Tehnologia Lucrărilor de Construcţii Şi Maşini de Construcţii Mai 2010

463
TEHNOLOGIA LUCRĂRILOR DE CONSTRUCŢII ŞI MAŞINI DE CONSTRUCŢII CAPITOLUL I MECANIZAREA ŞI INDUSTRIALIZAREA CONSTRUCŢIILOR Industrializarea construcţiilor înseamnă introducerea unor metode asemănătoare cu cele din producţia industrială în ce priveşte execuţia şi organizarea. Industrializarea implică realizarea unor fluxuri tehnologice eficiente, mecanizarea, automatizarea, cibernetizarea, utilizarea unor elemente prefabricate, tipizarea, etc. Producţia de construcţii montaj se apropie de producţia industrială iar şantierele de construcţii sunt ocupate, în majoritate, de pregătirea, prelucrarea şi punerea în operă a unor componente semifabricate şi prefabricate şi chiar a unor întregi subansambluri. Industrializarea înseamnă o viteză mai mare de execuţie cu un consum mai mic de manoperă. 1

description

constructii

Transcript of Tehnologia Lucrărilor de Construcţii Şi Maşini de Construcţii Mai 2010

TEHNOLOGIA LUCRRILOR DE CONSTRUCII I MAINI DE CONSTRUCII

TEHNOLOGIA LUCRRILOR DE CONSTRUCII I MAINI DE CONSTRUCII

CAPITOLUL I

Mecanizarea i industrializarea construciilor

Industrializarea construciilor nseamn introducerea unor metode asemntoare cu cele din producia industrial n ce privete execuia i organizarea. Industrializarea implic realizarea unor fluxuri tehnologice eficiente, mecanizarea, automatizarea, cibernetizarea, utilizarea unor elemente prefabricate, tipizarea, etc.

Producia de construcii montaj se apropie de producia industrial iar antierele de construcii sunt ocupate, n majoritate, de pregtirea, prelucrarea i punerea n oper a unor componente semifabricate i prefabricate i chiar a unor ntregi subansambluri.

Industrializarea nseamn o vitez mai mare de execuie cu un consum mai mic de manoper.Pentru mrirea gradului de industrializare se acioneaz pe direcii ca:

1. Tipizarea i modernizarea,

2. Prefabricarea,

3. Mecanizarea i automatizarea,

4. Introducerea unor tehnologii noi, mai performante,

5. Organizarea superioar a lucrrilor,

6. Realizarea unei eficiene i caliti superioare a execuiei.

Tipizarea este aciunea de a realiza elemente, subansambluri sau ansambluri de componente ale construciilor care s poat fi produse la scar industrial i s fie utilizabile n ct mai multe construcii (va trebui s fie avut n vedere utilizarea acestor elemente tipizate nc din faza de proiectare; exemple: stlpi, fundaii, piloi, panouri mari pentru locuine, etc.).

tipizarea deschide, prin optimizarea lucrrilor, calea spre utilizarea larg a elementelor prefabricate i poate duce la reduceri nsemnate ale consumurilor de materiale.

Modularea este aciunea de proiectare i executare a construciilor care au n alctuire poriuni care se repet n lungime, n lime sau pe verticala construciei. Se exemplific cu o construcie civil n cadre din beton armat, ca n figura 1.

Fig. 1

Modularea se poate aplica i la realizarea, de exemplu, a cofrajelor metalice sau din panouri din placaj special (tegofil).

Prefabricarea nseamn executarea construciilor din elemente prefabricate realizate n urmtoarele condiii:

- n uniti de tip industrial,- n baze proprii de prefabricate ale firmelor de construcii,- n antier.Prefabricarea se poate referi la elemente din beton, din metal, componente de izolaii, la poriuni din instalaii, etc.

Se poate aprecia gradul de prefabricare (Gp)n funcie de greutatea (G), volumul (V) sau costul elementelor prefabricate utilizate (C):

Gp= [%] (1)

Unde: - Ep elemente prefabricate utilizate (G, V sau C),

- Et elemente totale de construcie de acela tip puse n oper.

Mecanizarea lucrrilor de construcii se realizeaz cu scopul de a uura sau de a nlocui munca manual i a mri ritmul de execuie. Ea se realizeaz prin utilizarea de unelte, aparate, scule, dispozitive i maini de construcii.

n funcie de caracteristicile tehnice i economice ale utilajelor folosite se pot evidenia:

- mica mecanizare (la lucrri uoare : finisaje, izolaii, instalaii, etc. - unelte, scule, dispozitive),

- marea mecanizare (la lucrri grele i de mare volum : spturi, betonare, montaje la structuri de rezisten, etc. - excavatoare, screpere, buldozere, macarale, etc.).

innd seama de gradul de mecanizare se poate vorbi de :

- mecanizare parial (simpl),

- mecanizare complex (se realizeaz fluxuri tehnologice n care toate fazele de lucru sunt mecanizate ; de exemplu : sparea, transportul, mprierea i compactarea pmntului).

Se poate discuta i despre gradul de mecamizare (Gm):

G [%]

(2)

G [%]

(3)

n care : G - gradul de mecanizare simpl;

G - gradul de mecanizare complex;

Qm - cantitatea de lucrri executat mecanizat din cantitatea total de lucrri Qt;

Q- cantitatea de lucrri cu cel mai mic grad de mecanizare din irul de operaii al unui proces de mecanizare complex.

Pentru ca industrializarea construciilor s progreseze se vor avea n vedere:

- creterea gradului de mecanizare,

- mecanizarea ct mai ridicat (sau chiar integral) a principalelor lucrri grele (terasamente, prelucrare i transport agregate, ncrcri-descrcri, betonare, montaj).

- folosirea larg de mijloace moderne de mic mecanizare,

- reducerea volumului mrfurilor transportate (economie de energie, poluare redus).

- automatizarea unora dintre procesele de lucru din construcii (de exemplu: prepararea betonului, realizarea unor prefabricate etc.), poate asigura creterea eficienei economice i a calitii execuiei.

- introducerea tehnologiilor noi se poate face n toate fazele de execuie dar trebuie avut n vedere ncepnd cu faza de proiectare a construciei.

Se pot avea n vedere soluii constructive noi, materiale noi, tehnologii de execuie i montaj noi, utilaje modernizate i mecanizarea complex.

Organizarea superioar a lucrrilor de construcii se refer la:

- organizarea produciei (documentaii, planuri tehnologice, studii de fezabilitate, organizare de antier, baze de producie, transport, aprovizionare, metode moderne de programare i informatizare a produciei, ntreinerea i reparaia utilajelor),

- organizarea muncii (condiii de munc, asigurarea calificrii personalului, formaii de lucru, salarizare stimulativ, utilizarea integral a timpului de lucru, ordinea i disciplina n munc),

- specializarea muncitorilor, a echipelor sau chiar a antierelor de construcii pe anumite lucrri,

- coordonarea lucrrilor n antier de ctre un personal calificat i autorizat (constructor, beneficiar, proiectant, inspectori pentru calitatea n construcii).

Eficiena i calitatea lucrrilor de construcii se realizez prin toate metodele comentate anterior. Se vor avea n vedere criterii tehnico-economice cum ar fi:

- scderea manoperei specifice (pe unitatea de produs),

- reducerea consumurilor specifice de materiale (inclusiv carburani, materiale refolosibile sau locale, etc.),

- reducerea cheltuielilor de regie (pesonalul ajuttor i administrativ, penalizri, locaii, telefoane, etc.),

- reducerea duratei de execuie a lucrrilor,

- reducerea importurilor,

- combaterea polurii mediului,

- asigurarea msurilor de tehnic a securitii muncii i de prevenire i stingere a incendiilor,

- evitarea ocuprii inutile a unor terenuri ce pot avea alte utilizri productive.

CAPITOLUL IIPRODUCTIVITATEA mainiLOR de construcii

Productivitatea unui utilaj este egal cu cantitatea de lucrri (Q) pe care o poate executa n unitatea de timp.

Cantitatea de lucrri se poate exprima n funcie de operaia executat, n buci, m, m2, m3, t, etc. Unitatea de timp poate fi ora, schimbul de lucru, ziua, luna sau anul. n general productivitatea orar va fi mai mare dect cea pe intervale de timp mai mari deoarece pot interveni diferite ntreruperi n lucru. Productivitatea mainilor folosite n construcii trebuie cunoscut pentru a putea calcula numrul de utilaje (necesarul) pentru o anumit lucrare i costul legat de folosirea acestora.

2.1 PRODUCTIVITATEA TEORETIC

se consider drept productivitate teoretic a unei maini producia realizat intr-o or de lucru nentrerupt, calculat n condiiile de mai jos:

lucrul cu materiale convenionale, care asigur umplerea la capacitatea maxim (geometric) a organului de lucru (de exemplu cupa unui excavator),

lucru continuu, fr ntreruperi tehnologice,

utilaj cu parametrii de lucru teoretici (main n perfect stare de funcionare),

mecanicul manipulant al utilajului s aib o nalt calificare,

lucrul s fie organizat perfect

valoarea productivitii teoretice (Pt) se determin n funcie de principiul de funcionare al fiecrei maini i reflect calitile sale constructive.

n funcie de modul de lucru, mainile de construcii se mpart n:

- maini cu funcionare ciclic (unele excavatoare, buldozer, macara, autobasculant, etc.),

- maini cu funcionare continu (transportoare cu band sau cu nec, unele fabrici de betoane, instalaii pentru prelucrarea agregatelor, etc.),

productivitatea teoretic a mainilor cu funcionare ciclic se determin innd seama de faptul c funcionarea lor reprezint repetarea unui ciclu de lucru compus din operaii care se succed ntr-o ordine bine definit, (de exemplu la excavator:ncrcarea cupei, rotire, descrcarea n autobasculant, rotire).

Productivitatea se va exprima n funcie de durata ciclului (tc) sau de numrul de cicluri pe unitatea de timp:

Pt= []

(4)

Pt= []

(5)

unde : q-cantitatea de lucru realizat la un ciclu, n UM (uniti de msur specifice),

tc-durata ciclului (minute),

n=-numr de cicluri pe or

productivitatea teoretic a mainilor cu funcionare continu se poate determina cu referire la volumul sau la masa materialului prelucrat. Materialul se poate deplasa continuu (ca la benzile transportoare fig.2) sau n cantiti bine determinate (ca n cupele unei drgi pentru spturi subacvatice; fig.3)

Fig. 2

Fig. 3Pentru deplasarea continu a materialului productivitatea teoretic se exprim cu relaiile:

- referitor la volumul de material

Pt=3600 [m3/h]

(6) - referitor la masa materialului

Pt=3600

EMBED Equation.3 [kg/h]

(7)

unde :

A-seciunea materialului pe band (m2),

v-viteza de deplasare a benzii (m/s),

-densitatea materialului n grmad (stare afnat)-(kg/m3).

Pentru situaia din figura 3 productivitatea teoretic se exprim cu relaiile :- referitor la volumul de material

Pt=3600 [m3/h]

(8)

- referitor la masa materialului

Pt=3600 [kg/h]

(9)

unde:

q-volumul unei cupe (m3)

v-viteza de deplasare a materialului (cupelor)-(m/s)

a-distana ntre cupe n lungul lanului (m).

2.2 PRODUCTIVITATEA TEHNIC DE EXPLOATARE

productivitatea de exploatare (Pe) numit uneori i productivitate practic sau norm de producie orar, ine seama de interaciunea main-material-om-organizarea lucrului. Ea se poate determina cu o relaie de tipul:

Pe=PtC [m3/h]

(10)

Unde: C-coeficient general care ine seama de: gradul de umplere al cupei (Kn , dac utilajul are cup), afnarea materialului (Ka), pierderea de material din cup (Kp), variaia ciclului (Kc), starea tehnic a mainii (Kst), calificarea mecanicului (Km), organizarea fluxului tehnologic (Kf)i de unitatea timpului de lucru (Kt).

C= KnKa Kp Kc Kst KmKf Kt

(11)

C1), etc.. s-ar putea discuta atunci de durata real a unui ciclu de lucru (Tc):

Tc= tcKc i Kc>1

(13)

Unde: tc-durata teoretic (ideal) a ciclului

n cazul unor valori supraunitare ale unor coeficieni componeni ai lui C expresia acestuia ar putea fi scris cu valorile supraunitare la numitor.

C=

(14)

2.3 NORMA DE TIMP A UTILAJULUI

norma de timp a utilajului este durata de utilizare a utilajului (consumul specific de utilaj) pentru a realiza o cantitate unitar de lucrare (conform unitilor de msur din Indicatoarele de norme de deviz, de exemplu 100m3 de sptur).

Norma de timp este nscris n indicatorul de norme de dezvoltare pentru categoria de lucrare avut n vedere (de exemplu, pentru lucrri de terasamente, indicatorul de norme de deviz Ts)

Norma de timp a utilajelor este folosit pentru decontarea lucrrilor, existnd preuri corespunztoare pentru o or de folosire a fiecrui tip de utilaj (n anumite situaii aceste preuri se i pot negocia cu proprietarii utilajelor).

Norma de timp pentru utilaje se refer la ora de lucru, incluzndi anumite pauze tehnologice. Salarizarea mecanicilor se va face ns doar la ore efectiv lucrate.

Relaia ntre productivitatea de exploatere (Pe)i norma de timp a utilajului (Ntu) este de forma:

Pe= [UM/h]

(15)

unde: Ntu-ore (h)

UM-unitatea de msur pentru categoria de lucrare efectuat (m,m2,m3,t,etc.)

CAPITOLUL III

LUCRRI DE TERASAMENTE

3.1 PROPRIETILE FIZICO - MECANICE I CARACTERISTICILE TEHNOLOGICE ALE PMNTURILOR

3.1.1 PROPRIETI FIZICE I INFLUENA LOR ASUPRA REZISTENEI LA SPAREterenurile ntlnite n timpul execuiei unor construcii pot fi roci compactate (semistncoase sau stncoase) i roci dezagregate, numite i pmnturi. Acestea sunt amestecuri de particule solide de forme i mrimi diferite ntre care se afl spaii libere umplute cu ap, aer sau alte gaze. Din acest motiv se poate spune c pmnturile sunt complexe solid-lichid-gaz.

Pmnturile absolut uscate pot avea doar fazele solid i gaz iar cele saturate cu ap, doar solid i lichid.

n funcie de mrimea granulelor fazei solide se poate vorbi de bolovni, balast, pietri, nisip, praf i argil.

Dup aranjarea n structur a particulelor fazei solide se poate discuta de o structur:

- granular (=0,05-200 mm),

- celular (=0,005-0,05 mm),

- flocular (1

(29)

n lucrrile de terasamente se folosesc utilaje care se deplaseaz n timpul lucrului (scepere, gredere, buldozere, excavatoare cu mai multe cupe, ...) i utilaje care staioneaz pe poziie (excavatoare cu o singur cup, foreze, ).

Definirea frontului de lucru depinde de tipul de utilaj:

- pentru utilaje care se deplaseaz frontul de lucru este spaiul plan n care se deplaseaz utilajul n timpul lucrului,

- pentru utilaje care staioneaz pe poziie frontul de lucru se refer la spaiul necesar lucrului la nivelul de staionare a utilajului.

Dimensiunile frontului de lucru sunt: lungimea (L), limea (l), nlimea (H), sau adncimea (U).

n funcie de dimensiuni, fronturile de lucru se pot clasifica n:

- Spaii largi: L i l >Lu (Lu-lungimea utilajului sau grupului de utilaje legate),

- spaii restrnse: L i l ntre 2,5 m 10Lu i adcimea U=2 30 m

- spaii nguste: l = 12,5 m; L este mare i U6 m (>6 m n condiii speciale)

- spaii foarte nguste: l=0.21m, L este foarte mare i U 3.5 m (>3,5 m n cazuri speciale).

n fronturile de lucru n spaii largi utilajul intr i se retrage prin mijloace proprii n timp ce n situaia spaiilor restrnse utilajul poate fi introdus sau scos cu macaraua.

Tehnologiile de lucru i utilajele se aleg n funcie de dimensiunile frontului de lucru.

Exemple de fronturi de lucru:

- n spaii largi: relizarea de platforme, sparea unor canale de navigaie, etc.,

- n spaii restrnse: lucrri de excavaii pentru realizarea fundaiilor directe,

- n spaii nguste: anuri pentru conducte de diametre mari,

- n spaii foarte nguste: anuri pentru cabluri electrice, conducte de diametre reduse, etc.

3.2 CALCULUL VOLUMELOR DE TERASAMENTE

Principalele lucrri de terasamente (ca volume de material prelucrat) sunt spturile i umpluturile. Alte lucrri de terasamente sunt nivelrile i compactrile.Volumele acestor lucrri de pmnt se msoar dup cum urmeaz:

- spturile: pmntul n stare natural (nainte de spare, neafnat),- umpluturile: pmntul pus n lucrare i compactat conform proiectului.

Dimensiunile spturilor (umpluturilor) sunt: lungimea (L), limea (l), adncimea (U) fa de cota de lucru sau nlimea (H) fa de aceast cot.

ntr-o lucrare se pot avea n vedere nivele diferite caracterizate prin:

- cote absolute, n raport cu cota zero a mrii (Z),

- cote ale terenului natural din zona lucrrii (CTN),

- cota zero convenional a construciei (de exemplu: la o construcie civil cota pardoselii de la parter, la un drum - cota mbrcminii n axul drumului,etc.),

- cota de lucru (cota terenului dup nlturarea stratului vegetal sau de teren degradat),

- cota de proiect (cota de fund a spturii sau cota superioar a umpluturii - CP).

Panta terenului sau a unei lucrri de terasament se definete ca n figura 5.

i=tg= [%; 1: m; grade]

(30)

Fig. 5

n notaia 1:m valoarea lui m se numete i coeficientul taluzului (este cotangenta unghiului ).

Curbele de nivel dup un plan de situaie reprezint intersacia reliefului natural cu planuri de nivel (orizontale). Pe un plan de situaie o orizontal este paralel la curbele de nivel iar linia de pant maxim a terenului este perpendicular pe aceasta.

Sptura se poate realiza n anumite condiii vertical (pmnturi coezive, pe anumit adncime, la o anumit umiditate; a se vadea cunotinele de la geotehnic ). n mod obinuit, spturile i umpluturile se realizeaz n taluz (cu prile laterale nclinate).

Spturile verticale, peste limitele n care se pot menine natural, vor trebui asigurate cu sprijiniri, pentru a preveni accidentele de munc.

Spturile n taluz, pentru a se evita alunecrile, se vor executa cu urmtoarele pante maxime de taluz (valori orientative):

- argilele: 1:0,5 (sau 2:1) - 1:0,67 (sau3:2),

- nisipurile: 1:1,25 - 1:1,5.

Spturile (a) i umpluturile (b) se reprezint convenional ca n figura 6.

Fig. 6Realizarea pe un teren cu pant trnsversal a unei terase, prin compensarea volumelor de umplutur cu cele de sptur se reprezint ca n figura 7.

Fig. 7

Lucrrile de terasamente sunt reprezentate n proiect printr-un plan de sitaie pe care sunt trasate lucrrile de executat, cu detaliile necesare i numit plan de spturi (sau de umplutur, eventual plan de poziionare).

Calculul volumelor lucrrilor de pmnt se poate face :

- n cazul lucrrilor de lungime mare n raport cu celelalte dimensiuni: canale, diguri, anuri, etc.

- n cazul lucrrilor cu suprafa mare n raport cu adncimea spturii (nlimea umpulturii): platforme i sistematizri de terenuri, terenuri de sport, etc.

n primul caz se poate aplica metoda bazat pe profile iar n cazul doi metoda mpririi suprafeei n careuri sau triunghiuri (metoda cartogramei).Metoda profilelor are la baz determinarea din planul de situaie, pe traseul lucrrii proiectate, a profilului longitudinal prin lucrare, pe care se evideniaz:

- linia terenului natural (CTN),

- linia cotelor de proiect (CP)- fundul spturii sau coronametul umpluturii.

la distane de pn la 100 m ntre ele, n puncte caracteristice ale terenului sau lucrrii (schimbri de pant, schimbri de seciune ale lucrrii.), se realizeaz profile transversale prin teren i lucrare, pe care se evideniaz seciunile de sptur (debleu) i/sau de umplutur (rambleu).

Scrile pentru deplasarea profilelor se aleg convenabil pentru lucru. Pentru profilul longitudinal se pot folosi scri diferite pe orizontal (de exemplu, scara planului de situaie) i pe vertical (o scar mai mare, 1:10 1:100).

Profilele ar putea avea aspectul din fig. 8.

Pe poriunea de profil longitudinal ntre 2 profile (seciuni) transversale (situate la distana d ) volumul se calculeaz n felul urmtor:

se determin seciunea de sptur (s) i de umplutur (u) n fiecare capt al traseului,

se determin seciunile medii de sptur i umplutur ntre capetele tronsonului,

se calculeaz volumul de sptur i de umplutur nmulind seciunile de la punctul anterior cu distana d.

calculul volumelor totale de sptur se face prin nsumarea volumelor calculate ntre seciunile caracteristice din profilul longitudinal.

Pot aprea trei situaii:

volumele de sptur i umplutur sunt egale (se compenseaz),

- volumul de sptur este mai mare (rmne material spat care va trebui depus ntr-un depozit),

volumul de umplutur este mai mare (va trebui adus material suplimentar; se va realiza o groap de mprumut).

Fig. 8 Metoda profilelor. S-sptur; U-umplutur; A-B-traseu canalMetoda cartogramei const n mprirea suprafeei terenului pe care se amenajaz, de exemplu, o platform industrial, n carouri (mai rar n triughi). Pentru ficare carou se stabilete cota fiecrui col i confruntnd-o cu cota terenului natural (CTN) vedem dac va fi vorba despre sptur sau umplutur. Procedeul este prezentatn figura 9.

Fig. 9 Dac toate colurile caroului studiat arat sptur (A,B,C,D) atunci se face media cotelor i din ea se scade cota de proiect. Rezultatul se nmulete cu suprafaa caroului (carourile pot fi ptrate cu latura de 10, 20, .., 50 m sau dreptunghiuri, n funcie de gradul de frmtare al reliefului terenului natural).

Dac toate colurile caroului sunt n umplutur se procedeaz identic doar c volumul calculat va fi de umputur n cazul n care cota terenului natural mparte caroul n zone de sptur i de umplutur (caroul EFGH din fig. 9) atunci se submparte n dou patrulatere: EXYH i XFGY (fig.10.) i pentru fiecare se procedeaz ca mai sus.

Fig. 10

n final se nsumeaz toate volumele de sptur i toate volumele de umplutur pentru a constata dac ele se compenseaz sau este nevoie de un depozit pentru spturile excedentare sau de o groap de mprumut pentru umpluturile neacoperite cu volumele rezultate din spturi.

Metoda poate fi aplicat i n dou etape:

n prima faz se face calculul volumului de pmnt vegetal(sau de teren degradat )care nu poate fi folosit n umpluturi,

n a doua faz de lucru se calculeaz volumele de terasamente pentru restul de pmnturi pn la cota de proiect.

Chiar dac nu poate fi folosit la umpluturi, pmntul vegetal (care este o real valoare pentru agricultur ) va fi depozitat separat pentru a putea fi utilizat ulterior la redarea n circuitul agricol a unor zone acoperite de umpluturi sau a unor terenuri nefertile.

O problem special a calculului volumelor de terasamente esta cea a determinrii mrimi depozitelor de pmnt ce trebuie realizate provizoriu sau definitiv (atunci cnd n urma finalizrii lucrrilor rmn volume de pmnt neutilizate; vezi canalul Dunre-Marea Neagr).

Depozitele provizorii pot avea form de con (fig.11) sau prismatic (fig.12). tot n acelai fel se pot trata i umpluturile n corpul unor diguri, etc.

Fig. 11 a forma teoretic; b forma realH=

(31)

Unde: -unghiul taluzului natural.

Volumul depozitului :

EMBED Equation.3

(32)

Fig. 12

Ca i n fig 11:

- seciunea transversal (1-1)este un triunghi isoscel cu aria

(33)

- volumul depozitului este format din dou jumti de con i o prism triunghiular

(34)depozitele definitive ar putea avea forme diverse, ncepnd cu trunchiuri de piramid cu baza foarte larg i mergnd pn la forme oarecare n cazul umpluturilor realizate ntr-o depresiune natural a terenului unde se ncearc, de exemplu, redarea terenului n circuitul agricol (umplere, nivelare, acoperire cu pmnt vegetal ).

Gropile de mprumut se trateaz asemntor doar c reprezint zone de sptur.

3.3 LUCRRI PREGTITOARE PENTRU LUCRRILE DE TERASAMENTE

primele lucrri care se fac la demararea unei construcii sunt lucrrile de terasamente. Nu ntotdeauna se pot ncepe lucrrile fr a realiza n prealabil o pregtire a terenului.

Lucrrile pregtitoare pot conine urmtoarele etape de lucru:

lucrri topografice (lucrri obligatorii),

defriarea arborilor i arbutilor,

curarea terenului, scarificarea mecanizat,

decopertarea stratului vegetal sau a terenului degradat,

demolarea unor construcii vechi i transportul materialelor rezultate, lucrri complementare lucrrilor de terasamente (epuizmentul apelor de suprafa de pe terenul destinat viitoarei construcii).

Pe unele amplasamente nu sunt necesare toate aceste lucrri.

3.3.1 LUCRRI TOPOGRAFICE

lucrrile topografice pot avea att caracterul de lucrri pregtitoare ale lucrrilor de terasamente dar vor fi prevzute i pe timpul execuiei acestora pentru urmrirea calitii lucrrilor i calculul volumelor de terasamente.

Lucrri topografice se execut de asemenea i pentru trasarea i urmrirea execuiei construciei. n multe situaii se fac msurtori topografice i pentru urmrirea comportrii n timp a construciilor (civile, industriale, hidrotehnice,.).

Cu caracter de lucrri pregtitoare se execut msurtori pentru transmiterea n zona lucrrii a cotelor geodezice de la o born a reelei de triangulaie (se monteaz o born cu cote transmise) i msurtori legate de identificarea i precizarea n teren a amplasamentului lucrrii (se planteaz rui de lemn sau metalici).

Prin rui se delimiteaz chiar zona pe care urmeaz s se desfoare celelalte lucrrin pregtitoare. Deoarece este clar c n timpul lucrului aceti rui vor fi deteriorai, se vor planta rui de rezerv n afara amplasamentului lucrrii, cu ajutorul crora s se poat face i reface trasarea lucrrilor n diverse faze de execuie.

Aparatura folosit va fi :

pentru unghiuri verticale i orizontale i pentru distane - teodolitele (optice sau cu laser),

pentru cote verticale - nivelele,

pentru lungimi rulete i panglici,

anexe ale teodolitelor i nivelelor, mire i reflectoare, fire cu plumb,

pentru pante de taluz, abloane de lemn sau metalice cu nivel, etc.

la finalizarea tuturor celorlalte lucrri pregtitoare se reiau lucrrile topografice, se reface trasarea iniial, se transpun n teren dimensiunile i forma lucrrilor de terasamente ca i axele principale ale viitoarei construcii. De exemplu, la o construcie civil sau industrial se traseaz fundaiile. Trasarea se va face i n exteriorul amprizei fundaiilor, pe nite cadre de lemn, pentru a se putea reface elementele de trasare i a putea fi transmise n adncimea gropii de fundaie (pe cadrele de lemn se bat cuie pe care se pot ntinde srme; de la aceste srme se pot transmite pe vertical-n adncime-elementele trasrii cu ajutorul firului cu plumb).

3.3.2 LUCRRI DE DEFRIARE

Atunci cnd ampriza viitoarei construcii este acoperit cu vegetaie lemnoas, nainte de nceperea lucrrilor de terasamente apare ca necesar operaia de defriare. Se vor tia tufiurile, arbutii i se va ndeprta materialul lemnos. n caz contrar lemnul rmas fie va ncurca sparea gropilor de fundaie fie, rmnnd n umplutur vor putrezi i vor permite n timp infiltrri ale apei i tasri neuniforme sub greutatea proprie a pmntului sau sub cea a construciei.

Defriarea mecanizat poate cuprinde, dup caz, unele din urmtoarele operaii:

defriarea mecanizat a tufiurilor i arbutilor (au diametre sub 10 cm) cu ajutorul defriatorului montat pe tractor cu enile sau cu buldozerul,

doborrea arborilor cu diametre mai mari prin tractare cu cabluri i tractare sau prin tiere cu ferstrul mecanic,

scoaterea buturugilor i rdcinilor cu dispozitive adaptate la tractoare sau la excavatoare (n locul cupei; un astfel de utilaj poate scoate 175-250 buturugi cu rdcini n 8 ore); n literatura tehnic se menioneaz i scoaterea buturugilor foarte dificile cu ajutorul explozivilor.

Suprafaa defriat va trebui s fie mai mare dect cea a viitoarei construciicu cu cte 4-5 m pe fiecare latur (fig. 13) pentru a nu rmne rdcini n zona viitoarelor fundaii i pentru a crea un spaiu exterior utilizabil pentru deplasarea utilajelor, materialelor i muncitorilor.

Fig.13 1-Suprafaa defriat; 2-suprafa construibil; l = 4-5 m

suprafeele mari, care trebuie defriate, se vor mpri n parcele cu lungime de 500-1000 m i lime de 50-100 m.

n interiorul parcelelor se aplic schemele tehnologice de defriare n funcie de mrimea frontului de lucru i de natura materialului lemnos ce trebuie tiat. Fiile de teren defriat la o trecere a utilajului (B) se vor suprapune pe 15-25 cm (fig. 14).

Fig. 14

Atunci cnd lucrarea se execut ntr-un spaiu ngust (de exemplu un drum sau o cale ferat care traverseaz o pdure ) se poate aplica schema de mecanizare n zigzag (fie longitudinal fie transversal), prevzut n figura 15. Se poate lucra cu mai multe utilaje simultan.

Fig.15

Limea fiei defriate la o trecere (B1) depinde de caracteristicile tehnice ale utilajului folosit (de exemplu mrimea lamei buldozerului; B; B1=B-25 cm).

Pentru lucrrile de defriare n spaii lungi (de exemplu, terenuri pentru hale industriale, complexe zootehnice de tip industrial, aeroporturi, etc.) se pot aplica schemele de defriare circular (longitudinal sau transversal, fig.16) sau n spiral (fig.17).

Fig. 16

Fig. 17Productivitatea tehnic de exploatare a defriatoarelor (Pe) se poate determina cu relaia:

Pe= [m2/h]

(35)

Unde: B1=B-0.25m, limea efectiv defriat la o trecere a utilajului (m),

L-lungimea parcelei defriate (m),

Kt=0.75-0.85, coeficientul de utilizare a timpului de lucru,

Kr-coeficientul de rezisten al materialului lemnos, n funcie de esena lemnului (Kr=1 pentru foiase i Kr25 t

Td [min.]0,50,75 1

Tab. 7

Distana la transport

D [Km] 20

tm 23 4 5

Timpul de manevr i opriri pe traseu (la intersecii), tm, depinde de distana la care se face transportul (D; vezi tabelul 7).

Timpii de mers n plin tp (cu ncrctur) i n gol (la ntoarcere) se pot calcula separat pentru distana D i vitezele vp i vg sau se poate considera distana 2D i viteza medie vm.

Folosind timpii calculai i discutai mai sus se poate determina numrul de mijloace de transport care sunt necesare unui excavator sau ncrctor pentru a-i realiza productivitatea tehnic de exploatare (Nmt):

Nmt=

(60)

n care:

Tc - durata ciclului mijlocului de transport (58),

t - timpul de ncrcare a mijlocului de transport (59)

Kd=0,8-0,95-coeficient de disponibilitate, care ine seama ntreruperile n activitatea mijloacelor de transport (defeciuni, alimentare cu carburani, etc.).

Dac numrul de mijloace de transport rezult cu zecimale se vor rotunji prin adaos (exemplu: 7,32 basculante se va rotunji la 8 basculante).

Pentru calcule economice referitoare la transport sunt necesare urmtoarele: parcursul mediu zilnic (P), numrul de curse pe zi (Ncz) i productivitatea tehnic de exploatare (Pe)

P=2D Ncz [Km]

(61)

n care:

D-distana dintre punctele de ncrcare i de descrcare

Ncz = [curse/zi]

(62)

n care:

Oz - numrul de ore de lucru pe zi pentru activitatea comun a excavatorului (ncrctorului) i mijlocului de transport,

Tc - durata ciclului mijlocului de transport (min),

Kt - coeficient de utilizare a timpului de lucru al excavatorului (ncrctorului),

Kd-coeficient de disponibilitate al mijlocului de transport.

Pe = Ncz*Q [m3/zi]

(63)

Pe = Ncz*T [t/zi]

(64)

n care:

Q - capacitatea mijlocului de transport (m3),

T = Q* [t] - capacitatea mijlocului de transport n tone,

- densitatea pmntului (t/m3)

Dac se convine asupra unui tarif orar de transport se poate determina i tariful pe tona de pmnt transportat.

3.8 LUCRRI TERASIERE CU SCREPERE

screperul are ca principal element constructiv o lad (ben, cup) fixat pe un asiu pe roi cu pneuri. Fundul acesteia este mobil i este dotat la partea din fa cu un cuit care acoper ntreaga lime a utilajului.

Prin coborrea cuitului acesta poate tia din teren straturi de 15-30 cm. Pmntul tiat urc direct n lad sau este mpins de nite palete elevatoare.

Screperul poate spa direct doar n terenuri uoare (categoria I i II) celelalte terenuri trebuind s fie scarificate n prealabil.

Exist att screpere tractate (de tractor pe enile sau pe pneuri) ct i autoscrepere (cu unu sau dou motoare; la cele cu dou motoare unul este montat pe tractorul monoax sau biax iar cellalt pe screperul propriuzis i se folosete doar n faza de tiere a pmntului).

Screperul are, pe distane scurte, avantajul unui singur mainist n raport cu sistema de maini format din excavator i mijloace de transport.

Distanele de transport (D) economice sunt legate de capacitatea lzii (benei), q. cteva valori orientative sunt prezentate n tabelul 8

Tab. 8.

q (m3)68-15>15

D (m)Screper tractat300500-1000*--

Autoscreper--500-20001000-3000

*500 m pentru cele tractate de tractor pe enile i 1000 m pentru cele tractate de tractor pe pneuri.

Exist mai multe variante constructiva de screpere i autoscrepere:

screpere tractate acionate cu cabluri sau hidraulic (folosite n spaii restrnse de lucru i pentru distane relativ mici de transport),

autoscrepere cu dou puni (osii), cu tractor monoax,

autoscreper cu trei puni, cu tractor biax,

autoscreper elevator.

Schematic, un autoscreper arat ca n figura 51.Screperele i autoscreperele se pot utiliza pentru executarea urmtoarelor tipuri de lucrri:

spturi (deblee) pentru canale cu transportul pmntului n depozit,

umpluturi (ramblee) cu preluarea pmntului (sparea) din gropi de mprumut,

nivelarea unor platforme prin compensarea spturilor cu umpluturile,

Fig.51

decopertarea stratului vegetal,

decopertarea stratului care acoper o balastier, o carier sau o exploatare minier la zi,

sparea gropilor de fundaii de dimensiuni mari (construcii industriale, civile, de navigaie, etc.).

metodele principale de lucru cu screperele sunt:

autoscreperele cu dou motoare sau cele cu elevator se ncarc (sap) de regul singure,

autoscreperele cu un motor sau screperele tractate vor spa fie mpinse cu un buldozer (foarte rar sunt trase) fie n pereche (tandem; dou autoscrepere se cupleaz cu o bar solid de tractare de construcie special; cnd cel din fa sap, cel din spate mpinge iar cnd cel din spate sap, cel din fa trage).

Pentru sporirea eficienei sprii i pentru umplerea total a benei se pot folosi procedeele de lucru urmtoarele:

sparea n pant (din deal n vale),

sparea n trepte (iniial la adncimea maxim h i apoi la 0,7 h i 0,5h vezi fig. 52),

sparea n ah (ntre fiile spate se las o distan egal cu b/2, b fiind limea de spare a utilajului ; vezi fig.53).

fig. 52

forma fiei din fig. 53-b are, ca i n cazul sprii n trepte, rolul de a uura sparea n partea a doua a ciclului, cnd n ben exist deja o cantitate de pmnt ncrcat.

La sparea cu screperele i autoscreperele se pot aplica urmtoarele scheme tehnologice:

n funcie de fluxul de deplasare al utilajului: scheme eliptice (sau circulare; fig.54-a) i scheme n opt (fig.54-b),

n funcie de poziionarea amplasamentului pentru descrcarea pmntului: scheme unilaterale (cu descrcarea pmntului pe o singur parte a gropii spate; fig.55-a) i scheme bilaterale (cu descrcarea pmntului pe dou laturi ale spturii; fig.55-b):

Fig.53

Fig.54

Fig.55

Schema de mecanizare eliptic se poate aplica longitudinal sau transversal (n funcie de latura frontului de lucru pe care se orienteaz).Prin deplasarea lateral schema eliptic poate genera o schem de lucru n spiral (fig.56).

Fig. 56 Descrcare bilateral.n sistemul din fig.56 se poate realiza un rambleu cu gropi de mprumut pe dou laturi sau inversnd ncrcarea () cu descrcarea (D) se poate realiza un canal cu depozitare bilateral a pmntului.

O alt schem de mecanizare care ar putea rezolva problemele din paragraful de mai sus ar fi cea n zigzag (fig. 57).

Fig.57 Spare bilateral.Productivitatea tehnic de exploatare a screperelor (sau autoscreperelor) se determin cu relaia:

Pe= [m3/h]

(65)

n care:

q - capacitatea benei (lzii)-m3,

Ku - coeficient de umplere,

Kt - coeficient de utilizare a timpului de lucru

Ka - coeficient de afnare a pmntului spat,

Tc - durata ciclului de lucru (min.).

Tc=ts+tp+td+tg+tm

(66)

ts - timpul de spare ncrcare a benei

ts=

(67)

Ls - lungimea de spare (m)

Vs - viteza de spare (m/min.),

Lungimea de spare trebuie s permit umplerea benei:

LsbuKa = qKuKpde unde rezult:

Ls= [m]

(68)

unde: b-limea cuitului de spare ( i a benei) m

U - adncimea de spare (m)

= 0,7-0,9-coeficient de neuniformitate a adncimii de spare,

Kp = 1,1-1,2

Kp - coeficient de pierderi (nu tot materialul spat ajunge n ben ),

Ceilali timpi ai ciclului sunt:

tpdurata de mers cu bena plin (tp=),

td - durata de descrcare i mprtiere a materialului (td=)

tg - durata de ntoarcere a utilajului cu bena goal (tg=)

tm - durata unor manevre, poziionri ale utilajului, opriri, ntoarceri, etc.

Similar cu lungimea de spare se determin i lungimea de descrcare i mprtiere a pmntului (Ld):

Ld = [m]

(69)

n care:

h-grosimea stratului de pmnt descrcat i mprtiat (m),

I - coeficient de neuniformitate a grosimii stratului de pmnt mprtiat (similar cu ).

n [12] sunt citate urmtoarele valori orientative ale timpilor de lucru:

ts=0,7 minute autoscrepere mpinse cu buldozerul (pe dou puni),

ts=1 minut - idem pe trei puni,

ts=1 minut - autoscreper elevator

ts=1,5 minute - autoscrepere n tandem

td=0,5-1minute

tm=0,2-0,8 minute

Norma de timp a screperelor i autoscreperelor se exprim n ore/100m3.

Trebuie precizat c norma are valori diferite n funcie de distana de transport.3.9 Lucrri terasiere cu buldozereBuldozerele sunt utilaje de construcii alctuite dintr-un tractor pe enile sau pe pneuri la care, n partea din fa, este ataat o lam. Schema de principiu a unui buldozer este prezentat n fig.58. de multe ori buldozerul are ataat n partea din spate echipamentul de scarificator.

Fig.58 - 1- tractor; 2- lam; 3- servomotoare cu ulei; 4- cadru de fixare a lamei; 5- articulaie.

Cu buldozerul se pot executa urmtoarele lucrri:

1. sparea pmtului pe adncimi de circa 15-30 cm;

2. nivelarea terenurilor prin compensarea spturilor cu umpluturile;

3. deplasarea pmntului la distane (pentru buldozere pe enile distana maxim este de circa 100 m iar pentru cele pe pneuri de circa 150-160 m dar distanele optime sunt mult mai mici);

4. executarea de umpluturi (ramblee) din gropi de mprumut laterale;

5. executarea de deblee cu depozitarea provizorie lateral a pmntului;

6. executarea de canale;

7. astuparea de tranee n care au fost pozate diverse instalaii sau a gropilor de fundaie;

8. mpingerea materialeleor ctre buncre (de exemplu, la transportoarele cu band, n staiile de sortare a agregatelor i la fabricile de betoane, etc.);

9. strngerea n grmezi a materialelor i deservirea altor utilaje de spat (ncrctoare, excavatoare);

10. ntreinerea unor drumuri de antier;

11. defriarea terenurilor, curarea de deeuri sau de zpad, demolri, etc.

din cele de mai sus rezult c buldozerele sunt nite maini de construcii aproape indispensabile n antiere. Pentru a-i ndeplini multiplele funcii, buldozerele vor avea lame de forme diverse i aezate n poziii diverse.

Poziiile lamei pot varia dup cum urmeaz:

prin rotire n plan vertical longitudinal (fig.59-a);

prin rotire n plan vertical transversal (echipament de tiltdozer; fig. 59-b);

prin rotire n plan orizontal (echipament de angledozer; fig.59-c).

n funcie de lucrarea care se execut, de puterea motorului i de categoria terenului, lamele pot fi scurte, medii sau lungi i pot avea urmtoarele forme:

lam dreapt, folosit n poziie perpendicular pe direcia de mers (norml) pentru sparea sau mpingerea materialelor grele (fig.60-a);

Fig. 59

lam unghiular; poate fi rotit n plan orizontal (echipament de angledozer) sau n plan vertical transversal (echipament de tiltdozer) i este reprezentat n fig.60-b; se utilizeaz la spri laterale, nivelri i umpleri de gropi de fundaie sau tranee;

lam curb universal, folosit pentru mpingerea la distan relativ mare a volumelor importante de materiale uoare; ea este prevzut cu aripi laterale (fig.60-c);

lam articulat pe vertical, n axul central al buldozerului (este numit i echipament de varidozer; fig.60-d), este folosit pentru astuparea gropilor i anurilor, la nivelri i la deplasarea pmtului;

lam tip cutie (sau pern), folosit la umpluturi sau nivelri; n cazul unor forme mai adnci ea poate lucra i pe post de ncrctor, fcnd trecerea spre acest tip de utilaj (fig.60-e).

Fig.60

Pentru operaiile de defriare i curare a terenului, lama poate avea n locul cuitului de tiere nite dini de scarificare.

Buldozerele pot lucra att pe terenuri orizontale ct i pe terenuri n pant. Productivitile vor depinde de panta terenului dup cum este artat n tabelul 9.

Tab. 9 [24]

Condiii de lucruProductivitatea tehnic de exploatare (%)

Teren orizontal100

Teren cu pant i=10% (la deal)60

Teren cu pant i=10% (la vale)190

Teren cu pant i=20% (la vale)250

Tierea pmntului se poate face n straturi de grosime constant (fig.61-a), n form de pan (fig.61-b), sau n trepte (fig.61-c). ultimele dou procedee pot scurta timpul de lucru la 0.3-0.4 din timpul procedeului a. a b cFig.61n timpul mpingerii pmntului o parte din acesta se pierde prin prile laterale ale lamei dac se lucreaz pe teren plat (fig.62).Pentru a anula sau reduce pierderile laterale se pot folosi i lame speciale (de exemplu, lam cu aripi laterale, fig.63), se poate spa i mpinge pmntul n tranee (fig.64), sau se poate lucra simultan cu 2 pn la 4 buldozere (distana d ntre ele va fi de circa 50 cm la lucrul n pmnturi coezive i de 10-30 cm la lucru n pmnturi necoezive; fig.65).

Fig.62

Fig.63

1- pmnt spat transportat cu lam normal;

2- pmnt transportat cu lam cu aripi laterale;

3- aripi laterale ale lamei.

Fig.64

1- lam; 2- pmnt transportat.

Fig.651- dou buldozere lucrnd mpreun;

d- distana ntre buldozere;

2- pmnt ce ar fi mpins de fiecare buldozer lucrmd individual;

3- pmnt suplimentar mpins de cele dou buldozere lucrnd mpreun.

Pentru lucrul cu buldozerele se poate aplica una din urmtoarele scheme de mecanizare:

1. scheme de spare;

2. scheme de mpingere (transport);

3. scheme de umplere a traneelor sau gropilor de fundaie.1. Sparea pmntului se poate face:

pentru canale (deblee) relativ nguste prin schema pendular (fig.66); se pot realiza prin aceast schem i rampe de acces pe ramblee sau n deblee; se poate aplica i schema din fig.24 (spare canal cu trei buldozere);

pentru executarea lucrrilor n spaii mai largi (deblee cu depunerea pmntului lateral (fig.67) sau ramblee din pmnt preluat din gropi de mprumut laterale) se poate aplica i schema n zig-zag (suveic).

Fig.66

1- sens de deplasare cu spare,

2- sens de revenire n gol.

Fig.67

1- spare i mpingere,

2- revenire n gol

la sparea n mai multe straturi succesive (prin mai multe treceri suprapuse) se poat proceda ca n fig.68 (la primul strat se formeaz tranee separate prin benzi care vor limita pierderile laterale iar la al doilea strat sparea este asemntoare, trecerile fiind decalate lateral cu b/2; b este limea fiei spate, egal cu lungimea lamei).

Fig.68

1, 2- straturi spate succesiv;

3- benzi nespate de lime B;

Us- adncimea total de spare.

2. Deplasarea (mpingerea) la o anumit distan a pmntului dintr-un depozit provizoriu realizat cu alt utilaj terasier se poate face cu schema n zig-zag din fig. 67 dar i prin deplasarea numai nainte, cu jumtate de curs realizat n plin i jumtate de curs n gol (o schem de tip eliptic, fig.69).

Fig.691- depozit iniial; 2- depozit sau lucrare executat;

D- distan de mpingere (50-150 m).

O schem asemntoare celei din fig. 69 se poate aplica i la sparea lateral a unor terenuri de categoria I (n straturi mai groase ) sau la sparea n pant (la vedere).

Realizarea de umpluturi sau acoperirea unor tranee n care s-au pozat instalaii subterane ori a unor gropi de fundaie (dup realizarea fundaiilor) se poate realiza prin schemele urmtoare:

umplerea prin mpigere lateral cu echipament de angledozer (fig.70);

umplerea prin sparea de fii transversale oblice (fig.71);

umplerea prin metoda fiilor transversale perpendiculare (aplicarea unei scheme tip zig-zag; fig. 72).

Fig.70D- depozit provizoriu; U- umplutur; F- fundaie;

B- buldozer cu echipament de angledozer

Fig 711, 2, 3- fii oblice succesive; D- depozit provizoriu; U- umplutur;B- buldozer cu lam poziionat normal; G- galerie din beton monolit.

Fig.721- mpingere; 2- repoziionarea utilajului (mararier curs n gol);

D- depozit provizoriu; U- umplutur; C- conduct sau alt instalaie.

Pentru a putea exprima productivitatea tehnic de exploatare a buldozerelor trebuie precizat mai nti volumul de pmnt (prisma de pmnt) care poate fi mpins de lama unui buldozer (V):

[m3]

(70)

Notaiile sunt cele din fig. 73.

Fig.73L- lama buldozerului; b- lungimea lamei

- unghiul taluzului natural dinamic

Conform desenului:

i

[m3]

(71)

Se poate exprima productivitatea tehnic de exploatare cu relaia:

[m3/h]

(72)

n care: V- volumul de pmnt mpins n faa lamei (m3);

Kt- coeficient de utilizare a timpului de lucru;

Ka- coeficient de afnare (se ia n considerare doar cnd se sap pmntul din starea natural; pentru mpingerea pmntului din depozite provizorii, deja afnat, se ia Ka = 1;

Kp- coeficient de pierderi (pentru pmntul pierdut lateral, pe la capetele lamei); Kp 0.9 (depinde i de distana de mpingere L: Kp = 1-0.005 L);

Tc- durata ciclului de lucru al buldozerului (min).

Se poate scrie productivitatea i prin utilizarea numrului de cicluri pe or:

(73)

Durata timpului de lucru (Tc) depinde de schema tehnologic aplicat. Se exemplific calculul Tc pentru spare lateral i realizarea unui depozit unilateral (ca n fig. 69).

[min]

(74)

n care: ts- timpul de spare;

tp- timpul de deplasare a pmntului cu lama plin,

t- timpul de mprtiere (descrcarea treptat a lamei prin ridicare); grosimea straturilor: 0.15-1.00 m;

tg- timpul de deplasare n gol (dup descrcarea lamei);

tm- timpul de manevr, ntoarcere, repoziionare a utilajului pentru o nou etap de spare; tm = 0.15-0.5 min.

Pentru calculul timpilor, distanele rezult din schema tehnologic iar vitezele din cartea tehnic a utilajului.

Lungimea de spare va trebui s asigure umplerea lamei cu volumul de pmnt (V) discutat mai sus.

[m]

(75)

n care: u- adncimea de spare (m);

b- lungimea lamei buldozerului (m),(se poate lucra i cu b=b - 30 cm suprapunere fie )

norma de timp a buldozerelor se exprim n h/100m3 pmnt spat (mpins, etc) i h/100m2 la lucrri de nivelare. Aceasta (Ntu) depinde ns de categoria terenului n limitele orientative n tabelul 10.

Tab. 10

Categoria terenului

IIIIIIIV

Ntu (%)100120-128147-154172-181

3.10 LUCRRI TERASIERE CU GREDERE

grederul este un utilaj care are ca organ de lucru o lam asemntoare cu a buldozerelor. Unele operaii care se pot executa cu acest utilaj sunt asemntoare cu cele care se pot executa cu buldozerele.

Spre deosebire de buldozere, lama grederului este situat la mijlocul lungimii utilajului i este mult mai mobil.

Grederul poate fi tractat sau poate avea propulsie proprie (n care caz este numit autogreder).

n mod curent se utilizeaz autogrederele. Ele au acionare hidraulic (foarte rar mecanic). Pot avea suplimentar echipamente de scarificare i lame de buldozer poziionate frontal, cupe de ncrctor, etc.

Schema de principiu a unui autogreder este prezentat n fig. 74.

Fig.74

1- lam greder; 2- lam frontal; 3- scarificator.

Cu autogrederul se pot realiza urmtoarele lucrri:

- spare i mpingere a pmntului;

- nivelri i finisri ale suprafeelor spate cu alte utilaje;

- taluzri;

- spri de canale (adncime maxim 1 m);

- lucrri de execuie i ntreinere a drumurilor, digurilor, rambleelor de cale ferat (nlime maxim 1 m);

- sparea (decopertarea) stratului vegetal (grosimi de maxim 30 cm i distane scurte de transport: 10-20 m);

- transportul pmntului din depozite provizorii pe distane de maxim 50 m;

- deblee cu adncimi de 1-3 m, cu realizarea de depozite laterale (distane de transport de ordinul a 100-600 m).

pmntul spat va avea categoriile I;II sau III sau va fi supus n prealabil scarificrii. Lama autogrederului poate executa micri foarte variate; ridicri, coborri, nclinri spre napoi sau spre nainte, rotiri n plan orizontal (35-40) sau vertical (15- 900), poziionri laterale pentru taluzare, etc.

Cteva din aceste poziii ale lamei sunt prezentate n fig. 75.

Fig.75

Schemele de mecanizare cu grederele sunt n cea mai mare parte asemntoare cu cele aplicate la lucrul cu buldozerele sau cu grederele dar exist i scheme specifice.

Se exemplific mai jos (fig.76) metoda de executare a anurilor prin tierea n evantai. n cazul anurilor (canalelor) nguste tierea se poate face de pe o singur parte iar la cele mai late tierea se poate face de pe ambele pri ale canalului.Tot prin tiere n evantai se pot realiza gropi de mprumut cu depozitarea pmntului ntr-un rambleu. Gropile de mprumut pot fi situate pe ambele laturi ale rambleului realizat (fig.77).

Fig. 76

Fig. 77

productivitatea tehnic de exploatare se poate determina asemntor cu cea a buldozerelor. Vor diferi vitezele de lucru. Coeficientul de utilizare a timpului de lucru se recomand cu valorile K t= 0.75-0.8. Norma de timp a autogrederului se exprim n ore/100 m3 i depinde de categoria terenului i de distana de mpingere a pmntului.3.11 spturi mecanizate n spaii ngustepot fi clasificate drept spturi n spaii nguste (sau foarte nguste) urmtoarele lucrri de terasamente:

sparea de anuri cu paramente verticale (seciune dreptunghiular; fig. 78- a);

spare de anuri cu taluze (seciune trapezoidal;fig. 78- b);

sparea de gropi de fundaie rectangulare (de adncime mic; fig. 78- c-sau de adncime mare; fig. 78- d);

spare gropi cilindrice (de adncime mic sau mare; fig. 78- e;

sparea de anuri foarte nguste pentru drenuri sau cabluri (sau pozarea acestora fr sparea unui an; fig. 78- f);

realizarea de gropi cilindrice cu form aproximativ; pentru piloi , fr sparea i extragerea pmntului spat (prin baterea i mpingerea lateral a pmntului cu o mandrin; fig. 78- g).

1- rol cablu; 2- cuit tip plug; 3- cablu pozat la cota de proiect; U- adncime de tiere

Fig. 78Sparea anurilor cu paramente verticale (seciune derptunghiular ) se poate realiza cu ajutorul excavatoarelor cu cup invers. Pentru aceast operaie este necesar s se foloseasc o cup cu limea egal cu limea anului pe care dorim s l realizm (exist cupe special construite, cu limi mici , dac se sap anuri relativ nguste). De asemenea se pot folosi brae mai lungi sau se pot adapta prelungitoare la braele normale ale excavatoarelor (se utilizeaz de obicei excavatoare de capacitate mic, cu cupe de ordinul a 0.11.0 m3.De obicei excavatorul ncalec axul viitorului an dar exist i posibilitatea utilizrii unor brae cu mnere articulate excentric (excentriti de pn la 2.50 m) care se poziioneaz lateral fa de traseul sprii; fig. 79).

Fig. 79Pentru spturi n spaii nguste se pot utiliza i maini universale de spare cu un bra telescopic. Acestea au lungimea braului reglabil prin acionarea hidraulic iar cupa poate fi rotit tot hidraulic astfel nct s se poziioneze cu cupa dreapt, cu cup innvers sau chiar cu poziii intermediare, spre lateral (cupa este de pn la 1 m3; fig. 80). Ca toate utilajele de spare pe pneuri i acest utilaj are picioare de calare hidraulic.

Fig. 80

Se pot spa anuri cu sptoarele de anuri. Acestea pot fi realizate n soluii constructive: cu rotor cu mai multe cupe (fig. 81- a) sau cu lan cu cupe (sau raclete; fig. 81- b)

Fig. 81

Pmntul spat cu utilajele din fig. 80 este depozitat lateral de sptur (depozit provizoriu) cu ajutorul unui transportor cu band.

Sptoarele de anuri pot lucra de obicei pn la adncimi de 3.5 m. dac este necesar un an cu cota de fund sub aceast adncime utilajul va lucra n tandem cu un buldozer. Acesta va spa o tranee de adncimea necesar iar sptorul de anuri va lucra de pe fundul acestei tranei (fig. 82).

Fig. 82

Pentru sparea mecanizat a anurilor cu taluze (seciune trapezoidal) se pot aplica dou metode:

- pentru anuri largi se poate face sparea ca mai sus i apoi se face taluzarea cu alt utilaj (de exemplu autogrederul);

- pentru spturi nguste se poate utiliza un excavator cu cup invers de form trapezoidal sau o main universal de spare dotat cu o astfel de cup (metoda se poate aplica pn la adncimi de ordinul a 1.50 m).

n ce privete sparea unor gropi de fundaie rectangulare, pot apare urmtoarele situaii:

gropi de fundaie izolate sau grupate dup necesitile viitoarei construcii, cu adncimi de ordinul a 0.8-2.0 m (n funcie de adncimea de nghe i de natura terenului de fundaie);

gropi de fundaie de adncime mare, de tipul traneelor pentru executarea baretelor sau pereilor mulai (aceste lucrri pot juca rolul de fundaii de adncime dar pot fi destinate i impermeabilizrii unor gropi de fundaie largi, pentru a se putea lucra la uscat).

Pentru gropile de fundaie de adncime redus se pot utiliza excavatoare hidraulice echipate cu cup invers sau cu graifr sau mainile universale de spat (se poate utiliza echipamentul cu bra telescopic i cup rotativ n jurul axului braului, prezentat mai sus).

Dac gropile de fundaie sunt pe un aliniament comun (de exemplu, fundaiile pentru stlpii unei construcii n cadre) se poate recurge i la sparea unei tranei cu seciune dreptunghiular, excavarea fundaiilor la poziiile din proiect i umplerea cu pmnt a spaiului dintre ele (fig. 83).

Fig. 83

Dac sunt necesare sprijiniri nu se va lucra dect cu echipament de graifr.

Pentru gropile de fundaie de adcime mare (de tipul traneelor) se pot utiliza excavatoare hidrulice cu cup invers cu bra lung sau cu prelungitor montat la bra sau graifre hidraulice adaptate sprii n aceste condiii (bra telescopic poziionat vertical, cup n dou piese de limea viitoarei tranei).

Dac executm fundaii de adncime mare nu se pot executa sprijiniri i n aceast situaie se poate aplica urmtoarea metod:

se realizeaz sptura pn la adncimea la care nu sunt necesare sprijiniri;

se prepar i se introduce n sptur un noroi bentonitic, care va juca rolul de sprijinire (bentonita este o argil special);

se sap n continuare sub noroi bentonitic; n msura realizrii spturii se introduce n tranee noroi bentonitic;

betonarea se realizeaz sub noroiul bentonitic, cu plnia i cu burlanul de betonare (care va trebui s fie meninut cu captul inferior n betonul proaspt turnat pe circa 0.5-1.0 m);

n msura turnrii betonului, noroiul betonitic se recupereaz i se refolosete (este trimis ntr-un bazin de decantare iar apoi refolosit la alt tranee spat).

O poriune de tranee (respectiv de fundaie sau perete mulat) realizat ntr-o singur muctur a cupei de graifr se numete baret (de exemplu, n procedeul Kelly, baretele au lime de 80 cm i lungime de 2.50 m). executnd baretele cap la cap rezult o tranee continu.

Sparea gropilor cilindrice de adncime redus (sub 6 m) se poate realiza cu ajutorul unei foreze cu sap de tip melc (elicoidal fig. 84). Se pot realiza gropi cu diametrul de circa 0.25-1.20 m, destinate plantrii de stlpi, borne, indicatoare sau chiar arbori i, mai rar, n scopul de a realiza fundaii.

Fig. 84

Sparea unor gropi cilindrice de adncime mare se poate ntlni la realizarea de piloi, coloane sau chesoane deschise (soluii de fundare de adncime).

Pentru piloi ( < 1 m) se folosesc diverse instalaii de foraj, fie pentru forare rotativ, cu sape de diverse forme, fie pentru spare cu cup graifr de forme special adaptate.

Forarea se execut de obicei cu tubaj metalic, recuberabil n momentul betonrii pilotului.

Se poate exemplifica cu procedeul Benoto: tubajul metalic dotat cu muchie tietoare (frez) este nfipt prin rotire stnga-dreapta iar materialul din interior se sap cu o cup tip graifr, cu seciune circular.

n alte situaii gaura pentru execuia pilotului se realizaz prin nfigerea n teren a unui tubaj metalic (care mpinge pmntul lateral). La betonare tubajul se recupereaz (procedeul Franki sau procedeul Simplex [26,28]).

Sparea anurilor foarte nguste, pentru pozarea unor instalaii de ap, de drenaj sau a unor cabluri electrice se poate realiza cu un sptor de anuri dotat cu elind, lan gall i raclei, asemntor cu cel prezentat n fig. 81- b. diferena este c traneea realizat n acest caz va avea limi de ordinul a 15-25 cm.

Lansarea conductei sau a cablului se poate face aproape simultan cu realizarea spturii. Acest lucru apare ca necesar i pentru faptul c sptura nu poate fi sprijinit i riscm surparea pereilor laterali ai traneei.

n cazul pozrii unor cabluri sau drenuri fr realizarea unei tranei (procedeu descris n figura 78- f) se poate utiliza un tractor pe pneuri sau pe enile dotat cu un cuit (plug) vibrator. Adncimea de lucru (de pozare a instalaiei) este de pn la 0.9-1.0 m.

3.12 LUCRRI DE UMPLUTURI I COMPACTARE A PMNTULUI

lucrrile de umpluturi pot avea unul din urmtoarele scopuri : realizarea de depozite definitive din pmnt rezultat din anumite spturi;

realizarea unor diguri, a unor terasamente pentru drumuri sau pentru ci ferate;

realizarea unor baraje din materiale locale sau a unor canale navigabile (n zone relativ restrnse);

executarea unor platforme pentru obiective industriale, de agrement i sport, etc.

Tehnologia de executare a umpluturilor cuprinde, dup caz, urmtoarele etape:

mprtierea n straturi a pmntului provenit din spturi;

aducerea pmntului mprtiat la umiditatea optim de compactare (dac este cazul; vezi i disciplina Geotehnic i fundaii );

compactarea fiecrui strat de pmnt aezat n lucrare.

mprtierea pmntului se poate realiza:

n spaii restrnse sau nguste;

n spaii largi.

n spaii nguste, umplutura se poate realiza cu ajutorul graifrului, cu ajutorul utilajelor cu lam n poziie de angledozer (buldozer, greder) sau cu buldozerul cu lam poziionat normal (se aplic schemele de mecanizare poziionate n paragrafele anterioare: schema circular, schema de umplere prin mpingere lateral, schema fiilor spate-mpinse oblic sau perpendicular pe direcia traneei, etc.).

Dac spaiul permite, se poate face mprtierea cu maini universale de mici dimensiuni (buldo-excavatoare) iar n spaii nguste i pentru lucrri complexe (de exemplu, ntre fundaiile unei viitoare costrucii) se poate realiza i mprtiere manual.

Grosimea straturilor mprtiate va fi de ordinul a 15-100 cm dar ea trebuie corelat cu capacitatea de compactare a utilajelor disponibile (evident, urmeaz compactarea umpluturilor).

n spaiile largi umpluturile se pot realiza n urmtoarele etape:

transportul i bascularea pmntului din mijloacele de transport,;

mprtierea n straturi de 15-100 m (vezi comentariul de mai sus);

compactarea umpluturilor (n caz de necesitate acestea pot fi n prealabil stropite cu ap pentru a avea umiditatea optim de compactare).

mprtierea din etapa a doua se poate face cu buldozerul, cu grederul sau chiar cu ncrctorul frontal.

Tehnologia ar putea fi diferit dac s-ar utiliza mijloace de transport care realizeaz i mprtierea (screpere sau remorci care pot descrca pmntul pe la partea inferioar a benei- vezi paragraful referitor la mijloace de transport).

n aceast situaie primele dou etape se pot realiza cu acelai utilaj.

Se precizeaz faptul c grosimea straturilor mprtiate i supuse apoi conpactrii mai depinde i de categoria terenului din care provine materialul folosit la umplutur. De asemenea, diametrul maxim al granulelor materialului folosit la umplutur nu trebuie s depasc 2/3 din grosimea stratului aternut (bulgrii sau bucile de roc se vor sfrma nainte de compactare).

Udarea pmnturilor nainte de compactare se realizeaz mai ales pentru materialele coezive i are ca scop influenarea urmtoarelor proprieti:

compresibilitatea;

rezistena la tiere;

capacitatea de compactare i greutatea specific a pmntului dup compactare,

energia (lucrul mecanic) necesar pentru compactare (care se va reduce dac pmntul va cpta umiditatea optim de compactare determinat prin ncercri de laborator; Wopt).

Pentru umiditatea real a fiecrui strat de pmnt care urmeaz a fi compactat se admit abateri de plus-minus 3% fa de cea optim (vezi tabelul 11).

Tab. 11

Natura pmntuluiArgilosNisipos

Wopt.(%)14-188-12

Att valorile prea mari ale umiditii pmntului ct i cele prea mici vor duce la o compactare necorespunztoare.

n spaii restrnse se va face stropirea cu furtunul iar n spaii largi cu cisterna ataat la tractor sau cu autocisterna (dotate cu o eav transversal perforat).

Cantitatea de ap de udare (A) se va hotr dup analiza umiditii naturalea pmntului (W). udarea se va face la fiecare strat mprtiat, nainte de compactare cu circa 1-2 ore pentru pmnturile nisipoase sau prfoase i cu circa 24 ore pentru cele argiloase. Se poate utiliza relaia urmtoare:

[m3 ap/m3 umplutur]

(76)

n care:

= 1.10-1.25- coeficient al pierderilorde ap prin evaporare;

n- densitatea n stare uscat a materialului de umplutur (kg/m3);

w- densitatea apei (kg/m3);

wopt- umiditatea optim de compactare.

Norma de timp a cisternelor (auto-cisternelor) pentru stropit se exprim n ore/m3 de ap.

Compactarea umpluturilor este un proces tehnologic destul de complex. Compactarea se poate realiza prin rulare (cilindrare), prin batere sau prin vibrare (cilindrii vibrani sau plci vibratoare). Se compacteaz, n general, straturi de grosimea prezentat la realizarea umpluturilor dar exist i utilaje pentru compactarea unor straturi de peste 1 m (de exemplu, maiul supergreu).

Principalele efecte ale compactrii sunt:

mrirea densitii pmntului;

reducerea sau eliminarea tasrilor ulterioare;

mrirea capacitii portante a terenului de fundaie;

reducerea permeabilitii (porozitii) i sensibilitii la umezire ulterioar.

O caracteristic important a acestui proces este gradul de compactare (D):

[]

(77)

n care:

ue- greutatea specific n stare uscat realizat efectiv dup compactare(KN/m3);

u max- greutatea specific maxim n stare uscat, determinat prin metoda Proctor (vezi la disciplina geotehnic).

Se poate determina practic ue prin utilizarea relaiei:

[KN/m3]

(78)

n care:

n- greutatea specific a pmntului cu umiditatea natural (KN/m3);

w- umiditatea pmntului n stare natural (in situ;%).

Se recomand urmtoarele grade de compactare [12]:Tab. 12

Natura lucrrii

D mediuD minim

%ue (kg/m3)%ue (kg/m3)

Fundaii la cldiri de locuit951,650921,650

Fundaiile la obiective industriale cu procese de lucru nuaede981,700951,650

Unde:

ue- densitatea n stare uscat efectiv realizat prin compactare (kg/m3).

Pentru pmturile necoezive se poate utiliza gradul de ndesare (ID-vezi relaia 20 din paragraful 3.1).

mprtierea pmntului n umplutur i compactarea sa se poate organiza pe dou suprafee (sectoare) de teren vecine astfel nct s se poat reduce deplasarea neproductiv a utilajelor (vezi fig. 85).

Fig. 85

Etapele de lucru se succed n felul urmtor:

se mprtie pmnt pe sectorul A i se compacteaz stratul mprtiat anterior pe sectorul B;

se compacteaz pmntul mprtiat pe sectorul A i se aterne un nou strat de pmnt pe sectorul B.

La compactare cele dou sectoare se vor suprapune pe o lime de 2-3 m.

Lungimile sectoarelor de umpluturi pot varia ntre 100-1000 m dar pe vreme nefavorabil (ploaie, cldur puternic,) ele se pot reduce la circa 100-300 m.

La compactarea unuia dintre sectoarele de lucru se vor compacta fii de lime egal cu limea activ a utilajului, care se vor suprapune ntre ele pe 15-25 cm (vezi fig. 14, suprapunerea s).

n marea majoritate a cazurilor i obligatoriu pentru straturile mai groase, compactarea se va realiza prin mai multe treceri ale utialjului de compactare pe aceiai fie de teren (pn la realizarea gradului de compactare prevzut).

Numrul de treceri ale compactorului (nt) este raportul ntre lucrul mecanic necesar pentru o compactare complet (conform gradului de compactare) i lucrul mecanic efectuat de utilaj la o singur trecere. Numrul de treceri stabilt teoretic se verific experimental, pe teren (sau se poate stabili direct, pe cale experimental, pe piste de ncercare).

n cazul compactrii prin cilindrare (rulare) se poate utiliza relaia:

(79)

n care:

L- lucrul mecanic de compactare necesar (KNm/m3);

B- limea fiei de teren compactat de utilaj la o trecere (m);

ha- grosimea stratului de pmnt afnat care trebuie compactat (m);

G- greutatea utilajului (static; KN).

Compactoarele statice au ca for de lucru doar greutatea proprie i exercit o presiune static asupra terenului. Se poate discuta i de o for de afnare a terenului compactat. Utilajele cu aciune dinamic (compactoarele vibrante) pot aduga fore de impact (frecvene de vibraie sub 60 cicluri pe minut) sau vibraii (frecvene de lucru de 600-4800 cicluri pe minut; depind totui de caracteristicile fiecrui compactor dinamic).

n cazul compactrii prin batere toate utilajele (maiuri, plci vibrante, ...) au o aciune dinamic.

Utilajele folosite pentru compactarea prin rulare pot avea urmtoarele caracteristici:

role cilindrice metalice cu fee netede (lise);

role cilindrice cu proeminene (crampoane) sau diferite reliefuri;

pneuri cu suprafa neted;

pneuri cu crampoane sau diverse reliefuri;

mixte: pneuri i role metalice.

Compactoarele pot fi tvlugi tractai sau utilaje autopropulsate (mai folosite).

Fig. 86

Compactoarele cu role cilindrice din oel pot fi lestate cu ap (roile sunt cilindri goi n ineriorul crora se poate introduce ap prin nite orificii cu capace etane).

n fig. 86 sunt prezentate schematic principalele tipuri de compactoare cu role (roi ) metalice cu fee netede (lise) dar schemele sunt n linii mari aceleai i pentru utilaje cu role (roi) cu crampoane sau reliefuri. Exist i utilaje care combin roile cu pneuri cu rolele metalice.Crampoanele sau reliefurile de pe rolele compactoarelor se pot prezenta ca n fig. 87.

Fig. 87

Compactoarele cu crampoane, pentru presiunea specific mare asupra pmtului, sunt recomandate pentru compactarea primar, de adncime, a pmnturilr coezive (de exemplu, argile plastice) sau a celor cu bulgri. Grosimea straturilor compactate poate merge la 20-80 cm.

Crampoanele produc o uoar afnare a stratului de suprafa (pe adncime de 4-6 cm) i de aceea este necesar ca compactarea final (de finisare) s se fac cu un compactor lis (neted).

Suprafaa de lucru a crampoanelor se recomand de:

3040 cm2 pentru pmturi argiloase;

4060 cm 2 pentru pmnturi nisipoase.

Crampoanele trebuie s dea pe terenul compactat urmtoarele presiuni aproximative:

715 daN/cm2 pe terenuri argilo-prfoase;

1540 daN/cm2 pe terenuri argilo-nisipoase;

3060 daN/cm2 pe terenuri argiloase.

compactoarele pe pneuri folosesc ca for de lucru presiunea static dar realizeaz i frmntarea terenului. Compactoarele cu pneuri lise sunt folosite mai ales la mbrcminile asfaltice iar cele cu anvelope cu profile, mai ales pentru compactarea umpluturilor de pmnt. Aciunea compactoarelor de acest tip este influenat i de presiunea de umflare a pneurilor. Se recomand valorile din tabelul 13

Tab. 13

Natura pmntului care trebuie compactatPresiunea n pneuri(atm)

Nisipuri2

Pmnturi argilo-nisipoase3-4

Argile5-6

Fig. 88Putem folosi compactarea cu pneuri i la compactarea terenurilor mai umede.

Schematic, poziia roilor se poate prezenta ca n fig. 88. compactoarele pot fi tractate sau cu propulsie proprie.Compactoarele vibratoare au de obicei role metalice (lise sau cu crampoane) i pot fi tractate cu tractoare sau pot fi autopropulsate. Sunt de asemenea, utilizate i compactoare care au un rulou metalic vibrant iar puntea spate este pe pneuri.

Sub efectul vibrrii se produce o rearanjare a particulelor de sol astfel nct ele s ocupe volumul minim (se produce un fel de curgere n stare vscoas).

Se pot compacta prin vibrare pmnturi foarte diverse: loss, nisip, pietri, nisip argilos, piatr spart, argile i chiar pmnt stabilizat (cu diferite adaosuri stabilizatoare: ciment, ).

Compactoarele vibrante au o aciune foarte energic i de aceea pot fi mai uoare i cu puteri ale motoarelor mai mici dect n cazul compactoarelor statice.

Exist o gam larg de compactoare vibrante:

tvlug vibrator tractat, lis, cu mase ntre 3-15 t (compacteaz straturi de teren de 0.5-2.0 m);

tvlug vibrator tractat cu crampoane (aceeai gam de caracteristici tehnice);

compactor vibrant autopropulsat pe dou rulouri (unul sau ambele fiind vibratoare),

compactor vibrant autopropulsat cu un rulou metalic (lis sau cu crampoane) i puntea din spate cu pneuri.

Compactoarele autopropulsate pot avea un rulou director (pentru viraje) sau pot vira dintr-o articulaie a asiului (ca la ncrctoarele frontale).

Compactoarele vibrante pot realiza grade nalte de compactare cu un numr mai redus de treceri dect cele statice (de obicei 3-5 treceri).

Schemele principale de mecanizare a lucrrilor de compactare prin cilindre (rulare) sunt:

schema de mecanizare n zig zag (descris i la alte tipuri de lucrri) se poate aplica la realizarea unor umpluturi lungi i nguste, unde nu se poate ntoarce utilajul (la dus se circul nainte i la ntoarcere n mararier);

scheme combinate ntre cele de mai sus, aplicabile tot la compactarea umpluturilor n spaii lungi.

Compactarea prin batere se aplic de obicei la compactarea unor umpluturi cu suprafee mai mici.

Se pot utiliza plci vibrante (a) sau maiuri (b) fig. 89

Fig. 89Maiurile sunt lsate s cad liber de la nlimi de 0.3-4.0 m. Ridicarea lor se face cu ajutorul unei macarale cu capacitate de ridicare suficient n raport cu masa maiului folosit. Uneori, n locul maiurilor, pot fi folosite n acelai mod plci grele. Numrul necesar de bti (cderi) pe minut scade cu creterea masei maiului (plcii) i poate fi de maxim 5060.

La fiecare btaie maiul sau placa grea se deplaseaz cu 10-150 cm pe orizontal astfel nct la deplasare pe limea amprentei sale s se fi aplicat, pe acelai loc, numrul de bti prevzut (3-5 pentru pmnturi nisipoase i 3-7 pentru pmnturi argiloase). Numrul optim de bti se poate determina experimental, in situ.

Modul de lucru cu maiul sau cu placa grea este prezentat n fig. 90.

Fig. 90D- direcia de deplasare a utilajului;

Exist n exploatare i maiuri mecanice care pot fi acionate (conduse) manual, pentru lucrul n spaii nguste. Ca i plcile vibrante ele se bazeaz pe fora pertubatoare produs de rotirea unui sistem biel-manivel cu un motor (cu ardere intern sau electric; vezi fig. 91).Rareori i pentru volume reduse de umpluturi se poate face i compactarea cu maiul de mn.

Fig. 91Plcile vibratoare sunt utilizate de asemenea la compactarea n spaii nguste i volume de lucrri reletiv reduse. Vibraiile plcilor au frecvene mai mari dect cele uzuale pentru maiurile mecanice(400500/minut, fig. 90). se fac de obicei 2-3 treceri dar numrul acestora se poate hotr n funcie de natura, umiditatea terenului i grosimea stratului de compactat (inclusiv prin experimentare in situ).

n exploatare pot fi ntlnite, de asemenea, plci sau maiuri vibratoare ataate la echipament tip macara sau excavator.

Pentru compactarea terenurilor cu pante mari sau a taluzurilor se pot folosi tvluguri tractate (statice sau vibrante; fig. 86- a) de la partea superioar a umpluturii (cu un tractor) sau de la partea inferioar a umpluturii (piciorul taluzului) cu o macara (fig. 92).

Fig. 921- troliu, 2- tvlug, 3- macara, 4- buldozer.

Productivitatea compactoarelor care lucreaz prin cilindrare (rulare) se poate exprima cu relaia urmtoare:

[m3/h]

(80)

n care:

B- limea fiei compactate la o trecere (m);

s = 0.15-0.25 m- suprapunerea fiilor vecine compactate;

h- grosimea stratului compactat (m);

n- numrul de treceri pe aceeai suprafa;

Kt- coeficient de utilizare a timpului de lucru (0.75-0.8).

Pentru realizarea unor compactri de finisare (de exemplu la taluze, etc) din formula de mai sus dispare h:

[m2/h]

(81)

(n acest caz productivitatea se va referi la suprafaa finisat prin compactare).

Productivitatea tehnic de exploatare a maiului (plcii grele) ridicat cu macaraua, n cazul formei ptrate, se poate determina cu relaia:

[m3/h]

(82)

n care:

f- frecvena de batere (lovituri/min.)

L- latura maiului (plcii; m), conform fig. 93.

Fig. 93S = (L - s)2 suprafaa efectiv de lucru.Norma de timp a utilajelor de compactare se exprim n ore/100m3. n cazul procesului tehnologic de finisare a unor suprafee prin compactare se va discuta de ore/100m2.

3.13 NIVELAREA I TALUZAREA LUCRRILOR DE PMNT

de cele mai multe ori dup executarea spturilor grosiere este necesar o finisare a suprafeelor rezultate:

nivelarea suprafeelor plane i orizontale sau cu o anumit pant (redus, sub 10%);

finizarea taluzelor (taluzare).

Prin nivelare se pot compensa denivelri de 30 cm fa de cota propus prin proiect. n indicatoarele de norme de deviz este prevzut i operaia de nivelare manual, numit politur.

Nivelarea mecanizat se poate realiza prin mai multe treceri ale utilajului folosit pe aceiai suprafa (maxim 3 treceri).

Nivelarea mecanizat se poate realiza cu urmtoarele utilaje:

cu buldozer (cu lama poziionat n planul pe care se deplaseaz utilajul, pe pneuri sau pe enile); lama poate fi n poziia normal sau ca echipament de angledozer);

cu buldozer echipat cu lam tip varidozer (cu articulaie vertical central);

cu autogreder sau cu autogreder ncrctor cu cup de ncrctor n fa; (la nevoie se pot utiliza i gredere tractate).

Unele utilaje moderne pot fi dotate cu diferite dispozitive pentru reglarea automat a poziiei lamei: palpatoare mecanice, hidraulice, electronice sau chiar cu laser (buldozere sau gredere).

La nivelare se pot aplica mai multe scheme tehnologice de mecanizare:

scheme circulare;

scheme n zig zag;

scheme circulare aplicate pe dou direcii perpendiculare (implic minim dou treceri pe aceeai suprafa, pe direcii perpendiculare ; fig. 94);

scheme de lucru cu dou utilaje (sau mai multe; fig. 95).

Fig. 94A- suprafaa de nivelat;

1- schema circular pe o direcie;

2- schema circular pe direcie perpendicular.

Fig. 95U1- primul utilaj de nivelare;

U2- al doilea utilaj.

Productivitatea tehnic de exploatare a utilajelor de nivelare se exprim la fiecare tip de utilaj, aa cum s-a discutat n capitolele anterioare. Ea se exprim n m2/or.

Norma de timp a acestor utilaje se exprim n ore /100m2.

Taluzarea mecanizat se poate realiza cu urmtoarele utilaje:

cu autogrederul (vezi poziii de lucru ale lamei la paragraful despre lucrri de terasamente cu autogrederul);

cu excavator hidrauluic cu cup invers (se folosesc nite cupe speciale, de volum sub 1 m3dar cu lime de 2-3 m, care seamn cu lamele de buldozer de tip cup de ncrctor; fig. 96);

cu main universal de spat, cu bra telescopic i cup lat (ca mai sus).

Se pot finisa att taluze sub planul de staionare a utilajului (a) i deasupra acestuia (b). La nevoie braul excavatorului poate fi dotat cu un prelungitor.

Fig. 96n anumite situaii, taluzarea se poate ncheia prin aplicarea unor soluii de protecie:

nierbarea sau brzdarea;

aplicarea de straturi de pmnt stabilizat;

aplicarea de anrocamente sau realizarea de peree de piatr (rostuite sau nerostuite);

realizarea de mbrcmini din dale de beton sau de beton turnat la faa locului (de ciment sau asfaltic).

3.14 LUCRRI DE SPRIJINIRI

spturile se pot executa n spaii largi sau n spaii nguste. Pentru spturile n spaii largi sprijinirea pereilor (atunci cnd este necesar) se realizeaz independent (se aplic fiecrui perete separat).

Pentru spturile n spaii nguste sprijinirea pereilor se face simultan pentru cei doi perei fa n fa, prin intermediul unor piese numite praiuri sau prin folosirea unor cadre.

praiurile pot fi executate din lemn sau din oel (praiuri mecanice cu filete stnga-dreapta sau praiuri hidraulice).

Cadrele care in locul praiurilor pot fi executate din lemn sau din oel.

n funcie de necesitatea executrii unor sprijiniri spturile pot fi: nesprijinite sau sprijinite. Se pot executa spturi nesprijinite dac adncimea h (formula 83) satisface relaia urmtoare sau dac sptura se face n taluz i panta acestuia satisface valorile din tabelul 14.

[m]

(83)

n care:

c- coeziunea pmntului (KN/m2);

u- greutatea specific a pmntului (KN/m3);

- coeficient de siguran (se recomand valoarea = 2).

Fig. 97Tab. 14 [26]

Natura pmntuluiPanta taluzului (1:m) pentru:

b3mb 3 mm.

Lungimea de suprapunere a barelor sudate va fi: ls + 20 mm.

Pentru toate barele cu d 25 mm se execut sudare cap la cap n cochilie, n baie de zgur.

nndirea prin manoane filetate interior se utilizeaz la tirani a cror lungime este necesar s fie reglabil dar i la bare inglobate n beton (de exemplu, la ecluza Uelzen din Germania).

4.3.2.2.Asamblarea armturilor

Asamblarea armturilor se poate face prin dou metode:

prin legarea cu srm n atelier sub form de carcase sau direct pe cofraj sub form de bare izolate;

prin sudur n atelier sau n fabrici centralizate sub form de plase i carcase sudate.

Ultima metod asigur productivitate ridicat i calitate bun a lucrrilor.

Asamblarea armturilor direct pe cofraj sub form de bare izolate se folosete cnd nu se dispune de utilaje de ridicat iar carcasele gata confecionate ar cntrii peste 100 de kg.

Pentru ca barele montate s-i menin poziia i forma precum i distana necesar fa de cofraj, se folosesc bare de repartiie i diferite dispozitive, distanieri, etc. confecionai din metal iar n ultimul timp din material plastic sau mortar.

Utilizarea plaselor i carcaselor sudate prezint o serie de avantaje:

- se pot utiliza eficient oelurile superioare;

- asigur o mai bun conlucrare a armturii cu betonul;

- economii de material ce ajung pn la 40%;

- eliminarea ciocurilor i a srmei de legat;

- creterea productivitii muncii;

- se poate introduce mecanizarea i automatizarea operaiilor;

- se uureaz controlul calitii produselor.

La unele construcii industriale grele, la cldiri nalte i la unele construcii hidrotehnice se folosesc scheletele portante din armtur rigid, care au i rolul de element de susinere a cofrajului n timpul turnrii i ntririi betonului. Se folosesc carcase spaiale sudate i pentru executarea piloilor turnai la faa locului.Aceste schelete portante se realizeaz din profile laminate sudate sau nituite. Se realizeaz astfel importante economii de material lemnos i se industrializeaz lucrrile de construcii.

4.4 TEHNOLOGIA LUCRRILOR DE PREPARARE A BETONULUI

Se au n vedere urmtoarele normative : SREN 206-1 / 2002, SR 13510 / 2006 i CP 012 / 2007

Betoanele utilizate la executarea lucrrilor de construcii sunt materiale de construcii alctuite n general dintr-un amestec de agregate, ciment, ap, o serie de alte materiale de adaos i aditivi ( acceleratori de priz, plastifiani,etc.)

Betoanele sunt de o mare diversitate, n funcie de mai muli factori:

- dup tipul construciei: betoane pentru baraje de greutate, stvilare, galerii, conducte,canale, structuri de rezisten, etc.;

- dup zona de construcie: betoane pentru zona exterioar (de parament), betoane pentru zona interioar (de interior), betoane pentru fundaii, cptueli, etc.;

- dup natura i mrimea solicitrilor: pentru solicitri statice, dinamice, termice, infiltraii, nghe-dezghe, etc.

Pentru a corespunde diverselor situaii ce apar n exploatare este necesar ca betoanele s ndeplineasc urmtoarele condiii:

- s aib rezisten mecanic corespunztoare efortului la care este supus;

- s fie impermeabile;

- s aib durabilitate mare, rezisten la nghe-dezghe, rezisten la aciunea apelor de infiltraie sau agresive, rezisten la aciunea de uzur (coroziune, cavitaie);

- s asigure caracterul de monolit, adic s nu prezinte fisuri i goluri n corpul construciei;

- s-i pstreze constante n timp proprietile fizico-mecanice.

Aceste condiii se pot asigura prin utilizarea unor materiale de bun calitate i prin folosirea unor tehnologii adecvate de pregtire a agregatelor, preparare, transport, turnare a betonului i tratarea acestuia dup turnare.

4.4.1 TEHNOLOGIA LUCRRILOR DE PREGTIRE A MATERIALALOR PENTRU PREPARAREA BETOANELORMaterialele utilizate pentru prepararea betoanelor sunt:

a) Apa (SREN 1008/2003)- care trebuie s fie de calitate corespunztoare, fr suspensii mloase, fr sruri minerale concentrate, fr acizi sau baze dizolvate n ea. n ordinea calitii, este bun pentru prepararea betonului: apa folosit, apa de praie i izvoare naturale, apa din ruri i lacuri. Se admite i ap tehnologic recuperat.b) Cimentul (SR 388/95, SR 1500/96, SR 3011/96) - este un amestec de silicai de calciu, aluminiu i fier, obinut prin clincherizarea materiei prime (14500C) i apoi prin mcinarea extrem de fin, mpreun cu diverse adaosuri, a clincherului. Cimentul este foarte higroscopic (inclusiv fa de vaporii de ap din atmosfer) i deci trebuie pstrat n spaii nchise, ferit de umezeal i trebuie folosit n termen de 6 luni de la fabricaie.

Condiiile ce se impun betoanelor pot fi satisfcute prin alegerea corespunztoare a compoziiei chimice i mineralogice a cimentului folosit la prepararea lor.

Astfel, pentru betoane se folosesc urmtoarele tipuri de cimenturi:

- pentru betoanele masive se utilizeaz cimentul Portland, cu cldura de hidratare redus (cu adaosuri; H I 32,5,, H II A-S 32,5, H III A 32,5, H III BS 32,5);

- pentru betoane supuse la nghe-dezghe se folosesc cimenturi Portland unitare, fr adaosuri (I 32,5, I 42,5; I 52,5, I 32,5R, );

- pentru betoane hidrotehnice la zi se folosesc cimenturi unitare i cu adaos de zgur (II AS 32,5;);

- pentru betoanele din subteran se folosete ciment compozit (clasa V), ciment cu adaos de zgur de furnal, etc.;

- pentru betoanele care necesit o priz rapid se folosesc cimenturile unitare I 32,5R; I 42,5R; I 52,5R,

- pentru betoanele care lucreaz n mediu marin sau n mediu agresiv chimic se folosesc cimenturi unitare sau cimenturi rezistente la sulfai (SR I 32,5, SR II A-S 32,5,).

n general, cimenturile trebuie s ndeplineasc multe condiii de calitate care se controleaz n mod riguros. Acest control necesit aparatur special i se efectueaz n laboratoarele de antier de ctre personal calificat.

c) Agregatele (SREN 1324272003)Prin agregate se nelege totalitatea materialelor de natur mineral, provenite din depozite aluvionare sau din sfrmarea rocilor, cum sunt nisipul, pietriul, balastul, piatra spart, etc. Ele se extrag din balastiere i cariere.

Agregatele se mpart n dou grupe mari:

nisipurile, avnd diametrul particulelor cuprins ntre 0 mm i 8 mm;

agregatele grosiere, (pietriul, piatra spart), cu diametrul particulelor cuprins ntre 8 - 63 mm i bolovanii sau piatra spart mare, pn la 125 mm.

Nisipurile se mpart la rndul lor n urmtoarele sorturi: 0-1 mm; 1-2 mm, 2-4 mm i 4-8 mm.

Coninutul n pri levigabile (argil, humus, sulfai, etc.) nu trebuie s depeasc 0.5%-2% din masa nisipului, iar partea mai fin de 0,125 mm s nu depeasc 2-7% din masa nisipului.

Agregatele grosiere se sorteaz n mod uzual n urmtoarele fraciuni: 8-16 mm (se numete mrgritar); 16-31,5 mm; 31,5-63 mm i 63-125 mm (exist i ciururi cu dimensiuni intermediare ale ochiurilor, ochiurile avnd form ptrat).

Proporiile n care trebuie s se gseasc nisipul i agregatele grosiere n masa betonului difer n funcie de rezistena la care trebuie s ajung betoanele dup ntrire.

Aceste proporii se redau pentru fiecare clas de beton prin curbele granulometrice din normativele amintite, n funcie de granula maxim de agregat avut n vedere.Dimensiunea granulei maxime a agregatului se stabilete n funcie de dimensiunile caracteristice ale elementelor de construcie, respectndu-se condiiile de la betonul armat

max 1/4 D

max d - 5mm

(97)

max 1,3 c

unde: D - dimensiunea cea mai mic a elementului structural;

d - distana ntre barele de armtur;

c - stratul de acoperire cu beton a armturii.

n figura 123 se redau aceste curbe granulometrice pentru un agregat 0-31,5 mm.Trebuie de asemenea respectat i raportul ap/ciment care pentru betoanele uzuale este cuprins ntre 0,5-0,65.

Pentru betoane se recomand folosirea agregatelor cu urmtorele dimensiuni maxime ale granulelor:

- la betoane masive, 63-125 mm;

- la betoane hidrotehnice uzuale 63-80 mm;

- la betoanele folosite n subteran sau la zi, puse n oper cu ajutorul

pompelor de beton, 20-31,5 mm;

- la betoane de nalt rezisten, 12-16 mm (sau chiar betoane de nisip);

- la pri-beton, 16 mm;

- la torcret, 8 mm;

- la tencuieli, 2-8 mm;

- la scliviseli, ciment fr agregate sau cu nisip sub 1 mm.

1 zon defavorabil; 2 zon utilizabil; 3 zon favorabil; 4 zon favorabil pentru compoziie granulometric discontinu; 5 zon defavorabil

Fig. 123 Curbele granulometrice pentru agregate 0-31,5 mmd) Aditivii

Aditivii sunt produse care adugate la prepararea betoanelor i mortarelor au ca efect mbuntirea unor caracteristici ale acestora n stare proaspt i n stare ntrit.

Aditivii pot fi utilizai sub form de soluie i atunci cantitatea de ap corespunztoare proporiei optime se adaug n apa de amestecare sau pot fi utilizai sub form de pulbere, n care caz aditivul se amestec n prealabil cu cantitatea de ciment.

Aditivii, n funcie de efectul principal, pot fi clasificai astfel:

- reductori sau super reductori de ap;

- antrenori de aer - mresc durabilitatea betonului, influennd gradul de impermeabilitate;

- ntrzietori de priz;

- acceleratori de priz i ntrire sau antigel, pentru betonare pe timp friguros;

- impermeabilizatori;

- plastifiani, superplastifiani i hiperplastifiani.

4.4.1.1 Tehnologia executrii lucrrilor de concasare a agregatelor

Agregatele extrase din cariere i balastiere, de cele mai multe ori nu ndeplinesc condiiile impuse n execuia lucrrilor de construcii, fiind deci necesar o prelucrare prealabil a lor.

Prelucrarea const dintr-o sortare i splare a agregatelor naturale, respectiv din concasarea, sortarea i splarea agregatelor obinute pe cale artificial din roci dure.

Concasarea reprezint operaiile de sfrmare i mcinare a agregatelor extrase din cariere i balastiere, pn la gradul de mrunire cerut de prepararea betoanelor, a pri-betonului sau a torcretului.

Aceast operaie se execut cu ajutorul concasoarelor. O caracteristic important a concasoarelor este gradul de sfrmare a pietrei care reprezint raportul dintre diametrul maxim al pietrei introdu-se n concasor (Dmax) i diametrul maxim al pietrei concasate (dmax). Gradul de sfrmare se poate calcula cu relaia:

(98)Concasoarele se mpart n funcie de principiul de funcionare n urmtoarele grupe principale:

- concasoare cu flci;

- concasoare cu conuri (sau giratorii);

- concasoare cu valuri;

- concasoare (mori) cu ciocane;

- concasoare sau mori cu bile.

Fig. 124Principiul de funcionare al concasorului cu flci

Concasoarele cu flci realizeaz sfrmarea materialului prin strivire ntre o falc fix i una mobil. Se deosebesc concasoare cu oscilaie simpl (fig.124) la care materialul este sfrmat prin apropierea i ndeprtarea periodic a dou flci i concasoare cu oscilaie compus- numite i concasoare granulate la care falca mobil pe lng micarea de apropiere execut i o micare de translaie de sus n jos ajutnd astfel la naintarea i sfrmarea materialului.Pentru concasoarele cu flci ks = 6. Au dezavantajul c materialul concasat nu este omogen din punct de vedere al granulaiei. De aceea aceste concasoare se utilizeaz n instalaiile de concasare drept concasoare primare.

Concasoarele cu conuri (rotative sau giratorii)- sfrm materialul prin rotirea excentric a unui trunchi de con mobil n onteriorul unui trunchi de con fix (fig.125). Au avantajul unui lucru continuu i al uniformitii materialului concasat. n staiile de concasare se utilizeaz de obicei la a doua concasare.

Fig. 125 Principiul de funcionare al concasorului cu conuri

n concasoarele cu valuri (fig. 126) materialul este concasat ntre dou valuri orizontale de diametru 50-60 cm, care se rotesc n sens contrar. Unul din valuri se rotete n lagre fixe iar cellalt n lagre glisante, legate cu arcuri de amortizare, care feresc concasorul de distrugere n cazul cnd ptrund materiale prea dure ntre valuri. Concasoarele cu valuri se utilizeaz la concasarea mijlocie i mrunt.

Fig. 126 Principiul de funcionare al concasorului cu valuri

Fig. 12