Объем выемок для спусков в котлован

Объем выемки для спуска крутизной j = 10-15° можно расчленить на элементарные геометрические фигуры, определить их объем и сложить . Из полученного объема следует исключить объем пазухи в пре­делах спуска. Длина спуска:

или

Ширина спуска по верху = 3; по низу = 7.

объем спуска можно определить:

Срезка растительного грунта

Грунт, срезанный слоем р, убирают с той территории стройплощадки где он может быть поврежден при производстве работ. Ориентировочно определяется площадью котлована по верху, увеличенный с каждой стороны на 5-8 м.

Объем растительного грунта

.

Обратная засыпка пазух

Для подсчета объема обратной засыпки нужно определить площадь поперечного сечения пазух. Объем грунта в пазухах котлована

где в^н_паз – расстояние от основания откоса котлована до стены подвала,

Р_паз –периметр пазух.

м, м

Цифрой 1,5 условно принято расстояние от центра тяжести Ц площади поперечного сечения пазухи до осей здания по наружным стенам.

Общий объем обратной засыпки пазух

Фактически грунта для обратной засыпки потребуется меньше с учетом остаточного разрыхления По.р. Весь этот грунт экскаватор будет разрабатывать навымет:

Тогда грунт, подлежащий вывозу на транспорте:

Общий объем разработки грунта

Грунт, разрабатываемый навымет, размещают по обеим сторонам кот­лована в кавальерах. При этом объем разрых­ленного грунта в кавальерах V_кав будет больше V_{вым с} учетом показателя первоначального разрыхления Пп.р.:

Площадь поперечного сечения кавальера или объем грунта на его 1 п. м

Высота кавальера при крутизне его откосов 1:1 (m =1)

Ширина основания кавальера равна в=2h_кав. (в=6,26)

Грунт из кавальеров в пазухи засыпают бульдозером с перемещением грунта до 15 м (расстояние должно быть округлено до 5 м) при его одновременном послойном трамбовании.

Площадь трамбования

где d — глубина уплотнения грунта (за 2 прохода) используемой трам­бовкой [8, §Е2-1-59].

Марка электротрамбовки ИЭ-4502 с башмаком 350450 и глубиной уплотнения 0,4 м.

2.2. Выбор экскаватора

Ведущими машинами для разработки грунта в котлованах являются экскаваторы с обратной лопатой, драглайны и реже – скреперы. Ковши экскаваторов, снабженные зубьями, применяют при разработке, например, плотных глин с примесью щебня или гравия, а ковши со сплошной режущей кромкой – при рытье влажных или сыпучих грунтов.

Для эффективной работы экскаватора и самосвалов необходимо обеспечить возможность отсыпки кавальера в требуемом объеме.

Выбор экскаватора осуществляем в зависимости от размеров котлована, вида грунтов, разработки грунта навымет или с погрузкой грунта в транспортные стредства в два этапа:

1 – подбирают два варианта экскаваторов, способных выполнить поставленную задачу;

2 – произвести их экономическую оценку.

Первый этап начинается с ориентировочного подбора по прил. 3 двух вариантов возможных емкостей ковшей экскаватора и с разным рабочим оборудованием в зависимости от общего объема экскавации грунта.

К техническим параметрам экскаватора относится вместимость ковша, радиус выгрузки, радиус копания, глубина копания, высота выгрузки. Для снижения интенсивности износа рабочих органов приведенные численные значения параметров принимают с К= 0,9, т.е. при проектировании габаритов забоев (проходок) экскаватора пользуемся оптимальными значениями.

Таблица 2

Оптимальные технические параметры экскаваторов

Проводим технико-экономическое сравнение всех четырех выбранных вариантов.

Определение потребного количества автосамосвалов под экскаваторы разных типов при разработке котлована на транспорт V^транс и навымет V^вым

Наименование	Марка	Вместимость ковша, м3	Радиус выгрузки		Радиус копания		Глубина копания		Высота выгрузки
Драглайн	Э-304В	0,4	10,5	9,45	11,1	9,99	7,8	7,02	6	5,4
	Э-651	0,65	8,8	7,92	10,2	9,18	5,6	5,04	5,5	4,95
С обратной лопатой	ЭО-3322	0,4	8,1	7,29	8,2	7,38	5	4,5	5,2	4,68
	ЭО-5151	0,65	9,3	8,37	9	8,1	5,8	5,22	5	4,5

Таблица 3

Показатели	Варианты
	1	2	3	4
	Драглайн		С обратной лопатой
Марка экскаватора (прил. 4)	Э-304В	Э-651	ЭО-3322	ЭО-5151
Вместимость его ковша , м3	0,4	0,65	0,4	0,65
Марка автосамосвала (прил. 6)	ЗИЛ-ММЗ-555	КАМ АЗ-5511	ЗИЛ-ММЗ-555	КАМ АЗ-5511
Вместимость его кузова , м3, етранс	3,1	7,2	3,1	7,2
Параграф ЕНиР для норм времени :	Е2-1-10 табл. 3 3В; 3Е		Е2-1-11 табл. 7 3В; 3И
Нтрансвр , маш-ч	6	3,7	5,2	3,2
Нвымвр , маш-ч	4,8	3	4,2	2,8
Нусреднвр , маш-ч	5,58	3,45	4,85	3,06
Производительность экскаватора при работе на транспорте , Птранс	3,6	2,22	3,12	1,92
Время на погрузку, tп, мин	0,86	3,24	0,99	3,75
Средняя скорость автомобиля (прил.6), км/ч	28	38,2	28	38,2
Время в пути (2L/Vср)*60, мин.	60	43,97	60	43,97
Время на разгрузку tр , мин	2	2	2	2
Время на маневрирование tм , мин	2	2	2	2
Продолжительность цикла Тц , мин.	64,86	51,22	64,99	51,73
Коэффициент k= Нврвым / Нвртранс	0,8	0,81	0,81	0,88
Коэффициент μ	0,596	0,599	0,599	0,619
Количество N потребных автосамосвалов на одну смену работы экскаватора	45	10	39	9

На экономические показатели разработки грунта в котловане тем или иным экскаватором влияют типы автосамосвалов, обслуживающих экскаватор, и потребное их количество.

Количество автосамосвалов вычисляют по формуле

N =

где Т_ц – время на один цикл оборота автомобиля, мин.

t_п – время на погрузку одного автомобиля, мин.

μ – коэффициент, учитывающий одновременную работу экскаватора навымет и в транспортное средство.

Т_ц = t_n+t_p+*60+t_m

здесь t_p – время на разгрузку (принимают 1-2 мин.);

L – расстояние перевозки грунта (по заданию), км;

V_ср – средняя скорость движения данного автомобиля (прил. 6), км/ч

t_м – время на маневрирование (принимают (2 -3 мин).

Время, затраченное на погрузку автомобиля, зависит от вместимости его кузова е_транс (прил.6) и производительности экскаватора. Производительность экскаватора можно подсчитать на основе ЕНиР.

Так как экскаватор при разработке котлована будет одновременно работать навымет, для отсыпки грунта объемом V^вым в кавальеры, и на транспорт V^транс, то необходимо определить усредненную норму, пропорциональную объемам V^вым и V^транс.

, ч/100 м³,

Производительность экскаватора за минуту при погрузке на транспорт

П^транс = , м³/мин

Время на погрузку одного автомобиля

t_n = е_транс / П_транс, мин

Коэффициент μ равен :

где

Количество автосамосвалов:

Таблица 4

Технико-экономические показатели вариантов разработки котлована объемом V , различными техническими средствами :

Показатели	Варианты
	1	2	3	4
	Драглайн		С обратной лопатой
Марка экскаватора	Э-304В	Э-651	ЭО-3322	ЭО-5151
1 Количество потребных маш-см экскаватора Тэ = V*Нвр / 100*8 , маш-см	18	11	16	10
2 Продолжительность работ, дни - в одну смену - в две смены	18 9	11 5,5	16 8	10 5
3 Стоимость одной маш-см экскаватора Сэ, руб-коп.(прил. 5)	29,96	41,52	29,96	41,52
4 Стоимость разработки котлована Сэ = Тэ*С, руб.	539,28	456,72	479,36	415,2
5 Количество потребных маш-см самосвалов Тс = Тэ*N, Маш-см.	810	110	640	90
6 Стоимость одной маш-сме самосвалаСс, руб.	21,68	31,5	21,68	31,5
7 Стоимость перевозки грунта С2 = Тс*Сс, руб.	17560,8	3465	13875,2	2835
8 Стоимость работ в котловане С1+С2, руб.	18100,08	3921,72	14354,56	3250,2
9 Затраты на 1 м3 грунта (С1+С2)/V, руб.	6,95	1,51	5,51	1,25
10 Трудоемкость обслуживания одной маш-см экскаватора τэ , чел-ч.	13,2	21,04	13,2	21,04
11 То же, самосвала τс , чел-ч.	11,84	14,8	11,84	14,8
12 общая трудоемкость τ = τэ*Тэ+ τс*Тс , чел-ч.	9828	1859,44	7788,8	1542,4
13 Трудоемкость разработки 1 м3 грунта τ/V, чел-ч	3,77	0,71	2,99	0,59
14 Трудозатраты на весь объем t = τ/8 , чел-см.	1228,5	232,43	973,6	192,8
15 Сменная выработка на 1 чел. V/t , м3	2,12	11,2	2,67	13,5

Сравнпивая полученные результаты в разных вариантах по:

- продолжнительности работы в днях;

- затраты денег всего и на 1 м³ грунта;

- затратам труда всего и на 1 м³;

- сменная выработка на 1 чел., м³.

После технико-экономического сравнения вариантов выбираем экскаватор с рабочим оборудованием обратная лопата ЭО-5151 и самосвал КАМАЗ-5511.

В выбранном варианте по типу экскаватора и автосамосвалов к нему нужно разработать технологическую схему копания котлована, определить размеры проходок, их количество, наметить схемы рабочих перемещений экскаваторов и самосвалов.

После того как стали известны емкость ковша и рабочее оборудование выбранного экскаватора рассчитываем объем разработки недобора грунта в котловане рассчитывается по формуле

V_нг = ,

где - ширину котлована по низу;

- длину котлована по низу;

h – величина недобора грунта устанавливается в зависимости от вида рабочего оборудования и емкости ковша (приложение 7).

V_нг = =105,57 м³

Технологическая схема копания котлована.

где

-расстояние от оси кавальера до оси экскаватора.

Находим ширину первой проходки понизу:

Находим расстояние от оси здания до оси экскаватора

, где

-расстояние от оси здания до оси кавальера.

Находим объем грунта в 1-ой проходке:

Находим объем грунта на вымет в 1-ой проходке:

разрабатывается на транспорт:

Так как изменилось соотношение объема грунта на вымет и на транспорт, находим количество самосвалов необходимых для работы на первой проходке:

N = Коэффициент μ равен :

где

Количество автосамосвалов: N =

Оставшейся в котловане грунт можно разработать за две или одну проходки в зависимости от ширины котлована. При разработки грунта за одну проходку экскаватор движется по прямой, делая выемку шириной .

При условии выгрузки грунта в кавальер экскаватор должен обслуживать зону шириной:

Экскаватор во второй проходке будет перемещаться с амплитудой:

вторая лобовая проходка:

Находим объем грунта на вымет во 2-ой проходке:

разрабатывается на транспорт:

Так как изменилось соотношение объема грунта на вымет и на транспорт, находим количество самосвалов необходимых для работы на второй проходке:

N = Коэффициент μ равен :

где

Количество автосамосвалов: N =