Проектирование земляных работ (Проектування земляних робіт)

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

КІРОВОГРАДСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ

ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Кафедра: “Будівельних, дорожніх манин та будівництва”

Курсова робота

з дисціплини технологія будівельного виробництва

на тему: проектування земляних робіт

Пояснювальна записка

ПЗР 307.000.000. ПЗ

Виконав: студент гр.ПБ-98-2

__________ Свінцицький С.О.

“ ___ “ _____________ 2001 р.

Перевірив: викладач

__________ Попов Г. А.

“ ___ “ _____________ 2001 р.

Кіровоград 2001 р.

Вступ

За останні десятиріччя технологія будівельного виробництва, як наукова дисципліна одержала великий розвиток. Одним з основних навиків в технології будівельного виробництва є кваліфіковане проектування різного виду будівельних процесів.

Проектування - трудомісткий і кропіткий процес, який вимагає вивчення спеціальної літератури, нормативних, довідкових та ілюстрованих матеріалів. Будівельники–технологи не повинні забувати, що результат їх праці – об’єкти довгострокового використання. Тому повинні забезпечити на довгий строк експлуатації споруд і будівель потрібний запас довговічності з мінімальними ремонтами та здібністю в подальшому реконструювання в процесі удосконалення виробництва та поліпшення битових умов. Від проектування земляних робіт, їх трудомісткості, строків виконання, вартості, якості і надійності залежить ефективність будівництва в цілому.

Разом з тим структура задач технологічного проектування, послідовність та методи їх вирішення, ще недостатньо чітко виражені, існує ряд недоліків ліквідувати які можна за рахунок підвищення рівня організації проектування будівельних процесів.

При вирішені цих проблем вчені нашої країни вказують на необхідність автоматизації проектних робіт.

1. РОЗШИФРОВКА ВАРІАНТНОГО ЗАВДАННЯ

1. Варіант – 307

2. Номер площадки – 1 (рис.1.1)

3. Тип споруди – 1 (рис.1.2)

4. Тип фундаменту – В (рис.1.3)

5. Найменування та група грунту – сг (суглинок)

6. Відстань транспортуванння грунту – 10 км.

7. Довжина сторони квадрата – a=30 м.

8. Знак різниці g₁-g₂ - “ – “

9. Перевищення горизонталей Dg – 0.5 м

10. Стовпчатий крок – 6 м.

11. Відлік першой горізонталі – 206.5

Розраховуємо відлік першой горізонталі за формулою

,

де n – номер останіх двох цифр заліковой книжки.

Рис.1.1. Площадка №1

Рис.1.2. Споруда

Рис.1.3. Фундамент типу В (стовбчитий)

2. ПІДГОТОВКА ВИХІДНИХ ДАННИХ ДЛЯ ПРОЕКТУВАННЯ

2.1. Визначенння чорних відміток вершин квадратів

Визначення чорних відміток вершин квадратів виконують за формулою

,

де g_n – відмітка горизонталі, яка знаходиться нижче вершини квадрата, м;

Dg – перевищення однієї горизонталі над іншою, м;

l – відстань між горизонталлю та вершиною квадрата, м;

L – відстань між горизонталями, м;

i.j – номер ряда та стовпця відповідно.

м м

м м

Інші значення чорних відміток знаходять аналогічно, після чого їх заносять до табл.2.1

2.2. Визначення проектних (червоних) відміток вершин квадратів

При плануванні площадки з нульовим балансом земляних мас червона відмітка визначається за формулою

м,

де – сума відміток вершин, які відносяться тільки до одного квадрата;

– сума чорних відміток вершин загальних для 2-ох квадратів;

– сума чорних відміток вершин загальних для 4-ох квадратів.

– кількість квадратів.

м

м

2.3. Визначення робочих відміток вершин квадратів.

Робочі відмітки вершин квадратів визначають, як різницю між червоною та чорною відмітками

,

де Н₀ – проектна відмітка площадки;

Н_i.j – чорна відмітка вершини квадрата;

– номер квадрата;

k – номер вершини квадрата.

м м

м м

Аналогічно виконують подальші розрахунки і отримані дані заносять до табл.2.2

Таблииця 2.1 – чорні відмітки вершин квадратів

Таблиця 2.2 – Обсяги планувальних робіт

2.4. Побудова нульової лінії.

Виконуємо побудову нульової лінії графічним методом. Після чого визначимо закладання укосів для виїмки і насипу в зовнішніх вершинах квадратів.

Закладання укосів визначаємо за формулою

,

де m – коефіцієнт закладання укосу, для суглинок m =1.75;

h – робоча відмітка вершини квадрату.

Таблиця 2.3 – Закладання укосів

Відклавши величини закладань укосів від вершин квадратів майданчика і з’єднавши їх плавними лініями, отримаємо абрис укосів майданчика в плані.

23.11.2000 p. Свінцицький Станіслав ПБ-98-2

Обсяг робіт після оптимізації

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

N kv* h1 * h2 * h3 * h4 *sum(h)* V(+) * V(-)

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

1 1.79 1.33 1.09 1.37 5.580 1256.00 0.00

2 1.33 0.96 0.75 1.09 4.130 929.00 0.00

3 0.96 0.47 0.33 0.75 2.510 565.00 0.00

4 0.47 0.10 -0.10 0.33 1.000 182.00 2.00

5 0.10 -0.22 -0.41 -0.10 0.830 3.00 144.00

6 -0.22 -0.61 -0.80 -0.41 2.040 0.00 459.00

7 1.37 1.09 0.70 0.94 4.100 923.00 0.00

8 1.09 0.75 0.38 0.70 2.920 657.00 0.00

9 0.75 0.33 0.08 0.38 1.540 347.00 0.00

10 0.33 -0.10 -0.33 0.08 0.840 45.00 50.00

11 -0.10 -0.41 -0.67 -0.33 1.510 0.00 340.00

12 -0.41 -0.80 -1.07 -0.67 2.950 0.00 664.00

13 0.94 0.70 0.38 0.71 2.730 614.00 0.00

14 0.70 0.38 0.10 0.38 1.560 351.00 0.00

15 0.38 0.08 -0.35 0.10 0.910 78.00 30.00

16 0.08 -0.33 -0.65 -0.35 1.410 1.00 282.00

17 -0.33 -0.67 -0.90 -0.65 2.550 0.00 574.00

18 -0.67 -1.07 -1.20 -0.90 3.840 0.00 864.00

19 0.71 0.38 0.12 0.37 1.580 356.00 0.00

20 0.38 0.10 -0.23 0.12 0.830 98.00 14.00

21 0.10 -0.35 -0.61 -0.23 1.290 2.00 247.00

22 -0.35 -0.65 -0.85 -0.61 2.460 0.00 554.00

23 -0.65 -0.90 -1.13 -0.85 3.530 0.00 794.00

24 -0.90 -1.20 -1.40 -1.13 4.630 0.00 1042.00

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Загальний обсяг робіт по квадратах 6407.00 6060.00

Обсяг робіт у бічних укосах 250.00 210.00

Додатковий об’єм грунту: 376.00

Загальний обсяг робіт 6657.00 6646.00

Похибка балансу земляних мас 0.17 %

Червона відмітка 208.49 м

2.5. Підрахунок обсягу планувальних робіт

Для підрахунку обсягу планувальних робіт в межах квадратів використовуємо формулу

,

де V – об’єм планувальних робіт для одноімених квадратів;

a – довжина сторони квадрата;

h₁, h₂, h₃, h₄ – робочі відмітки.

,

де V_н(в) – об’єм планувальних робіт для одноімених квадратів;

a – довжина сторони квадрата;

– сума робочих відміток насипу (виїмки);

– сума робочіх відміток.

Аналогічно виконуємо подальші розрахунки, отримані результати заносимо у табл.2.2

2.6. Підрахунок об’єму грунта у відкосах насипу та виємки.

Виконаємо підрахунок об’єму грунту в укосах насипу та виїмки за формулами

м³,

де V_к.п. – об’єм грунту кутової чотирьохгранної піраміди;

m – коефіцієнт закладання укосу;

h – робоча відмітка, м.

м³

м³,

де V_б.п. – об’єм грунту бічного призматоїду;

h₁₁, h₁₂ – відмітки зовнішніх кутів квадрата, м.

м³

м³,

де V_п.п.к. – об’єм грунту піраміди перехідних квадратів;

a₁ – частина перехідного квадрата, що належить данному елементу укоса.

м³

Аналогічно виконуємо інші обчислення, отримані результати внесемо до табл.2.4

Таблиця 2.4 – Об’єми грунта у відкосах

Підрахувавши суму об’ємів грунту в уклонах насипу та виїмки отримаємо значення загального об’єму грунту в уклонах насипу та виїмки

V_н=239.06 м³ V_в=220.85 м³

Складемо балансову відомість земляних робіт. Для цього визначимо додатковий об’єм грунту внаслідок залишкового розпушення.

м³,

де V_вк – об’єм грунту у квадратах, м³;

V_ву – об’єм грунту у відкосах, м³;

k_р – клефіцієнт розпушення.

Коефіцієнт розпушення для суглинку дорівнює k_р=6%

м³

Розрахункові дані внесемо в відомість балансу земляних робіт

Баланс: 6646.2-6657=-10.8 м³

На основі розрахованих данних знайдемо розходження в об’ємах між виїмкою та насипом при нульовому балансі земляних мас. За умовою це розходження не повинно перевищувати 5% .

де V_Нз – сумарний об’єм насипу, м³;

V_Вз – сумарний об’єм виїмки, м³.

2.7. Визначення середньої дальності переміщення грунту із виїмки у насип.

Для визначення відстані переміщення потрібно визначити центри мас насипу та виїмки за формулами:

а) для визначення центру ваги

, ,

де Х, Y – координати центрів ваги насипу чи виємки окремих квадратів;

V – об’єм грунту в ціх квадратах.

б) для визначення середньої дальності переміщення грунта

,

де Y, X – координати визначених центрів ваги;

м.

2.8. Підрахунок обсягу робіт з капанням ямок

Тип фундаменту – без підвального преміщення. Оскільки тип грунту суглинок, а глибина ями 2.5 м, то вибираємо 1:0.5 кут 63°.

Знайдемо найбільну крутизну закладання укосів

м,

де h – глибина ямки.

Знайдемо ширину та довжину ямки під стакани фундаменту по низу

м

Знайдемо ширину та довжину ямки під стакан фундаменту по верху

м

Знайдемо площу ямки по верху і низу

м²

м²

Об’єм земляних робіт

м³

Об’єм по зачистці дна ямки

м³,

де h_н – коефіцієнт, вибираємо з таблиці 14 АНТИ(1) h_н=0.2

м³

Об’єм грунту для механізованої роботи

м³

Об’єм грунту витесненого спорудою

м³

Об’єм грунту який вивозиться самоскидами

м³

Об’єм грунту, який укладається у відвал

м³

Об’єм грунту, для зворотньої засипки

м³

3. ВИЗНАЧЕННЯ ПОТРІБНИХ ПАРАМЕТРІВ ЗАСОБІВ МЕХАНІЗАЦІЇ ЗЕМЛЯНИХ РОБІТ

При планувальних роботах основним параметром для вибору засобів механізації земляних робіт є середня відстань переміщення грунту та його категорія.

При копанні котлованів ямок такі основні параметри для вибору екскаваторів

- потрібна глибина копання;

- потрібний радіус копання;

- потрібний радіус вивантаження грунту;

- потрібна висота вивантаження грунту.

При транспортуванні грунту використовують автосамоскиди. Основним параметром для вибору є ємність ковшу екскаватора.

4. ВИБІР ЗА ТЕХНІЧНИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ЗАСОБІВ МЕХАНІЗАЦІЇ ЗЕМЛЯНИХ РОБІТ

Попередній вибір ведучої машини.

Ведуча машина вибирається для даних умов виконання ведучого процесу в запланованому комплексі робіт.

При плануванні майданчика таким процесом є розробка грунту. В якості ведучої машини вибираємо 2 причипних скрепера, так як довжина переміщення грунту з виїмки в насип складає 107 м. Оскільки об’єм земляних робіт знаходиться в межах до 20 тис. м³, то вибираємо 2 різних скрепера з ємністью ковша 6 і 7 м³ (табл.4.1).

При механічному способі розробки грунту використовується екскаватори обладнані різним робочим обладнаням. Оскільки об’єм робіт по риттю котловану знаходиться в межах до 10 тис. м³ то вибираємо 2 різних екскаватора з зворотньою лопатою і ємністю ковша 0.15 і 0.25 м³ (табл.4.2).

Для транспортування грунту в залежності від об’єму ковша екскаватора вибираємо автосамоскиди ГАЗ-93А з місткістю кузова 1.65 м³ і ЗИЛ-585 з місткістю кузова 2.4 м³ (табл.4.3).

Таблиця 4.1 – Скрепери

Таблиця 4.2 – Ексковатори

Таблиця 4.3 – Автосамоскиди

5. РОЗРАХУНОК НЕОБХІДНОЇ КІЛЬКОСТІ АВТОСАМОСКИДІВ

Приймаємо, що ексковатор Е-1514 працює з автосамоскидом ГАЗ-93А (1 – варіант) і ексковатор Е-2515А працює з ЗИЛ-585 (2 – варіант).

5.1. Розрахунок часу навантаження одного автосамоскида

Визначають спочатку кількість ковшів, потрібних для завантаження кузова машини. Визначаємо за формулою

ковш.,

де g – геометрична місткість ковша;

Q – вантажопідйомність транспортної одиниці;

K_e – коефіцієнт використання місткості ковша ексковатора за табл.17.(1). Приймаємо K_e=0.85

м³,

де B_n – вантажопідйомність, т;

r - щільність грунту, т/м³.

1 – варіант

м³

2 – варіант

м³

1 – варіант

ковшів

2 – варіант

ковшів

Визначимо кількість циклів екскавації автосамоскиду за годину за формулою

де k_в – коефіцієнт використання по часу, приймаємо k_в=0.75;

t_ц – тривалість циклу, хв.

1 – варіант

цикли

2 – варіант

цикли

Розрахуємо час навантаження автосамоскида

де k_т – коефіцієнт, який залежить від організації роботи транспорта, приймаємо k_т=0.85

1 – варіант

хв.

2 – варіант

хв.

5.2. Розрахунок часу транспортування грунту автосамоскидом

Цей розрахунок виконують за формулою

хв.,

де L – відстань транспортування грунту, км;

V_сер – середня швидкість руху автосамоскидів. Згідно таблиці 13(1) - V_сер=19 км/год.

1 - варіант

хв.

2- варіант

хв.

5.3. Розрахунок часу одного циклу автосамоскида

Цей розрахунок ведуть за формулою

хв,

де t_п – час завантаження, хв;

t_тр – час транспортування грунту, хв;

t_р.м – час розвантаження з моневруванням, хв;

t_м – час маневрування при завантаженні, хв.

1 – варіант

хв.

2 – варіант

хв.

5.4. Розрахунок кількості рейсів автосамоскидів за зміну

Розрахунок рейсів виконують за формулою

де t_з.м– тривалість робочої зміни;

T_ц – час одного