Rodzaje wykopów, osprzęt koparki i praca młotem

Technologia robót ziemnych to ta część materiału, w której arkusz sprawdza nie tyle znajomość przepisu, co rozumienie kolejności działań: co robi się przed wjazdem maszyny na plac, jak dzieli się wykopy, jakim osprzętem i w jaki sposób urabia się grunt oraz jak bezpiecznie napełnić skrzynię samochodu. Pytania z tej dziedziny są konkretne i policzalne, a przy załadunku wracają dwie liczby z rozporządzenia, które trzeba znać na pamięć: 0,5 m i 0,25 m. Poniżej masz komplet wątków, które powtarzają się w pytaniach dla koparek jednonaczyniowych klasy I i III oraz koparkoładowarek klasy III.

Roboty przygotowawcze, czyli co dzieje się przed wykopem

Do robót przygotowawczych zalicza się prace, które porządkują teren i informują o tym, co jest pod ziemią: usunięcie przeszkód, drzew i krzewów, wykonanie przekopów kontrolnych oraz wytyczenie budowli w terenie. Zdejmowanie humusu też jest etapem przygotowawczym, a nie głównym etapem robót ziemnych. Humus to zewnętrzna warstwa gruntu bogata w próchnicę - zdejmuje się ją i składuje osobno, bo ma inne właściwości niż grunt nośny pod konstrukcję.

Wykop kontrolny (przekop kontrolny) wykonuje się po to, żeby ustalić faktyczny przebieg instalacji podziemnych. Mapa uzbrojenia jest punktem wyjścia, ale nie dowodem - kabel bywa przesunięty o kilka metrów względem dokumentacji. Dlatego przebieg podziemnego uzbrojenia terenu oznacza się przed rozpoczęciem robót, aby uniknąć ryzyka uszkodzenia sieci podczas pracy. W pobliżu instalacji elektrycznej wykop kontrolny wykonuje się narzędziami ręcznymi, najlepiej izolowanymi - nie łyżką koparki. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z 20 września 2001 r. (t.j. Dz.U. 2018 poz. 583) w § 8 nakazuje ustalić z gestorami sieci bezpieczne odległości pracy, a przy przypadkowym odkryciu lub naruszeniu instalacji - niezwłocznie przerwać pracę. Ta sama zasada dotyczy przedmiotów trudnych do identyfikacji.

Osobnym punktem przygotowań jest odwodnienie. Podstawowe metody to odwodnienie powierzchniowe, odwodnienie wgłębne i drenaż opasowy. Odwodnienie wgłębne polega na obniżeniu poziomu wody gruntowej za pomocą studni depresyjnych lub igłofiltrów, a nie na wypompowywaniu wody z dna gotowego wykopu. Dla wykopów ze skarpami o bezpiecznym nachyleniu § 148 rozporządzenia Ministra Infrastruktury z 6 lutego 2003 r. (Dz.U. 2003 nr 47 poz. 401) wymaga wykonania spadków odprowadzających wodę w pasie o szerokości równej trzykrotnej głębokości wykopu.

Grunt, wydajność i odkład

Grunty dzieli się według stopnia trudności odspajania na 16 kategorii. Bez wcześniejszego spulchnienia operator może pracować w gruncie kategorii I - im wyższa kategoria, tym większy opór urabiania i tym częściej potrzebne są zrywak, młot albo wcześniejsze rozluźnienie gruntu. Kategoria gruntu nie jest ciekawostką: operator musi ją znać, aby obliczyć bezpieczną odległość ustawienia maszyny i zasięg klina odłamu. Zasięg klina liczy się z pochylenia skarp właściwego dla danej kategorii, a bezpieczna odległość maszyny to zasięg klina powiększony o 0,6 m. Cała tabela pochyleń i przykłady obliczeń są w osobnym tekście o wykopach i strefach niebezpiecznych.

Dwa pojęcia z arkusza, które łatwo pomylić z czymś innym:

• Wydajność maszyny do robót ziemnych to efekt pracy maszyny w ciągu jednostki czasu. Wyraża się ją w jednostkach objętości lub masy na jednostkę czasu, czyli w m³/h albo t/h - nie w km/h, nie w obrotach i nie w zużyciu paliwa.
• Odkład to grunt uzyskany z wykopu wtedy, gdy jest przechowywany na później, na przykład do zasypania wykopu. Sama nazwa nie przysługuje każdemu urobkowi niezależnie od przeznaczenia.

Podział wykopów: wąskoprzestrzenne, szerokoprzestrzenne i jamiste

Wykopy budowlane dzielimy na wąskoprzestrzenne, szerokoprzestrzenne i jamiste. To jedno z pytań, w którym wszystkie trzy odpowiedzi brzmią sensownie, więc podział warto zapamiętać dosłownie.

Rozróżnienie ma skutki praktyczne. W wykopie wąskoprzestrzennym osoby współpracujące z operatorem mogą przebywać wyłącznie w zabezpieczonej części wykopu, a w miejscu wykopu nie wolno prowadzić jednocześnie innych robót ani wpuszczać osób niezatrudnionych (§ 11 rozporządzenia z 2001 r.). Obudowę wykopu wąskoprzestrzennego wykonywanego koparką montuje się wyłącznie z zabezpieczonej części wykopu (§ 150 rozporządzenia z 2003 r.). Z kolei wykopy szerokoprzestrzenne rozporządzenie z 2001 r. wymienia w § 3 razem z terenem uzbrojonym, sąsiedztwem linii napowietrznych i pochyłościami jako warunki, w których trzeba stosować środki bezpieczeństwa z dokumentacji techniczno-ruchowej i instrukcji stanowiskowych.

Urobek składuje się z zachowaniem odległości: nie bliżej niż 0,6 m od krawędzi wykopu o obudowanych ścianach, i to tylko wtedy, gdy obciążenie urobkiem uwzględniono w doborze obudowy. Jeżeli ściany nie są obudowane, zakaz obejmuje całą strefę klina naturalnego odłamu gruntu (§ 154). Poza klinem odłamu musi się też odbywać ruch środków transportowych obok wykopu (§ 155).

Metoda czołowa i metoda boczna

Metodę czołową wykonywania wykopu maszyną z osprzętem podsiębiernym stosuje się wtedy, gdy maszyna stoi w osi wykopu, a wykop powstaje liniowo. Koparka kopie przed sobą i cofa się w miarę postępu, urobek odkłada na jedną lub obie strony albo ładuje na pojazd stojący z boku. Zaletą jest pełne wykorzystanie zasięgu i prosta kontrola osi wykopu, wadą - ograniczone miejsce na ustawienie środka transportu i konieczność częstego przejazdu maszyny.

W metodzie bocznej maszyna pracuje bokiem, przemieszczając się wzdłuż krawędzi wykopu. Kąt obrotu nadwozia do miejsca wyładunku jest mniejszy, więc cykl bywa krótszy i wygodniej ustawia się samochód. Cena za to jest taka, że gąsienice albo koła stoją równolegle do krawędzi, czyli w najgorszym możliwym układzie dla stateczności. Dlatego prawidłowe ustawienie podwozia względem wykopu wpływa na efektywność i bezpieczeństwo pracy - a nie, jak sugeruje wabik w arkuszu, wyłącznie na zużycie paliwa czy tylko na wykopy wąskoprzestrzenne.

Osprzęt podsiębierny, przedsiębierny i osprzęt wymienny

Osprzęt podsiębierny ma łyżkę zwróconą zębami do maszyny i urabia grunt poniżej poziomu postoju - to podstawowy układ koparki jednonaczyniowej i tylnego osprzętu koparkoładowarki. Osprzęt przedsiębierny ma łyżkę zwróconą od maszyny i pracuje powyżej poziomu postoju, przy urabianiu skarpy, nasypu lub czoła hałdy.

Wykonywanie robót ziemnych osprzętem koparkowym metodą podsiębierną i przedsiębierną tą samą maszyną jest możliwe dzięki głowicom obrotowo-wychylnym. Do ich montażu w układzie roboczym konieczne jest wyposażenie maszyny w dodatkowe wolne linie hydrauliczne - sama redukcja na ramieniu ani dodatkowy zbiornik oleju nic tu nie dają. To dobre miejsce, żeby powtórzyć materiał o zasilaniu osprzętu z tekstu o układzie hydraulicznym.

Reszta reguł doboru osprzętu, która wraca w pytaniach:

• Rodzaj użytego wymiennego osprzętu roboczego zależy od tego, czy osprzęt jest dopuszczony do zastosowania przez producenta maszyny. Certyfikat CE samego narzędzia ani data przeglądu maszyny o tym nie przesądzają.
• Wartość maksymalnych ładunków, które można podnosić maszyną, operator ustala na podstawie instrukcji obsługi i eksploatacji, a nie przez próbne podnoszenie i nie z tabliczki na haku.
• Szybkozłącze hydrauliczne ułatwia szybkie i bezpieczne podłączenie napędu hydraulicznego osprzętu wymiennego. Jeżeli maszyna je ma, stan szybkozłącza i jego połączenia z osprzętem sprawdza się codziennie, a nie dopiero po zauważeniu wycieku.
• Odłączenie osprzętu roboczego z napędem hydraulicznym od szybkozłącza wiąże się z zerowaniem układu hydraulicznego, czyli zrzuceniem ciśnienia z linii zasilających.
• Do precyzyjnych wykopów liniowych w wymagających warunkach terenowych zaleca się łyżkę o szerokości około 40 % mniejszej niż nominalna. Węższa łyżka to mniejszy opór i większa siła skrawania na ząb.
• Wysięgnik o dużym zasięgu stosuje się między innymi w pracach wyburzeniowych na znacznej wysokości. Przy takim wysięgniku stateczność utrzymuje się płynnym sterowaniem; gwałtowne ruchy wywołują nadmierne wibracje osprzętu, które mogą uszkodzić maszynę.
• System pływającej łyżki lub lemiesza działa na zasadzie automatycznego dostosowania się narzędzia do terenu dzięki odpowiedniemu rozwiązaniu hydraulicznemu.

Praca młotem hydraulicznym

Młot to najbardziej obciążający osprzęt w całym zestawie i pytania o niego są w arkuszu wyjątkowo szczegółowe.

• Przed pracą rozgrzej maszynę i układ hydrauliczny, aby olej osiągnął wymaganą temperaturę. Wejście w kucie zimnym olejem to prosta droga do uszkodzenia uszczelnień i akumulatora młota.
• Obroty silnika dostosuj do typowych, czyli takich jak przy standardowej pracy osprzętem koparkowym. Maksymalne obroty nie zwiększają siły kruszenia ani nie chłodzą oleju - to dwa różne wabiki tej samej pomyłki.
• Ustawienie: młot wraz z grotem powinien stać pod kątem prostym do powierzchni kucia. Grot dociska się do powierzchni i unosi ramię maszyny o około 5 cm, tak aby maszyna lekko odciążyła podwozie, ale nie została na nim podniesiona.
• Bez efektu po 30 sekundach uderzania przesuń młot bliżej krawędzi powierzchni. Dalsze kucie w tym samym punkcie grzeje grot i niszczy tuleje, a materiału i tak nie rozbije.
• Żywotność grota zwiększa unikanie umieszczania go w szczelinie w skale, gdzie grot się zakleszcza i pracuje na zginanie.
• Czego unikać: przesuwania obiektów i podnoszenia ładunków młotem, pracy z młotem w ustawieniu bocznym oraz tworzenia nawisów. Nawisy są wprost zakazane przez § 10 ust. 2 rozporządzenia z 2001 r.

Cykl załadunku środka transportu

Optymalne ustawienie to takie, w którym koparka stoi nieco wyżej niż środek transportu, co skraca drogę łyżki, a kierowca pozostaje poza obszarem roboczym maszyny. Ruchy osprzętem mają być płynne, a naczynia roboczego nie przemieszcza się nad kabiną - ani nad kabiną pojazdu, ani nad własną kabiną operatora.

Rozporządzenie z 2001 r. w § 10 ust. 2 zakazuje ponadto włączania mechanizmu obrotu w trakcie napełniania naczynia roboczego, przebywania osób w zasięgu działania naczynia oraz przebywania osób w kabinie pojazdu w czasie załadunku skrzyni, jeżeli kabina nie jest konstrukcyjnie wzmocniona.

Najważniejsze liczby tej dziedziny znajdują się w § 10 ust. 3. Wyładunek gruntu nad dnem skrzyni wykonuje się z wysokości nie większej niż:

Do tego dochodzi § 153 ust. 2 rozporządzenia z 2003 r.: pojemniki do transportu urobku ładuje się poniżej ich górnej krawędzi. Przy dużych odłamkach skalnych na dnie skrzyni ładunkowej układa się najpierw warstwę amortyzującą z piasku lub gruzu - przed załadunkiem kamieni, a nie po nim. Chodzi o to, żeby zapobiec przemieszczaniu się kamieni i zminimalizować ryzyko uszkodzenia skrzyni. Zasady wjazdu maszyny na lawetę i jej mocowania omawia osobny tekst o transporcie maszyny i robotach w pasie drogowym.

Osprzęt ładowarkowy w koparkoładowarce

Przedni układ roboczy koparkoładowarki rządzi się własnymi regułami, a pytania sprawdzają głównie podział ról między siłownikami:

• siłownik wysięgnika odpowiada za podnoszenie i opuszczanie łyżki,
• siłownik łyżki umożliwia ruch narzędzia roboczego, czyli jego obrót względem wysięgnika.

Elementami, które występują zarówno w osprzęcie koparkowym, jak i ładowarkowym, są wysięgnik, łyżka i przewody hydrauliczne. Układ prostowodowy i rotator są już charakterystyczne tylko dla jednego z tych układów. Łyżka z wysypem bocznym w koparkoładowarkach służy do precyzyjnego rozładunku materiału na bok maszyny, a nie do zwykłej pracy załadunkowej.

W cyklu ładowarkowym łyżka podczas transportu materiału ma być zamknięta i uniesiona na wysokość około 30-50 cm - nisko, bo to zapewnia stateczność i widoczność, ale nie na tyle nisko, by szorować po podłożu. Podnoszenie osprzętu ładowarkowego zaczyna się dopiero podczas zbliżania się do środka transportu lub hałdy, nie zaraz po ruszeniu i nie w trakcie ostrego skrętu.

Przy urabianiu wysokiej skarpy pamiętaj, że skarpa wyższa od maksymalnej wysokości skrawania maszyny prowadzi do powstania nawisów. Ryzyko nawisu zwiększa też zła kolejność przejść podczas urabiania - a nie sama moc maszyny czy zmiana prędkości pracy. Na koniec dwa terminy, które arkusz zestawia obok siebie: niwelacja terenu ma stworzyć płaską, zazwyczaj poziomą powierzchnię, natomiast profilowanie to nadanie wyrównanej powierzchni zadanego kształtu lub profilu.

Jazda, ustawienie maszyny i drzwi kabiny

Przy podjeździe na wzniesienie osprzęt koparki gąsienicowej ustawia się skierowany ku górze, około 0,2-0,5 m nad podłożem. Nisko, bo w razie utraty przyczepności łyżka od razu podeprze maszynę, i zgodnie z kierunkiem jazdy. Koło napędowe powinno znajdować się po stronie niższej - zarówno przy podjeździe, jak i przy zjeździe. Podwozie gąsienicowe daje w trudnym terenie niski nacisk na podłoże i to jest jego główna zaleta. Pracować z otwartymi drzwiami kabiny wolno tylko wtedy, gdy instrukcja obsługi i eksploatacji maszyny przewiduje taką możliwość.

Na czym najczęściej wykłada się zdający

1. 0,5 m i 0,25 m przypisane odwrotnie. Sypkie z 0,5 m, kamienne i zbrylone z 0,25 m - im twardszy i większy materiał, tym niżej.
2. Obroty silnika przy młocie. Dwie z trzech odpowiedzi każą je zwiększyć do maksymalnych, raz „dla siły kruszenia", raz „dla chłodzenia oleju". Prawidłowa jest ta jedna spokojna: obroty typowe.
3. Warstwa amortyzująca układana rzekomo na kamieniach zamiast pod nimi.
4. Niwelacja kontra profilowanie. Niwelacja to płaszczyzna, profilowanie to zadany kształt.
5. Nawisy przy skarpie przypisywane zmianie prędkości pracy zamiast złej kolejności przejść i zbyt wysokiej skarpie.
6. Głowica obrotowo-wychylna mylona z wymianą samego narzędzia roboczego jako sposobem na pracę podsiębierną i przedsiębierną.

Wszystkie pytania tej dziedziny z prawidłowymi odpowiedziami i uzasadnieniem znajdziesz w bazie pytań o technologii robót ziemnych, a sprawdzić się na czas w formacie 20 pytań w 30 minut możesz na egzaminie próbnym.