1

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.

2

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,

3

- 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= 100E

E

t

p [%] (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):

4

G 100Q

Q

t

ms

m [%] (2)

G 100Q

Q

t

min

mc

m [%] (3)

n care : G sm

- gradul de mecanizare simpl;

G cm

- gradul de mecanizare complex;

Qm - cantitatea de lucrri executat mecanizat din cantitatea

total de lucrri Qt;

Q minm

- 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.

5

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,

6

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

productive.

7

CAPITOLUL II

PRODUCTIVITATEA 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,

8

- 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=ct

q60 [

h

UM] (4)

Pt= qn [h

UM] (5)

unde :

q-cantitatea de lucru realizat la un ciclu, n UM (uniti de msur

specifice),

tc-durata ciclului (minute),

n=ct

60-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

9

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. 3

Pentru deplasarea continu a materialului productivitatea teoretic se

exprim cu relaiile:

- referitor la volumul de material

Pt=3600 vA [m3/h] (6)

- referitor la masa materialului

Pt=3600 vA [kg/h] (7)

unde :

A-seciunea materialului pe band (m2),

10

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 va

q [m

3/h] (8)

- referitor la masa materialului

Pt=3600 va

q [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)

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=ca

tfstn

KK

KKKK

(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.

12

Relaia ntre productivitatea de exploatere (Pe)i norma de timp a

utilajului (Ntu) este de forma:

Pe=tuN

UM [UM/h] (15)

unde:

Ntu-ore (h)

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

13

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 SPARE

Terenurile 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 (

14

Structura granular este specific nisipurilor, pietriurilor i

bolovniurilor,

Structura celular este specific prafurilor i argilelor iar structura

flocular este caracteristic particulelor coloidale.

Apa din sol poate fi: legat fazic (absorbit: higroscopicitate sau pelicule

la suprafaa solului), legat chimic (de hidratare),ap liber (sau de tranziie:

freatic).

Pmnturile se gsesc n situ n stare natural, cu ndesarea dat de

sarcina geologic. Dup spare pmnturile ajung ntr-o stare afnat. Dup

punerea n lucrare (n umpluturi) pmturile pot fi compactate artificial sau se

compacteaz n timp sub greutate proprie (tabel 1)

Tab. 1 [24]

Pmntul Afnarea la

spare (%) Afnare remanent dup 1-2 ani (%)

Nisip 8-17 1-2,5

Nisip cu piatr, balast, pmnt cu rdcini, less umed, teren srat, argil nisipoas, nisip argilos

14-28 1,5-5

Turb i pmnt vegetal 20-30 3-4

Agil moale gras, argil nisipoas grea, less uscat

24-30 4-7

Pietri de ru, argil istos, argil nisipoas, leossoid

26-32 6-9

Marn, calcar cochilifer 33-37 11-15

Stnc derocat nenfoiat 30-45 10-20

Stnc derocat nfoiat 45-50 20-30

15

Afnarea este caracterizat de un coeficient de afnare (Ka) :

Ka = 1V

V

a

n

n

a

(16)

unde:

Va, a volumul i greutatea specific n stare afnat

Vn, n volumul i greutatea specific n stare natural.

Se definete i un coeficient de ncrcare (K) care arat ce volum poate fi

preluat de o cup de excavator:

K=aK

1 (17)

Pentru diverse pmnturi aceti coeficieni sunt dai n tabelul 2.

Tab. 2 [12]

Pmntul Densitatea ( ) kg/m3 Ka K

Natural Afnat

Argil 1570 - 2120 1245 - 1600 1,26-1,33 0,75-0,79

Argil cu pietri

1660 - 1840 1420 - 1540 1,17-1,19 0,84-0,85

Pmnt obinuit

1690 - 2000 1310 - 1630 1,23-1,29 0,78-0,81

Pietri 1730 - 2090 1610 - 1830 1,07-1,14 0,88-0,93

Nisip 1730 - 2090 1540 - 1840 1,12-1,14 0,88-0,89

Balast 1930 - 2020 1720 - 2020 1,10-1,12 0,89-0,91

Densitatea ( ) pmntului poate fi avut n vedere sub mai multe aspecte :

- densitatea prii solide (scheletului),

- densitatea n stare uscat a pmntului,

16

- densitatea n stare natural a pmntului

- densitatea n stare saturat a pmntului.

Densitatea crete cu creterea umiditii. Cteva valori orientative ale

densitii sunt prezentate n tabelul 2.

n mod asemntor se poate comenta i greutatea specific ( ; =g).

O alt proprietate fizic a pmnturilor este porozitatea. n legtur cu

aceasta se stabilesc urmtoarele relaii:

n= 100V

Vp [%] (18)

e= 100V

V

s

p [%] (19)

unde:

n-porozitate absolut

e-indicele porilor

Vn-volumul porilor

V-volumul aparent al pmntului

Vs-volumul fazei solide a pmntului.

Referitor la porozitate se calculeaz gradul de ndesare a pmntului (ID)

i capacitatea de ndesare (Ci):

ID=minmax

max

ee

ee

(20)

Ci=min

minmax

e

ee (21)

unde:

emin, emax-indicii minimi i maximi ai porilor pmntului respectiv

17

e-indicele porilor pmntului analizat (n stare natural).

O caracteristic important a pmnturilor este i umiditatea:

U= 100u

[%] (22)

unde:

u -greutatea specific a pmntului umed

-greutatea specific a pmntului uscat.

Plasticitatea caracterizez pmnturile coezive (prafuri argiloase,argile,...)

ntre anumite limite de umiditate i reprezint capacitatea acestora de a se

deforma sub ncrcrile exteriore fr a-i modifica volumul i fr apariia

fisurilor n masa de pmnt.

n funcie de umiditatea pmnturilor coezive (U) se poate defini starea

acestora ca i strile limit specifice:

starea curgtoare limita de curgere (UL) starea plastic limita

de plasticitate (UP) starea solid cu contracie limita de contracie

(US) starea solid fr contracie (stare curgtoare deformare sub

greutatea proprie).

Se pot defini 3 indici:

- indicele de plasticitate (Ip),

Ip=UC-Up [%] (23)

- indicele de onsisten (Ic),

p

C

I

UU

CI [%] (24)

- indicele de lichiditate (IL)

IL=p

p

I

UU [%] (25)

18

n terenurile poroase apa subteran poate curge (ele sunt permeabile). Se

poate discuta de un coeficient de permeabilitate (sau de filtraie-Darcy):

K=i

v [m/s sau cm/s] (26)

unde:

v-viteza de curgere a apei

i-gradientul hidraulic (panta)

Ordinul de mrime al acestui coeficient este:

- pentru pietriuri : 10-102-cm/s,

- pentru nisipuri: 10-3

-10 cm/s,

- pentru argile: 10-9

-10-7

.

3.1.2 PROPRIETILE MECANICE I INFLUENA ASUPRA

REZISTENEI LA SPARE

Aceste proprieti caracterizeaz comportarea pmnturilor sub ncrcri.

Caracteristicile care intervin n mai mare msur n executarea lucrrilor

de pmnt sunt compresibilitatea, rezistena la forfecare (tiere), unghiul

taluzului natural i modul n care se deformeaz pmntul.

O influen cert asupra procesului de spare o are forma organului de

spare al utilajului i poziia sa n timpul lucrului. n funcie de aceasta se

desprind din teren poriuni (brazde) de forme diferite (fig. 4): pmnturi tari cu

umiditate mijlocie sau uscate (a i b), pmnturi plastice umede (c), pmnturi

slab coezive (d).

Organul de spare al mainilor de construcii poate fi:

19

- Cup (exccavatoare, scrpere),

- Lam (buldozer, greder, greder elevator cu lam),

- Disc (greder elevator cu disc),

- Dini (scarificator).

Fig.4

Compresibilitatea este proprietatea pmtului de a-i reduce volumul sub

ncrcri exterioare de compresiune. Compresibilitatea se determin n laborator

cu ajutorul unui aparat numit edometru. Se poate determina tasarea specific

( )

100h

h

[%] (27)

unde:

h -deformaia probei

h-nlimea iniial a probei

Compresibilitatea se poate determina i in situ (modul de deformaie

liniar obinut prin ncercarea cu placa).

Rezistena la forfecare () se exprim cu relaia:

20

= c + tg [N/mm2] (28)

unde:

c-coeziunea [N/mm2]

-efortul unitar normal [N/mm2],

-unghiul de frecare interioar (grade), (ci se determin n laborator)

Coeziunea este proprietatea unui pmnt de a putea prelua tensiuni de

ntindere sau forfecare.

Unghiul taluzului natural este unghiul pe care l formeaz taluzul unui

depozit de material necoeziv (la limita echilibrului) cu orizontala. El poate fi

static (la o grmad de material granular) sau dinamic (la o cantitate de material

granular sub influiena organului de lucru n micare al unui utilaj terasier).

3.1.3 COMPOZIIA GRANULOMETRIC I CLASIFICAREA

PMTURILOR.

Compoziia granulometric a nisipurilor, pietriurilor i bolovniurilor se

poate studia prin cernere pe seturi de site sau ciururi standardizate. n urma

analizei se pot trasa histograma sau curba granulometric.

Compoziia granulometric a materialelor cu granulaie foarte fin

(prafuri, argile) se poate studia prin sedimentare.

Pentru clasificarea pmnturilor se utilizeaz i diagrama ternar (nisip-

argil-praf). Pmntul este denumit n funcie de fraciunea predominant (de

exemplu: argil nisipoas, nisip argilos, argil prfoas, etc.).

n funcie de natura legturii ntre particule, pmnturile se pot clasifica

n coezive i necoezive. n tabelul 3 se prezint unele caracteristici ale

pmnturilor (coeziunea c i categoria pmntului pentru procesul de spare).

21

Tab. 3 [12]

Tipul de pmnt Categoria Coeziunea

Pmnt vegetal de suprafa I Slab coeziv

Argil nisipoas I Coeziune mijlocie

Pmnt argilos II Foarte coeziv

Argil gras III Foarte coeziv

Argil sistoas IV Coeziune mijlocie

Pmnturile necoezive sunt: nisipurile, pietriurile i bolovniurile

(uneori se consider n aceast categorie i rocile naturale derocate i

concasate).

Pmnturile coezive sunt: pmnturile argiloase sau prfoase, mlurile i

nmolurile. O atenie special n aceast categorie se acord loessurilor

(pmturi macroporice).

3.1.4 CARACTERISTICI TEHNOLOGICE PENTRU LUCRRILE DE

PMNT

Lucrrile de pmnt au o serie de caracteristici legate de corelaia ntre

amplasamentul lucrrii, tipul de pmnt i utlajul folosit.

Capacitatea unui teren de a suporta ncrcrile date de pneurile sau

enilele vehiculelor sau utlajelor care circul pe el se numete traficabilitate (T).

Ea depinde de natura pmtului, de umiditatea acestuia i de presiunea

admisibil pe teren (convenional).

Traficabilitatea se poate evalua prin teste n teren (in situ).

22

Terenurile cu traficabilitate slab sunt cele moi, mltinoase

(caracterizate i de presiune admisibil redus) dar i cele acidentate. Aceste

terenuri opun rezisten sporit la deplasarea vahiculelor i le suprasolicit,

ducnd la sporirea consumului de carburani i la reducerea productivitii.

Norma de timp a utilajelor care lucreaz n asemenea condiii poate fi mrit cu

10-15% n raport cu lucrul n terenuri cu umiditate mai redus (normal,

natural).

O alt caracteristic tehnologic a terenurilor supuse lucrrilor de

terasamente este i cea legat de scurgerea liber (gravitaional) a apelor de

suprafa (de exemplu, din precipitaii)

O bun caracteristic de scurgere a terenului va favoriza o bun

traficabilitate.

ncrcabilitatea pmntului permite aprecierea uurinei cu care un

anumit tip de pmnt se poate ncrca (descrca) n (din) cupa sau bena unui

utilaj. Ea depine de natura pmntului i de umiditate.

Pmnturile argiloase umede se lipesc att de cupa excavatorului ct i de

bena autobasculantei. Acesta este un exemplu de ncrcabilitate redus

(dificil). Pentru comparaie se poate spune c materialele necoezive (granulare)

au o ncrcabilitate bun (ridicat). Pentru situaiile de ncrcabilitate redus se

poate spori norma de timp a utilajelor implicate cu pn la 25%.

O caracteristic cu urmri tehnologice importante este poziionarea

frontului de lucru (a pmntului care urmeaz a fi spat) n raport cu nivelul

apei. Tehnologiile i utilajele folosite se mpart n:

- tehnologii i utilaje pentru spturi la uscat,

- tehnologii i utilaje pentru lucru sub nivelul apei (utilajele pot lucra de

pe uscat sau pot fi chiar plutitoare).

23

Tehnologiile de lucru la uscat se pot diviza n: spturi deschise i

spturi nchise (galerii subterane n tehnologia cu scut sau cu alte utilaje).

Pentru utilajele care lucreaz de pe uscat dar sap sub nivelul apei se pot

acorda sporuri la norma de timp n funcie de adncimea de lucru sub ap.

Tot ca o caracteristic tehnologic a lucrrilor de terasamente se poate

cita i coeficientul de releu (Kr), datorat faptului c volumul de pmnt

transportat (Vt) este mai mare dect volumul de pmnt spat (Vs), deoarece se

produce afnarea acestuia:

Kr=s

t

V

V>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 U 6 m (>6 m n condiii

speciale)

24

- 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.

25

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 =L

H [%; 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

26

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. 6

Realizarea pe un teren cu pant trnsversal a unei terase, prin

compensarea volumelor de umplutur cu cele de sptur se reprezint ca n

figura 7.

27

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.),

28

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).

29

Fig. 8 Metoda profilelor.

S-sptur; U-umplutur; A-B-traseu canal

Metoda 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

30

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)

31

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.

32

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 real

H= tg2

D (31)

Unde: -unghiul taluzului natural.

Volumul depozitului :

3

HAV

tgD131,0tg

2

D

43

D 32

(32)

Fig. 12

33

Ca i n fig 11:

tgB

H2

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

4

tgB

2

HBA

2

t

(33)

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

triunghiular

4

LtgBtgB131,0V

23 (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),

34

- 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

35

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

36

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

37

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

38

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. 17

39

Productivitatea tehnic de exploatare a defriatoarelor (Pe) se poate

determina cu relaia:

Pe=rc

t

1

KT

KLB60

[m

2/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 Kr

40

Pentru ndeprtarea crengilor, cioatelor, rdcinilor precum i a pietrelor

de pe suprafaa terenului se pot folosi: tractoare cu echipament de defriat i

adunat, buldozere sau autogredere. Schemele de mecanizare pot fi aceleai ca la

operaia de defriare. Se poate lucra i cu mai multe utilaje simultan.

Pentru ndeprtarea vegetaiei de balt se vor lua n primul rnd msuri de

drenare i ndeprtare a apei. Vegetaia se poate ndeprta cel mai bine cu

excavatoare cu cup graifr din dou piese. Transportul se face cu

autobasculantele.

Pentru strngerea i ndeprtarea deeurilor de dimensiuni mari se pot

folosi macarale i autobasculante. Deeurile mici se vor aduna cu buldozere i

ncrctoare frontale i se vor transporta cu autobasculante. ncrctoarele

utilizate pot avea roi metalice cu crampoane i cupe realizate din grile metalice

(asemntoare celor care opereaz n depozite de deeuri menajere, stradale i

industriale ale localitilor).

3.3.4 SCARIFICAREA TERENURILOR

Scarificarea este operaia tehnologic de afnare a terenurilor, dislocarea

rocilor, extragerea pietrelor i rdcinilor ngropate rmase dup defriare.

Scarificarea se poate aplica i terenurilor ngheate pentru a permite lucrul

pe timpul rece i se aplic periodic i pe terenurile agricole (ca alternativ a

arturilor adnci -7080 cm) pentru nlturarea stratului de teren compactat n

timp prin circulaia mainilor agricole (situat sub adncimea de artur curent

numit hardpan). Se pot scarifica mbrcmini rutiere vechi, care trebuie

demolate.

Scarificarea se poate face pn la adncimi de 1 m dar adncimile depind

de natura terenului i scopul scarificrii:

41

- scarificarea terenului cu rezisten mare la tiere (categoriile IIIi IV)

pentru a permite sparea lor cu utilajele terasiere care nu ar putea lucra

n aceste terenuri,

- scarificarea terenurilor care au fost supuse operaiei de defriare,

- scarificarea unor mbrcmini rutiere degradate n vederea refacerii

(pentru aceast operaie au fost realizate i utilaje specifice, frezele,

care nltur doar mbrcmintea atunci cnd fundaia drumului nu

trebuie refcut).

Echipamentul de scarificare const dintr-un grup de 3-5 dini de oel i se

poate monta pe tractoare cu enile, autogredere, ncrctoare pe enile sau pe

pneuri i mai rar pe alte utilaje terasiere.

Schema unui utilaj pentru scarificare montat pe tractor este prezentat n

fig 18.

Fig 18

unde:

Us-adncimea de scarificare

Bs-limea de scarificare

42

Scarificarea terenurilor de categoriile III IV se face pentru a permite

apoi lucrul cu utilajele terasiere cum ar fi: buldozere pe pneuri, gredere,

screpere. Aceste maini nu ar putea lucra n terenurile respective nescarificate.

Se pot aplica schemele tehnologice circulare sau n zigzag (fig.15 i 16)

dup cum urmeaz:

- scarificarea circular sau n zigzag pentru fronturi de lucru cu lime

mare,

- scarificarea n zigzag pentru fronturi de lucru cu lime mic.

Fiile scarificate (Bs) se vor suprapune cu 15-25 cm (fig.14; B1=Bs-

(1525) cm).

Productivitatea tehnic de exploatare a unui scarificator se poate calcula

cu:

Pe=

si

s

ts

sc

t

Kntv

L

KULB

KnT

KV

)

60 1 [m

3/h] (38)

unde:

V-volumul scarificat (m3),

B1-limea scarificat efectiv (m),

Us-adncimea de scarificare (0.2-0.3 m),

L-lungimea fiei scarificate (m),

vs-viteza de lucru (m/min)

Tc-durata ciclului (min),

ti-timpul de ntoarcere (min),

n-numr de treceri pe aceeai fie de teren (dac e cazul),

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

43

Ks-coeficient al rezistenei terenului la scarificare (Ks=1 pt. teren

de categoria IV i Ks=0,62-0,65 pentru teren categoria III).

Norma de timp a utilajului se exprim (n indicatoarele de norme de

deviz) n ore/100m3.

Scarificarea este obligatorie dup operaia de defriare indiferent de

categoria terenului i are ca scop nlturarea rdcinilor ngropate. Se aplic o

scarificare n dou treceri: una longitudinal i una transversal. Adncimea de

scarificare recomandat este de 50 cm.

Productivitatea de exploatare se poate determina cu relaia (38) dac se ia

Us=1 i se nlocuiete Ks cu Kd (coeficient determinat de densitatea rdcinilor

pe teren, n buci/ha).

Norma de timp a scarificatorului se va exprima n ore/ha.

Pentru scarificarea mbrcminilor rutiere se procedeaz ca la scrificarea

terenurilor tari, productivitatea i norma de timp a utilajului fiind similare.

3.3.5 DECOPERTAREA STRATULUI VEGETAL SAU A

PMNTULUI DEGRADAT

Aceast operaie are dou obiective principale:

1. ndeprtarea solului vegetal sau a pmntului degradat care este un

material impropriu pentru construcie sau ca teren de fundaie,

2. colectarea solului vegetal pentru a fi utilizat la redarea n circuitul

agricol a unor suprafee nefertile, pentru amenajarea de parcuri, sere,

pentru reacoperirea amplasamentului dup finalizarea lucrrii (dac

este vorba despre o lucrare subteran cum ar fi o conduct, un cablu

44

electric, etc.) sau pentru mbrcarea (n vederea nierbrii) teluzurilor

terasamentelor.

n funcie de utilizarea care urmeaz s se dea pmntului vegetal se

poate adopta una din urmtoarele metode:

- formarea de depozite provizorii n apropierea amplasamentului lucrrii

atunci cnd urmeaz reutilizarea vegetalului pentru acoperirea

terenului la finalizarea lucrrii,

- ncrcarea i transportul vegetalului (sau a pmntului degradat) atunci

cnd el va fi utilizat n alte amplasamente, mai ndeprtate.

Pentru formarea de depozite provizorii se pot utiliza urmtoarele maini

de construcii:

- buldozer pe enile mpingerea pn la 50 m,

- buldozer pe pneuri mpingerea (transportul) pn la maxim 100 m,

- screper tractat transportul la 200-500 m,

- autoscreper transportul la maxim 1500 m,

- autogreder mpingerea pn la 30 m,

- greder elevator depozitare lateral.

La realizarea lucrrilor n metoda a doua, ncrcarea i transportul

pmntului la distane mai mari, se poate organiza fluxul tehnologic utiliznd

urmtoarele maini de construcii:

- spareea i strngerea n grmezi se realizeaz cu buldozere,

autogredere sau chiar ncrctoare frontale pe pneuri,

- ncrcarea n mijloace de transport se poate face cu ncrctoare

frontale, cu excavatoare cu cup dreapt, cu graifre sau cu gredere

elevatoare,

45

- transportul se poate realiza cu autobasculante, remorci sau dumpere (a

se vedea paragraful Transportul pmntului cu mijloace rutiere) ;

- screperele execut sparea, ncrcarea i transportul.

n funcie de utilizrile pmntului vegetal amintite mai sus i de poziia

terenului de lucru (ocuparea zonelor laterale cu alte construcii sau proprieti

private pe care nu se poate intra n timpul lucrului) se pot aplica urmtoarele

scheme tehnologice de lucru:

1. dac vegetalul urmeaz a fi reutilizat pe acela amplasament (AL) i

terenul este nconjurat de proprieti private sau construcii (fig.19) se va realiza

un depozit provizoriu (grmad - D) pe latura liber a terenului pe care este

amplasat lucrarea; dac limea amplasamentului lucrrii este mai mare se va

aplica metoda semifiilor transversale (fig.20).

Fig. 19

unde :

1-5 proprieti vecine

D-depozit provizoriu

46

AL amplasamentul lucrrii

Fig. 20

unde :

- 1, 2, 3, 4-poziii ale utilajului

- D - depozit provizoriu

- linie plin-spare (12 ; 23)

- linie ntrerupt - deplasare fr spare (234 mpingere

pmnt spat; 42 i 41 deplasri n mararier)

Metoda semifiilor transversale are urmtoarele etape:

- sparea pe jumtate din limea terenului (l/2) i mpingerea

pmntului fr spare pe cealalt jumtate (l/2),

- revenirea utilajului la jumtatea terenului i sparea celei de a doua

jumti (semifii),

47

- aducerea utilajului (dac este buldozer sau greder, n manarier) la

captul fiei urmtoare.

Dac limea terenului (l) este mic i volumul de pmnt rezultat la

spare nu depete volumul care poate fi mpins n faa lamei utilajului, se

poate face sparea fiecrei fii dintr-o singur trecere, lipsind etapa 2.

2. Dac terenul pe care se lucreaz are dou laturi laterale libere se poate

face depozitarea provizorie a vegetalului, bilateral. Lucrarea se poate executa cu

un singur utilaj care sap fii pe toat limea terenului (fig.21) sau cu dou

utilaje care sap de la axul longitudinal al terenului, pe jumtate din lime (l/2)

ctre stnga i ctre dreapta (fig.22)

Fig.21

unde :

- D - depozit provizoriu

- linie plin - spare i transport (mpingere)

- linie ntrerupt ntoarcerea utilajului (fr spare)

48

- l - lime amplasament lucrare

Fig.22

unde :

- D-depozit provizoriu

- linie plin - spare i mpingere pmnt (12)

- linie ntrerupt - trecerea utilajului pe o nou poziie de spare (21, n

mararier)

3. Dac pmntul vegetal (sau pmntul degradat) urmeaz a fi ncrcat i

transportat la distan mai mare atunci se pot realiza depozite provizorii

(grmezi) att pe amplasamentul lucrrii ct i n afara acesteia (pe laturile

libere de construcii sau de proprieti private, fig.23).

n figur s-au fcut notaiile urmtoare :

- D - depozit provizoriu,

- S - direcie de spare i deplasare a pmntului,

49

- AL - amplasamentul lucrrii

Fig.23

4. Dac amplasamentul viitoarei lucrri este ngust i lung (de exemplu un

viitor canal deschis pentru transportul apei) se poate organiza lucrul cu trei

buldozere: dou sap vegetalul pe direcia longitudinal i al treilea mpinge

pmntul lateral, formnd depozitul provizoriu (fig.24).

Fig.24

50

unde :

- D-depozit provizoriu,

- DI-depozit intermediar (format n timpul lucrului utilajelor A i B)

- C - utilaj lucrnd transversal

- S direcie de spare

- I direcie de mpingere

- AL amplasamentul lucrrii

Grosimea stratului spat de utilaje la o trecere este de ordinul a 30 cm dar

depinde att de utilaj ct i de rezistena de tiere i grosimea stratului vegetal

care se decoperteaz.

3.3.6 DEMOLAREA UNOR CONSTRUCII VECHI, EXISTENTE PE

AMPLASAMENTUL VIITOAREI CONSTRUCII I TRANSPORTUL

MATERIALULUI REZULTAT

Demolarea este o operaie pregtitoare a amplasamentului viitoarei

construcii. Atunci cnd pe terenul respectiv se gsesc construcii vechi sau pri

de construcii, acestea vor trebui dezafectate iar materialul rezultat se va

transporta la un loc de depozitare stabilit i aprobat de organele locale i de

mediu.

Exist dou categorii de construcii care pot fi supuse demolrii (conform

legislaiei n vigoare este necesar o autorizaie de demolare, asemntoare

cumva celei de construire):

- construcii dezvoltate pe vertical,

- construcii dezvoltate la nivelul terenului sau ngropate.

51

Tehnologiile de demolare depind de forma i mrimea construciei i sunt

concepute n funcie de utilajul folosit: buldozerul, excavatorul hidraulic,

macaraua cu bil metalic agat n crlig, utilajul cu bra telescopic purttor de

nacel, ciocanul pneumatic sau hidraulic montat pe excavator, instalaii de forat

cu lance termic sau hidraulic. Se mai pot utiliza i ciocane pneumatice sau

alte unelte de mn (ciocane, dli, aparate de sudur pentru tiat, fierstraie

electrice, etc.). n anumite situaii se poate recurge chiar la demolarea cu

ajutorul excavatoarelor, explozivilor, etc.

Demolarea construciilor dezvoltate pe vertical se realizeaz cu

urmtoarele utilaje i tehnologii:

- cu buldozerul se poate demola prin mpingere cu lama ridicat sau

prin tragere cu un cablu fixat n crligul de traciune; n ambele cazuri

se va avea grij ca utilajul s se situeze n afara zonei n care ar putea

s cad elemente ale costruciei supuse demolrii.

- cu excavatorul hidraulic cu cup invers se pot demola prin tragere cu

braul ntins i ridicat la nlimea costruciei; prin mpingere sau prin

lovire lateral cu cupa n timpul rotaiei excavatorului; este necesar ca

construcia s nu fie mai nalt dect braul ntins al excavatorului,

- cu greutatea agat n macara se pot demola elementele verticale

(perei, stlpi.) prin rotirea macaralei i lovirea lateral iar

elementele orizontale (planee,.) prin cderea (eliberarea) greutii

pe vertical,

- utilajul cu bra telescopic sau pliant i nacel este utilizat la ridicarea

muncitorului care execut tierea unor elemente de rezisten cu

ajutorul utilajelor de sudur mpreun cu echipamentul respectiv;

utilajul este asemntor cu cel utilizat la montarea i ntreinerea

instalaiilor publice de iliminat i, n oarecare msur, cu cele utilizate

52

de pompieri (n afar de scara telescopic); acest utilaj poate fi folosit

la demolarea construciilor cu mai multe nivele, pn la nlimi de

ordinul a 30 m; n anumite situaii se pot utiliza i nacele agate n

macara,

- cu ciocanul pneumatic sau hidraulic montat pe excavator.

Demolarea construciilor dezvoltate la nivelul terenului sau ngropate

poate avea n vedere: mbrcmini rutiere, platforme industriale sau portuare,

piste de aeroport, buncre, galerii subterane, conducte, etc.

Construciile subterane vor fi demolate doar dac se afl n zona de

construcie a fundaiilor sau instalaiilor noii construcii sau dac prin

distrugerea lor spontan n viitor ar putea afecta stabilitatea i funcionalitatea

acesteia (de exemplu, o galerie subteran, un beci, etc., care ar putea rmne sub

fundaiile construciei noi).

Demolarea acestor construcii se poate realiza cu utilajele urmtoare:

- cu scarificatorul (aa cum s-a artat la paragraful anterior),

- cu ciocanul pneumatic sau alte scule de mn,

- cu ciocanul pneumatic sau hidraulic montat pe excavator (fig.25),

- cu utilaje specializate n demolarea mbrcminilor de drumuri

(fig.26),

- cu explozivi introdui guri forate cu perforatoare de abataj (dac

locul de lucru permite exploziile fr a pune n pericol oamenii sau

construciile nvecinate).

Cu procedee i utilaje asemntoare i eventual prin intervenia

scafandrilor se pot demola i construcii aflate sub ap.

Pentru demolarea construciilor subterane este necesar, n majoritatea

cazurilor, dezgroparea (decopertarea) lor.

53

Fig.25 Ciocanul pneumatic sau hidraulic montat pe excavator

Utilaj cu plac culisant grea, tip ghilotin (pn la 7 t)

Utilaj de frezare

Fig.26

54

Alte utilaje specializate n demolri ar fi cele cu lance termic sau cu jet

hidraulic.

Lancea termic are la baz principiul de tiere al elementelor de

construcii prin temperaturile foare ridicate degajate de arderea unor aliaje

metalice n curent de oxigen. Lancea termic este o eav metalic n interiorul

creia se gsesc srme din aliajul de ardere. Prin interior poate circula i

oxigenul. Ea se consum n timpul lucrului asemntor cu electrozii de sudur

folosii la tierea metalelor. Cu lancea termic se poate tia i beton.

Utilajul cu jet hidraulic proiecteaz asupra construciei care trebuie

demolat un curent de ap (cu viteze de pn la 5000 m/s i presiuni de pn la

1000atmosfere). Cu acest utilaj se poate lucra i sub ap.

Materialul rezultat din demolare se poate ncrca cu excavatoarele, cu

ncrctoarele frontale, cu graifrele i cu macaralele i se va transporta cu

remorci, autobasculante sau utilaje de mn (roabe, tomberoane,etc.).

O aciune foarte important n perioada demolrii lucrrilor subterane ca

i ulterior, n timpul executrii lucrrilor de terasamente i de fundaii, este

identificarea i protejarea reelelor de electricitate, ap, canalizare, gaze,

telecomunicaii,etc. Aceste reele trebuie precizate pe planul de situaie iar n

teren prin pichetare cu rui sau alte semnale. Se vor instrui mecanicii de pe

utilaje i ceilali muncitori care acioneaz n acea perioad n antier.

Dac n sptur se depisteaz instalaii necunoscute sau vestigii

arheologice, lucrrile se vor ntrerupe i se va anuna beneficiarul, proiectantul

i alte organe competente, dup caz.

3.3.7 LUCRRI COMPLEMENTARE LUCRRILOR DE

TERASAMENTE

55

n aceast categorie se nscriu lucrrile de ndeprtare (epuizment) a apelor

de suprafa de pe amplasamentul pe care urmeaz s se execute lucrri de

terasamente.

Se excepteaz de la lucrrile de epuizmente acele amplasamente pe care

lucrrile de terasamente se pot executa sub ap cu utilaje care lucreaz de pe

uscat sau cu utilaje plutitoare (de exemplu, reprofilarea unui canal cu ajutorul

draglinei sau adncirea unui bazin portuar prin dragaj).

ndeprtarea apei de suprafa care bltete pe amplasamentul viitoarei

construcii se poate realiza prin urmtoarele metode:

- realizarea unor canale (rigole) de evacuare gravitaional a apei ctre

zone nvecinate cu cot mai joas sau ctre emisari (ruri, lacuri, mare,

ocean),

- realizarea unui sistem de drenuri (conducte sau anuri umplute cu

material granular),

- realizarea unor puuri din care s se pompeze apa,

- pomparea direct din stratul de ap.

Pentru a preveni infiltrarea cu apei ctre amplasamentul lucrrilor se pot

realiza n amonte de acestea (dac terenul este n pant i favorizeaz scurgerea

apelor de suprafa ctre zona de lucru) anuri de gard care s colecteze apele

i s le dirijeze ctre zone care nu prezint interes, ctre emisari sau chiar ctre

un sistem de canalizare. Dac anurile de gard pot fi spate pn la cota apelor

freatice ele pot realiza simultan i derenarea acestora.

Epuizmentul apelor din gropile de fundaie se va trata ntr-un paragraf

viitor.

Aa cum s-a mai artat i mai nainte, lucrrile pregtitoare ale lucrrilor

de terasamente (spturi sau umpluturi) pot conine unul sau mai multe tipuri de

lucrri dintre cele detaliate mai sus.

56

Nu se pot considera ncheiate lucrrile pregtitoare pn cnd nu se reiau

lucrrile topografice i nu se refac trasrile axelor, contururilor i cotelor

viitoarelor lucrri de terasamente. De asemenea, la sfritul lucrrilor de

terasamente i de cte ori va mai fi nevoie, se vor reface lucrrile de trasare.

Este necesar existena unor repere martor n afara amprizei lucrrilor.

3.4 SPTURI N SPAII LARGI CU EXCAVATOARE CU O

SINGUR CUP.

Prin lucrrile de terasamente se neleg spturile, umpluturile, taluzrile

i nivelrile. Primele dou sunt cele mai importante ca pondere n valoarea

investiiilor.

Lucrrile de terasamente se execut cu urmtoarele tipuri de utilaje:

- excavatoare (cu o cup sau cu mai multe cupe; reprezint circa 35%

din valoarea parcului de utilaje terasiere [12]),

- screpere i autoscrepere,

- buldozere (pe enile sau pe pneuri),

- gredere, autogredere, autogredere elevatoare (ncarc pmntul n

mijloacele de transport),

- ncrctoare frontale (pe pneuri sau enile),

- rulouri compactoare (pe pneuri, pe roi metalice lise sau cu crampoane

picior de oaie; pot fi statice sau vibrante), plci compactoare,

- drgi (cu cupe sau absorbant-refulante),

- mijloace de transport (autobasculante, remorci, durupere),

57

- utilaje specializate sau complexe (sptoare de anuri, buldo-

excavatoare, excavatoare cu ncrctor, etc.

Excavatoarele sunt utilaje cu care se execut lucrrile de spturi dar i

extragerea materialelor (i minereurilor, crbunilor) din cariere.

Organul de lucru al excavatorului este cupa. Aceasta poate fi: cup

dreapt, cup invers, cup graifr, cup de draglin, cup de ncrcare. Tot pe

excavator se pot monta i echipamente pentru demolri (ciocane pneumatice sau

hidraulice), echipamente de macara, echipamente de sonet (pentru nfigerea

palplanelor i piloilor), echipamente pentru compactare (maiuri) i altele.

Exist de asemenea excavatoae la care organul de lucru este un rotor sau

o elind cu mai multe cupe (pentru cariere, excavaii masive, spat anuri,

manipulat minereuri i alte materiale n vrac n porturi).

Cu excavatoarele cu o cup, se execut majoritatea lucrrilor de spturi

(45-65%). Principalele lucrri care se pot executa sunt:

- spturi n spaii lungi;

- spturi la gropi i anuri de fundaii;

- spturi i umpluturi la lucrri speciale;

- spturi de transee pentru conducte i instalaii diverse;

- sparea canalelor pentru transportul apei;

- exploatarea diverselor cariere

- diverse lucrri cu echipamentele speciale (nfigere piloi, compactare,

ridicare greuti, montaj tehnologic, nivelri, etc.).

Excavatoarele pot avea motoare electrice sau diesel. Activarea organelor

i echipamentelor de lucru se poate face cu cabluri sau hidraulic. Organele de

lucru de la unele tipuri de excavatoare, dragline, nu pot fi acionate dect cu

cabluri. i echipamentele speciale de macara sunt activate tot de cabluri.

58

Excavatoarele electrice au o mobilitate puin mai redus dect cele diesel,

dar au cheltuieli de ntreinere i exploatare mai reduse, nu sunt poluante pentru

mediu i pe timp de iarn nu au probleme cu pornirea motoarelor.

Tehnologia de lucru depinde de tipul excavatorului:

- cu excavatoarele cu cup dreapt se sap deasupra planului pe care

staioneaz utilajul;

- cu excavatoarele cu cup invers, cu echipament de graifr sau cu

echipament de draglin se sap sub planul de staionare al utilajului;

- cu excavatoarele cu rotor cu cupe se poate spa att deasupra planului

ct i sub planul de staionare al utilajului (de exemplu sptoarele de

anuri).

Frontul de lucru al excavatoarelor se mai numete abataj. n funcie de

direcia de lucru a utilajului se pot ntlni abataje laterale i abataje frontale.

Fig. 27

59

La sparea unui abataj lateral rezult taluz doar pe o singur parte a

spturii. Abatajul lateral este prezentat n figura 27.

Excavatorul nainteaz n direcia D iar planul de circulaie al

autobasculantei este acelai cu planul de situare al excavatorului.

Acest tip de abataj se utilizeaz de obicei pentru terenuri de categoriile I

i II, pentru lucrri cu lungime mare i se deservete cu un excavator cu cup

dreapt.

La sparea unui abataj frontal se aplic schema tehnologic din fig. 28.

Acest tip de abataj este spat tot cu un excavator cu cup dreapt,

excavatorul staionnd pe acelai plan cu cel de circulaie al autobasculantelor

(PSE identic cu PCA).

Fig. 28

60

Se recurge la tipul de abataj frontal mai ales pentru terenuri de categorii

III i IV.

n funcie de limea abatajului (A) se poate face urmtoarea clasificare:

- abataje nguste Ai=(0,5 1)Rs (Rs raza maxim de spare)

- abataje largi Al=(1,5 2,5)Rs

- abataje compuse (pot avea modul de execuie i limea: ca un

multiplu al limii unui abataj ngust n*Ai sau un multiplu al limii

unui abataj larg n*Al sau o combinaie ntre cele dou situaii)

Aceste caracteristici ale abatajelor sunt prezentate n fig. 29.

Fig. 29

Dac grosimea stratului de pmnt care trebuie excavat este mai mare

dect nlinea maxim pe care o poate spa excavatorul la o trecere (notat

anterior Hs sau Us) se va recurge la un abataj n trepte. Acesta va fi spat prin

mai multe treceri succesive. Se poate recurge i la un abataj larg n mai multe

abataje nguste. Aceste aspecte sunt prevzute n fig. 30.

61

Fig. 30

Din cele prezentate pn acum rezult c excavatoarele sunt caracterizate

de anumii parametrii tehnici de lucru. Unii dintre acetia sunt prezentai n fig.

31 (Rs raza de spare; Rd raza de descrcare; Hd nlimea de descrcare;

HB nlimea benei; hc nlimea cupei; Hs nlimea de spare a

abatajului).

Fig. 31

Un alt parametru important este capacitatea cupei (exprimat curent n

m3). Sunt utili, de asemenea, i parametrii ca limea i nlimea cupei,

gabaritul (geometric) al utilajului, masa (t) i presiunea dat pe teren (prin enile

sau pneuri) , puterea motorului i combustibilului folosit (sau curent electric).

62

La excavatoarele cu cup invers, la cele cu echipamente de draglin sau

la graifre se cere cunoaterea adncimii de spare(Us).

n cazul circulaiei autobasculantelor la o cot (PCA) superioar cele de

staionare a excavatorului (PSE), nlimea de descrcare Hd va trebui s

acopere nlimea autobasculantei plus diferena de nivel h= PCA-PSE.

Se vor avea n vedere i parametrii economici ai excavatoarelor:

- chiria orar, costul pe ora de funcionare (preul de deviz);

- costurile de exploatare (carburani , lubrifiani , curent , piese de

schimb);

- timpii i costurile de reparaii;

- cheltuieli diverse, manoper mecanici , etc.

3.4.1 LUCRUL CU EXCAVATOARE CU CUP DREAPT

Aceste utilaje lucreaz, n majoritatea cazurilor, la sparea pmntului cu

descrcarea direct n mijloacele de transport.

Majoritatea excavatoarelor cu cup dreapt sunt activate mecanic, prin

sistemul cu cabluri. Exist i utilaje acionate hidraulic.

Dac n mod curent se lucreaz cu excavatoare cu capacitatea cupei de

pn la 10-12 m3 trebuie remarcat c pentru lucrri de foarte mare volum (baraje

din materiale locale, exploatri miniere la zi,) s-a ajuns la utilaje cu cupa de

circa 100 m3. Este evident c i utilajele de transport vor trebui s fie realizate n

concordan cu utilajele de spat (sunt exploatate autobasculante cu capaciti

de transport de 240-400 t, circa 150-250 m3 volumul benei!).

Cu excavatoare cu cup dreapt se pot spa:

63

1. abataje nguste laterale (vezi fig.28); n aceste situaii este posibil ca

planul de circulaie al autobasculantelor (PCA) s fie la aceeai cot cu

planul de situare (lucru) al excavatorului (PSE) sau PCA s fie la o

cot superioar (vezi fig.32).

Fig. 32

Schema din fig.32-b se aplic atunci cnt umiditatea terenului spat este

mai mare i ntreinerea condiiilor de circulaie pentru autobasculante (cu

buldozerul, autogrederul) este dificil.

Schema din figura 32-a permite cea mai bun circulaie a mijloacelor de

transport, n flux continuu. Ea este cea mai utilizat pentru spturi pe lungimi

mari.

Abatajele frontale nguste din fig. 32-d ar putea avea aceeai justificare ca

i cele laterale cu denivelare ntre PCA i PSE (fig.32-b). n plus

autovehiculele pot circula pe ambele laturi ale spturii (debleului).

Acest mod de organizare a spturilor este limitat de nlimea maxim de

descrcare a fiecrui excavator. Abatajele frontale nguste organizate ca n fig.

32-c pot fi organizate i cu excavatorul pe mijlocul (axul) spturii i cu

mijloace de transport pe ambele pri ale spturii. n acest mod se poate mri

64

ritmul de lucru inclusiv datorit reducerii unghiului de rotire a excavatorului

()pentru descrcarea cupei n autobasculant. Sosirea mijloacelor de transport

la abtaj se poate face prin circulaia n manarier sau prin manevra de

ntoarcere n apropierea excavatorului. Dac abatajul este foarte ngust,

autobasculanta ar putea staiona chiar n spatele excavatorului dar din cauza

unghiului de rotire a excavatorului de circa 1800 se pierde din productivitatea

acestuia. Este bine s precizm c n procesul de spare transport excavatorul

este utilajul conductor (cel care hotrte producia realizabil). Abatajele

frontale se utilizeaz, de obicei, la realizarea canalelor

65

Fig. 33

2. Abataje largi, organizate ca abataje frontale implic deplasarea

excavatorului n zigzag. Autobasculantele se pot dirija pe ambele

laturi ale spturii. Panta rampelor de acces pentru autobasculante la

nivelul PSE (dac se lucreaz dup schema din fig. 32-c) va fi de pn

la cca. 12%. Schema de lucru este prevzut n fig.33.

Se recomand pentru avansul tehnologic urmtoarea valoare:

lt=Rsmed

-Rsmin

(40)

n care:

Rsmed

-raza medie de spare

Rsmin

-raza minim de spare

Utilajul se apropie de abataj la Rsmin

i se va face o nou deplasare cnd,

dup spare, distana a atins valoarea Rsmed

. n cazul unor fronturi de lucru

foarte largi se pot organiza abataje compuse care se vor spa prin treceri

succesive ale excavatorului sau cu mai multe excavatoare simultan.

Not. Pentru a proteja de accidente conductorii mijloacelor de

transport, lucrul se va organiza n aa fel nct la descrcarea cupei

excavatorului n bena autobasculantei s nu se treac cu cupa pe deasupra

cabinei mijlocului de transport. n cazuri extreme ar fi bine ca oferul s se dea

jos din cabin n timpul ncrcrii.

3.4.2 LUCRUL CU EXCAVATOARE CU CUP INVERS

Cu acest tip de utilaj se realizeaz mai ales anuri, canale, gropi de

fundaie, etc. i spturi sub nivelul apei.

66

Principalele caracteristici de lucru ale excavatorului cu cup invers sunt

prezentate n fig.34.

Fig. 34

Pentru terenuri mai rezistente (categoria III sau IV) autobasculantele pot

circula n planul spturii (PCA 1) iar rotaia planului excavatorului () va fi n

jur de 40 - 45. Se recomand abataj frontal.

67

Fig. 35

Pentru terenuri de categoria I sau II se recomand plasarea

autobasculantelor n planul PCA 2 identic cu PSE (planul de staionare a

excavatorului) iar unghiul de rotire al utilajului () va fi de cca 180. Se

recomand sparea unui abataj lateral.

Schema unui abataj lateral pentru excavarea cu cup invers este

prezentat n fig. 35.

Un abataj frontal ngust pentru sparea cu excavatorul cu cup invers

este prezentat n fig.36.

68

Fig. 36

Un abataj frontal larg (A= 3 3,5 Rs) este prezentat n fig. 37. Abatajele

largi pot fi abataje compuse.

69

Fig. 37

Se poate face depozit provizoriu (D) sau se poate ncrca pmntul n

autobasculante.

3.4.3 LUCRUL CU EXCAVATOARELE CU ECHIPAMENT DE

DRAGLIN

70

Acest tip de echipament se poate folosi doar la sparea n terenuri de

categorii I i II. Se poate lucra i la spturi sub nivelul apei.

Echipamentul de draglin este acionat cu cabluri.

Ca i n cazul excavatoarelor cu cup invers, draglinele au planul de

lucru (PSE) la partea superioar a abatajului. Ele pot descrca pmntul spat n

depozite provizorii sau n autobasculante.

Abatajele pentru excavatoarele cu echipament cu draglin arat,

principial asemntor cu cele pentru excavatoarele cu cup invers. Se pot spa

att abataje nguste ct i largi. Aceste abataje pot fi de tip lateral sau frontal,

longitudinal sau transversal.

Schema de principiu a unei dragline i caracteristicile de lucru cele mai

importante sunt prezentate n fig. 38.

Fig. 38

De obicei ntre Rs i Rd se admite relaia:

Rs1,2Rd (41)

71

Pentru adncimea de spare se consider ca valoarea optim:

U=(0,5 0,2)L (42)

Adncimea maxim de spare este circa:

Us=(0,5 0,6)L (43)

n care:

L lungimea braului draglinei.

i n cazul draglinelor se poate recurge la schema de spare a abatajelor

largi cu dou utilaje.

3.4.4 LUCRUL CU EXCAVATOARE CU ECHIPAMENT DE GRAIFR

n general nu este rentabil sparea cu graifr n spaii largi. Ele au o

mare eficien la spturile n spaii nguste, cum ar fi gropile de fundaii,

anurile (traneele) pentru perei nivelai, chesoanele, etc. Se folosesc graifre

de mare capacitate i la operaiile de ncrcare descrcare a mrfurilor n vrac,

n porturi sau n balastiere.

Exist n exploatare att graifre acionate hidraulic (cele cu cup mai

mic) ct i graifre acionate cu cabluri (cele cu cupe de capacitate mare).

Tot cu ajutorul graifrelor se pot realiza i lucrri de umplutur.

Graifrele au cea mai bun eficien la sparea n terenuri de categoria I

chiar dac sunt umede sau chiar sub nivelul apei. Terenurile de categoria III sau

IV nu sunt accesibile graifrelor dect dup dislocare sau afnare (scarificare)

cu alte utilaje terasiere.

72

Se poate folosi graifrul i pentru ncrcarea n autobasculante a

pmntului din depozitele provizorii rezultate la sparea cu alte tipuri de

excavatoare.

Schema unui abataj spat cu graifrul este prezentat n fig. 39.

Fig. 39

ncrcarea pmntului dintr-un depozit provizoriu (D) n autobasculant

(B) este prezentat n fig. 40.

n conformitate cu [12] se pot considera urmtoarele caracteristici:

Us=(0,73 1,3)Rs (44)

Hd=0,58Rs (45)

Rd=0,52Rs (46)

Rsam=0,61Rs (47)

n care:

Us adncimea maxim de spare;

73

Rs raza maxim de spare;

Hd nlimea maxim de descrcare;

Rd raza maxim de descrcare;

Rsam raza de spare la adncimea maxim de spare.

Fig. 40

Este evident ns c toate caracteristicile date de relaiile (4447) depind

de construcia utilajului. Valorile de mai sus au fost prezentate cu caracter

orientativ.

Pentru toate tipurile de excavatoare cu o singur cup, prezentate mai sus,

se poate exprima productivitatea tehnic de exploatere cu relaia:

h/mkT

kkq3600P

3

ac

tu

e

(48)

n care:

74

q capacitatea cupei (m3);

ku coeficientul de umplere a cupei;

kt coeficientul de utilizare a timpului de lucru;

Tc durata ciclului de lucru (sec.);

ka coeficientul de afnare a pmntului prin spare.

Valorile lui ku i ka n funcie de categoria terenului sunt date, orientativ,

n tabelul 4.

Tab. 4 [12]

Coeficieni Categoria terenului

I II III IV

ku 0,87 0,83 0,8 0,75

ka 1,15 1,20 1,28 1,35

Durata ciclului de lucru al excavatoarelor cu o cup (Tc) se poate

determina cu relaia.

sectT7

1

ic (49)

n care:

t1 timpul de spare (umplerea cupei);

t2 timpul de ridicare a cupei;

t3 timpul de rotire (pe unghiul ) pn deasupra locului de descrcare;

t4 timpul de descrcare a cupei (n depozit sau n autobasculante);

t5 timpul de rotire de la descrcare la abatajul de spare;

75

t6 timpul de coborre a cupei la baza abatajului;

t7 suma pauzelor tehnologice ntre timpii de mai sus.

Se pot face calcule de productivitate i determinnd mai nti numrul de

cicluri pe or (n):

cT

3600n (50)

Suma timpilor de rotire consum cca 0,35 0,65 din durata ciclului i de

aceea productivitatea va fi cu att mai mare cu ct unghiul de rotire () va fi mai

mic.

Norma de timp a excavatoarelor se exprim ore/100m3 de pmnt spat

(aa apare n indicatoarele de norme de deviz).

3.5 SPAREA I NCRCAREA PMNTULUI CU GREDERUL

ELEVATOR

Principalele utilizri care se pot da grederului elevator sunt

urmtoarele:

- realizarea de ramblee (umpluturi) cu nlimea de maxim 4 m (de fapt

aceasta pote fi diferit de la un utilaj la altul n funcie de

caracteristicile constructive individuale),

- realizarea de spturi (deblee) cu adncime de pn la 3 m (vezi i

observaia de mai sus) cu descrcarea pmntului n depozit lateral

sau cu ncrcarea lui ntr-un mijloc de transport,

- realizarea gropilor de mprumut pentru pmnt ce urmeaz a fi folosit

n lucrri de umpluturi,

76

- decopertarea stratului vegetal i ncrcarea vegetalului nautovehicule

(eventual se pot realiza depozite provizorii),

- decopertarea stratului steril la deschidera de balastiere, cariere saau

chiar de expluatri miniere la zi.

Domeniile de utilizare ale grederului elevator se suprapun n diverse

grade cu cele ale buldozerelor, screperelor, ncrctoarelor frontale sau cu cele

ale autogrederelor obinuite.

Spturile se pot realiza doar n terenuri uoare (categoriile I i II) i n

straturi de grosimi relativ reduse. Nu se obin rezultate bune la sparea

materialelor necoezive (nisipuri pietriuri) pentru c acestea se mprtie i nu

se taie n brazde. Nici argilele plastice nu se pot spa i ncrca n bune condiii

pentru c se lipesc de discul (organul de lucru) utilajului.

Ca form constructiv exist att gredere elevatoare tractate ct i cu

propulsie proprie.

Grederul elevator este un utilaj cu spare continu, discul avnd att rolul

de spare ct i pe acela de a dirija pmntul ctre transportorul cu band dispus

transversal.

Pentru ncrcarea n autovehicule acestea trebuie s se deplaseze simultan

cu grederul (sau autogrederul) elevator i n paralel cu acesta.

Autogrederul elevator se poate realiza i prin montarea echipamentelor

specifice (cuit-disc i band transportoare) pe un asiu de autogreder obinuit

(fig. 41). Acionarea utilajului se poate face doar hidraulic.

77

Fig.41

Unde:

1 - transportor cu band,

2 - disc tietor,

Us - adncime de spare,

Hd - nlime de descrcare (circa 4,4 m),

B - distana de descrcare (circa 6,6 m).

Schemele de mecanizare cu grederul elevator depind de forma

amplasamentului i de lucrarea executat, putndu-se lucra:

- spare la dus i curs n gol la revenire pe poziia de reintrare n

frontul de lucru,

78

- spare la dus i la ntors (fie o schem tip zigzag fig.15, fie o schem

circular fig.16) sau o schem eliptic aa cum este prevzut n fig.

42. n aceast figur se arat modul de realizare a unui rambleu de

drum sau cale ferat cu sparea pe ambele laturi ale umpluturii

(descrcarea pmntului direct n zona de realizare a umpluturii).

Fig.42 - 1,2,3,4,5 - poziii succesive ale utilajului.

Principalele caracteristici constructive ale unui greder elevator realizat pe

echipament de autogreder sunt prezentate n figura 42.

Productivitatea tehnic de excavatoare este dat de relaia:

Pe=c

tp

T

KKhbL60 [m

3/h] (51)

n care:

L - lungimea spturii (m),

B - limea spturii [b = (0,35-0,4)D],(m).

D - diametrul discului sptor,

H - adncimea de spare [h = (0,35-0,4)D], (m),

- coeficient al formei seciunii brazdei spate (=0,81-0,87),

79

Kp - coeficient de pierderi (0,7-0,9),

Kt - coeficient de utilizare a timpului de lucru (0,85-0,9),

Tc - durata ciclului de lucru (min).

Datorit sprii continui, grederul elevator poate avea o productivitate de

3-4 ori mai mare dect a unui excavator cu o singur cup (la aceeai putere

instalat pe utilaj).

De asemenea, autogrederul elevator are o productivitate de circa 2-2,5 ori

mai mare dect a grederului elevator tractat pe enile.

La sparea cu descrcare n depozit provizoriu sau direct n umplutur

(fig.41) autogrederul elevator are o productivitate dubl fa de utilizarea sa cu

descrcare n autobasculante.

Observaie. Valorile Hd i B sunt orientative i se refer la un anumit tip

de utilaj, ele putnd diferi de la un utilaj la altul.

Norma de timp se exprim n ore/100 m3 pmnt.

3.6 SPAREA I NCRCAREA PMNTULUI CU

NCRCTOARELE

ncrctoarele sunt maini de construcii destinate ncrcrii pmnturilor

de categoriile I i II. Ele mai pot fi utilizate pentru ncrcarea pmnturilor din

depozitele provizorii realizate n urma spturii cu alte utilaje (excavatoare,

buldozere, screpere, gredere, gredere elevatoare) n mijloacele de transport.

Cupa de ncrctor este poziionat n faa utilajului (ncrctoarele se

mai numesc de aceea i ncrctoare frontale) i pot fi cu cup monobloc (dintr-

o singur bucat) sau segmentat (de obicei n dou pri dar uneori chiar mai

multe pri). Cupa alctuit din dou pri (bisegmentat) poate fi utilizat i la

80

apucarea - ncrcarea unor materiale diverse (buteni, diverse elemente metalice

sau din beton, blocuri de piatr, etc.). Cupele se prezint n fig. 43.

Fig.43

a - cup monobloc,

b - cup bisegmentat nchis (pentru ncrcare),

c - cup bisegmentat deschis pentru apucarea unui butean,

1 - servomotor hidraulic pentru acionarea cupei bisegmentate.

Ca ncrctoare frontale se pot ntlni:

- excavatoare cu cup de ncrctor (la excavator cu cup dreapt),

- tractor pe pneuri cu cup de ncrctor,

- tractor pe enile cu cup de ncrctor,

- utilaje complexe (de exemplu excavator cu cup invers, pe pneuri,

cu ncrctor frontal),

- utilaje cu mai multe cupe montate pe un rotor i cu band

transportoare,

- utilaje cu melc i transportor cu band (mai ales pentru nisipuri).

Volumul cupei de ncrctor poate varia ntre 0,5-10 m3 i poate chiar

peste aceast valoare.

81

La multe ncrctoare pe pneuri direcia de deplasare se comand prin

articulaia asiului i nu prin roi directoare (de obicei pe puntea din spate avnd

n vedere direcia de lucru).

La unele ncrctoare, numite semirotative, braul purttor al cupei are o

articulaie i poate efectua rotaii de 900 spre stnga sau spre dreapta.

Un excavator cu cup de ncrcare (pe echipament de excavator cu cup

dreapt) este prezentat n fig. 44

Fig.44

1 - cup de ncrctor,

2 - servomotoare hidraulice,

3 - echipament de excavator cu cup dreapt.

n figura 45 este prezentat un ncrctor frontal pe pneuri, cu asiul

articulat.

1- cup de ncrcat; 2 - servomotoare hidraulice,

3 - roi cu pneuri; b - limea cupei; 4 - articulaie asiu,

82

- unghiul de rotire n articulaia asiului

Fig.45

Printre parametrii tehnologici importani ai ncrctoarelor frontale se

numr: nlimea maxim de descrcare (Hd), raza medie de viraj (5-8,5 m),

unghiul de poziionare a cupei n situaia deplasrii cu cupa plin (circa 45-500)

i unghiul de basculare (circa 450).

Schemele tehnologice de mecanizare a ncrcrii pmntului cu

ncrctoare frontale se aleg n funcie de mrimea depozitului, de spaiul pentru

staionarea basculantelor i de tipul constructiv al utilajului de ncrcat.

n fig.46 se prezint schema de ncrcare cu ncrctor semirotativ (braul

port-cup se poate roti cu 900 fa de axa longitudinal a utilajului, la stnga i

la dreapta).

83

Fig.46

A - articulaie de rotaie, D - depozit provizoriu, - ncrctor,

B - basculant, C,CI - poziiile cupei ncrctorului

- unghiul de rotire (900).

Figura 47 prezint schema tehnologic de lucru cu ncrctor pe pneuri

care are roile directoare n spate (n raport cu poziia cupei).

Fig.47

D - depozit provizoriu, C,CI - cupa ncrctorului,

84

1,2,3,4,5 - manevrele i poziiile succesive ale utilajului,

B basculanta.

Basculanta ar putea fi poziionat i sub un unghi de 450.

Lucrul cu ncrctorul cu asiu articulat se realizeaz tot dup schema din

fig.47 doar c virarea ncrctorului se face din articulaia asiului (cu ajutorul

unor servomotoare hidraulice).

Dac spaiul de lucru este suficient se poate lucra i cu dou poziionri

diferite ale autobasculantelor fig.48.

n figur s-au fcut notaiile:

D - depozit provizoriu, B - basculant, - ncrctor,

1,2,3,4,5 - faze i poziii de lucru ale ncrctorului.

Fig 48

85

La toate schemele tehnologice de mai sus se poate considera n locul

depozitului provizoriu de pmnt (D) un abataj de spare (teren categoria I sau

II). Se poate realiza i sparea provizorie a pmntului ca i n cazul

excavatoarelor (mai ales dac pmntul urmeaz a fi refolosit pentru acoperirea

aceluiai amplasament).

n literatur este citat i transportul pmntului n cupa ncrctorului pe