Скрепер – землеройно-транспортная машина, которая осуществляет весь комплект технологических операций: разработку грунта, транспортировку, отсыпку и разравнивание (рис. 2.33). Проще говоря, скрепер – это большой ковш на колесах, которому придается мощная энергетика (тягач).

1. Вид продукции: планировка площадок, устройство насыпей (плотины, дамбы, дороги), устройство котлованов больших объемов (более 5000 м3).

2. Состав процесса: зарезание грунта (набор), транспортирование, отсыпка, разравнивание, возвращение к месту набора (холостой ход) (рис. 2.28).

3. Вход в процесс. Общий.

4. Ресурсы. 

4.1. Материалы – грунты I–II групп природного сложения; разрыхленные грунты III группы.

4.2. Техника.

Скреперы. Различают по виду привода: прицепные, навесные, самоходные (рис. 2.34 – 2.36) и по объему ковша (табл. 2.2).

5. Технология процесса.

Следует отметить, что толщина срезаемой ножом скрепера «стружки» грунта невелика и составляет 10-35 см. Поэтому разработка грунта и его отсыпка ведутся послойно (рис. 2.37). При этом, в зависимости от рода грунта и требованиям к насыпи, в комплекте со скрепером (ведущая машина) могут работать рыхлитель (при грунте II-III группы) и уплотняющие машины (катки). Работы ведутся на разных участках (картах) по процессам (рыхление, разработка, отсыпка, уплотнение) с челночным переходом соответствующей техники с карты на карту (рис. 2.37). Количество указанных выше вспомогательных машин (рыхлитель, каток) принимается с учетом производительности скрепера как ведущей машины процесса.

Рис. 2.33. Схема работы скрепера: а – набор грунта; б – транспортное положение; в – разгрузка

Рис. 2.35. Навесной трехосный скрепер: 1 – трактор; 2 – седельно-сцепное устройство; 3 – рама; 4 – ковш с заслонкой и задней стенкой

Рис. 2.36. Самоходный двухосный скрепер: 1 – тягач; 2 – седельно-сцепное устройство; 3 – тяговая рама; 4 – ковш с заслонкой и задней стенкой

Рис. 2.37. Схема разработки выемки с перемещением  и укладкой грунта в насыпь послойно

В зависимости от вида земляного сооружения, рода грунта и принятой техники принимают одну из схем организации движения скрепера: эллипс, восьмерка, поперечно-челночная, продольно-челночная, зигзагообразная, двойная петля (рис. 2.38).

Рис. 2.38. Схемы движения скреперов: а – эллиптическая; б – «восьмеркой»; в – спиральная; г – продольно-челночная; д – поперечно-челночная; е - зигзагообразная

Схема эллипс (рис. 2.38, а) применяется при планировке небольших площадок и отсыпке небольших насыпей высотой до 1,0–1,5 м при дальности возки до 100 м. За один цикл скрепер производит один раз набор грунта, одну разгрузку и два поворота на 180°. Односторонний износ ходовой части техники предупреждают периодической сменой направления движения.

Схема восьмерки (рис. 2.38, б) эффективна при устройстве линейно-протяженных сооружений – насыпей дорог, дамб, плотин высотой до 4,0– 6,0 м и т.п. Работа по этой схеме более производительна, так как за один цикл выполняется дважды набор и разгрузка грунта. Движение с правыми и левыми поворотами обусловливает равномерный износ ходовой части.

Работа скрепера по спирали (рис. 2.38, в) производится при устройстве насыпей небольшой высоты до 2,0–2,5 м из двустороннего резерва небольшой ширины. Здесь за один цикл скрепер дважды набирает грунт и дважды его отсыпает. Однако все повороты в этом случае выполняются в одну сторону, что приводит к одностороннему износу ходовой части.

Поперечно-челночная (рис. 2.38, д) схема движения скрепера используется при устройстве небольших насыпей и мелких котлованов глубиной до 1,5–2,0 м с пологими откосами. Путь движения как груженого, так и порожнего скрепера получается минимальным. Разворот скрепера производится на угол 180° с минимальным радиусом.

Зигзагообразная схема (рис. 2.38, е) работы скрепера применяется при устройстве насыпей большой протяженности высотой 2,5–6,0 м. Грунт из боковых резервов отсыпается в насыпь. Скреперы, двигаясь зигзагообразно вдоль насыпи, друг за другом (со смещением зигзага) попеременно то спускаются в резерв (выемку), то поднимаются на насыпь для разгрузки. Паритет левых и правых поворотов обеспечивает равномерный износ ходовой части.

Схема двойная петля (рис. 2.38, г) эффективна при больших объемах земсооружений – котлованов, насыпей в случае, когда расстояние транспортировки грунта велико (более 500 м). В этом случае устраиваются технологические дороги – грунтовые, щебеночные, колейные или сплошные из дорожных плит. Это позволяет самоходному скреперу развивать скорость до 35 км/час в груженом и до 50 км/ч в порожнем состоянии против 1–12 км/ч по грунту без дороги. Общая производительность землеройной техники возрастает на 15–40 %.

В зависимости от рода грунта, параметров скрепера используется различный режим зарезания грунтовой стружки (рис. 2.39). Зарезание и отсыпка грунта выполняется на прямых участках хода скрепера, желательно против ветра, пути транспортирования грунта организуются поперек направления ветра. Точность работы скрепера (величина недоработки) составляет 10–20 см.

Рис. 2.39. Способы срезания стружки: а – постоянной толщины; б – с постепенным подъемом ковша; в – гребенчатый; г – клевковый

Для повышения производительности необходимо:

- предусмотреть набор грунта и его транспорт при движении скрепера «под уклон», что повышает производительность на 5–10 %;
- использовать при возможности схему «двойная петля» с устройством технологических землевозных дорог для скреперов;
- на стадии набора (зарезания) грунта добавляется трактор-толкач, практически удваивая тяговую мощность (рис. 2.40). Это сокращает время набора грунта, а также позволяет наполнять ковш с «шапкой». Действие толкача циклическое, один трактор обслуживает 2–4 скрепера. Производительность скрепера возрастает на 10–25 %;
- придание грунту до разработки оптимальной влажности, при которой грунт во время зарезания не рассыпается (увеличиваясь в объеме), а заходит в ковш целыми кусками (комьями), обеспечивая большую фактическую загрузку ковша скрепера. Этим достигается повышение производительности на 15–25 %.

Рис. 2.40. Набор грунта скрепером при помощи трактора-толкача

Оптимальная влажность грунта обеспечивается заранее, на стадии «подготовки грунта к разработке». Увлажнение осуществляется замачиванием водой (залив или распыление) заданной площадки под контролем строительной лаборатории (рис. 2.5 5). Оптимальная влажность разрабатываемого грунта обеспечивает 100% наполнения ковша песчаным фунтом. Сухой песок высыпается при загрузке и наполнение ковша составляет 50–70%. Глинистые грунты оптимальной влажности при зарезании мало разрыхляются, повышая эффективность использования объема ковша. В этом случае скрепер везет 10,0 м3 плотного грунта, что соответствует 13,0 м3 разрыхленного (Кр = 1,3). Технически такое количество разрыхленного грунта в ковш не войдет даже с «шапкой». В ряде случаев переувлажненные глинистые грунты сушат, так как из-за их налипания на ковш значительно уменьшается его полезный объем. Для этого выполняется послойная вспашка грунта на глубине до 400-600 мм и выдержка в течение 1-5 суток под наблюдением лаборатории (нельзя пересушивать). Процессы увлажнения и сушки выполняются по участкам (картам) с попеременной их разработкой.

Применение большегрузных (15, 18, 25 м3) самоходных скреперов и скреперов с принудительным наполнением и опорожнением ковша (рис. 2.41) повышает общую производительность скрепера на 10–30%.

Рис. 2.41. Схема скрепера с принудительной загрузкой и выгрузкой грунта (с подвижной заслонкой): а – в процессе набора; б – в процессе выгрузки

Стоимость разработки 1 м3 грунта скрепером самая низкая из всех видов технологий группы «механическое резание». Поэтому в настоящее время эта технология используется не только при строительстве крупных промышленных объектов, но эффективно применяется в городском строительстве: при возведении жилых микрорайонов, строительстве стадионов, подземных автостоянок и т.п.

Источник: Технология строительных процессов. Снарский В.И.