Земляные работы

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Пермский государственный технический университет

Строительный факультет

Кафедра строительного производства

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Выполнил гр. ПГС07

Краснов В.Г.

Руководитель

Бочкарёва Т.М.

г. Пермь 2010

Содержание

1. Определение черных отметок вершин геодезической сетки

2. Определение средней планировочной отметки

3. Определение красных (проектных) отметок

4. Определение рабочих отметок

5. Определение объемов земляных работ

6. Определение объема грунта в откосах

7. Баланс земляных масс

8. Определение объема земляных работ при разработке выемок

9. Выбор бульдозера в качестве ведущей машины комплекта

10. Выбор скрепера в качестве ведущей машины комплекта

11. Технико-экономический расчет комплекта планировочных машин с ведущей машиной - бульдозером

12. Технико-экономический расчет комплекта планировочных машин с ведущей машиной –скрепером

13. Выбор комплекта землеройной и транспортной техники

1. Определение черных отметок вершин геодезической сетки

,

где – черная отметка горизонтали, ближайшей к вершине;

– превышение между соседними горизонталями по высоте;

– расстояние между горизонталями, между которыми находится рассматриваемая вершина, м;

х – расстояние от ближайшей горизонтали до рассматриваемой вершины, м.

Значения черных отметок вершин геодезической сетки

2. Определение средней планировочной отметки

Н₀^□

Н₀^□

3. Определение красных (проектных) отметок

В случае планировки территории с двумя уклонами красные отметки вычисляют по формуле:

Н_кр= Н₀l₁i₁ l₂i₂,

где l_{1, 2} – расстояние от вершин геодезической сетки до оси вращения, соответственно до оси симметрии площадки N–N′ и до оси симметрии площадки О–О′, называемое плечом поворота, м;

i₁ – уклон вдоль длинной стороны площадки;

i₂ – уклон вдоль короткой стороны площадки.

4. Определение рабочих отметок

Рабочие отметки определяем по формуле:

±h_р= Н_кр – Н_черн

Значения рабочих отметок в вершинах геодезической сетки

5. Определение объемов земляных работ

В "чистых" призмах объем грунта выемки или насыпи определяем по формуле:

где – сумма значений всех рабочих отметок в вершинах квадрата, ;а – сторона квадрата, м.

2. Объемы (м³) грунта в "смешанных" призмах определяют по формулам:

,

где – сумма значений рабочих отметок выемки или насыпи;

– сумма абсолютных значений четырех (всех) отметок квадрата.

6. Определение объема грунта в откосах

Объемы грунта в элементарных фигурах откосов определяем по формулам:

боковые откосы - тип трехгранная пирамида

боковые откосы - тип призматоид

угловые откосы - тип четырехгранная пирамида

7. Баланс земляных масс

8. Определение объема земляных работ при разработке выемок

Расчет геометрических объемов выемки можно выполнять по средней величине ее глубины (Н_ср).

Среднюю глубину выемки рассчитывают в следующей последовательности:

1) определяют красные (планировочные) отметки Н_кр(зд) контура здания методом "поворота" Н₀ =122,41 м

2) определяется среднее значение контура здания

;

3) отметка дна выемки Н_дна определяется с учетом проектируемой высоты фундамента

Н_дна(кр) = .

Н_дна(ср) = .

4) средняя величина выемки определяется по формуле

Н_ср(кр) = – Н_дна=122,288-120,291=1,997 м

Н_ср(ср) = – Н_дна=122,288-120,191=2,097 м

Геометрические размеры траншеи.

1) Для крайних колонн

а=2+2*0,5=3м

а^/=3+2*1,997*0,25=4м

2) Для колонн среднего ряда

а=2,2+2*0,5=3,2м

а^/=3,2+2*2,097*0,25=4,25м

Определение геометрических объемов выемок

Геометрический объем траншей, без учета откосов на торцах, может быть определен по формуле

Объемы на торцах

1) крайние колонны

2) средние колонны

Суммарный геометрический объем траншеи

Определение геометрического объема приямков под фундаменты

Определение геометрического объема грунта обратной засыпки

1) Н_{обр. з(кр)} = h_ф – 0,15=1,850-0,15=1,7м

Н_{обр. з(ср)} = h_ф – 0,15=1,950-0,15=1,8м

2) для колонн крайнего ряда

для колонн среднего ряда

3)

Сводная таблица объемов земляных масс, м³

9. Выбор бульдозера в качестве ведущей машины комплекта

Расчет сменной эксплуатационной производительности бульдозера

Расчет сменной эксплуатационной производительности бульдозера определяется по формуле

, м³/см

м³/см

где с – продолжительность рабочей смены, равная 8 часам;

V_отв – объем грунта в твердом теле, срезаемого отвалом – ножом буль-дозера (рассчитывается по формуле (4)), м³;

K_с – коэффициент сохранения грунта на ноже во время его транспортирования (формула (5));

K_укл – коэффициент уклона для бульдозера (табл. 7 прил. 1). При незначительных уклонах планируемой площадки (i = 0,005, i = = 0,001) K_укл принять равным единице;

K_в – коэффициент использования машины во времени (ЕНиРсб.Е2 В1 прил. 4) в соответствии с параграфом "Разработка и перемещение нескального грунта бульдозерами";

– продолжительность цикла работы бульдозера (формула (6)), с;

м³

где l_отв, Н_отв – длина и высота отвала бульдозера (технические характеристики ДЗ-34С), м;

j – угол естественного откоса грунта (табл. 8 прил. 1);

K_п.р – коэффициент первоначального разрыхления грунта (ЕниРсб.Е2 В1 прил. 2).

K_с = 1 – 0,005L_cр =1-0,005*163=0,185

где L_ср – средняя дальность перемещения грунта (расстояние между центрами выемки и насыпи планируемой площадки = 163,0), м.

Длительность цикла работы бульдозера определяется по формуле

= t_p + t_п + t_o.x + t_пов=16,48+43,22+46,20+10=115,9с

где t_p – время резания грунта (набора грунта на отвал бульдозера – формула с;

t_п – время перемещения грунта на отвале, формула (7), с;

t_o.x – время обратного хода бульдозера, формула (7), с;

t_пов – время на два поворота (при дальности транспортировки грунта на ноже до 75 м t_пов = 0, при работе бульдозера челночным способом t_пов = 10–12 с).

Время резания грунта, его перемещения на ноже и обратного хода бульдозера в секундах рассчитывается по общей формуле (7), где длина пути и скорость движения бульдозера являются переменными величинами:

,

где L_p(п)(о.х) – длина пути соответственно резания, перемещения грунта и обратного хода бульдозера, определяемые по формулам (8, 9, 10), м;

– скорость бульдозера соответственно при резании, перемещении грунта и при движении обратным ходом, км/ч (технические характеристики);

K_у – коэффициент, учитывающий ускорение, замедление и переключение передач (табл. 9 прил. 1).

Длина пути резания грунта (длина пути набора грунта на нож), м

L_p = ,

где – толщина стружки при клиновом способе резания грунта бульдозером, м (рис. 2, табл. 10 прил. 1). Рекомендуется принимать в расчет = 0,15–0,2 м.

Длина пути перемещения грунта на отвале бульдозера, м

L_п = L_ср – L_р =163-10,53=152,47м

Дальность пути бульдозера обратным ходом, м

L_о.х = L_ср=163,0м .

Расчет нормативной производительности бульдозера

Нормативная производительность бульдозера, м³/см, определяется по формуле

м³/см (11)

где а – единица измерения, предусмотренная параграфом ЕНиРсб.Е2 В1 ( 100 м³ );

– трудоемкость разработки единицы продукции (единичная трудоемкость), норма времени разработки и перемещения нескального грунта бульдозером (чел.-ч/маш.-ч), определяемая по формуле

, (12)

где – норма времени разработки и перемещения грунта на 10 метров, чел.-ч/маш.-ч;

– норма времени разработки и перемещения грунта на каждые дополнительные 10 м перемещения, чел.-ч/маш.-ч.

Значения и определяются в соответствии с группой грунта II при его разработке бульдозерами (табл. 1 ЕНиРсб.Е2 В1).

при L_п = 120 м для бульдозера ДЗ-34С на базе трактора ДЭТ-250 при разработке II группы грунта

= 0,24 + 0,21 × 15,3 = 3,453 чел.-ч/маш.-ч. (13)

Вывод:

дальнейший расчет можно производить по минимальному значению производительности м³/см

Определение расчетной продолжительности работы бульдозера

Расчетная продолжительность работы одного бульдозера при планировке площадки (разработка и перемещение нескального грунта) определяется по формуле (см)

, (14)

где – объем грунта выемки, перемещаемого в насыпь при планировке площадки (с учетом коэффициента остаточного разрыхления), м³;

S – показатель сменности работы машины. С целью максимального использования строительной техники целесообразно планировать работу машин в две смены (S = 2).

Расчеты по подбору комплектов планировочных машин во всех рассматриваемых вариантах следует выполнять с учетом одинаковой сменности использования техники.

Выбор грунтоуплотняющих машин (катков) (ДУ 29, массой 23 т), используемых в качестве вспомогательной техники в комплекте

Определение нормативной производительности грунтоуплотняющей машины (катка)

При подборе вспомогательных машин комплекта (к которым относятся грунтоуплотняющие машины) достаточно произвести их расчет только по нормативной производительности,

м²/см (15)

где – нормативная производительность катка, м²/см;

– норма времени уплотнения площадей и поверхностей катком, определяется по формуле

, (16)

где – норма времени работы катка при первых четырех проходках по одному следу, чел.-ч/маш.-ч;

– норма времени работы катка на каждую проходку сверх первых четырех проходок по этому же следу, чел.-ч/маш.-ч. при уплотнении грунта самоходными катками ДУ-29 массой 23 т при условии 8 проходок по одному следу и длине гона катка до 200 м

= 0,79 + 0,14 · 4 = 1,35 чел.-ч/маш.-ч. (17)

Число проходок при уплотнении площадей и поверхностей можно принять по табл. 7, табл. 8 прил. 2.

При отсутствии данных по количеству проходок катка по одному следу принять число проходок, равное 8.

Определение расчетной продолжительности работы грунтоуплотняющей машины (катка)

Расчетная продолжительность одного катка (см) определяется по формуле

(18)

где h₁ – толщина уплотняемого слоя грунта (h₁ принять равной толщине отсыпаемого слоя бульдозерами). принимаемое значение h₁ не должно превышать значение технических характеристик катка, м.

Величина толщины уплотняемого слоя h₁ влияет на конечный результат расчета, т.е. на количество бульдозеров в комплекте. Соотношение в формуле (18) является переводом объема работ V_в из единиц измерения м³ в объем работ, выраженный суммарной площадью послойного уплотнения катком, м².

При планировании работы бульдозеров в две смены по формуле (14) работу катка также следует принять в две смены (S = 2).

Определение количества ведущих машин (бульдозеров) в комплекте планировочных машин

Количество бульдозеров (шт.) определяется отношением расчетных продолжительностей работы одной ведущей и одной вспомогательной машин:

. (19)

По результату расчета принять целое число , необходимость уменьшения или увеличения которого обусловлена допустимым значением процента плановой производительности труда (формулы (20) и (21)).

Определение плановой производительности (процента производительности) работы бульдозеров и катка в комплекте

Производительность работы грунтоуплотняющей машины (катка):

,

(20)

где – производительность работы грунтоуплотняющей машины (катка), %; – принятая продолжительность катка (целое число), см.

Производительность работы бульдозера определяется по формуле

.

(21)

При несоблюдении условий (20) и (21) значение расчетного количества бульдозеров следует округлять в большую сторону до целого числа либо необходимо подобрать другой комплект планировочных машин.

10. Выбор скрепера в качестве ведущей машины комплекта

Скреперами разрабатывают песчаные, глинистые, суглинистые, галечно-гравийные, связные грунты с обломочными включениями скальных пород. Цикл работы скрепера состоит из следующих операций: набора грунта, движения груженого скрепера, разгрузки ковша, движения порожнего скрепера.

При организации работы скреперов в качестве дополнительной операции может быть произведено предварительное рыхление плотных грунтов при значительном сопротивлении их резанию. Предварительному рыхлению подвергают грунты III и IV групп (ЕНиРсб.Е2 В1 табл. 1 глава I).

При загрузке скрепера плотными и тяжелыми грунтами используется трактор-толкач, обеспечивающий недостающее усилие тягача скрепера. Применение трактора-толкача позволяет:

увеличить толщину стружки срезаемого грунта,

уменьшить длину резания грунта,

обеспечить полное наполнение ковша.

Тракторы-толкачи оборудованы толкающими плитами с амортизаторами.

В расчетной работе следует рассмотреть два варианта планировочных машин с ведущей машиной – скрепером. В качестве отличительной особенности в рассматриваемых вариантах можно принять разные объемы ковшей скреперов.

Выбор скреперов следует произвести с учетом рекомендаций (табл. 1, табл. 2, табл. 3 прил. 1), (табл. 1, табл. 2, табл. 3 прил. 3) и по техническим характеристикам скреперов (ЕНиРсб.Е2 В1). Перед расчетом проверить наличие Н_вр (ЕНиРсб.Е2 В1), а также наличие данных для технико-экономического расчета (табл. 4, табл. 5, табл. 6 прил. 4).

Определение сменной эксплуатационной производительности скрепера ДЗ - 23

Сменная эксплуатационная производительность скрепера определяется по формуле (м³/см):

м³/см (22)

где q¹ – вместимость ковша скрепера (технические характеристики), м³;

k₁ – коэффициент использования вместимости ковша,

k₁ = ; (23)

k_н – коэффициент наполнения ковша рыхлым грунтом (табл. 4 либо табл. 5 прил. 3);

k_в – коэффициент использования скрепера во времени (ЕНиРсб.Е2 В1 прил. 4); k_в=0,8

– длительность цикла работы скрепера, с, определяемая по формуле

= t₃ + t_г.х + t_p + t_п.х + t_пов =73,88+75,81+11,52+53,79+30,0=245с (24)

где t₃, t_г.х, t_p, t_п.х, t_пов – соответственно продолжительность загрузки скрепера, груженого хода, разгрузки, порожнего хода, поворотов. Суммарное время на два поворота скрепера принять для прицепных t_пов = 28–60 с, для самоходных t_пов = 25 с.

Продолжительность отдельных элементов цикла рассчитывается по общей формуле (25), где длина пути L и скорость скрепера V ^с являются переменными величинами, с:

,

(25)

где K_уск принимается по табл. 9 прил. 1.

Дальность пути скрепера, м, на отдельных операциях определяется:

а) при загрузке ковша по данным табл. 6 прил. 3 или по формуле

, (26)

где m_пр – коэффициент призмы волочения (табл. 9 прил. 3);

l_с – ширина захвата скрепера (технические характеристики скрепера), м;

– толщина стружки, срезаемая скрепером (табл. 2, табл. 3, табл. 7 прил. 3);

б) при перемещении грунта (груженый ход) по формуле

L_г.х = L_ср – L₃=163-34,89=128,11 м . (27)

Длина пути разгрузки принимается по табл. 8 прил. 3 – 24м

Длина пути порожнего хода L_п.х может быть принята равной средней дальности перемещения грунта L_ср.

Движение скреперов при наборе и отгрузке грунта целесообразно планировать на первой передаче, для груженого хода – на третьей передаче, для холостого (обратного) хода – на третьей или четвертой передачах. Скорости скреперов принять по данным табл. 3 прил. 3 или по техническим характеристикам (ЕНиРсб.Е2 В1).

Определение нормативной производительности скрепера

Нормативная производительность скрепера определяется аналогично расчету нормативной производительности бульдозера и катка, м³/см:

м³/см (29)

где – норма времени разработки и перемещения грунта скрепером, чел.-ч/маш.-ч. = 0,93 + 0,05· 6,3 = 1,245 чел.-ч/маш.-ч.

Необходимо сравнить значения и , при их приблизительном равенстве расчет вести по либо по минимальному значению производительности. В случае большого различия величин и в расчет можно принять одну из следующей произво