Средства механизации строительства

A. E. Максимов







        СРЕДСТВА МЕХАНИЗАЦИИ СТРОИТЕЛЬСТВА




Учебное пособие
























Москва Вологда «Инфра-Инженерия» 2023

УДК 69.002.5
ББК 38.6-44
     М17

Рецензент:
д. т. н., доцент, заведующий кафедрой строительства
ФГБОУ ВО «Калининградский государственный технический университет» Пименов В. А.




    Максимов, А. Е.
М17       Средства механизации строительства : учебное пособие / А. Е. Мак-
    симов. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2023. - 208 с. : ил., табл.
           ISBN 978-5-9729-1199-8

           Рассмотрены области применения средств механизации и оборудования по их устройству, принципу работы и техническим возможностям при возведении зданий и сооружений. Представлены контрольные задания, тестирование и краткие опросы по темам.
           Для студентов учреждений СПО и ВО, изучающих курс дисциплины профессионального цикла «Промышленное и гражданское строительство» по направлению подготовки 08.03.01 «Строительство».

УДК 69.002.5
ББК 38.6-44












ISBN 978-5-9729-1199-8

     © Максимов А. Е., 2023
     © Издательство «Инфра-Инженерия», 2023
                            © Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2023

    ОГЛАВЛЕНИЕ


Введение................................................................4
Термины и определения...................................................5
Глава 1. Средства механизации строительства.............................8
1.1. Классификация, индексация средств механизации и требования к ним.....10
1.2. Основные элементы средств механизации строительства...............13
1.3. Основные технико-эксплуатационные и технико-экономические показатели средств механизации строительства...........................20
1.4. Формирования структуры и расчет средств механизации строительства.22
Глава 2. Средства механизации для транспортировки и погрузочно-разгрузочных работ........................................41
2.1. Средства механизации для транспортировки грузов в строительстве......41
2.2. Средства механизации для погрузочно-разгрузочных работ в строительстве........................................................47
Глава 3. Подьемно-транспортные средства механизации....................50
3.1. Домкраты, лебедки, тали, строительные подъемники.....................50
3.2. Строительные самоходные краны.....................................58
3.3. Башенные и козловые строительные краны............................66
Глава 4. Средства механизации для земляных работ.......................72
4.1. Процесс взаимодействия рабочих органов средств механизации с грунтом.73
4.2. Средства механизации для подготовительных работ...................74
4.3. Основные средства механизации для земляных работ..................78
  4.3.1. Экскаваторы...................................................78
  4.3.2. Землеройно-транспортные средства механизации.................105
  4.3.3. Грунтоуплотняющие средства механизации.......................113
  4.3.4. Средства механизации для гидравлической разработки грунта....116
4.4. Вспомогательные средства механизации для земляных работ..........121
  4.4.1. Средства механизации для строительного водопонижения.........121
  4.4.2. Средства механизации для бестраншейной прокладки коммуникаций....139
  4.4.3. Средства механизации для буровых работ.......................155
  4.4.4. Средства механизации для свайных работ.......................158
Глава 5. Средства механизации для бетонных работ......................161
5.1. Средства механизации для приготовления нерудных материалов.......161
5.2. Средства механизации для приготовления и транспортировки бетонных и растворных смесей..........................................164
5.3. Средства механизации для укладки и уплотнения бетонных смесей........168
Глава 6. Средства механизации для отделочных работ....................178
6.1. Средства механизации для штукатурных работ.......................178
6.2. Средства механизации для малярных работ..........................182
6.3. Средства механизации для устройства и отделки полов..............184
6.4. Средства механизации для кровельных работ........................189
Глава 7. Механизированный инструмент..................................191
Тесты для проверки текущего изучения по разделам дисциплины...........194
Варианты задания......................................................199
Контрольные вопросы...................................................200
Литература............................................................205

3

    ВВЕДЕНИЕ


      Приступая к изучению дисциплины, необходимо понять, какие вопросы нужно рассмотреть, чтобы оценить:
      -  роль средств механизации в строительном процессе;
      -  как их применение решает вопрос затрат на показатели продукции;
      -       каковы перспективы и направления развития средств механизации, применяемых в строительстве;
      -       определение «механизация», «комплексная механизация» и «автоматизация строительных процессов и производств»;
      -       связь правильного применения средств механизации в современном строительном производстве и повышения производительности труда;
      -       общие требования к средствам механизации и основные показатели, определяющие их применение в строительном производстве.
      В результате изучения курса «Средства механизации строительства» обучающиеся должны:
      -       иметь представление о технологии строительного производства для организации применения средства механизации строительства;
      -       знать основные элементы, особенности средств механизации строительства;
      -       уметь производить подсчет необходимых средств механизации для применения;
      -  уметь применять правильно средства механизации строительства.
      В пособии при рассмотрении вопросов приводятся тесты, что поможет студентам в изучении этой дисциплины.

4

    ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

     Механизация строительства - процесс замены ручного труда в строительстве работой машин и механизмов. Различают частичную и комплексную М.с. При частичной М.с. механизируются отдельные строительные операции или виды работ при сохранении значительной доли ручных работ. При комплексной М.с. основная часть строительных операций или видов работ выполняется с помощью машин и механизмов, доля ручного труда незначительна.
     Механизация работ - это отношение объема работ, выполняемого механизированным способом, к общему объему данного вида работ.
     Механизация труда - это отношение количества рабочих, занятых на механизированных работах, к общему количеству рабочих.
     Уровень комплексной механизации строительства - отношение объема работ, выполненных комплексно-механизированным способом, к общему объему работ.
     Малая механизация - средства и вспомогательное оборудование, предназначенные для сокращения затрат ручного труда путем механизации трудоемких операций и отдельных процессов.
     Классификаций средств механизации строительства - это система, основанная на распределении средств механизации по совокупности признаков их сходства и различия.
     Индексация машин - условное буквенно-цифровое обозначение, отражающее, конкретную модель машины какой-либо группы и ее главный параметр.
     Средства механизации строительства (машины) - это устройства, состоящие из сборочных единиц (элементов), выполняющих определенные функции при их работе.
     Механизм - это узлы в виде законченных сборочных единиц, представляющих совместно работающие детали.
     Деталь - это часть машины, изготовленная, в основном, из однородного по наименованию и марке материала без использования сборочных операций.
     Полиспаст - система подвижных и неподвижных блоков (звездочек), соединенных гибкой связью (канатом или цепью), для изменения усилий в канате (цепи), скоростей и направлений движения.
     Рабочее оборудование - элемент машины, посредством которого происходит непосредственное воздействие на перерабатываемый материал и выполнение заданного технологического процесса.
     Эксплуатационная производительность - производительность в реальных условиях использования машины с учетом перерывов в ее работе.
     Структура парка строительных машин - это его состав по типам и номенклатуре машин, их мощности, грузоподъемности, производительности.
     Годовой режим работы строительной машины - продолжительность рабочего времени и перерывов в работе в течение года.
     Суточный режим работы строительной машины - продолжительность рабочего времени и перерывов в работе в течение суток.

5

     Коэффициент внутрисменного использования строительной машины - отношение времени использования машины по назначению к продолжительности сменного рабочего времени.
     Грузовые автомобили - средство механизации (машина); обладают сравнительно большой скорость передвижения, маневренностью, малым радиусом поворота, могут преодолевать довольно крутые подъемы и спуски, приспособлены для работы с прицепами, полуприцепами общего и специального назначения, а также могут оснащаться погрузочно- разгрузочными механизмами.
     Автопогрузчик - погрузчик с приводом от двигателя внутреннего сгорания.
     Электропогрузчик - погрузчик с электрическим приводом.
     Ленточный конвейер - конвейер, грузонесущим и тяговым элементом которого является замкнутая лента.
     Погрузчик - машина, оборудованная рабочими органами для погрузки, разгрузки и штабелирования грузов.
     Домкраты - подъемное оборудование. Устройство, которое позволяет поднимать, опускать груз.
     Строительный подъемник - временно устанавливаемая подъемная машина циклического действия со стационарно установленным на ней грузоподъемным механизмом.
     Кран грузоподъемный - машина цикличного действия, предназначенная для подъема и перемещения в пространстве груза, подвешенного с помощью крюка или удерживаемого другим грузозахватным органом.
     Кран стреловой самоходный - кран стрелового типа поворотный, у которого стрела или башенно-стреловое оборудование закреплены на поворотной платформе и который может перемещаться с грузом или без груза, не требуя специальных путей.
     Кран козловой - кран мостового типа, мост которого опирается на крановый путь или пневмоколесный ход с помощью двух опорных стоек.
     Кран башенный - кран стрелового типа поворотный со стрелой, закрепленной в верхней части вертикально расположенной башни.
     Бульдозер - самоходная гусеничная или колесная машина, оснащенная бульдозерным оборудованием, которое срезает, перемещает и распределяет материал за счет движения машины вперед, а также сменным оборудованием, используемым для реализации напорного или толкающего усилия.
     Одноковшовые экскаваторы - это средства механизации, предназначенные для разработки грунта с последующей выгрузкой его в транспортное средство или в отвал.
     Самоходный скрепер - самоходная колесная машина, имеющая открытый ковш с режущей кромкой, расположенный между передними и задними колесами, которая режет, набирает, транспортирует, выгружает и распределяет материал при движении вперед.
     Автогрейдер - самоходная колесная землеройная машина с регулируемым отвалом, расположенным между передней и задними осями, которая мо

6

жет быть также оборудована передним отвалом или рыхлителем, установленным между передней и задними осями.
     Вибрационная трамбовка - машина, предназначенная для уплотнения материала (в первую очередь, грунта) с использованием для уплотнения виброперемещения или виброудара трамбующей плиты.
     Гидромонитор - устройство для формирования напорной водяной струи для разработки (размыва) грунта.
     Гидромониторно-землесосная установка - комплекс оборудования для разработки грунта гидромониторами и напорного гидротранспортирования из зумпфа образующейся пульпы грунтовыми насосами с энергоприводом.
     Землесосный снаряд (земснаряд) - плавучее судно, оборудованное грунтозаборными устройствами для разработки грунта из-под воды и грунтовыми насосами для рефулирования (всасывания и перемещения по напорным пульпопроводам) разработанного грунта.
     Водопонижение - искусственное понижение уровня подземных вод - достигается откачкой или отводом их к пониженным местам.
     Горизонтальное направленное бурение - многоэтапная технология бестраншейной прокладки подземных инженерных коммуникаций при помощи специализированных мобильных буровых установок, позволяющая вести управляемую проходку по криволинейной траектории, расширять скважину, протягивать трубопровод.
     Сваебойное оборудование - полный комплект машин, состоящий из взаимосвязанных деталей и узлов, используемых для установки, погружения или извлечения свай и других элементов, т. е. выполняющих весь комплекс свайных работ.
     Оборудование для погружения и извлечения свай - полный комплект машин и компонентов, разработанных для установки или извлечения свай, или других вертикальных элементов.
     Дробильные средства механизации предназначены для дробления гранитов, базальтов, кварцитов, песчаников, известняков, других горных пород и руд.
     Бетононасосы - строительные машины с приемным бункером, предназначенные для подачи бетонной смеси.
     Уплотнение бетонной смеси - процесс, при котором происходит вытеснение содержащегося в бетоне воздуха и более компактного расположения составляющих.
     Штукатурные работы являются декоративно-защитным отделочным покрытием строительных конструкций и выполняются из строительных растворов с минеральными и синтетическими составляющими.
     Малярные работы служат для защиты конструкций от разрушающего влияния окружающей среды, декоративной отделки поверхностей, улучшения санитарно-гигиенических условий труда и отдыха людей, придают зданиям и сооружениям законченный вид.
     Механизированный инструмент - это ручные технологические средства механизации, снабженные встроенными двигателями, при работе которых масса машины полностью или частично воспринимается руками оператора.

7

ГЛАВА 1


    СРЕДСТВА МЕХАНИЗАЦИИ СТРОИТЕЛЬСТВА

     Строительное производство в настоящее время достаточно высоко механизировано. Без применения мощных средств механизации современное строительство невозможно. В распоряжении отечественных подрядных строительных организаций, а также строительных подразделений предприятий и организаций других отраслей экономики находится большое количество таких средств.
     Для осуществления различных видов строительства и строительномонтажных работ требуется соответствующий набор и номенклатура машин. Так, в жилищно-гражданском строительстве при возведении надземной части домов в наибольшей степени применяются башенные краны, а для подачи мелкоштучных материалов на этажи используются мачтовые подъемники. В промышленном строительстве при монтаже строительных конструкций в большей мере используются стреловые краны на гусеничном или пневмоколесном ходу. При производстве больших объемов бетонных работ используются автобетононасосы. При монтаже конструкций овощехранилищ, животноводческих помещений в сельском строительстве чаще применяются автомобильные краны. В трубопроводном строительстве основным типом применяемых машин являются трубоукладчики и т. д.
     Кроме того, в строительстве используется еще и большое количество механизированного строительно-монтажного инструмента. Наличие основных средств механизации в России характеризуется данными, что за последние годы количество строительных машин, находящихся непосредственно в крупных подрядных строительно-монтажных организациях, уменьшилось в среднем примерно в два раза. Вместе с тем следует иметь в виду, что часть строительных машин, используемая в сфере строительного бизнеса при производстве строительно-монтажных работ, находится в собственности хозяйственно обособленных самостоятельных лизинговых компаний, различных машинопрокатных баз и организаций, а также в организациях и предприятиях не строительного профиля.
     В настоящее время в промышленном строительстве в большом объеме производятся реконструктивные работы в стесненных условиях внутри цехов, в межцеховом пространстве, где применение машин большой мощности и производительности весьма ограничено и не рентабельно. В жилищном строительстве увеличивается доля строительства малоэтажных домов, в том числе коттеджного типа. В связи с этим увеличивается необходимость в малогабаритных машинах и механизмах меньшей мощности, грузоподъемности. Также увеличивается объем работ по ремонту зданий и сооружений, при котором используются другие механизмы: телескопические вышки на автомобильных шасси, краны-деррики и др.

8

     В строительстве применяются в основном крупные средства механизации , а также используются средства малой механизации и механизированного строительно-монтажного инструмента.
     К крупным средствам механизации относятся строительные машины и оборудование, имеющее показатели выше средств малой механизации.
     К средствам малой механизации относятся строительные машины и оборудование малой мощности: тракторы и бульдозеры с мощностью двигателя до 70 л. с., экскаваторы с емкостью ковша до 0,15 м³, одноковшовые погрузчики грузоподъемностью до 2 т, вилочные и грейферные электро- и автопогрузчики, телескопические подъемные вышки, мачтовые подъемники, переносные стреловые краны грузоподъемностью до 1 т и краны-укосины, компрессорные установки, сварочные агрегаты, штукатурные и малярные станции и установки, установки для вибровакуумирования бетонных полов, раствор насосы, водоотливные насосы и др.
     К механизированному строительно-монтажному инструменту относятся электрические и пневматические дрели (в том числе с регулируемым числом оборотов двигателя) с набором различных насадок для выполнения различных операций, электро- и пневматические перфораторы, различного рода вибраторы для вибрирования бетонных смесей, паркетно-шлифовальные машины, мозаично-шлифовальные машины для устройства мозаичных полов, затирочные штукатурные машинки, пистолеты-распылители, машины для сварки линолеума и др.
     Применение средств механизации и механизированного строительномонтажного инструмента обеспечивает существенное повышение производительности труда, снижение применения тяжелого ручного труда, повышение качества выполнения строительно-монтажных работ.
     Растущие объемы строительных работ, необходимость сокращения сроков строительства не возможны без повышения производительности труда, а это требует развития научно-технического прогресса и совершенствования механизации строительно-монтажных работ.
     Механизация работ - это отношение объема работ, выполняемого механизированным способом, к общему объему данного вида работ.
     Механизация труда - это отношение количества рабочих, занятых на механизированных работах, к общему количеству рабочих.
     Механизация СМР дает возможность увеличить темпы строительства, снизить трудоемкость и стоимость работ, обеспечить их качество, улучшить и обеспечить условия труда обслуживающего персонала, обеспечить безопасность выполняемых работ, перейти к полной механизации тяжелых и трудоемких процессов и от механизации отдельных простых процессов строительства к комплексной их механизации. В соответствии с этим в строительстве различают механизированные, комплексно-механизированные и автоматизированные виды работ. Механизированные работы разделяются на слабо-механизированные и механизированные.
     По степени механизации при реконструкции, например, строительномонтажных работ различают:

9

    -  слабо механизированные при Км < 0,30;
    -  механизированные при 0,30 < К < 0,65;
    -  комплексно-механизированные при К > 0,65;

—
Км = -1,                          (1.1)

где Км - коэффициент механизации строительно-монтажных работ на объекте; —1 - стоимость строительно-монтажных работ, выполняемых с применением строительных машин, тыс. руб.; — - сметная стоимость реконструкции объекта, тыс. руб.
     При механизированных (слабо механизированных и механизированных) работах основные операции выполняются с помощью машин, оборудования, установок и инструментов, имеющих механические, электрические, пневматические, гидравлические и комбинированные приводы.
     При комплексно-механизированных работах все основные и вспомогательные тяжелые и трудоемкие операции и процессы механизированы. Главное здесь то, чтобы все машины, оборудование и другие средства механизации были взаимосвязаны по производительности и обеспечивали заданный ведущей машиной темп работ при наивысших ТЭП
     Автоматизированные виды работ - процесс производства, в котором все действия, необходимые для ее выполнения, включая и управление протеканием процесса, происходят без непосредственного участия человека. Различают частичную, комплексную и полную автоматизацию работ:
     -       частичная. - предусматривает применение автоматического оборудования, приборов и устройств на отдельных, преимущественно основных производственных операциях (приборы и устройства для отключения или ограничения действия машин);
     -       комплексная - предусматривает применения систем, связанных в единую технологическую линию отдельных агрегатов, машин, приборов и устройств, осуществляющих все (как основных, и вспомогательных) операции производственного процесса (при этом оператором выполняются только операции пуска и остановки, а поддержание заданных параметров производственного процесса во всех его звеньях происходит автоматически);
     -       полная автоматизация работ позволяет осуществлять не только все основные и вспомогательные производственные операции, но и полностью осуществлять автоматическое управление и контроль за процессами, в том числе изменения по заданной программе параметров и вида продукции.

    1.1. Классификация, индексация средств механизации строительства и требования к ним

     Сегодня в строительстве для обеспечения необходимых темпов реализации планов и выполнения с высоким качеством работы применяются более тысячи средств механизации, они различаются по назначению, конструкции,

10

принципу действия, габаритным размерам, мощности производительности и другим параметрам, которые их классифицируют.
      Классификаций средств механизации строительства - это система, основанная на распределении средств механизации по совокупности признаков их сходства и различия. Система делится на различные классификационные подразделения (уровни) по назначению.
      Средства механизации строительства (строительные машины) классифицируются:
      - по назначению (технологическому признаку);
      -      по режиму работы (принципу действия - периодического и непрерывного);
      - по виду силового оборудования (привод);
      - по степени подвижности (стационарные, переносные и передвижные);
      - по степени универсальности (универсальные и специализированные).
      Основным классифицирующим параметром разделения средств механизации строительства является классификация по назначению:
      -       средства механизации для. транспортировки и погрузочно-разгрузочных работ (транспортные и погрузочно-разгрузочных работ);
      - подъемно-транспортные средства механизации (грузоподъемные);
      - средства механизации для земляных работ (для земляных работ);
      -       средства механизации для бетонных работ ((для переработки и сортировки каменных материалов, для приготовления, транспортировки, укладки и уплотнения бетонных и растворных смесей);
      -       средства механизации для отделочных работ (для отделочных работ, ручные машины).
      Этот классификатор по назначению мы рассмотрим далее подробно в главах пособия, что позволит более глубоко изучить средства механизации строительства в целом для применения их на практике.
      Всем средствам механизации строительства присваиваются индексы.
      Индексация машин - условное буквенно-цифровое обозначение, отражающее конкретную модель машины какой-либо группы и ее главный параметр. В настоящее время не существует единой индексации всех строительных машин, хотя общее условное обозначение предусматривается ГОСТ. Структура индекса строительной машины, предусмотренная ГОСТ, может быть разделена на три части: буквенная (отображает группу или подгруппу строительных машин, в которую входит конкретный индекс); цифровая; буквенная.
      ГОСТ устанавливает следующие буквенные обозначения, входящие в первую часть индекса машины: ДЗ - бульдозеры, скреперы, автогрейдеры; ЭО - экскаваторы одноковшовые; ЭТР - экскаваторы траншейные роторные; ЭТЦ - экскаваторы траншейные цепные; КБ - краны башенные; КС - краны стреловые; ДУ - машины для уплотнения грунтов; СП - машины и оборудование для свайных работ; БМ - бурильные и бурильно-крановые машины; СБ - оборудование для бетонных работ; ТО - погрузчики одноковшовые; ТА - машины для разгрузки цемента; ТП - подъемники мачтовые строительные; ТЦ - авто цементовозы; СО - машины для отделочных работ, устройства

11