5. Проектирование производства работ по устройству котлована

5.1. Требования к подготовительным работам

Определить перечень подготовительных работ, которые должны быть выполнены в соответствии со СНиП 3.02.01 – 87 с учетом конкретных условий производства работ на площадке.

Определить подготовительные строительные процессы, выполняемые перед началом отрывки котлована.

5.2. Выбор методов производства работ

5.2.1. При выборе способов производства работ необходимо выбрать ведущую и комплектующие машины на основе технико-экономического сравнения вариантов по себестоимости, срокам производства работ и выработке на одного рабочего.

Экскаваторный комплект составляют из одного экскаватора, нескольких автосамосвалов и бульдозера. Эти механизмы выполняют разработку грунта в котловане при значительной его глубине (более 1 м) с погрузкой в автосамосвалы. Количество механизмов и их тип выбирают в зависимости от условий разработки грунта на строительной площадке и сменной производительности комплекта.

Как правило, разработка котлованов производится экскаватором, выбор рабочего оборудования которого зависит от положения уровня грунтовых вод относительно дна котлована и для экскаваторов с механическим приводом от глубины котлована.

Для разработки грунта в котлованах в качестве ведущей машины применяют экскаваторы с оборудованием типа драглайн, обратная лопата или прямая лопата.

В зависимости от объема грунта в котловане определяют емкость ковша экскаватора (табл. 14).

Таблица 14

Определение емкости ковша экскаватора

Объем разрабатываемого грунта (Vэ), м3	Емкость ковша (q), м3
До 500	0.15
500 1500	0.24  0.3
1500  5000	0.5
2000  8000	0.65
6000  11000	0.8
11000  15000	1.0
13000  18000	1.25
Более 15000	1.5 и более

По виду и категории грунта в котловане выбирают тип ковша экскаватора:

• для несвязных грунтов ковш со сплошной режущей кромкой;

• для связных, а также для мерзлых грунтов – ковш с зубьями.

Для разработки мерзлых грунтов целесообразно использовать экскаваторы с гидравлическим приводом.

Высота забоя (Н_к) должна быть не более максимальной высоты резания и не меньше размера, обеспечивающего наполнение ковша (табл.15). При большей высоте (глубине забоя) – разработку ведут ярусами.

Таблица 15

Наименьшая высота забоя (глубина забоя – для драглайна и обратной лопаты), обеспечивающая заполнение ковша экскаватора, м.

Рабочее оборудование	Группа грунта	Емкость ковша экскаватора, м3
		 0.25	0.5	0.75	1.0	1.5	2.0	3.0
Прямая лопата	, 	1.5	1.5	2.5	3.0	3.0	2.5	2.5
		2.5	2.5	4.5	4.5	4.5	4.0	4.0
	V	3.0	3.5	5.5	6.0	6.0	6.0	6.0
Обратная лопата	, 	1.2	1.5	1.8	2.2	2.6	-	-
		1.8	2.0	2.0	3.0	3.0	-	-
Драглайн	, 	2.0	2.0	2.5	3.0	3.0	3.5	3.4

По указанным характеристикам выбирают два типа экскаватора, отличающихся видом оборудования, емкостью ковша или тем и другим (приложение 5). Из этих экскаваторов необходимо выбрать один наиболее экономически эффективный.

5.2.2. Технико-экономическое обоснование выбора ведущей машины заключается в следующем:

• по ЕНиР 2-1 определяется норма времени (Н_м.вр) для каждого экскаватора, учитывающую разработку грунта с погрузкой в транспортные средства, маш-час;

• определяются затраты машинного времени выполнения работ (Т), маш-час

Т = Н_м.вр  , (47)

где V – объем работ, выполняемый ведущей машиной (V_э), м³;

V₁ – единица измерения, принятая по ЕНиР, м³.

• определяется продолжительность разработки грунта в котловане, смен

П = , (48)

где N – количество ведущих машин, шт;

t – продолжительность смены, час;

- коэффициент перевыполнения норм выработки ведущей машиной (max = 1.2).

• определяется сменная выработка экскаватора, м³/смен

П_см.выр.= , (49)

• определяется стоимость разработки 1 м³ грунта в котловане, руб/смен

С = , (50)

где 1.08 – коэффициент, учитывающий накладные расходы;

С_м-см- стоимость машино-смены экскаватора;

• определяются удельные капитальные вложения на разработку 1м³ грунта, руб.

К = , (51)

где С_ир – инвентарно-расчетная стоимость экскаватора, руб.;

t_год- нормативное число смен работы экскаватора в году, смен.

• определяются приведенные затраты на разработку 1 м³ грунта

П_з = С + Ек, (52)

где Е – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, равный 0.15.

Результаты расчета сводятся в таблицу 16.

Таблица 16

Технико-экономические показатели, выбранных экскаваторов

Марка экскаватора	П, смен	Псм.выр., м3/см	С, руб	Пз, руб

По наименьшим приведенным затратам принимают экскаватор для разработки грунта в котловане.

Зачистку дна котлована производят бульдозером, а при небольших объемах, вручную.

Вывоз грунта из котлована производят при помощи автосамосвалов.

5.2.3. Выбор экскаваторно-транспортного комплекта сводится к выбору типа и определению потребности транспортных средств для обслуживания экскаватора.

Выбор грузоподъемности транспортных средств зависит от емкости ковша экскаватора и дальности возки грунта (табл. 17).

Таблица 17

Рекомендуемая грузоподъемность автосамосвалов

Расстояние транспортирования, км	Грузоподъемность (т) при емкости ковша (м3)
	0.4	0.65	1.0	1.25	1.6	2.5
0.5	4.5	4.5	7	7	10	-
1.0	7	7	10	10	10	-
1.5	7	7	10	10	12	18
2.0	7	10	10	12	18	18
3.0	7	10	12	12	18	27
4.0	10	10	12	18	18	27
5.0	10	10	12	18	18	27
6.0	10	10	12	18	18	27

По принятой грузоподъемности подбирается марка автосамосвала (приложение 8).

Если считать процесс работы экскаватора и транспортных средств детерминированным, т.е. время, затраченное на погрузку и транспортировку грунта постоянным, то потребное количество транспортных средств определяется по формуле

N = 1+ , (53)

где t_м – время маневрирования при установке под погрузку (2-3 мин), мин;

t_р – время разгрузки (1-2 мин), мин;

L – расстояние возки грунта, км;

V – скорость движения машины (табл. 18), км/ч;

t_п – продолжительность погрузки грунта, мин

t_п = , (54)

где Q – грузоподъемность автосамосвала, т;

- объемная масса грунта, т/м³ [6. стр.6];

П_см.выр.- сменная выработка экскаватора, м³/см.

Таблица 18