Земляные работы, инженерно-геодезические работы, САУ

Земляные работы – это комплекс строительных работ нулевого цикла, применяющийся при строительстве каждого объекта. В настоящее время земляные работы почти (а при масштабном строительстве – полностью) механизированы. Любые работы, связанные с выемкой, укладкой, перемещением грунта и манипуляциями с ним, проводятся с помощью высокопроизводительных машин. Наиболее известными и часто используемыми из них являются автогрейдеры, бульдозеры и экскаваторы. Кроме того, на строительных площадках используется более специфическая техника – это скреперы, траншеекопатели, уплотнители грунта, и другие машины. Современные условия требуют постоянного повышения рентабельности и производительности работ. Этого можно добиться только за счет автоматизации работы техники, задействованной на земляных работах.

Как это работает?

Для автоматизации управления применяются дополнительные устройства, устанавливаемые на строительную технику (ряд производителей выпускает технику с уже установленными САУ). В состав САУ входят антенны, различные датчики и контроллеры, а также коммуникационные кабели, подключенные к гидравлике машины. В общих чертах САУ работают следующим образом: приемники на машине получают спутниковый сигнал. Сигнал корректируется с помощью сети базовых станций, после чего блок управления машиной вносит поправки в проект, занесенный в память блока управления, и передает уточняющие сигналы гидравлике машины. В результате становится возможным управление рабочим органом машины (ковшом экскаватора или отвалом грейдера) с сантиметровой точностью. САУ может быть установлено на любую технику, задействованную на земляных работах. В целом использование высокоточной спутниковой навигации позволяет

• сэкономить машино-часы и топливо
• сократить расходование материалов, минимизировать нецелевое расходование ресурсов;
• сократить количество переделок;
• обеспечить точное соблюдение проектных параметров при работах
• оптимизировать работу геодезистов, занятых на стройплощадке.

Зачем это нужно?

Продемонстрировать эффективность САУ, работающей с помощью поправок от сети базовых станций, можно с помощью следующих расчетов (для наглядности приводится пример дорожного строительства, однако принцип работы одинаков для всех видов земляных работ): Согласно СНиП 3.06.03-85 (Автомобильные дороги), толщина покрытий и оснований не должна быть меньше 10 см. Таким образом, будем считать, что по проекту требуется уложить 10-сантиметровый слой асфальтобетона на прочное основание. Данная работа должна выполняться с помощью автогрейдера (или экскаватора). Также согласно требованиям СНиП 3.06.03-85, высотные отметки должны быть установлены на расстоянии не менее, чем 100 м друг от друга на прямых участках. Таким образом, от машиниста грейдера требуется соблюсти толщину слоя асфальтобетона в 10 см, в следующих условиях: от машиниста до рабочего органа машины – около трех метров. При этом край отвала машинист должен сориентировать по высотной отметке, находящейся примерно в 10 метрах сбоку и до 50 метров впереди (или сзади). Очевидно, что даже самый опытный оператор получит в конечном итоге не толщину покрытия в 100 мм, а толщину в 100 ± 30 мм. Причем это будет криволинейная поверхность с превышениями и впадинами в пределах 3 см. В конечном итоге, для соответствия проектным параметрам, работу придется переделывать – то есть, на одних участках асфальтобетон нужно будет срезать, а на других – досыпать. После выполнения работ гипотетическим оператором, мы получим перерасход 30% асфальтобетона. Если та же самая работа будет выполнена на машине, оборудованной системой спутникового позиционирования, управляемой любым машинистом, ошибка не будет превышать ± 10 мм. Таким образом, разница между работой очень опытного (что редкость) и самого обычного оператора техники будет на 20 мм точнее, причем не в пользу суперпрофессионала. Теперь посчитаем. Разница эквивалентной толщины после укладки асфальтобетона составит ΔНэ = 130–110=20 мм. При ширине дороги в 8 м, количество сэкономленных стройматериалов составит ΔS = 16*0,02=0,32 м2. Объем асфальтобетона, сэкономленного на 1 км дороги составит, таким образом ΔV=0,32*1000=320 м3. Кубометр асфальтобетона весит 2 – 2,2 тонны. При цене щебеночно-мастичной смеси ЩМА-20 в 3500 рублей, в денежном эквиваленте экономия составит 2,25 млн. рублей на 1 км дороги. Точно также использование высокоточной спутниковой навигации на спецтехнике экономит время и деньги на всех этапах земляных работ. В целом, ее использование позволяет повысить рентабельность строительных работ до 50% - в случае широкомасштабного применения спутникового позиционирования.