Технология и механизация процессов городского строительства и хозяйства

ТЕХНОЛОГИЯ 
И МЕХАНИЗАЦИЯ 

ПРОЦЕССОВ ГОРОДСКОГО 
СТРОИТЕЛЬСТВА 
И ХОЗЯЙСТВА

В.М. ЛЕБЕДЕВ

Москва
ИНФРА-М
2019

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Рекомендовано 
Межрегиональным учебно-методическим советом 
профессионального образования в качестве учебного пособия 
для учебных заведений, реализующих программу 
среднего профессионального образования 
по укрупненной группе специальностей 
08.02.00 «Техника и технологии строительства» 
(протокол № 7 от 15.04.2019)

УДК 69(075.32)
ББК 38я723
 
Л33

Лебедев В.М.
Л33 
 
Технология и механизация процессов городского строительства 
и хозяйства : учеб. пособие / В.М. Лебедев. — М. : ИНФРА-М, 2019. — 
329 с. — (Среднее профессиональное образование).

ISBN 978-5-16-015404-6
В учебном пособии изложены сведения о строительных машинах и механизмах, технологии и механизации погрузочно-разгрузочных, земляных работ, возведении бетонных и железобетонных конструкций, монтаже строительных конструкций, возведении многоэтажных кирпичных 
зданий и выполнении кровельных работ.
Для студентов учебных заведений, реализующих программу среднего 
профессионального образования по укрупненной группе специальностей 
08.02.00 «Техника и технологии строительства».

УДК 69(075.32)
ББК 38я723

Р е ц е н з е н т ы:
Глаголев Е.С. — кандидат технических наук, доцент Белгородского 
государственного технологического университета имени В.Г. Шухова, 
начальник департамента строительства и транспорта Белгородской 
области;
Козлюк А.Г. — кандидат экономических наук, профессор кафедры 
строительства и городского хозяйства Белгородского государственного технологического университета имени В.Г. Шухова

ISBN 978-5-16-015404-6
© Лебедев В.М., 2019

Введение

Дисциплина «Технология и механизация процессов город
ского строительства и хозяйства» согласно Федеральному государственному образовательному стандарту относится к блоку специальных дисциплин и является составной частью научно-практической области знаний — строительного производства.

Целью изучения данной дисциплины является формирование 

системы знаний, умений и навыков в области устройства и рационального использования строительной техники и современных технологий городского строительства и хозяйства, умения технически 
грамотно организовывать и проводить работы, ведущие к созданию 
конечной строительной продукции (здания, сооружения).

Задачи дисциплины:

• формирование представления об основных компонентах город
ского строительства и хозяйства; 

• освоение знаний основных принципов, норм и правил строи
тельного производства;

• изучение основных способов производства строительных 

работ;

• изучение устройства технических и технологических возмож
ностей основных видов строительных машин и оборудования;

• изучение рабочих процессов, основ их моделирования с целью 

формирования умения выбирать рациональные режимы работы, 
средства механизации и автоматизации;

• формирование умения обобщать отдельные работы в единый 

технологический цикл с применением средств комплексной механизации.
В результате освоения дисциплины студент должен:
знать

• основные положения и задачи строительного производства, 

виды и особенности основных строительных процессов при возведении зданий, сооружений и их оборудовании; 

• технологии их выполнения, включая методику выбора и доку
ментирования технологических решений на стадиях проектирования и реализации; 

• специальные средства и методы обеспечения качества строи
тельства, охраны труда, выполнения работ в экстремальных 
условиях;

уметь

• правильно организовывать рабочие места, их технически осна
щать, размещать технологическое оборудование;

• правильно выбирать конструкционные материалы, обеспечи
вающие требуемые показатели надежности, безопасности, экономичности и эффективности сооружений;

• анализировать воздействия окружающей среды на материалы 

и конструкции, устанавливать требования к строительным 
и конструкционным материалам и выбирать оптимальные материалы, исходя из их назначения и условий эксплуатации;

• устанавливать состав рабочих операций и строительных про
цессов, обоснованно выбирать методы их выполнения, определять объемы, трудоемкость строительных процессов и потребное количество работников, специализированных машин, 
оборудования, материалов, полуфабрикатов и изделий, разрабатывать технологические карты строительного процесса;

• оформлять производственные задания бригадам (рабочим), осу
ществлять контроль и приемку работ;
владеть

• методами осуществления контроля соблюдения технологи
ческой дисциплины и экологической безопасности;

• способностями к обобщению, анализу, восприятию новых 

технологий ведения работ на базе современных строительных 
машин, постановке цели и выбору путей ее достижения;

• методами возведения зданий и сооружений, комплексной ме
ханизации и автоматизации строительных процессов с использованием стандартных прикладных расчетных и графических 
программных пакетов;

• основными методами, способами и средствами получения, хра
нения и переработки информации, навыками работы с компьютером как средством управления информацией.

Глава 1

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ И МЕХАНИЗМЫ

1.1. КЛАССИФИКАЦИЯ 

И ИНДЕКСАЦИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН

Применяемые в строительстве машины можно классифициро
вать:
• по назначению, т.е. технологическому признаку, на транс
портные; транспортирующие; погрузочно-разгрузочные; грузоподъемные; землеройные машины; машины для свайных работ; 
для приготовления, транспортирования, укладки и уплотнения 
бетонных и растворимых смесей; для уплотнения грунтов; для 
ремонта и содержания дорог; для отделочных и кровельных 
работ; ручные машины. Каждая из этих групп машин делится 
на подгруппы, например, в составе машин для земляных работ 
можно выделить экскаваторы, бульдозеры, скреперы, грейдеры 
и др. В свою очередь внутри подгрупп машин существуют отдельные типы конструкции их узлов или машин в целом (экскаваторы одноковшовые и многоковшовые, причем первые могут 
быть с прямой и обратной лопатой, грейдером, драглайном, 
погрузчиком, свайным молотом, а многоковшовые — роторными или цепными, с продольным или поперечным копанием 
и т.п.). Каждый тип машины имеет ряд типоразмеров (моделей 
или марок). Такие машины близки по конструкции, но отличаются по отдельным параметрам, например по вместительности 
ковша, радиусу и глубине копания, размерам, массе, мощности, 
производительности;

• по режиму работы (или принципу действия) на машины пе
риодического (циклического) и непрерывного действия. Машины циклического действия отличаются универсальностью 
и приспособленностью к работе в различных производственных 
условиях, а машины непрерывного действия — высокой производительностью;

• по степени подвижности на переносимые, стационарные и пе
редвижные, в том числе прицепные, полуприцепные и самоходные;

• по типу ходового устройства на машины на гусеничном, пнев
моколесном, рельсовом ходу, шагающие и комбинированные;

• по виду силового оборудования на работающие от электрических 

двигателей и двигателей внутреннего сгорания. Электрические

всегда готовы к работе, но им требуются источники электроэнергии. Двигатели внутреннего сгорания при наличии топлива 
являются полностью автономными. Многие строительные машины имеют комбинированный привод, т.е. они бывают дизель-электрическими, дизель-гидравлическими, дизель-пневматическими, электрогидравлическими, электропневматическими;

• по количеству двигателей на одномоторные, когда все механизмы 

машины работают от одного двигателя, и многомоторные, когда 
для механизмов машины может быть предусмотрен свой двигатель;

• по системам управления на машины с ручным, полуавтоматиче
ским и автоматическим управлением, а по средствам управления
на машины с механическим, пневматическим, электрическим 
и комбинированным управлением (например, гидромеханические);

• по степени универсальности на универсальные, т.е. многоцеле
вого назначения (съемное рабочее оборудование), и одноцелевые (один вид рабочего оборудования);

• по степени автоматизации на машины с механизированным 

управлением, с автоматизированным управлением, с автоматизированным управлением при помощи микропроцессоров 
и мини-ЭВМ. Появились строительные манипуляторы и роботы.
На все выпускаемые строительные машины для облегчения 

их выбора имеется единая система индексации. Каждой машине 
присваивается свой индекс или своя марка. Буквенная часть индекса указывает на вид машин, а цифровая — на их технические 
характеристики. Например, буквенный индекс экскаваторов одноковшовых — ЭО, экскаваторов траншейных роторных — ЭТР, 
цепных — ЭТЦ, землеройно-транспортных машин — ДЗ, машин 
для подготовительных работ и разработки мерзлых грунтов — ДП, 
кранов стреловых — КС, башенных — КБ, оборудования для погружения свай — СП, бурильных машин — БМ, машин для отделочных работ — СО, лебедок — ТЛ, погрузчиков многоковшовых — 
ТМК, одноковшовых — ТО, подъемников — ТП, конвейеров 
и питателей — ТК, машин для уборки и очистки городов — КО, 
ручных машин: электрических — ИЭ, пневматических — ИП, вибраторов — ИВ и т.д. После цифровой части индекса, указывающей 
на технические характеристики машин, могут быть также приведены дополнительные буквы, обозначающие вид их специального 
исполнения, а также порядковую модернизацию и другие дополнительные сведения.

1.2. ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ 

И КОНСТРУКТИВНО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ 

ХАРАКТЕРИСТИКИ МАШИН

Каждая строительная машина состоит из рабочего оборудования, 

непосредственно выполняющего технологическую операцию; ходового оборудования, влияющего на передвижение машины; силового 
оборудования (двигателя), приводящего в действие рабочее и ходовое 
оборудование; передаточных механизмов (трансмиссии), связывающих рабочее и ходовое оборудование с силовым; системы управления, используемой для включения и выключения, реверсирования 
и изменения скорости механизмов и рабочих органов машин; рам, 
на которых установлены все узлы и механизмы машин.

Основным технико-эксплуатационным показателем является 

производительность машины, определяемая количеством продукции, 
вырабатываемой машиной в единицу времени (обычно за один час).

Конструктивная (теоретическая) производительность Пк пред
ставляет собой максимально возможную производительность машины, полученную при расчетных скоростях рабочих движений 
и нагрузки на рабочий орган, при полном отсутствии простоев и при 
определенных условных факторах.

Производительность машин периодического действия (м3/ч или 

в т/ч):

к
к
П
илиП
qn
qn
=
=
γ
  
, 
(1.1)

где q — расчетное количество продукции, выдаваемое машиной 
за один цикл работы, м3 или т; n — число циклов работы машины 
в час (n = 3600/tц , где tц — продолжительность цикла, с); γ — плотность продукции (материала), т/м3.

Конструктивная производительность непрерывного действия 

(м3/ч или т/ч):

к
к
П
3600
илиП
3600
Fv
Fv
=
=
γ
  
,
(1.2)

где F — расчетное поперечное сечение потока продукции, м2; v — 
расчетная скорость движения потока, м/с.

Техническая производительность Пт представляет собой макси
мально возможную производительность, которая может быть получена в данных конкретных производственных условиях при непрерывной работе машины:

т
к
т
П
П
К
=
⋅
,
(1.3)

где Кт — коэффициент, учитывающий конкретные условия работы.

Эксплуатационная производительность Пэ определяется реаль
ными условиями использования машины с учетом неизбежных технологических и организационных перерывов в ее работе:

э
т
в
П
П
К
=
⋅
, 
(1.4)

где Кв — коэффициент использования машины за определенный 
промежуток времени:

в
с

с
К
Т
nt
T
=
− ∑
, 
(1.5)

где Тс — полное время работы машины за смену; tn — время перерывов в работе машины за смену.

Стоимость единицы продукции определяется как отношение 

стоимости машино-смены к сменной эксплуатационной производительности машины.

Маневренность машины — это способность работать и передви
гаться в системных условиях, разворачиваться на месте. Иногда маневренности придают более широкое значение, отвечающее скорее 
свойству, называемому подвижностью.

Подвижность машины — способность передвигаться как по стро
ительному участку, так и вне его. Подвижность определяется скоростью движения, рабочей, транспортной проходимостью, устойчивостью при движении и работе, габаритом машины и другими 
параметрами.

1.3. ГРУЗОВЫЕ АВТОМОБИЛИ, ТРАКТОРЫ 

И ПНЕВМОКОЛЕСНЫЕ ТЯГАЧИ

Грузовые автомобили обладают сравнительно большой скоро
стью передвижения (до 80 км/ч), маневренностью, малым радиусом 
поворота, могут преодолевать довольно крутые подъемы и спуски, 
пригодны для работы с прицепами и полуприцепами, а также могут 
быть оснащены специальными кузовами для перевозки различных 
грузов и дополнительными механизмами, облегчающими их разгрузку.

Различают следующие автомобили: бортовые, самосвалы, тя
гачи и специализированные (битумовозы, бетоновозы, панелевозы 
и т.д.). Обычно они выполняются по единой конструктивной схеме 
и состоят из трех основных частей — двигателя, шасси и кузова.

На современных автомобилях применяются двигатели внут
реннего сгорания — карбюраторные и дизели, которые преобразуют 
тепловую энергию, выделяемую при сгорании топлива, в механиче

скую. Шасси состоит из механической ступенчатой трансмиссии 
(силового передатчика), ходовой части и механизмов управления 
машиной. Трансмиссия передает крутящий момент от вала двигателя к ведущим колесам, а также приводит в действие различное 
оборудование, смонтированное на автомобиле.

Автомобили нормальной проходимости, приспособленные для 

работы на шоссе и грунтовых дорогах, имеют один ведущий мост — 
задний, а автомобили повышенной проходимости — два (передний 
и задний) или три (передний и два задних).

В трансмиссиях автомобилей, используемых в качестве базы 

строительных машин, предусмотрен подвод части мощности двигателя к раздаточному редуктору, имеющему вал отбора мощности 
для привода рабочего навесного оборудования.

Тракторы применяются в строительстве для перемещения тя
желых грузов на прицепах по плохим дорогам и пересеченной 
местности, т.е. там, где не может пройти автомобиль, а также передвижения и работы навесных или прицепных строительных машин. 
Различают пневмоколесные и гусеничные тракторы, которые делятся на несколько классов в зависимости от максимального тягового усилия в тс (кН) на крюке трактора при номинальной мощности. В строительстве применяются тракторы тягового класса: 
1,4 тс (13,8 кН), 3 тс (29,5 кН), 6 тс (59 кН), 9 тс (88кН), 15 тс 
(149 кН), 28 тс (345 кН) и 35 тс (443 кН).

Пневмоколесные тракторы обладают сравнительно большими 

скоростями передвижения (до 40 км/ч), высокой мобильностью, маневренностью. Они эффективны на дорогах с твердым 
покрытием. Основной их недостаток — сравнительно высокое 
удельное давление на грунт (0,2–0,4 Мпа), значительно снижающее 
проходимость машины. По типу системы поворота различают 
тракторы с передними управляемыми колесами, со всеми управляемыми колесами и с шарнирно-сочлененной рамой. Наиболее распространены пневмоколесные тракторы с дизелями, механической 
трансмиссией и передними управляемыми колесами.

Гусеничные тракторы широко применяются в строительстве бла
годаря значительному тяговому усилию на крюке (не менее 3 тс), 
надежному сцеплению гусеничного хода с грунтом, малому удельному давлению на грунт (0,02–0,06 Мпа) и высокой проходимости. 
Основным недостатком гусеничных тракторов является их тихоходность (не более 12 км/ч).

Различают тракторы общего назначения, мелиоративные, карь
ерные и специальные — для работы с отдельными типами машин.

Основные узлы пневмоколесных и гусеничных тракторов — 

двигатель, силовая передача (трансмиссия), остов (рама), ходовое 
устройство, система управления, вспомогательное и рабочее оборудование.

Гусеничные тракторы оснащаются дизелями и карбюраторными 

двигателями, механическими, гидромеханическими и электромеханическими трансмиссиями. Все тракторы могут иметь различное 
положение кабины — заднее, переднее и среднее.

Пневмоколесные тягачи в сравнении с гусеничными тракторами 

проще по конструкции, имеют меньшую массу, бóльшую долговечность, они дешевле в изготовлении и эксплуатации. Скорость 
тягачей — до 50 км/ч. Различают одноосные и двухосные тягачи.

Одноосный пневмоколесный тягач состоит из двигателя, транс
миссии и двух ведущих колес. Самостоятельно передвигаться или 
стоять на двух колесах без полуприцепного оборудования одноосной тягач не может. В сочетании с полуприцепным рабочим 
оборудованием такой тягач составляет самоходную строительную 
машину с передней ведущей осью. Оба колеса тягача управляемы. 
Управление сцепом тягач с полуприцепом осуществляет путем поворота тягача на 90о вправо-влево относительно полуприцепа с помощью гидроцилиндров двустороннего действия.

Двухосные тягачи могут самостоятельно перемещаться без при
цепа, работать в агрегате с двухосными прицепами и имеют один 
или два ведущих моста и шарнирно-сочлененную раму.

В конструкциях двухосных тягачей большой мощности (свыше 

400 кВт) применяют электромеханические трансмиссии с моторколесами. В мотор-колесах используют электродвигатели постоянного тока, которые питаются током от генератора, приводимого 
во вращение двигателем-дизелем.

На базе колесных тягачей, используя различное сменное рабочее 

оборудование, создают многие строительные и дорожные машины.

1.4. ПОГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНЫЕ МАШИНЫ

Различают погрузчики периодического и непрерывного дей
ствия; гусеничные (на базе гусеничных тракторов) и пневмоколесные (на базе двухосных тягачей и самоходных шасси); с двигателями внутреннего сгорания и электродвигателями постоянного 
тока с питанием от аккумуляторных батарей; с гидравлическим 
и механическим приводом работающего оборудования.

Погрузчики периодического действия разделяются на одноков
шовые и вилочные. Эффективны при транспортировке груза 

на 50–60 м в пределах строительной площадки или склада. Одноковшовые погрузчики применяются для разгрузки, перемещения 
и складирования насыпных, мелкокусковых и штучных грузов, 
а также для экскавации и погрузки в автосамосвалы (или отсыпки 
в отвал) неслежавшихся грунтов 1–3-й групп и естественного 
грунта 1-й группы.

Наиболее распространены в строительстве универсальные, 

фронтальные и полуповоротные погрузчики на пневмоколесном 
и гусеничном ходу, которые кроме основного рабочего органа 
(ковша) оснащаются еще комплектом быстросъемного сменного 
рабочего оборудования, обеспечивающего универсальность их применения.

Фронтальные погрузчики выпускаются на гусеничном и пнев
моколесном ходу и обеспечивают разгрузку ковша или другого рабочего органа вперед на любой отметке в пределах заданной высоты.

Полуповоротный погрузчик обеспечивает разгрузку ковша 

и других рабочих органов вперед и на обе стороны (на угол 90о

и более) от продольной оси машины и состоит из специального 
пневмоколесного шасси с двумя ведущими мостами и погрузочного оборудования на поворотной платформе. Эта его особенность 
позволяет сократить продолжительность рабочего цикла на 30–40% 
и использовать его при выполнении погрузочных работ в стесненных условиях.

Кроме основного рабочего органа — нормального ковша, одно
ковшовые погрузчики оснащаются: ковшами увеличенной вместимости для легких материалов; скелетными ковшами для скальных 
пород; экскавационным оборудованием для рытья небольших 
котлованов и траншей в слабых грунтах; бульдозерами-отвалами, 
скреперами, кусторезами, корчевателями, собирателями, рыхлителями, асфальтовзламывателями, используемыми для производства 
подготовительных работ по расчистке и планировке строительных 
площадок и трасс строительства трубопроводов, рытья котлованов, 
возведения насыпей, засыпке траншей, пазух и т.д. При небольших 
объемах работ эффективны малогабаритные универсальные погрузчики, способные совершать разворот на месте на 180о с загруженным ковшом при ширине рабочей зоны до 4 м и выезжать 
с загруженным ковшом задним ходом при ширине проезда не более 
2 м.

Вилочные погрузчики (автогрузчики) оснащены комплектом 

сменных рабочих органов: вилами и специальными захватами, 
ковшами, грузовыми стрелами. Автопогрузчик состоит из ходовой