Сложность подбора оборудования для разработки глубоких фундаментов часто заключается не в одной цифре «максимальная глубина копания». Чем глубже котлован или фундамент под ростверк, тем больше оборудования должно в ограниченном пространстве выполнять вертикальную выемку, подъём с полным ковшом, поворот и позиционирование, а также разгрузку в транспортное средство, одновременно учитывая грунт у бровки котлована, несущую способность временных дорог и ограничения непрерывных смен. Выбор машины только по максимальной глубине легко приводит к игнорированию взаимного влияния высоты разгрузки, радиуса поворота и условий грунта.
В данной статье на примере проверенных данных SH500 (гусеничный экскаватор класса 50 тонн с рабочей массой 49600 кг) объясняется, как следует разбивать требования к работам при разработке глубоких фундаментов, какие параметры соответствуют этим требованиям, а какие условия всё ещё необходимо проверять на месте.
Сначала разберём цели работ: четыре аспекта разработки глубоких фундаментов
Строительство глубоких фундаментов включает различные этапы: разработку котлована, выемку грунта под ростверк или плитный фундамент, очистку грунта между сваями. Непосредственно связанные с подбором оборудования можно обобщить в четыре пункта:
- Глубина выемки и вертикальность: возможность выемки до проектной отметки внутри крепления и сохранения точности выемки вблизи стенки котлована.
- Подъём и разгрузка: возможность после подъёма полного ковша со дна котлована на уровень бровки напрямую навести его на кузов транспортного средства и сократить повторную перевалку.
- Поворот и рабочий радиус: достаточно ли места для поворота между позицией оборудования, бровкой котлована, зоной отвала грунта и проездом транспортных средств.
- Площадка и непрерывная работа: несущая способность грунта у бровки котлована, давление на грунт гусениц, непрерывность смен и организация заправки.
Эти четыре пункта не являются параллельным перечнем параметров, а имеют последовательность: глубина определяет, может ли оборудование охватить рабочую зону, высота разгрузки определяет, можно ли загрузить грунт за один раз, а радиус и несущая способность определяют, может ли оборудование безопасно разместиться и работать непрерывно.
Глубина и вертикальная выемка: на что ещё смотреть помимо максимальной глубины копания
В данных SH500 максимальная глубина копания составляет 7800 мм, максимальная глубина вертикального копания — 7086 мм. Разница между этими значениями заключается в том, что глубина вертикального копания меньше максимальной глубины копания, что указывает на ограничение фактически достижимой глубины положением рукояти и ковша при вертикальной выемке вблизи стенки котлована. Если при разработке глубокого фундамента требуется вертикальный забор грунта вблизи крепления, следует ориентироваться на глубину вертикального копания, а не напрямую применять максимальную глубину копания.
В то же время максимальная высота копания 10924 мм и максимальный радиус копания 12016 мм влияют на зону охвата оборудования у бровки котлована. При больших размерах котлована в плане оборудованию может потребоваться несколько перемещений или поэтапная разработка; это необходимо увязывать с временными дорогами у бровки и типом крепления на месте, а сами данные не могут заменить планировку площадки.
Высота разгрузки и позиционирование транспортных средств
Грунт при разработке глубоких фундаментов обычно необходимо поднимать со дна котлована на уровень бровки, а затем грузить для вывоза. Максимальная высота разгрузки SH500 составляет 7615 мм. Это значение соответствует высоте, достигаемой ковшом в положении разгрузки; возможность успешного позиционирования относительно транспортного средства также зависит от высоты кузова, разницы высот между позицией оборудования и местом стоянки машины. Если транспортное средство стоит на уровне бровки котлована, а оборудование — у бровки, высота разгрузки должна покрывать верхний край кузова с оперативным запасом; если применяется временный отвал грунта у бровки с последующей повторной погрузкой, необходимо отдельно оценить высоту отвала и взаимодействие с погрузочным оборудованием.
В данных не приведены выводы о совместимости с различными моделями транспортных средств; перед закупкой следует включить в проверку высоту кузова, способ стоянки и перепад высот у бровки котлована.
Рабочий радиус и пространство для поворота
Максимальный радиус копания SH500 составляет 12016 мм, максимальный радиус копания на уровне земли — 11814 мм, радиус поворота хвостовой части — 3655 мм, минимальный радиус поворота передней части — 4825 мм. Вокруг котлована глубокого фундамента часто располагаются крепления, водопонижающие скважины, временные дороги и склады материалов; зону, заметаемую хвостовой частью при повороте, необходимо заранее предусмотреть. Радиус поворота хвостовой части 3655 мм соответствует ориентировочному минимальному безопасному расстоянию с одной стороны; при фактической расстановке также необходимо учитывать дорожный просвет противовеса, ширину платформы и препятствия на площадке.
Если размеры котлована в плане малы, а дороги у бровки узкие, рабочий радиус и пространство для поворота могут стать ограничивающим условием раньше, чем глубина копания. В таких случаях требуется проверка разбивки на месте, нельзя судить только по таблице параметров.
Несущая способность площадки и условия непрерывной работы
Рабочая масса SH500 составляет 49600 кг, в данных указано давление на грунт 81,9 МПа. Единицу и порядок величины этого значения необходимо дополнительно уточнить у производителя или в технической документации; не следует напрямую пересчитывать и сравнивать его с общепринятыми единицами давления на грунт. Перед закупкой следует проверить его определение и условия испытаний. В любом случае оборудование класса 50 тонн при передвижении и работе у бровки котлована предъявляет требования к временным дорогам, грунту у бровки и нагрузке на верхнюю часть крепления; несущие условия должны быть подтверждены специалистами по геотехнике или в проекте производства работ.
Что касается непрерывной работы, SH500 оснащён топливным баком 650 л, гидравлическим баком 350 л и ёмкостью гидросистемы 406 л, скорость хода 3,2/5,3 км/ч, преодолеваемый уклон 70% (35°). Эти данные можно использовать для оценки заправки в течение смены и организации перебазирования, однако фактический расход топлива и рабочий цикл зависят от материала, управления и условий работы; в данных не приведены выводы о сменной производительности или расходе топлива, поэтому на их основе нельзя рассчитывать экономию затрат.
Каким условиям работы соответствуют мощность, гидравлика и усилие копания
SH500 оснащён двигателем Cummins QSM11 номинальной мощностью 250 кВт/2000 об/мин, рабочим объёмом 11 л; гидросистема — нагрузочная система Linde, максимальный рабочий расход 2×380+27 л/мин. Усилие копания ковшом 290 кН, усилие копания рукоятью 236 кН, ёмкость ковша 2,2–2,5 м³. Для часто встречающихся при глубоких фундаментах плотных песчаных грунтов, гравия или выветрелых скальных пород усилие копания и расход гидравлики влияют на внедрение в материал и отклик при комбинированных движениях; однако возможность непосредственной разработки материала также зависит от категории грунта, необходимости применения гидромолота или совместной работы с креплением; в данных не приведены выводы о применимости к грунтовым условиям.
Если при разработке глубокого фундамента встречаются твёрдые скальные породы или бетонные конструкции, требующие разрушения, гидравлический молот относится к комплектующим решениям; совместимость базовой машины и навесного оборудования должна проверяться отдельно по рабочей массе, расходу и давлению гидравлики, массе навесного оборудования, присоединительным размерам и данным трубопроводов; в данной статье выводы о совместимости не делаются.
В каких случаях требуется осторожная оценка
- Если глубина котлована приближается к максимальной глубине вертикального копания или превышает её и требуется вертикальный забор грунта вплотную к креплению, следует на месте проверить положение оборудования и послойную разработку.
- Если кузов транспортного средства высок или перепад высот у бровки котлована велик, достаточность максимальной высоты разгрузки 7615 мм необходимо рассчитывать исходя из фактического способа стоянки.
- Если несущая способность временной дороги у бровки недостаточна или верхняя часть крепления не допускает приближения тяжёлого оборудования, оборудование класса 50 тонн может не подойти; следует изменить расстановку или схему поэтапной разработки.
- Единица и определение значения давления на грунт ещё не подтверждены, их нельзя напрямую использовать для расчёта несущей способности.
Условия, которые рекомендуется предоставить перед запросом предложения
При общении с поставщиком оборудования рекомендуется подготовить: размеры котлована в плане и глубину, тип крепления, описание основных грунтовых слоёв, модель транспортного средства и высоту кузова, условия дорог у бровки и несущую способность, ежедневные смены и организацию заправки, необходимость применения навесного оборудования для разрушения. Чем конкретнее эти условия, тем проще проверить соответствие параметров рабочей зоны и ограничений на месте. Применимость оборудования в конечном счёте должна определяться после обследования площадки и подтверждения проекта производства работ.