Производство земляных работ

1. Производство земляных работ на строительной площадке

земляной картограмма планировка

1.1 Определение черных отметок

Черные отметки определяются в узлах координатной сетки интерполяцией и записываются с точностью до 0,01 м справа, внизу узла. Цифры черных отметок записываются черным цветом.

 

1.2 Определение красных отметок

Красные отметки, т.е. Отметки плоскости планировки, определяются, как и черные, в узлах координатной сетки, нанесенной на плане местности.

Существуют 4 методики определения красных отметок.

1.       Положение плоскости планировки и её уклон заданы. Положение плоскости планировки задается координатами и отметкой одной из ее точек. Зная отметку одной из точек и уклон плоскости планировки, можно определить красные отметки всех точек площадки по формуле:

,

где i - уклон;

l_i - расстояние от заданной точки до i - точки;

H_кр.дан - красная отметка данной точки.

2.       Положение плоскости планировки заданно, уклон плоскости необходимо выбрать, исходя из минимума земляных работ. По линии наибольшего ската местности строится профиль участка, на который наносится указанная в задании фиксированная точка плоскости планировки. Уклон плоскости планировки увязывается с уклоном местности, с тем, чтобы получить минимальные отметки насыпи и выемки на участке. По известному положению и уклону плоскости планировки определяются отметки всех точек, как в пункте 1.

Линия наибольшего ската - это линия, проходящая перпендикулярно горизонталям (она должна разбивать участок на две, примерно равные, половины).

.         Положение плоскости планировки не заданно, его необходимо выбрать из условия нулевого баланса земляных масс; уклон плоскости планировки задан. При нулевом балансе земляных работ на участке, объем выемки равен объему насыпи. В этом случае, если плоскость планировки горизонтальна (i = 0,00), то красные отметки всех точек на участке равны средне взвешенной черной отметке. Н_ср.в всех элементарных фигур. Эта отметка в общем случае определяется по формуле:

где n - количество элементарных фигур на участке;

h_ср.i - средняя черная отметка в пределах отдельной элементарной фигуры участка (определяется по известным черным отметкам ее угловых точек);

x - частотный коэффициент i-той фигуры. Частотный коэффициент x пропорционален площади элементарной фигуры; для квадратов = 1; для трапеций = 0,75; для треугольников = 0,25.

Если плоскость планировки имеет уклон, то полученной черной отметке Н_ср.в равна красная отметка лишь в центре тяжести массива. Можно ориентировочно принять, что центр тяжести массива совпадает с центром тяжести горизонтальной проекции участка.

Затем по известным красной отметке, ее положению и уклону плоскости планировки определяются все остальные красные отметки по формуле:

4.       Положение и уклон плоскости планировки не заданны. В этом случае положение плоскости устанавливается из условия нулевого баланса земляных масс, а уклон - из условия минимума земляных работ.

В начале, как в предыдущем случае (пункт 3) устанавливается в пределах каждой плоскости планировки средневзвешенная черная отметка, к ней приравнивается красная отметка, лежащая в центре тяжести этой же плоскости. Затем все действия пункта 2, т.е. строится профиль участка по линии наибольшего ската местности, при нескольких плоскостях устанавливается положение их линий пересечения и, наконец, по найденному положению плоскости планировки и ее уклону по методике приведенной выше, определяются красные отметки во всех узлах координатной сетки.

Красные отметки вычисляются с точностью 0,01 м, записываются красным цветом над черными отметками.

В нашем случае выполняем проектирование по 4-й методике.

Определим уклон

где i - уклон плоскости планировки;

l - расстояние, равное длине отрезка, полученного вследствие опускания перпендикуляров по л.н.с. из узла координатной сетки

пример:

Н_кр.1 = H_ср.в^кр - i × l;

Н_кр2 = H_ср.в^кр + i × l.

с точностью до 0.01 м.

В данном случае принимаем уклон i = 0,012.

1.3 Определение рабочих отметок и контура земляных работ

Рабочие отметки определяются во всех узлах координатной сетки вычитанием из красной отметки черной. В этом случае в районе выемки рабочая отметка будет отрицательной, а в районе насыпи положительной.

Полученные рабочие отметки со своими знаками записываются на плане участка левее соответствующих красных отметок. Цифры рабочих отметок записываются любым цветом, отличным от принятого для черных и красных отметок.

Контур земляных масс в курсовом проекте охватывает выемки, насыпи при планировки площадки, откосы насыпей и выемок на границах участка, котлована под здание и траншеи под коммуникации.

На границах насыпи с выемкой проходит линия нулевых работ, положение которой определяется по известным соседним рабочим отметкам насыпи и выемки (т.е. по отметкам, имеющим различные знаки). Линия нулевых работ (л.н.р.) проводится плавной кривой без изломов в месте пересечения линий координатной сетки.

Заложение линии откосов определяется по контуру участка в узлах координатной сетки. Оно равно произведению рабочей отметки в данном узле на показатель крутизны откоса.

H_o = h_p m, где m = 1,25-для выемки и для насыпи.

 

.4 Подсчет объемов земляных работ при планировке площадки

Общий объем насыпи V_n и выемки при планировки площадки определяется суммированием соответствующих объемов по отдельным элементарным фигурам в пределах площадки, т.е.

V_n = V_o + V_g.

В общем случае объем земляных работ в пределах элементарной фигуры, условно называемой основной, равен:

V₀ = h_срF,

где h_ср - средняя рабочая отметка в пределах элементарной фигуры;

F - площадь элементарной фигуры

В свою очередь:

,

где n - число вершин элементарной фигуры, занятых насыпью (выемкой).

h_i - отдельная рабочая отметка насыпи (выемки).

Для фигур, расположенных по контуру участка, к основному объему прибавляется дополнительный объем:

,

где a - длинна стороны элементарной фигуры, имеющей откос (50 м);

m - показатель крутизны откоса (1,25);

 и  - рабочие отметки на концах сторон элементарной фигуры с откосом.

Так для фигуры 1, лежащей в насыпи, основной, дополнительный и полный объемы соответственно составляют:

Все объемы земляных работ подсчитываются с точностью до 1 м³.

Расчеты по определению земляных работ сводятся в таблицу 1

Ведомость подсчета объемов земляных работ (сводятся в таблицу) при планировки площадки.

Таблица 1 - Ведомость подсчета объемов земляных работ

№ фигуры	Рабочие отметки				Основной объем						Дополнительный объем					Полный объем
	h1	h2	h3	h4	Насыпь			Выемка			am/8	h, м	h, м	(h+h), м	V, м	Насыпь +	Выемка -
					hср	F, м	V, м	hср	F, м	V, м
1	0,70	0,20	0,26	0,45	0,40	2500	1000				7.8	0,70	0,20	0,9	6	1016
											7.8	0,70	0,45	1,15	10
2	0,20	0,00	-0,07	0,26	0,09	2250	203	0,02	250	5	7,8	0,20	0	0,2	2	205	5
3	0	-0,10	-0,21	-0,07				0,10	2500	250	7.8	0,00	0,10	0,10	1		251
4	-0,10	0,10	-0,12	-0,21	0,03	285	9	0,09	2215	200	3,4	0,12	0	0,12	0	9	200
											3,4	0,10	0	0,10	0
5	0,45	0,26	0,14	0,29	0,29	2500	725				7.8	0,45	0,29	0,74	4	729
6	0,26	-0,07	-0,08	0,14	0,08	1800	144	0,03	700	21						144	21
7	-0,07	-0,21	-0,22	-0,08				0,15	2500	375							375
8	-0,21	-0,12	-0,22	-0,22				0,19	2500	475	7,8	0,12	0,22	0,34	1		476
9	0,29	0,14	0,00	0,09	0,13	2500	325				7.8	0,29	0,09	0,38	3	328
10	0,14	-0,08	-0,10	0,00	0,05	800	40	0,04	1700	68						40	68
11	-0,08	-0,22	-0,19	-0,10				0,15	2500	375							375
12	-0,22	-0,22	-0,19	-0,28				0,23	2500	575	7.8	0,22	0,28	0,5	2		577
13	0,09	0,00	-0,03	-0,04	0,03	870	26	0,01	1630	16	3,4	0,09	0	0,09	0	26	16
14	0,00	-0,10	-0,01	-0,03				0,04	2500	100							100
15	-0,10	-0,19	0,00	-0,01				0,08	2500	200							200
16	-0,19	-0,28	0,02	0,00	0,01	75	0	0,09	2425	218	7.8	0,00	0,28	0,28	1		219
17	-0,04	-0,03	-0,10	-0,18				0,09	2500	225	7.8	0,04	0,18	0,22	0		225
18	-0,10	-0,03	-0,01	0,02	0,01	130	1	0,03	2370	71						1	71
19	-0,01	0,00	0,18	0,02	0,04	2075	83	0,00	425						83
20	0,00	0,02	0,40	0,18	0,15	2500	375				7,8	0,02	0,40	0,42	1	376
21	-0,18	-0,10	-0,22	-0,32				0,21	2500	525	7.8	0,18	0,32	0,5	2		529
											7.8	0,32	0,22	0,54	2
22	-0,10	-0,22	-0,02	0,02	0	100	0	0,07	2400	168	7,8	0,22	0,02	0,24	0	0	168
23	0,02	0,18	0,18	-0,02	0,08	2440	195	0	60	0	7.8	0,00	0,18	0,18	0	195	0
24	0,18	0,18	0,40	0,28	0,26	2500	650				7,8	0,28	0,40	0,68	4	656
											7,8	0,18	0,28	0,46	2
															Сумма	3808	3876

 

1.5 Определение объемов земляных работ при отрывке котлована под резервуар и траншеи для коммуникации

Средний размер котлована поверху

b₂=b₁+2h_cpm=30+2*3.26*0.85=35,54

Средний размер сторон котлована посередине его глубины

b₀=(b₁+b₂)/2=(30+35,54)/2=32,77

Средний объем котлована:

V_K=3.26/6 (706,5+991,5+4*843)=2755

V=(F₁+F₂)*L/2=16м³

1.6 Составление баланса земляных масс и картограммы объемов земляных работ

Под балансом земляных масс понимается уравновешивание объемов вынутого грунта в районе насыпей.

Как правило, полного равенства этих объемов не бывает. Поэтому при составлении баланса земляных масс необходимо выделить участок на стройплощадке, на которых груз завозится извне или вывозится в отвал (если).

При сравнении объемов насыпей и выемок нужно общий объем выемок умножить на коэффициент остаточного разрыхления  (для глины 1,04).

В курсовом проекте V_н = 3808м³, в свою очередь V_в =3876м³, с учетом к_ор 3992, т.е. объем сбалансированного грунта равен 3808 м³, несбалансированного -3992 -3808=184 м³.

Грунт необходимо вывезти со строительной площадки

1.7 Решение транспортной задачи

Задача распределения земляных масс является установление оптимального количества грунта, направленного из i-того элементарного участка выемки в j-тый элементарный участок насыпи.

Найти оптимальное решение данной задачи можно методом линейного программирования, в частности, методы транспортной задачи.

Математически транспортная задача формулируется так: мощность поставщика номер i и емкость потребителя номер j соответственно равны A_i и B_j. При этом общая мощность поставщиков должна равняться суммарной емкости потребителей, т.е.:

.

Критерием целесообразности перевозки от i-того поставщика к j-тому потребителю могут быть затраты на перевозку единицы продукции, расстояние перевозок и т.д. этот критерий называется оценкой, коэффициентом цены и обозначается C_ij.

Цель решения задачи - получение min значений целевой функции:

где x_ij - объем перевозимого груз, м³.

Ограничивающие условия:

) ;

)

)

) x_ij  0.

Построение исходной матрицы

В рассматриваемом примере поставщиками будут выемки а потребителем - насыпи, продукцией является перевозимый грунт. Для упрощения задачи предполагая, что в районе линии нулевых работ планировку площадки будет осуществлять бульдозер. Поэтому исключаем из рассмотрения участки выемки и насыпи, лежащие в районе линии нулевых работ и разрабатывается бульдозером.

Сопоставим исходную матрицу, верхних правых углах клеток указываем расстояние перевозок с точностью до 5 м. Эти числа носят название оценки маршрутов.

Таблица 2. Исходная матрица

I	J	1		2		5		6		9		20		23		24		25
	V	1016		200		729		122		328		300		145		656		184	3680
3	261		100		55		115		75		145		220		260		260	2000
4	207		145		100		150		115		170		205		260		245	2000
7	385		115		75		100		65		110		170		210		205	2000
8	486		160		115		150		115		160		160		215		200	2000
10	30		130		115		90		75		65		135		155		160	2000
11	385	145		115		110		90		100		125		160		155		2000
12	587	180		145		160		130		150		110		165		150		2000
14	70	165		150		115		110		75		120		125		140		2000
15	170	175		150		135		125		110		85		120		120		2000
16	153	210		175		175		155		155		65		125		110		2000
17	225	200		205		150		165		100		160		130		160		2000
18	59	205		200		155		160		110		115		90		120		2000
21	529	250		255		200		215		150		165		115		150		2000
22	133	255		250		205		210		160		120		70		105		2000
	3680

Составление оптимального плана распределения земляных масс с использованием метода линейного программирования

Существует несколько методов построения начального плана: диагональный, минимальной стоимости, двойного предпочтения, аппроксимации Фогеля.

В курсовом проекте для решения транспортной задачи было использовано 2 метода: метод двойного предпочтения и метод аппроксимации Фогеля.

а) метод двойного предпочтения.

В к-й строке матрицы находим клетку с минимальной оценкой и отмечаем +, а затем столбцах. В первую очередь max загружаем клетки, отмеченные ++, затем +, затем все остальные. Преимущество отдаем клетке с минимальной оценкой.

После составления первоначального базисного плана проверяется условие m + n - 1 = k - by заполненных клеток. Если количество заполненных клеток меньше m + n, то такой план называется вырожденным, и он не подлежит оптимизации, для устранения врожденности в 1-й из свободных клеток (с min оценкой) вводится нулевая постановка и клетка считается заполненной. После этого функции перемножением объема на оценку.

Таблица 3. Метод двойного предпочтения

I	J	1		2		5		6		9		20		23		24		25
	V	1016		200		729		122		328		300		145		656		184	3680
3	261		100		55		115		75		145		220		260		260	2000
		+		++
4	207		145		100		150		170		205		260		245	2000
				+
7	385		115		75		100		65		110		170		210		205	2000
								++
8	486		160		115		150		115		160		160		215		200	2000
				+				+
10	30		130		115		90		75		65		135		155		160	2000
						+				++
11	385	145		115		110		90		100		125		160		155		2000
								+
12	587	180		145		160		130		150		110		165		150		2000
												+
14	70	165		150		115		110		75		120		125		140		2000
										+
15	170	175		150		135		125		110		85		120		120		2000
												+
16	153	210		175		175		155		155		65		125		110		2000
												++
17	225	200		205		150		165		100		160		130		160		2000
										+
18	59	205		200		155		160		110		115		90		120		2000
														+
21	529	250		255		200		215		150		165		115		150		2000
														+
22	133	255		250		205		210		160		120		70		105		2000
														++		+
	3680

 

.8 Выбор средств механизации производства земляных работ

По способам перемещения грунта планируемую площадку можно разделить на сбалансированную часть, где грунт выемки направляется в насыпь в пределах площадки, и не сбалансированную, излишний грунт из которой вывозится за пределы строительной площадки или недостающий грунт завозится на площадку из карьера.

Чтобы правильно выбрать тип машины для разработки и транспортировки сбалансированной части грунта, необходимо определить средневзвешенное расстояние (в м) его транспортировки l_ср по формуле:

где n - количество отдельных участков на площадке;

q_i - объем перемещенного грунта из выемки в насыпь;

l_i - среднее расстояние перемещения (ориентировочно принимается равным расстоянию между центрами тяжести указанных участков).

Значения q берутся из шахматной ведомости баланса земляных масс, значение l - из схемы направлений транспортировки грунта. определение средневзвешенного расстояния сводим в таблицу 6.

Определение средневзвешенных расстояний транспортировки грунта.

Таблица 5. Определение средневзвешенных расстояний транспортировки грунта

Номера фигур		q, м3	l, м	ql	Принятая землеройно-транспортная машина
Выемок	Насыпей
3	2	200	55	11000	Бульдозер
7	6	122	65	7930	Бульдозер
10	9	30	65	1950	Бульдозер
16	20	153	65	9945	Бульдозер
22	23	133	70	9310	Скрепер
14	9	70	75	5250	Скрепер
15	20	147	85	12495	Скрепер
18	23	12	90	1080	Скрепер
17	9	225	100	22500	Скрепер
3	1	61	100	6100	Скрепер
7	5	263	100	26300	Скрепер
11	9	3	100	300	Скрепер
11	5	382	110	42020	Скрепер
15	24	23	120	2760	Скрепер
18	24	47	120	5640	Скрепер
4	1	207	145	30015	Скрепер
12	24	586	150	87900	Скрепер
8	5	84	150	12600	Скрепер
8	1	402	160	64320	Скрепер
12	1	1	180	180	Скрепер
21	1	345	250	86250	Скрепер
21	25	184	2000		Самосвал
Итог		505		30825	Бульдозерный комплекс
		2991		415020	Скреперный комплекс

Получаем для бульдозерного комплекта:

для скреперного комплекта:

Выбор машин для производства земляных работ

Вследствие объемов работ (505м³) и среднего перемещения грунта (61 м) и с учетом того, что грунт - глина, в качестве техники для производства работ принят бульдозер ДЗ-29.

Характеристика бульдозера ДЗ-29 приведена в таблице 6.

Таблица 6. Характеристика бульдозера ДЗ-29

Показатели		ДЗ-29
Тягач:
	Тип Мощность	Т-80 93
Длина отвала, мм		2560
Высота отвала, мм		800
Тип отвала		неповоротный
Управление		гидравлическое

Для скреперного комплекта при объеме работ 2991 м³ и средне взвешенном расстоянии перемещения грунта, равном 139 м можно принять скрепер с емкостью ковша 3м³. Скрепер, например, может быть марки ДЗ-33.

Таблица 7. Характеристические данные скрепера марки ДЗ-33

Показатели	Марка скрепера
	ДЗ-33
Емкость ковша, м3	3
Ширина захвата, м	2,1
Max глубина резания, м	0,2
Max слой отсыпки, м	0,35
Управление	гидравлическое
Марка трактора тягача	Т-74
Габаритная длина, м (с тягачом)	5,6
Наименьшая ширина разворота, м	6

В курсовом проекте объем несбалансированной выемки составляет 184 м³ и котлована с траншеей составляет 2771 м³, что позволяет использовать экскаватор с емкостью ковша, равной 0,4 м³, Например экскаватор с оборудованием обратная лопата марки ЭО-302Б.

 

Определение траектории движения землеройно-транспортных машин

Траектория движения бульдозеров и скреперов зависит от расстояния перемещения грунта, характера и взаимного расположения выемки и насыпи. Бульдозер может иметь две разновидности траектории движения: без поворотов и с поворотом.

В курсовом проекте схему движения бульдозеров решено было взять без поворотов т.к. . Траектория движения землеройно-транспортных машин при планировке площадки.

Скрепер имеет три разновидности траектории движения: по эллипсу, по двухсторонней петле и челночную. Чаще всего применяется траектория движения по эллипсу. Примем схему движения скрепера по эллипсу.

Для бульдозера:

где h_от - высота отвала бульдозера, м (берется из технических характеристик машин); h_от = 0,8 м.

h_с - толщина стружки грунта, м; h_с = 0,2 (глина).

k_р - коэффициент первоначального разрыхления грунта,

;

где n - первоначальное разрыхления грунта, в%., n = 20.

;

k_пр - коэффициент, зависящий от грунта, k_пр =0,8.

h_р - толщина слоя разгружаемого грунта, м, (для бульдозера 0,2-0,5), h_р = 0,3 м.

x - коэффициент потерь грунта при перемещении бульдозером

x = 1 - 0,0051 - 0,005 × 41,5= 0,79;

;

 м;

Следовательно,

Для скрепера:

где q - паспортная емкость ковша, м³, q = 3 м³;

k_н - коэффициент наполнения ковша скрепера грунтом, k_н = 1,1;

k_п - коэффициент, учитывающий потери при образовании призм волочения, k_п = 1,2;

b - ширина ковша скрепера, м, b =2,1;

h_с - толщина стружки грунта, h_с = 0,2 м;

l_c - длина тягача со скрепером, l_c = 5,6 + 4,5 = 10,1 м.

Следовательно, l_г.х. = 139 -  м;

l_п.х. = 139 +  м.

Определение количества ведущих машин для земляных работ по планировке площадки

В соответствии с рассматриванием примера следующие условия работы строительных машин.

Для скреперных работ:

;

где V_н, V_г.х., V_р, V_п.х. - скорости передвижения землеройно-транспортных машин, м / с, соответственно при наборе, груженом ходе, разгрузке и порожнем ходе;

t_п - время на переключение передач, t_п = 6 сек;

t_пов - время на один поворот, t_пов = 15 сек;

V_н = 1,08 км / ч = 0,3 м / с; V_р = 9,36 км/ч; V_г.х. = 9,36 км / ч = 2,6 м / с;

V_п.х. = 15,6 км / ч = 4,33 м / с;

;

Т_ц - продолжительность цикла машины.

Сменная эксплуатационная производительность (м³ / смену) рассчитывается по формуле:

П_с = 8 × П₄,

где 8 - продолжительность рабочей смены, ч;

П₄ - часовая эксплуатационная производительность машины, м³ / ч:

где q - количество грунта в плотном теле, перемещаемое машиной к месту разгрузки за один цикл, м³. q = 3 м³;

k_н - коэффициент наполнения ковша скрепера грунтом, k_н = 1,1;

k_п - коэффициент, учитывающий потери при образовании призм волочения, k_п = 1,2;

k_в - коэффициент пользования рабочего времени, k_в = 0,8;

;

П_с = 8 × П₄ = 8 × 40 = 320 м³ / смену.

Для бульдозерных работ:

где q - количество грунта в плотном теле, перемещаемое машиной к месту разгрузки за один цикл;

b - длина отвала бульдозера, b = 2,56 м.

,

где t₀ - время опускания отвала, t₀ = 1 сек;

V_н = 3,59 км / ч = 1 м / с; V_р = 5,43 км/ч; V_г.х. = 5,43 км / ч = 1,5 м / с;

V_п.х. = 6,28 км / ч = 1,74 м / с;

t_п - время на переключение передач, t_п = 4 сек;

t_пов - время на один поворот, t_пов = 0 сек;

k_в - коэффициент пользования рабочего времени, k_в = 0,8;

П_с = 8 × П₄ = 8 × 27 = 216 м³ / смену.

Для экскаваторных работ марки ЭО-302Б обратная лопата.

Т_ц =28 с.; k_н = 1,31; k_р = 1,2; k_в = 0,8 (1 группа), q = 0,4 м³;

П_с = 8 × П_ч = 8 × 47= 376 м³ / смену.

По известным объемам V, срокам производства работ на строительной площадке Т, а также сменной производительности П_с и сменности k, землеройно-транспортных машин определяется их необходимое количество в комплекте N по формуле:

.

Срок производства земляных работ указывается в задании в рабочих сутках при двухсменной работе.

После округления количества машин до целых значений уточняется срок производства земляных работ решением формулы  относительно Т.

Получаем:

Скреперные работы:

V_к = 2991 м³, k = 2 смены, П_с = 320 м³ / смену;

Бульдозерные работы:

V = 505 м³, k = 2 смены, П_с = 216 м³ / смену;

Экскаваторные работы:

V = 2955м³, k = 2 смены, П_с = 376 м³ / смену;

Допустим, что срок производства земляных работ Т задан 10 суток и допускается одновременная работа всех машин, тогда необходимое их количество в комплектах составит:

Скреперный комплект -

Бульдозерный комплект -

Экскаваторный комплект -

Уточненный срок производства работ комплектами механизмов составит:

Скреперный комплект -

Бульдозерный комплекс -

Экскаваторный комплект -

 

Определение количества вспомогательных машин и состава бригад для земляных работ при планировке площадки

При разработке грунтов скреперами в состав комплекта машин вводятся рыхлитель и трактор-толкач. Но вследствие того, что грунт на котором ведется планировка площадки - глина, то на нем не рекомендуется применять рыхлитель.

Толкачом для скрепера ДЗ-33 с емкостью ковша 3 м³, применяем трактор мощностью 74 л.с. Применим трактор Т-74, с бульдозерным оборудованием ДЗ-33.

где V_о.х - скорость обратного хода толкача, V_о.х = 6,28 км / ч = 1,74 м / с;

t_м - время, затрачиваемое на маневр и ожидание скрепера (равно 15-25 сек.)

l_н - длинна пути набора грунта, l_н = 21,8 м;

t_п - время на переключение передач, t_п = 4 сек;

V_н скорость передвижения землеройно-транспортных машин при наборе грунта,

V_н = 0,98 м / с.

Для принятого экскаватора ЭО-302Б с емкостью ковша 0,4 м³ требуемая минимальная грузоподъемность автосамосвала:

где р - минимальное количество ковшей, вмещаемых в кузов автосамосвала:

р = 6, q=0,4,   

Принят самосвал с грузоподъемностью 7 тонн МАЗ-503Б.

=ковшей.

Перегруз в этом случае составляет:

, что ниже допустимых 10%, сек.

Количество циклов экскаватора в одну минуту:

 цикла/мин.

Продолжительность погрузки равна:

где К_т - коэффициент использования транспорта по времени, принимаемый при п' > 3 от 0.87-0.94.

К_т= 0.9 мин.

Количество автосамосвалов, необходимое для обеспечения непрерывной работы экскаватора, определяем по формуле

,

где Т_цт - продолжительность цикла работы транспортной единицы, мин. t_ц - время погрузки автосамосвала, мин.

Т_цт =t_yn + t_n+60

где     V - средняя расчетная скорость движения автосамосвала, км/ч;

t_р - расчетная продолжительность разгрузки автосамосвала, мин;

t_yn, t_yp - соответственно расчетная продолжительность установки автосамосвала под погрузку и разгрузку, мин;

t_т.п, t_тр соответственно продолжительность маневров автосамосвала на погрузке и разгрузке, мин;

t_пс - время на пропускание встречного автосамосвала (при одностороннем движении равно1 мин).

L=2 км; V=19,4 км\ч; =0,3 мин; мин; t_пс =0; t_р =0,83 мин мин; мин;0,5 мин.

Тогда

мин.,

автосамосвалов.

Выбор забоя экскаватора и проектирование вида проходок

Экскаватор осуществляет разработку котлована и траншеи при непрерывном движении вдоль их продольной оси. Вырытая за один проход траншея называется проходкой, а рабочая зона экскаватора, разрабатываемая с одной стоянки, называется забоем. В зависимости от условий работ различают торцевой и боковой забои, которые характеризуют положение экскаватора по отношению к земному массиву и к транспортным средствам. В курсовом проекте применяем экскаватор с оборудованием обратной лопаты, поэтому при разработке котлована и траншеи применяем торцевую проходку. Произведем проектирование забоя, которое заключается в определении наиболее оптимальных размеров забоя, взаимного расположения экскаватора и транспортных средств.

Рабочими параметрами экскаватора являются:

A - длина стрелы, (A=4,9 м);

Б - длина рукоятки, (Б=2,3);

 - радиус описываемый хвостовой частью кузова, м, (2,8 м);

 - продольная база ходовой части, (м);

 - наибольший радиус копания на уровне стоянки экскаватора,  м;

 - наименьший радиус копания на уровне стоянки экскаватора,= 2,4 м;

 - начальный радиус разгрузки,  м;

 - конечный радиус разгрузки, =5,6 м;

 - начальная высота разгрузки, =3,1 м;

 - конечная высота разгрузки, =6,8 м;

 - наибольшая глубина копания для котлована, = 2,6 м.

Минимальный радиус копания на уровне стоянки экскаватора определяется условиями устойчивости экскаватора:

;

м;

Наибольший практический радиус копания:

,

 м.

Значение рабочей передвижки экскаватора численно равно:

 м.

Расстояние от оси проходки экскаватора до бровки забоя:

м.

1.9 Составление календарного графика производства земляных работ

Перед ведением земляных работ производятся подготовительные работы, которые занимают 15% продолжительности ведения всех основных работ.

К числу подготовительных работ при планировке площадки относятся: расчистка строительной площадки от леса, пней, кустарника, валка деревьев вывозка леса, срезка кустарника и мелкого леса, раскорчевка пней, камней и корней и их уборка, расчистка от валунов, удаление растительного слоя и рыхление грунта.

Учитывая, что заданием на проектирование предусмотрено строительство в районе жилой застройки, объем подготовительных работ минимален и в данной работе не рассчитывается.

Основные работы включают в себя бульдозерные, скреперные и экскаваторные работы, которые в сумме длятся трое суток, в той последовательности, которая показана на графике (см. лист А1).

После основных, проводится заключительный этап работ по благоустройству (отделке) территории, на которой были произведены земляные работы. Этот этап занимает 15% продолжительности ведения всех основных работ.

2. Производство земляных работ в особых условиях

 

В грунте прорезаются щели. Заряды присыпаются грунтом вручную на высоту 10 см, затем зарядные щели с помощью бульдозера, который движется вдоль них засыпаются измельченным грунтом, находящимся на бровках траншей. Ввиду ограниченной видимости из кабины бульдозера его работой руководит взрывник, предупреждая его наезд. При двухъярусном заряжании зарядных щелей забойка осуществляется бульдозером поочередно с каждой бровки щели.

При нарезании щелей одной щелерезной машиной она движется «челноком», т.е. машина после каждого хода разворачивается и следующую щель нарезает, двигаясь в обратном направлении. При малой длине (10 - 15 м) участка, подготавливаемого к рыхлению, возможно возвратно-поступательное зигзагообразное движение щелерезной машины, аналогичное движению бульдозера при перемещении грунта.

После удаления снежного покрова производится разбивка оси выемки, контуров выемки по верху и кавальеров, разметка зарядных и компенсирующих щелей.

Щели нарезают согласно выбранной схеме щелевзрывного способа. При разработке траншей нарезание производят вдоль траншеи. Крайние щели, образующие откосы траншей, нарезают на всю глубину промерзания. Заряжаемые щели при наличии обратной засыпки не менее 10%, нарезают такие на всю глубину промерзания. При нарезании щелей с полной экскавацией грунта из щели зарядная щель нарезается на 0,9 - 0,95 глубины промерзания.

Замедление взрывания по длине зарядной щели может производиться при длине щели более 50 м и при ограничении суммарной массы одновременно взрываемых зарядов по условиям безопасности.

При длине зарядной щели более 50 м детонирующий шнур следует выпускать с двух концов щели и предусматривать возможность повторного инициирования заряда при затухании детонации и отказе части заряда. В этом случае расход ДШ увеличивается вдвое и еще на 10% на монтаж взрывной сети.

Заряжение щели

Контролю подлежит разметка осей зарядных и компенсирующих щелей, которая должна быть выполнена с допустимыми отклонениями ±30 мм.

Порошкообразное взрывчатое вещество размещается в зарядной щели в виде сосредоточенных зарядов, расположенных с постоянным шагом. Масса отдельных зарядов и шаг также определяются предварительным расчетом.

Схему щелевзрывного способа следует выбирать в зависимости от размеров разрабатываемой выемки и имеющейся щелевзрывной техники в соответствии с областью применения основных схем щелевзрывного способа.

Основной мерой, снижающей степень опасности поражения людей, повреждения механизмов и сейсмического влияния на здания и сооружения при рыхлении мерзлого грунта взрывом, является применение короткозамедленного взрывания, а также наличие локализующих щелей. Эти щели, являющиеся экранирующим средством, нарезают на всю глубину промерзания.

 

3. Основные правила по технике безопасности при производстве земляных работ

В курсовом проекте необходимо предусмотреть меры, обеспечивающие устойчивость откосов разрабатываемых котлованов и траншей.

В местах траншеи, где требуется пребывание рабочих, необходимо устраивать местные откосы или крепления. Грунт вынутый из траншей или котлована, следует разгружать на расстоянии не менее 0,5 м от бровки при высоте отвала не более 2 м. В местах расположения действующих подземных коммуникаций земляные работы допускаются только после принятия мер, исключающих повреждение коммуникаций и при наличии письменного разрешения соответствующих организаций, ответственных за эксплуатацию коммуникаций.

При разработке грунта экскаваторами рабочим запрещается проходить под ковшом или стрелой и работать со стороны забоя. Посторонние лица могут находится на расстоянии не менее 5 м от радиуса действия экскаватора. Экскаватор может перемещаться только по ровной поверхности, а при слабых грунтах - по настилу из шпал или щитов.

При работе бульдозера запрещается во избежания поломки или опрокидывания поворачивать его с заглубленным или с загруженным в грунт отвалом. Запрещается перемещать бульдозером грунт на подъем не более  и под уклоном не более , а также выдвигать отвал за бровку откоса выемки.

4. Природоохранительные мероприятия

Строительству объекта предшествует инженерная подготовка площадки. При этом состав процессов может быть различен и зависит от местных условий строительной площадки и ее положения. В состав этих процессов в общем случае входят расчистка территории площадки, отвод поверхностных и грунтовых вод, создание геодезической разбивочной основы.

При расчистке территории пересаживаем зеленые насаждения, если их используем в дальнейшем, защищаем их от повреждений, корчуем пни, очищаем площадку от кустарника, сносим или разбираем ненужные строения, снимаем плодородный слой почвы.

Зеленые насаждения, не подлежащие вырубке или пересадке, обносят общей оградой. Стволы отдельно стоящих деревьев, попадающих в зону производства работ, предохраняем от повреждений, покрывая их отходами пиломатериалов. Отдельно стоящие кусты пересаживаем. Деревья и кустарники, пригодные для озеленения, выкапываем или пересаживаем в специально отведенную охранную зону.

Кусторезами расчищаем территорию от кустарника. Для этой же операции применяют бульдозеры с зубьями-рыхлителями на отвале, корчеватели-собиратели. Кусторезы являются сменным оборудованием к гусеничному трактору.

Сразу же после уборки территории от пней и стволов деревьев выбираем обрывки корней из растительного слоя параллельными переходами корчевателей с уширенными отвалами. Изъятые корни и остатки от разделки деревьев удаляем с расчищаемой территории в специально отведенные места для последующего вывоза или сжигания.

Плодородный слой почвы, подлежащий снятию с площадки, срезаем и перемещаем в специально выделенные места, где складируем для последующего использования. Иногда его отвозят на другие площадки для озеленения. При работе с плодородным слоем следует предохранять его от смешивания с нижележащим слоем, от загрязнения, размыва и выветривания.

Строительные площадки огораживаем либо обозначаем соответствующими знаками и надписями.

Литература

1.  Единые нормы и расценки на строительные, монтажные и ремонтно-строительные работы. Сб. 2. Земляные работы. Вып. 1. Механизированные и ручные земельные работы. М., Стройиздат, 1987.

2.       Технология строительного производства: учебник С.С. Атаев, Н.Н. Дашков и др. М., Стройиздат, 1984

.         Сергеева О.Г., Пантюхов О.Е. Производство земляных работ (учебное пособие). Гомель, 1994.

.         Миронов А.С. Теория и методы зимнего бетонирования. М., Стройиздат, 1994.

.         Ценник №2 машино-смен строительных работ и оборудования.

.         Буй В.И. Производство земляных работ на строительной площадке., Гомель, 1972, части I, II, III.