрическим.
Водяной насос типа «ГНОМ» применяется для откачивания воды из котлованов, траншей в гражданском и промышленном строительстве, в которой механические примеси не превышают 10% по массе и имеют размеры частиц не больше 5 миллиметров.
Центробежный, моноблочный, переносной водяной насос используется для откачивания загрязненной грунтовой, гравийно-глинистой воды, температурой от 0 до 35 градусов цельсия, и воды в которой содержится механические примеси.
Водяной насос относится к гидравлическим машинам, которые подразделяются на насосы и гидродвигатели. Насосами называют гидромашины, предназначенные для преобразования механического энергетического потока в гидравлический энергетический поток.
Электрические водяные насосы применяются для:
- откачивание грунтовых и паводковых вод из котлованов при строительстве;
- откачивания воды с подвалов и участков после затопления;
- во многих технологических процессах на производстве.
Грейферное оборудование на напорной штанге (рис. 4) применяют для разработки узких и глубоких (до 2.0 м) траншей с вертикальными стенками I-IV категорий с каменистыми включениями размером до 200 мм, при возведении подземных сооружений способом «стена в грунте», а также для разработки выемок под сваи в промышленном, городском и сельском строительстве.
Способом «стена в грунте» можно возводить подземную часть промышленных и гражданских зданий и сооружений без отрывки котлована, стены насосных станций, тоннели метрополитенов неглубокого заложения, колодцы коллекторов, борта каналов.
Рис. 4. Грейферное оборудование для возведения сооружений методом «стена в грунте»: а - общий вид; б - кинематическая схема механизма.
Современные несущие конструкций и сооружения часто выполняют способом «стена в грунте». Применение струйной геотехнологии в данном случае является альтернативной технологией, не требующей громоздкого оборудования, которая может быть использована, например, в стесненных условиях. Принцип действия такой технологии представляет собой высоконапорную струю цементного раствора, вращающуюся и сканирующую поверхности, создающую абсолютно плотное примыкание и водонепроницаемость созданного элемента конструкции.
При строительстве заглубленных помещений, примыкающих к существующим зданиям, грунтобетонные стенки ограждения могут быть выполнены с помощью струйной геотехнологии непосредственно под фундаментами существующего здания. В мировой практике это часто делается при строительстве подземных гаражей. Это очень важное преимущество, так как создается возможность попадать в подземный гараж непосредственно из здания.
Для памятника архитектуры хорошим решением будет ограждение подземной части здания и ее стен из бурозавинчивающихся и вдавливаемых свай.
Область применения металлических бурозавинчивающихся свай по грунтовым условиям - песчаные и глинистые грунты от плотных до текучих. С глубины 20-25 метров начинаются кембрийские глины.
В глинистых грунтах применяют завинчивание труб диаметром до 325 мм, в песках - до 500 мм при их длине - до 20 м. При этом возможна стыковка труб во время их погружения сваркой по аналогии с составными сваями.
В зависимости от конкретных гидрогеологических условий и требований к конструкции ограждения трубы могут быть оснащены заглушками с рыхлителем как глухими, так и теряемыми, которые позволяют осуществить дополнительное рыхление плотного грунта, ускорить процесс завинчивания и не допустить попадания грунта и грунтовых вод в полость трубы, что важно при необходимости заполнения внутреннего пространства трубы бетоном. При завинчивании трубы грунт частично уплотняется.
Работы по завинчиванию труб выполняются буровой установкой СО-2, навешиваемой на копер на базе кранов и экскаваторов типа «Драгляйн». Сменная производительность одной установки в зависимости от грунтовых условий, длины и диаметра труб составляет 8 - 12 труб в смену.
Конструкцию ограждения в виде бурозавинчивающихся свай с забивкой нельзя рекомендовать при устройстве котлованов в слабых и водонасыщенных грунтах в непосредственной близости от существующих сооружений. В этих случаях для ограждения котлованов успешно применяется конструкция из двух рядов свай, причем сваи внутреннего ряда, обращенные к котловану, являются несущими, а наружные - тампонирующими или замыкающими. В качестве тампонирующих хорошо зарекомендовали себя так называемые буротрамбованные сваи.
Ограждение из буроинъекционных свай в ряде случаев могут быть использованы в качестве подпорной стенки в грунте, как при реконструкции Петровского путевого дворца, с целью ограждения глубокого котлована в стесненных условиях.
Для увеличения жесткости стенки в связи с большой гибкостью буроинъекционных свай может быть рекомендовано:
- двухрядное расположение свай;
- дополнительное закрепление грунта вокруг свай путем инъектирования твердеющего раствора;
- устройство анкеров;
- объединение голов свай железобетонной плитой.
Устройство буроинъекционных свай РИТ по разрядно-импульсной технологии производится не менее чем 5 - 7 электрическими разрядами с шагом соответственно 200 - 300 мм по ее длине и не менее чем 15 разрядами в забое скважины при энергии каждого разряда 30 - 40 кДж. Для этого в скважину после заполнения ее мелкозернистой бетонной смесью опускается специальный разрядник. В процессе погружения разрядника на его электроды периодически подается высокое напряжение, обеспечивающее возникновение электрического разряда требуемой мощности, что вызывает уплотнение грунта в стенках скважины и в ее забое [3].
В последние годы для сложных природно-климатических и грунтовых условий были разработаны методы расчета и проектирования свайных, плитных и свайно-плитных фундаментов, большеразмерных свайных кустов и полей, коробчатых фундаментов и других высокоэффективных фундаментных конструкций.
В результате многоэтажное городское и подземное строительство стало возможным на обширных территориях, которые прежде считались непригодными для широкого строительного освоения. Огромные площади паркингов и площади других подземных сооружений стало возможным перекрывать более большими сводами и перекрытиями. В результате чего, меньший расход гидроизоляции, ж/б элементов и дополнительных стоек.
Значительное развитие получила геомеханика подземных сооружений, позволяющая решать проблемы взаимодействия подземного сооружения, вмещающей его среды и близкорасположенных наземных объектов.
Успешно развивается новое направление механики грунтов - технологическая механика грунтов, исследующая названные выше взаимодействия в процессе возведения сооружения, а также в условиях наличия дестабилизирующих воздействий на грунтовый массив. Значительные успехи достигнуты в области защиты территорий и застройки от опасных природных и техногенных воздействий с помощью новых строительных технологий, дренажных систем, ветрозащитных и шумозащитных сооружений.
Высокоэффективные конструкции фундаментов зданий и сооружений различного назначения с армированием из стальной крошки, методы и средства их расчета, проектирования и возведения, исследования строительных свойств грунтов и их улучшения, мониторинга разрабатываются сегодня и в России.
При этом значительная часть полученных за три четверти века научных и практических результатов послужила основой при разработке действующих сегодня российских и московских нормативно-методических документов по фундаментостроению и подземному строительству.
В отличие от кровельной изоляции (легко доступной для осмотра и ремонта), подземная гидроизоляция обычно скрыта массивными элементами конструкций, засыпками, различными элементами покрытий и защитными конструкциями. Поэтому осмотр и ремонт гидроизоляции сильно осложнены, а зачастую и вообще невозможны. Следовательно, гидроизоляция должна быть надежной и долговечной, а качество изоляционных работ – безупречным.
Трем видам воздействия воды (гидростатическое давление, омывание без давления и капиллярный подсос) соответствуют три типа гидроизоляции. Противонапорная гидроизоляция обычно выполняется со стороны воздействия воды (наружная) при строительстве новых объектов, когда сооружение находится в водоносном слое. Если возникает необходимость устройства гидроизоляции в существующих зданиях, то принято говорить о внутренней гидроизоляции. Безнапорная гидроизоляция устраивается для противодействия фильтрационной влаге, сезонной верховодке, а также в дренируемых полах и перекрытиях с сырыми технологическими процессами. Противокапиллярная гидроизоляция выполняется для изоляции частей сооружений в зоне капиллярного подъема воды, для защиты от грунтовой влаги. Конструкция гидроизоляции определяется функциональными требованиями обеспечения допустимой влажности помещений. Другими словами – степенью водопроницаемости, водостойкости, паропроницаемости и долговечности.
Еще одой современной технологией в освоении подземных пространств можно назвать Японскую разработку автоматически управляемых подземных паркингов и городских автостоянок. Здесь подземные автостоянки лишены всех этих утомительных съездов и рамп, которые проектируют у нас в России. В Японии, просто загоняется автомобиль в специальную клетку или пандус размером 2,5х5 метров, затем он внезапно исчезает, опускаясь с помощью подъемника вниз, как будто какая-то невидимая рука быстро перемещает его в глубины изощренной компьютеризированной системы хранения. Такая система хранения автомобилей работает на достаточно маленьких площадях и объемах, занимая в два раза меньше площади обычной парковочной автостоянки. Она может управляться всего одним оператором, или даже самим владельцем парковочного места. Это уникальная система круговых секционных подъемников в ближайшем будущем появится и в России. Технология ЛСТК (легкие стальные конструкции) является самой передовой, и находит широкое применение благодаря неоспоримым преимущетсвам по сравнению с традиционными строительными технологиями. Гарантией качества выпускаемой продукции служит современное европейское оборудование, строгое соблюдение технологии производства и высокое качество исходного материала.
Металлический каркас подъемников состоит из Σ-образных и С-образных оцинкованных профилей. Соединения элементов каркаса обеспечиваются унифицированными узлами крепления. В качестве крепежа применяются оцинкованные болты и саморезы. Жесткость такого каркаса в целом обеспечивается системой вертикальных и горизонтальных распорок и гибких связей Системы автоматизированных парковок не требует прокладки специальной шахты или рельс, она просто устанавливается.
Отсутствие гидравлических частей паркинга снижает затраты на обслуживание. Таким образом можно просто экономить на месте. Электрический мотор, устанавливаемый на многоуровневые системы парковки - надежен и безотказен.
Благодаря системе автоматизации наших подземных паркингов, автомобильные парковки будь то платные или бесплатные, стали намного эффективнее как для владельцев, так и для пользователей. Автоматизированные системы автомобильных парковок, контролируя въезд-выезд, способны подсчитать количество свободных мест и отразить на дисплее специального терминала.
К сожалению, используемая в подземных сооружениях техника и оборудование еще не располагают абсолютно безопасными способами строительства, методами и средствами прогнозирования пожаров, обуславливаемых многочисленными и разнообразными факторами, которые проявляются неожиданно. Практика борьбы с такими пожарами показывает, что возникают значительные сложности в организации и проведении аварийно-спасательных и эвакуационных работ, требующих огромных материальных и людских ресурсов. В таких условиях у пожарных нет реальной возможности заниматься защитой конструкций от воздействия высоких температур.
4. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ И ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА
К одному из не сложных современных механизмов для устройства фундамента повышенной несущей способности можно отнести фундаментный бур ТИСЭ-Ф (Рис. 5,6). Технологией ТИСЭ предусмотрено выполнение фундаментов различных схем:
- столбчатый фундамент;
- столбчато-ленточный;
- с подвальными помещениями.
Преимуществами такого механизма являются: снижение затрат труда и средств в несколько раз, компактность и функциональная простота фундаментного бура, снижение тепловых потерь через фундамент сделали эту технологию экономически привлекательной и простой в применении.
Рис. 5. Бурение скважины и заполнение ее бетоном:
а – бурение вертикальной скважины; б – расширение скважины;
в – заполнение скважины (начальный этап).
Фундаментный бур ТИСЭ-Ф выполнен в виде раздвижной штанги, с одной стороны которой расположена перекладина с двумя рукоятками на концах, а с другой – накопитель грунта с двумя режущими кромками оснащенными резцами. Над накопителем грунта расположен откидной плуг, закрепленный на кронштейне. Плуг оснащен резцами и стопором, выполненного в виде механизма из двух звеньев – серьги, охватывающей штангу и тяги, соединенной с плугом. Плуг поднимается за шнур, соединенный с серьгой. Другой конец шнура закреплен на перекладине штанги. Штанга бура раздвигается на 2,2 м и закрепляется в промежуточных положениях резьбовым фиксатором. Вся конструкция бура весит 7,5 кг [4].
Рис. 6. Буры ТИСЭ: