Производство работ нулевого цикла

Производство работ нулевого цикла

Московский государственный открытый университет

Кафедра строительного производства

Курсовая работа

по дисциплине: Технология строительных процессов

на тему: «Производство работ нулевого цикла»

ВВЕДЕНИЕ

По мере роста объёмов капитального строительства неизбежно увеличиваются и объёмы земляных работ, исчисляемые миллиардами кубических метров в год. Успешное выполнение такого большого объёма земляных работ возможно благодаря постоянному росту совершенствования парка средств механизации, применению прогрессивных способов организационно - технического уровня строительства.

Механизация земельных работ в строительстве определяется СНИП 14-1-76, на основе которого осуществляется правильный подбор машин. Из комплекта машин выбирается ведущая, в соответствии с параметрами которой определяется весь комплекс машин и разрабатывается проект производства работ.

1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

. Категория грунта. Распределение немерзлых грунтов на группы в зависимости от трудности их разработки механизированным способом.

Грунт: супесь без примесей. Для него при разработке одноковшовыми экскаваторами принимается I категория, скреперами - II категория.

. Объемная масса грунта в плотном состоянии (естественном) ρ=1,7 т/м³

3. Разрыхляемость грунтов. Первоначальное разрыхление 10%, остаточное - 2,5%

. Устойчивость грунтов в откосах. Крутизна откосов выражается величиной угла между горизонтальной плоскостью и плоскостью откоса j=30° или отношении 1: m = 1:1,75

Вариант 206539:

) Размеры площадки: 600×500 м;

) Уклон площадки: i=0,0018;

) Состав грунта:

Растительный слой: 0,10 м;

Супесь: 6,00 м;

Глина ломовая: 5,00 м;

) УГВ от Нср = 3,1 м;

) Расстояние до отвала 5,6 км;

) Скорость транспортирования: 41 км/ч;

) Район проектирования - Саранск;

) Номера котлованов:

Летний период: 3-2-6;

В зимний период: 5.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМОВ РАБОТ ПО ПЛАНИРОВКЕ ПЛОЩАДКИ

Для определения объёмов земляных работ воспользуемся методом квадратных призм. Чёрные отметки определяются при помощи линейной интерполяции между двумя смежными горизонталями.

Средняя отметка планировки площадки (при соблюдении нулевого баланса земляных работ) по методу квадратных призм определяется по формуле:

Нср = (∑Н₁ + 2∙∑Н₂ + 3∙∑Н₃ + 6∙∑Н₆) / 6∙n

- число квадратов;

∑H₁, ∑H₂, ∑H₃, ∑H₆ - сумма чёрных отметок таких углов планировочной съёмки, где соответственно находятся один, два, три , 6 углов треугольника.

Нср = 154,32 м.

Проектные (красные) отметки в вершинах квадратов определяется согласно заданному уклону поверхности площади:

- заданный уклон площадки;- расстояние от вершин квадратов до оси поворота с отметкой, перпендикулярной направлению уклона, м.

Рабочие отметки определяются как разность чёрных и красных отметок по формуле:

Знак (-) соответствует насыпи, знак (+) - выемке. Насыпь и выемка определяются друг от друга так называемой линией нулевых работ, для всех точек которой рабочие отметки нулевые. Точки пересечения нулевой линии со сторонами квадратов находят по интерполяции.

Объемы планировочных работ подсчитаны с помощью Excel по методическим указаниям.

Сводная ведомость баланса земляных масс на площадке.

Исходные данные

Длина стороны квадрата, м			100
Количество вершин квадратов по горизонтали			7
Количество вершин квадратов по вертикали			6
Разность отметок соседних горизонталей, м			0,25
Уклон площадки слева направо			0,0018
Уклон площадки сверху вниз			0,0018
Угол естественного откоса грунта, град.			30

Меньшие отметки горизонталей для каждой вершины квадратов, м

153,75	154,00	154,25	154,25	154,25	154,00	153,75
153,75	154,00	154,25	154,50	154,25	154,25	153,75
153,75	154,25	154,50	154,75	154,50	154,25	153,75
153,75	154,25	154,75	154,75	154,75	154,25	153,75
153,75	154,25	154,25	154,50	154,50	154,00	153,75
153,75	154,00	154,25	154,25	154,25	154,00	153,75

Минимальные расстояния между соседними горизонталями с обеих сторон вершины L, мм

32	31	43	37	48	33	30
18	43	35	29	53	42	21
18	41	18	28	24	30	19
28	26	32	24	30	22	19
34	34	48	31	35	26	31
31	25	50	43	42	32	45

Минимальные расстояния от вершин квадратов до горизонтали с меньшей отметкой l, мм

63584144
9	29	22	11	39	6	9
13	21	14	18	20	12	10
21	14	7	14	3	7	14
21	7	44	5	4	16	16
7	12	9	8	6	4	9

Средний коэффициент остаточного разрыхления грунтов, затронутых при планировке площадки, при средней рабочей отметке в зоне выемки h_ср=0,39 м, k_op^cp = 0,025.

Полученные данные

Сводная ведомость баланса земляных масс на площадке, м³

		Объём работ					Насыпь	Выемка
Основной в рядовых и переходных призмах							-59960,37	60068,29
Дополнительный в откосах по контуру площадки							-793,15	91,86
Увеличение объёма грунта за счёт остаточного разрыхления								1504,00
						ИТОГО:	-60753,53	61664,15

Разность между суммарными объёмами насыпей и суммарными объёмами выемок составляет 1 %.

Ведомость подсчёта объёмов работ по планировке площадки
			Объем выемки:		60068,29	м3
			Объем насыпи:		-59960,37	м3
№	Рабочие отметки, м			h1+h2+h3	Vпризмы	Vпир	Vкл	Выемка	Насыпь
пр.	h1	h2	h3	м	м3	м3	м3	м3	м3
1	-1,54	-0,81	-1,29	-3,64	-6066,67	0,00	-6066,67	0,00	-6066,67
2	-1,54	-0,81	-1,14	-3,49	-5816,67	0,00	-5816,67	0,00	-5816,67
3	-1,14	-0,39	-0,81	-2,34	-3900,00	0,00	-3900,00	0,00	-3900,00
4	-1,14	-0,39	-0,70	-2,23	-3716,67	0,00	-3716,67	0,00	-3716,67
5	-0,70	-0,03	-0,39	-1,12	-1866,67	0,00	-1866,67	0,00	-1866,67
6	-0,70	-0,03	-0,50	-1,23	-2050,00	0,00	-2050,00	0,00	-2050,00
7	-0,50	-0,01	-0,03	-0,54	-900,00	0,00	-900,00	0,00	-900,00
8	-0,50	-0,01	-0,35	-0,86	-1433,33	0,00	-1433,33	0,00	-1433,33
9	-0,35	-0,01	0,03	-0,33	-550,00	2,96	-547,04	2,96	-547,04
10	-0,35	-0,33	0,03	-0,65	-1083,33	0,33	-1083,00	0,33
11	-0,33	-0,22	0,03	-0,52	-866,67	0,50	-866,17	0,50	-866,17
12	-0,33	-0,22	-0,48	-1,03	-1716,67	0,00	-1716,67	0,00	-1716,67
13	-1,29	-0,42	-1,05	-2,76	-4600,00	0,00	-4600,00	0,00	-4600,00
14	-1,29	-0,42	-0,81	-2,52	-4200,00	0,00	-4200,00	0,00	-4200,00
15	-0,81	-0,42	0,07	-1,16	-1933,33	1,33	-1932,01	1,33	-1932,01
16	-0,81	-0,39	0,07	-1,13	-1883,33	1,41	-1881,92	1,41	-1881,92
17	0,07	0,47	-0,39	0,15	250,00	-249,91	0,09	0,09	-249,91
18	-0,39	-0,03	0,47	0,05	83,33	402,41	-319,08	402,41	-319,08
19	0,47	0,45	-0,03	0,89	1483,33	-0,19	1483,15	1483,15	-0,19
20	-0,03	-0,01	0,45	0,41	683,33	687,84	-4,51	687,84	-4,51
21	0,45	0,27	-0,01	0,71	1183,33	-0,01	1183,32	1183,32	-0,01
22	0,03	0,27	-0,01	0,29	483,33	-0,15	483,18	483,18	-0,15
23	0,03	0,27	-0,02	0,28	466,67	-0,92	465,75	465,75	-0,92
24	-0,22	-0,02	0,03	-0,21	-350,00	3,60	-346,40	3,60	-346,40
25	-1,05	-0,24	-0,86	-2,15	-3583,33	0,00	-3583,33	0,00	-3583,33
26	-1,05	-0,24	-0,42	-1,71	-2850,00	0,00	-2850,00	0,00	-2850,00
27	-0,42	-0,24	0,36	-0,30	-500,00	166,15	-333,85	166,15	-333,85
28	0,07	0,36	-0,42	0,01	16,67	-323,08	306,41	306,41	-323,08
29	0,07	0,64	0,36	1,07	1783,33	0,00	1783,33	1783,33	0,00
30	0,07	0,64	0,47	1,18	1966,67	0,00	1966,67	1966,67	0,00
31	0,47	0,69	0,64	1,80	3000,00	0,00	3000,00	3000,00	0,00
32	0,47	0,69	0,45	1,61	2683,33	0,00	2683,33	2683,33	0,00
33	0,45	0,43	0,69	1,57	2616,67	0,00	2616,67	2616,67	0,00
34	0,45	0,43	0,27	1,15	1916,67	0,00	1916,67	1916,67	0,00
35	0,27	0,21	0,43	0,91	1516,67	0,00	1516,67	1516,67	0,00
36	0,27	0,21	-0,02	0,46	766,67	-0,20	766,47	766,47	-0,20
37	-0,86	-0,14	-0,72	-1,72	-2866,67	0,00	-2866,67	0,00	-2866,67
38	-0,86	-0,14	-0,24	-1,24	-2066,67	0,00	-2066,67	0,00	-2066,67
39	-0,24	-0,14	0,22	-0,16	-266,67	107,17	-159,50	107,17	-159,50
40	0,36	0,22	-0,24	0,34	566,67	-83,48	483,19	483,19	-83,48
41	0,36	0,46	0,22	1,04	1733,33	0,00	1733,33	1733,33	0,00
42	0,36	0,46	0,64	1,46	2433,33	0,00	2433,33	2433,33	0,00
43	0,64	0,63	0,46	1,73	2883,33	0,00	2883,33	2883,33	0,00
44	0,64	0,63	0,69	1,96	3266,67	0,00	3266,67	3266,67	0,00
45	0,69	0,43	0,63	1,75	2916,67	0,00	2916,67	2916,67	0,00	0,69	0,43	0,43	1,55	2583,33	0,00	2583,33	2583,33	0,00
47	0,43	0,34	0,43	1,20	2000,00	0,00	2000,00	2000,00	0,00
48	0,43	0,34	0,21	0,98	1633,33	0,00	1633,33	1633,33	0,00
49	-0,72	-0,14	-0,63	-1,49	-2483,33	0,00	-2483,33	0,00	-2483,33
50	-0,72	-0,14	-0,14	-1,00	-1666,67	0,00	-1666,67	0,00	-1666,67
51	-0,14	-0,14	0,21	-0,07	-116,67	126,00	-9,33	126,00	-9,33
52	0,22	0,21	-0,14	0,29	483,33	-36,30	447,04	447,04	-36,30
53	0,22	0,40	0,21	0,83	1383,33	0,00	1383,33	1383,33	0,00
54	0,22	0,40	0,46	1,08	1800,00	0,00	1800,00	1800,00	0,00
55	0,46	0,57	0,40	1,43	2383,33	0,00	2383,33	2383,33	0,00
56	0,46	0,57	0,63	1,66	2766,67	0,00	2766,67	2766,67	0,00
57	0,63	0,49	0,57	1,69	2816,67	0,00	2816,67	2816,67	0,00
58	0,63	0,49	0,43	1,55	2583,33	0,00	2583,33	2583,33	0,00
59	0,43	0,44	0,49	1,36	2266,67	0,00	2266,67	2266,67	0,00
60	0,43	0,44	0,34	1,21	2016,67	0,00	2016,67	2016,67	0,00

Объемы откосов верхнего и нижнего, м³ Объемы откосов левого и правого, м³

Вертикальный ряд	Верхний гориз. ряд	Нижний гориз. ряд
1-й ряд	-155,50	-12,84
		-0,17
2-й ряд	-73,30	0,57
3-й ряд	-31,18	8,06
4-й ряд	-15,64	20,37
5-й ряд	-10,01	24,33
6-й ряд	-14,20	18,73

Горизонтальный ряд	Левый вертик. ряд	Правый вертик. ряд
1-й ряд	-173,40	-10,61
2-й ряд	-118,55	-1,25
3-й ряд	-78,98
4-й ряд	-54,05	6,55
5-й ряд	-39,46	13,17

Объемы откосов в углах, м³ Общий объем откосов

	Угол		Левый			Правый
	Верхний		-3,65			-0,11
	Нижний		-0,25			0,09
Выемка:		91,86		м3
Насыпь:		-793,15		м3

земляные работы машина грунт

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМОВ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ

.1 Подсчёт объёмов котлованов

Объём прямоугольного в плане котлована, расположенного на спланированной площадке с уклоном до 10% можно определить по формуле:

V = (H_к/6) ∙ (a∙b + c∙d + (a + c)∙(b + d))

где Н_к - средняя глубина котлована, равная разности между планировочной отметкой в зоне котлована и отметкой дна котлована, м; а, b - размеры котлована по дну, м;

с, d - размеры котлована по верху с учётом принятых откосов

c = a + 2 ∙ m ∙ H_к

d = b + 2 ∙ m ∙ H_к

где m - показатель естественного откоса котлована, m= 1,75.

Котлован №2.

a = 24 м.

b = 60 м.

c = 24 + 2 ∙ 1,75 ∙ 2 = 31 м.

d = 60 + 2 ∙ 1,75 ∙ 2 = 67 м.

V = (2/6) ∙ (24∙60 + 31∙67 + (24 + 31)∙(60 + 67)) = 3501 м³.

Котлован №3.

При сложной конфигурации в плане котлована их следует разбить на отдельные геометрические тела, объёмы которых подсчитываются отдельно, используя формулы объектов разных геометрических тел.

Объем 1-ого геометрического тела:

a = 18 м.

b = 24,5 м.

c = 18 + 2 ∙ 1,75 ∙ 3 = 28,5 м.

d = 24,5 + 2 ∙ 1,75 ∙ 3 = 35 м.

V₁ = (3/6) ∙ (18∙24,5 + 28,5∙35 + (18 + 28,5)∙(24,5 + 35)) = 2103 м³.

Объем 2-ого геометрического тела:

a = 9 м.

b = 35 м.

c = 9 + 2 ∙ 1,75 ∙ 3 = 19,5 м.

d = 35 + 2 ∙ 1,75 ∙ 3 = 45,5 м.

V₂ = (3/6) ∙ (9∙35 + 19,5∙45,5 + (9 + 19,5)∙(35 + 45,5)) = 1748 м³.

Общий объем котлована со сложной конфигурацией:

V = 2∙V₁+V₂ = 2 ∙ 2103 + 1748 = 5954 м³.

Котлован №5 (разрабатывается в зимних условиях - без откосов).

a = 108 м; b = 18 м; Н_к = 3 м.

= a ∙ b ∙ H_к = 108 ∙ 18 ∙ 3 = 5832 м³.

3.2 Подсчёт объема траншеи

По заданию следует разработать траншею для коммуникаций. В летних условиях ее следует разрабатывать в отвал, без вывозки грунта. Ее объем может быть подсчитан по формуле: V_тр = 1/2 ∙ (b + d) ∙ h ∙ l.

b - ширина траншеи по низу, м;

d - ширина траншеи по верху, м;

l - длина траншеи, м;

h - глубина, м;

m- показатель крутизны откоса.

Продольный уклон дна траншеи условно принимается равным уклону спланированной поверхности.

Котлован №6 (траншея).

V_тр = 1/2 ∙ (b + d) ∙ h ∙ l.

m = 1,75; b = 1,8 м; h = 2 м;

d = b + 2∙m = 1,8 + 2 ∙ 1,75 = 5,3 м.

l = 185 + 250 + 175 = 610 м.

V_тр = 1/2 ∙ (1,8 + 5,3) ∙ 2 ∙ 610 = 4331 м³.

3.3 Подсчёт объёмов въездных траншей

Сразу же следует наметить расположение съезда в котлован, необходимого для ввода в забой экскаватора - прямая лопата, а также для работы транспортных средств. Ширина съездов принимается: при одностороннем движении транспорта - 4,0 м, при двустороннем - 6,0 м.

Объем въездной траншеи определяется по формуле:

,

H - глубина котлована в месте примыкания траншеи, м;

b - ширина траншеи по дну, м;

m - показатель откоса котлована;

m′ - показатель откоса дна траншеи (уклон траншеи), принимается в размере 1:8÷1:12 в зависимости от вида грунта, его влажности, вида транспортных средств.

m′ = 10, b = 4 м.

Котлован 2

V = (2²/6) ∙ (3∙4 + 2∙1,75∙2∙(10 - 1,75)/10) ∙ (10 - 1,75) = 98 м³.

Котлованы 3 и 5

V = (3²/6) ∙ (3∙4 + 2∙1,75∙2∙(10 - 1,75)/10) ∙ (10 - 1,75) = 220 м³.

3.4 Подсчёт объёмов недобора грунта

При определении объемов котлованов и траншеи следует иметь в виду, что эти сооружения должны быть вырыты без нарушения структуры грунта в основании. В связи с этим требованием при работе экскаватора предусматривается недобор грунта.

V_подч. = F_к ∙ h_н,

_к - площадь дна котлована, м²;

h_н - глубина (толщина) недобора, м,

Объем подчистки дна траншеи после отрывки её экскаватором

V_подч. = F_тр ∙ h_н,

_тр - площадь дна траншеи, м².

Для котлованов 3 и 5 принимаем для разработки экскаватор с прямой лопатой и ковшом, объемом 0,65 м³. Для котлована 6 и 2 принимаем для разработки экскаватор с обратной лопатой и ковшом, объемом 0,4 м³.

Для этих экскаваторов толщина недобора соответственно равна:

ЭО-3311Д (прямая лопата) 0,4: h_Н= 0,1 м; ЭО-4111В 0,65: h_Н= 0,15 м.

Котлован 3 : V_подч. = (2∙24,5∙18 + 35∙9) ∙ 0,1 = 119,7 м³,

Котлован 2 : V_подч. = 60 ∙ 24 ∙ 0,15 = 216 м³

Котлован 6 : V_подч. = 610 ∙ 1,8 ∙ 0,15 = 164,7 м³

Котлован 5 : V_подч. = 108 ∙ 18 ∙ 0,1 = 194,4 м³,

.5 Определения параметров забоя при разработке котлованов

. Разработка экскаватором прямая лопата

Котлован 3 и 5 (ЭО-4111В)

 

При ширине выемки более 3,5 R_р первая проходка принимается лобовой, а остальные - боковыми. При этом ось перемещения экскаватора смещается ближе к ранее выработанной части забоя, чтобы угол α был не более 45°. Ширина забоя

. Параметры лобового забоя при движении экскаватора по прямой (по оси забоя)

а) Ширина забоя по верху

B = 2∙√R²_р- l²_n = 12,3 м.

R_р = (0,8÷0,9)∙R^max_р = 0,9∙7,8 = 7,02 м, где R^max_р = 7,8 м - наибольший радиус резания,

l_n = 3,4 м - длина рабочей передвижки экскаватора.

б) Ширина забоя на уровне стоянки

B_ст = 2∙(R_ст/ R_р)∙√R²_р- l²_n = 8,2 м,

где R_ст = 4,7 м - радиус резани на уровне стоянки.

в). Длина рабочей передвижки экскаватора

l_n ≤ 0,75Б = 3,4 м, где Б = 4,5 м - длина рукояти.

. Вторая проходка, при этом ост перемещения экскаватора смещается ближе к ранее выработанной части.

а) Ширина забоя по дну

B_бок = B₁ + B₂, м,

B₁ =(R_ст/ R_р)∙√R²_р- l²_n = 4,1 м

B₁ = R_ст∙cos45° = R_ст/√2 = 3,3 м,

B_бок = 4,1 + 3,3 = 7,4 м.

Радиус выгрузки

R_В = (0,8÷0,9)∙R^max_В = 0,9∙7,2 = 6,48 м, где R^max_B = 7,2 м - наибольший радиус выгрузки.

. Разработка экскаватором обратная лопата

Котлован 2 (ЭО-3311Д)

Разрабатываем выемку любой проходкой.

При загрузке грунта на одну сторону ось перемещения экскаватора по забою смещается в сторону отвала, и ширина проходки по верху при этом равна

B_m= b₁ + b₂ = √R²_р- L²_n + (R_B - B_отв/2 - 1) = 6,8 + 4,55 = 11,4 м,

где R_р = 7,8 м - наибольший радиус резания,

L_n - длина рабочей передвижки экскаватора

B_отв=2,5 м - ширина отвала (кузова)

R_B = 6,8 м,

Длина рабочей передвижки экскаватора

L_n = R_р - R^min₃ = R_р - (R^min_cm + h∙ctgφ) = 3,8 м,

где R_р = 7,8 м - наибольший радиус резания,

R^min₃ - наименьший радиус резания на уровне дна забоя, м,

R^min_cm = 3 м - наименьший радиус резания на уровне стоянки экскаватора (расстояние от оси поворота экскаватора до бровки откоса)

При средней величине торцевого угла откоса φ=45° величина R_cm для экскаваторов емкостью ковша 0,5 м³ равна: R_cm = 3,0 м;

h = 2 м - глубина выемки

φ - угол торцевого откоса (обычно 45°).

Траншея 6 (ЭО-3311Д)

S₁ = h/2 ∙ (a + b) = 10,6 м³ - площадь сечения траншеи

a = 1,8 м - ширина дна траншеи

b = 1,75 ∙ 2 ∙ 2 + 1,8 = 8,8 м - ширина дна траншеи поверху

S₁ = S₁ ∙ k_р = 10,6 ∙ 1,2 = 12,72 м³ - площадь отвала (с учетом коэффициента разрыхления).

Для нахождения параметров отвала рассматриваем прямоугольный треугольник (1/2 от отвала)

h₀∙b/2 = 6,36; tg30° = h₀/2 => h₀ = b∙tg30°

b∙tg30° ∙ b/2 = 6,36

b² = 2∙6,36/tg30° = 22

b² = 4,7

h₀ = 4,7∙1/√3 = 2,7 м

b_осн = 2∙b = 9,4 м

Зная R_р = 7,8 м - радиус резания и R_р = 6,8 м - радиус выгрузки, после несложных арифметических решений находим расстояние между отвалом и траншеей, а также величину на которую смещается экскаватор от оси траншеи в сторону отвала.

4. ВЫБОР СПОСОБОВ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ И КОМПЛЕКТОВ МАШИН ДЛЯ ПЛАНИРОВКИ ПЛОЩАДКИ.

4.1 Определение структуры планировочных работ

№	Наименование рабочих процессов	Единица измерения	Объём работ
1 2 3 4 5 6	Снятие растительного слоя  Разработка грунта скрепером  Разработка грунта экскаватороми Уплотнение грунта катком Транспортирование грунта самосвалами  Разработка недобора грунта	30000 61664 20156 72903  15825 695

.2 Определение средней дальности перемещения грунта

Координаты центров тяжести выемки и насыпи на площадке определяются при помощи статических моментов по формулам

, ,

, ,

V_в1, V_в2 ,…,V_вn (V_н1, V_н1, …,V_нn) - объем грунта отдельных квадратов выемки (насыпи), м³;

X_в1, Х_в2,…, Х_вn (Х_н1, Х_н2, …, Х_нn) - координаты центров тяжести отдельных квадратов выемки(насыпи) относительно оси X-X, м.

Центры тяжести квадратов находятся на пересечении диагоналей.

Средняя дальность перемещения грунта, м

Z_ср = √(X_в - X_н)² + (Y_в - Y_н)²

X_н = 150 м; Y_н = 425 м

X_в = 375 м; Y_в = 230 м

Z_ср = √(375 - 150)² + (230 - 425)² = 298 м.

На такое расстояния (до 400 м) желательно применять полуприцепной скрепер.

.3 Искусственное понижение уровня грунтовых вод

При подборе легких иглофильтровых установок (ЛИУ) следует рассчитать приток воды к иглофильтровой установке или потребную производительность насосной установки.

Котлован № 3:

Q = π∙K_ф∙(2H - S)∙S/(ln R_r - ln r) = 133,8

где Q - приток воды к иглофильтровой установке, м³/сут.;

K_ф - коэффициент фильтрации, м сут.; K_ф=0,8

H - мощность водоносного слоя, м.; H=2,9

S - требуемое понижение (УГВ), м.; S=0,4

R_r - радиус действия группы иглофильтров

R_r = R + r = 30,2

R - радиус действия одного иглофильтра,

R = 1,95∙S∙√H∙K_ф = 1,2

r - приведенный радиус группы иглофильтров

r = √F/π = 29

F - Площадь котлована внутри контура иглофильтров, м²;

Количество игл в установке (не менее):

n = Q / (g∙24) = 62

где g - пропускная способность иглофильтра, м³/час;

g = 0,7∙π∙d∙K_ф = 0,09

d - диаметр фильтрового звена, d=0,05м

Расстояние между иглами не должно превышать

l ≤ L / n

где L- периметр иглофильтровой установки (в плане это длина всасывающего коллектора).

l ≤ 268 / 62 = 4 м.

Исходя, из количества игл подбираем установку ЛИУ выбрали ЛИУ-5.

Показатели	Ед. изм.	ЛИУ-5
Глубина понижения УГВ	м	5
Максимальная высота самовсасывания	м	7
Производительность	м3/час	120
Максимальный напор	м	37
Мощность двигателя	квт	20
Диаметр коллектора	мм	150
Число звеньев коллектора	шт	18
Длина звена	м	5,25
Диаметр фильтрующего звена	мм	50
Диаметр надфильтрующего звена	мм	38
Длина иглофильтра	м	8,5
Число иглофильтров	шт	100

.4 Предварительный выбор ведущей машины по техническим параметрам

Выбор ведущей машины зависит от условий производства работ: дальности перемещений, объёма работ, вида грунта и т.д.

Выбор схемы производства работ ведущей машины при планировке площадки.

Среднее расстояние перемещения грунта - 298 м.

Грунт по трудности разработки - II группа.

Принимаемый скрепер ДЗ-79

Показатели	Ед. изм.	ДЗ-79
Емкость ковша	м3	18
Тягач: тип		Т-330
Мощность	л.с.	250
Ширина резания	м	3,02
Наибольшая высота отсыпаемого слоя	м	0,50
Толщина отсыпаемого слоя	м	0,30
Скорость движения скрепера:	км/ч
рабочая		4,7
транспортная		16.4
Габаритные размеры:
длина	м	11,87
ширина	м	3,6
высота	м	3,6
Масса (без трактора)	т	18,6

4.5 Предварительный выбор 2-3 вариантов ведущей машины по техническим параметрам

Выбор рационального типа экскаватора, его мощности и рабочего оборудования является одним из главных вопросов проектирования технологии производства земляных работ. На выбор типа экскаватора влияют следующие факторы:

объём земляных работ,

размеры выемки котлована,

гидрогеологические условия (вид грунта, наличие грунтовых вод);

способы разработки котлованов, траншей.

Для выбранных вариантов ведущих машин определяется схема производства работ (схема забоя).

Машина - экскаватор оборудованная обратной лопатой (для траншеи и 2-го котлована)

Показатели	Ед. изм.	ЭО-3311Д
Емкость ковша	м3	0,4
Длина стрелы	м	4,9
Длина рукояти	м	2,3
Наибольшая глубина копания траншеи	м	4,0
Наибольшая глубина копания котлована	м	2,6
Высота выгрузки	м	5,6
Наибольший радиус копания	м	7,8
Радиус выгрузки при наиб. высоте выгрузки	м	6,8
Продолжительность цикла	сек	15

Ведущая машина-экскаватор, оборудованная прямой лопатой (для котлованов №3 и №5)

Показатели	Ед. изм	ЭО-4111Б
Емкость ковша	м3	0,65
Длина стрелы	м	5,5
Длина рукояти	м	4,5
Глубина копания	м	1,8
Радиус копания на уровне стоянки	м	4,7
Высота копания	м	7,9
Высота выгрузки	м	5,6
Наибольший радиус копания	м	7,8
Наибольший радиус выгрузки	м	7,2
Продолжительность цикла	сек	15

4.6 Подбор комплекса машин по техническим параметрам для отвозки грунта

Варианты комплектов машин выбираются с учетом структуры работ по отрывке котлованов, выбранной ведущей машины (экскаватора) и условий производства работ на площадке.

Чем меньше разнообразие машин по типам и маркам, тем легче организовать на площадке и эксплуатацию и ремонт.

Основной вид транспорта при экскаваторных работах - автомобильный.

Характеристика основных параметров автосамосвала.

Показатели	Ед. измерения	КамАЗ-5511
Грузоподъемность	т	10
Емкость кузова	м3	6,6
Время нагрузки	мин	6,6
Время разгрузки	мин	2
Габаритные размеры: длина ширина высота	мм мм мм	7140 2500 2700

4.7 Транспортирование грунта

Для транспортирования разрабатываемого одноковшовыми экскаваторами грунта чаще всего используют автосамосвалы.

Расчет потребного количества транспортных средств производится из условия обеспечения бесперебойной работы экскаватора по формуле:

Т_ц - продолжительность цикла работы транспортных единиц;

t_Н - продолжительность нагрузки самосвала, мин;

t_р - продолжительность разгрузки самосвала, мин;

L ^- длина транспортирования, км.

V_г - скорость груженого самосвала, км/ч;

V_п - скорость порожнего самосвала, км/ч.

Котлован 3

 

Н_ВР = 1,7 маш-ч = 102 маш-мин

Объем грунта в плотном теле ковша экскаватора:

V_КОВ - объем ковша экскаватора, м³

K_НАП - коэффициент наполнения ковша (K_НАП = 1)

K_ПР - коэффициент первоначального разрыхления грунта (10%)

Масса грунта в ковше экскаватора

γ - объемная масса грунта, т/м³

Число ковшей грунта, вмещаемое в кузов в соответствии с грузоподъемностью машин:

где П - грузоподъемность самосвала

Объем грунта в плотном теле загружаемый в кузов самосвала

4.8 Подбор катка для уплотнения грунта

Каток для уплотнения грунта

Показатели	ДУ - 39Б
Тип одноосного катка	Прицепной Пневмоколесный
Количество колес	5
Ширина укатываемой полосы	2,6 м
Вес катка с балластом	25 т
Без балласта	6 т
Скорость рабочая транспортная	до 10 км/ч до 15 км/ч
Габариты длина ширина высота	5880 мм 2920 мм 2260 мм
Число проходов по одному следу	3-4
Глубина уплотнения	0,4 м
Тип и марка тягача	Гусеничный трактор Т-130

5. ПРОИЗВОДСТВО ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ В ЗИМНИХ УСЛОВИЯХ

Производство земляных работ в зимних условиях связано со значительными затруднениями, вызванными тем, что вода находящаяся в порах грунта при отрицательной температуре замерзает тем самым повышает механическую прочность, сопротивление резанию и копанию грунта. Поэтому в зимних условиях оказываются малоэффективными традиционные технологические приемы, практикуемые при разработке немерзлых грунтов.

Технология производства земляных работ в зимних условиях требует принятия специальных мер, целенаправленных на обеспечение возможности производства работ по разработке грунтов при минимальных материальных и трудовых затратах.

Определяем коэффициент теплопроводности мерзлого грунта согласно формуле

λ_м = λ_гр + Δλ(В_гр - 10)

В_гр- объемная влажность мерзлого грунта, в %;

λ_гр - коэффициент теплопроводности грунта при 10 % влажности, Вт/(м°С);

Δλ - приращение коэффициента теплопроводности грунта на каждый процент прироста объемной влажности (Δλ = 0,02)

Глубина промерзания находится по формуле

t -средняя температура наружного воздуха в период охлаждения, ⁰С- число дней с отрицательной температурой;-коэффициент уменьшения глубины промерзания в зависимости от толщины снегового покрова (k = 0,45)

Поскольку для разработки грунта в мерзлом состоянии используется экскаватор емкостью ковша 0,65 м³, то максимально допустимая глубина промерзания не должна превышать 0,25 м.

Время, в течение которого грунт промерзает на глубину 0,20м

Определяем толщину утеплителя, необходимого для предохранения грунта от промерзания на глубину 0,42 м

В качестве утеплителя берем опилки

Толщина промерзшего слоя 0,20 м температура верхнего слоя грунта минус 12°С, наружного воздуха минус 20°С; конечная температура отогрева 5°С. Среднюю температуру промерзшего слоя приближенно можно определить по известной температуре верхних слоев грунта и температуре на границе промерзания, расположенной на глубине 0,25 м. Она составляет 1/3 температуры верхних слоев и равна минус 4°С.

Поскольку промерзший грунт содержит 30% воды, то общий расход тепла на отогрев грунта составит

_гр - расход тепла на отогрев грунта, кДж;

С_гр - удельная теплоемкость грунта, кДж/(кг °С);

m - масса сухого грунта при нулевой влажности (кг/м³);

Δt-приращение температуру обеспечиваемое для оттаивания грунта до заданной температуры

В данном случае полагаем, что вся вода находится в грунте в мерзлом состоянии в том числе и капиллярная вода, которая может находиться в жидком переохлажденном состоянии;

С_В, С_Л - удельная теплоемкость воды и льда_В, m_Л - масса воды и льда

Δt`, Δt``- температура отогрева льда от минус 4 до 0 и температура нагрева воды от 0 до 5 градусов

_ПЛ - скрытая теплота плавления льда, (335 кДж /кг);

- площадь поверхности грунта, м²_ГР - температура нагрева грунта, °С _Н.В. - температура наружного воздуха, °С- продолжительность отогрева грунта, час

β - коэффициент теплопередачи у наружной поверхности утеплителя, зависящий от скорости ветра, Вт/(м² °С);

λ_I - коэффициент теплопроводности утеплителя, Вт/(м² °С)

δ_I - толщина слоя утеплителя, м

Расход тепла на отогрев всего объема грунта равен

F - площадь поверхности отогреваемого грунта, м²

h - глубина промерзшего слоя, м

При охлаждении I кг пара от 100 до 5°С выделяет тепло конденсации пара равное 2663 кДж в тепло, отдаваемое конденсатом. Последнее равно

Потребность в паре для отогрева 1 м³ грунта составляет

Общая потребность в паре для отогрева всего грунта составляет

6. РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ОСНОВНЫХ И КОМПЛЕКТУЮЩИХ МАШИН

1. Скрепер

а) Срезка растительного слоя

k_Н = 1,2 - коэффициент наполнения ковша скрепера для песка

k_В = 0,85 - коэффициент использования скрепера во времени

К_Р = 1,2 - коэффициент первоначального разрыхления грунта (10%)

T_Ц - продолжительность смены (T_Ц = 8 ч)

q - объем ковша скрепера

t_Ц - продолжительность рабочего цикла

l_З, l_Т, l_ПХ - длины участков соответственно набора грунта (заполнение ковша), транспортировки грунта, разгрузки ковша и порожнего хода скрепера, м

V_З, V_Т, V_ПХ - скорости скрепера соответственно при заполнении ковша, транспортировке грунта, разгрузке и порожнем ходе, м/с

t_П - время на переключение передач тягача, с

t_ПОВ - продолжительность одного поворота, с

n - число поворотов за рабочий цикл (n=2)

h_СР - толщина растительного слоя, м

B - ширина ковша, м

   

 

б) Вертикальная планировка

k_Н = 0,8 - коэффициент наполнения ковша скрепера для песка

К_Р = 1,2 - коэффициент первоначального разрыхления грунта (10%)

T_Ц - продолжительность смены (T_Ц = 8 ч)

q - объем ковша скрепера

t_Ц - продолжительность рабочего цикла

l_З, l_Т, l_РЗ, l_ПХ - длины участков соответственно набора грунта (заполнение ковша), транспортировки грунта, разгрузки ковша и порожнего хода скрепера, м

V_З, V_Т, V_РЗ, V_ПХ - скорости скрепера соответственно при заполнении ковша, транспортировке грунта, разгрузке и порожнем ходе, м/с

t_П - время на переключение передач тягача, с

t_ПОВ - продолжительность одного поворота, с

n - число поворотов за рабочий цикл.(n=2)

h_СР - толщина срезаемого слоя грунта, м

h_ОТС - толщина слоя отсыпки, м

B - ширина ковша, м

 

2. Экскаватор

а) С прямой лопатой

q = 0,65 м³ - вместимость ковша

k_Н = 1,0 - коэффициент его наполнения

k_Р = 1,2 - коэффициент разрыхления грунта

t_Ц = 15 c - продолжительность рабочего цикла

t_ПЕР = 4 мин = 240 с - продолжительность одной передвижки экскаватора на новую позицию

n_Ц - число циклов за час работы

T_Р - продолжительность смены (T_Р = 8 ч)

k_В = 0,85 - коэффициент использования экскаватора во времени

б) С прямой и обратной лопатой

q = 0,4 м³ - вместимость ковша

k_Н = 1,0 - коэффициент его наполнения

k_Р = 1,2 - коэффициент разрыхления грунта

t_Ц = 15 c - продолжительность рабочего цикла

t_ПЕР = 4 мин = 240 с - продолжительность одной передвижки экскаватора на новую позицию

n_Ц - число циклов за час работы

T_Р - продолжительность смены (T_Р = 8 ч)

k_В = 0,85 - коэффициент использования экскаватора во времени

3. Самосвал

T - продолжительность смены (T = 8ч)

k_В = 0,85 - коэффициент использования самосвала во времени

Q - объем грунта в плотном теле загружаемый в кузов самосвала

T_Ц - продолжительность цикла работы самосвала (T_Ц = 22,4мин)

4. Каток

T - продолжительность смены (T = 8 ч)

h - толщина уплотняемого слоя, м

B - ширина уплотняемого слоя, м

b - ширина наложения на предыдущий след (b = 0,15 м)

k_В = 0,85 - коэффициент использования самосвала во времени

m - число проходов по одному месту

7. ПОДСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА МАШИН, СОСТАВЛЕНИЕ КАЛЕНДАРНОГО ПЛАНА

Сменная выработка машины:

E_ИЗМ - единица измерения вида работы

Н_ВР - норма времени на выполнение единицы работы по ГЭСН

T_СМ - количество часов в смене (T_СМ = 8 ч)

Z - количество смен за сутки

Определяем необходимое количество суток или машин:

 

V - объем работы

n - необходимое количество машин

t - необходимое количество суток

1.Скрепер

а) Срезка растительного слоя:

б) Вертикальная планировка

2.Экскаватор

а) Котлован №3

б) Котлован №5

в) Котлован №2

г) Котлован №6 (траншея)

3. Каток

4. Недобор грунта

а) Механизированный

б) Ручной

5. Понижение УГВ

а) Механизированный

8. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ

Для производства всех видов работ необходимо выполнять указания техники безопасности, предусмотренные CHuП 12-03-99 и CHuП III-4-80*, а также приводимые ниже требования:

производство земляных работ в зоне расположения подземных коммуникаций (водопроводы, газопроводы, электрокабели и т.п.) допускается только с письменного разрешения организации, ответственной за эксплуатацию этих коммуникаций. К разрешению должен быть приложен план (схема) с указанием расположения и глубины заложения коммуникаций. До начала работ необходимо установить знаки, указывающие место расположения подземных коммуникаций;

при приближении к линиям подземных коммуникаций земляные работы должны производиться под наблюдением работников электрохозяйства, если есть кабель, находящийся под напряжением;

за состоянием откосов выемок надлежит вести систематическое наблюдение;

минимальное расстояние от оси погрузочного пути до бровки разрабатываемого откоса при угле заложения его меньшим или равному углу естественного откоса грунта, следует принимать для автотранспорта - 2,5 м, а для откосов, крутизна которых превышает угол естественного откоса данного грунта - 2,0 м.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Технология строительного производства. Курсовое и дипломное проектирование. Учеб. Пособие для строит. спец. ВУЗов./С.К. Хамзин, А.К. Карасев - М.: ООО «Бастет», 2007. - 216 с.

. Расчеты экономической эффективности применения машин в строительстве/С.Е. Канторер, Л.М Боровик, Н.А Георгиевская и др.; Под общ. ред. СЕ. Канторера.-М.:Стройиздат,1972.-487с.

. Руководство по производству земляных работ скреперами.-М.:Стройиздат,1976.-93с.

. Единые нормы и расценки на строительные, монтажные и ремонтно-строительные работы: Изд. Офиц.-М.:Энергия.-Сб.2.Земляные работы.Вып1.Механизированные и ручные земляные работы. 1969.192с.

. Строительные нормы и правила: Изд. офиц.-М.: Стройиздат.-Ч.З. Разд. Б. Гл.1. Земляные сооружения. Правила производства и приемки работ.1972.54с.

. Справочник по общестроительным работам: Земляные работы/ А.П. Дегтярев, А.В. Куртиков, В.Ф. Лещиловский и др.-М.:Стройиздат,1975.-263с.-Загл.обл.:3емляные работы.