Проектирование производства земляных работ.

Определение состава процессов и объемов работ при устройстве котлована.

Комплекс работ по устройству котлована можно расчленить на следующие простые процессы:

• Срезку растительного слоя

• Разработку грунта в котловане

• Транспорт грунта в отвал

• Зачистку дна котлована.

В общем случае неблагоприятные гидрогеологические, климатические и другие особые условия могут потребовать выполнения дополнительных процессов (водоотлив, искусственное понижение грунтовых вод, рыхление грунтов, крепление стенок выемок и др. )

Основным процессом, по которому производится выбор ведущей машины и увязка остальных средств механизации, является разработка грунта в котловане.

Подсчет объемов земляных работ.

Объем работ по срезке растительного слоя в м² определяется размерами котлована поверху с добавлением с каждой стороны выемки полосы шириной 5м. Грунт растительного слоя на всех площадках без корней и примесей природной влажности толщиной до 15см.

Объем прямоугольного в плане котлована с откосами определяется по формуле

где а и b – ширина и длина котлована понизу, м;

с и d – ширина и длина котлована поверху, м;

Н – глубина котлована, м.

Размеры котлована понизу определяются габаритами возводимого фундамента с добавлением по периметру сооружения зазора равного 0,3 м:

м;

м.

Размеры котлована поверху:

м;

м.

где m = 0,5 – показатель крутизны откоса, определяемый по табл. 1

СНиП-12-04-2002

м³.

При разработке котлованов экскаватором с оборудованием прямая лопата, а также в случае работы машин по дну котлована, разрабатывается выездная траншея, объём которой V_в в м³ определяется по формуле:

где Н – глубина котлована, м; b – ширина въездной траншеи (3,5; 7 м);

- показатель крутизны продольного уклона въездной траншеи, принимаемый равным 7-10.

H=3 м.

b=7 м. Ширина въездной траншеи при прямой лопате.

Объем работ по срезке растительного слоя определится:

При выборе экскаватора – “обратная лопата”, “драглайн”, “грейфер”, объем въездной траншеи и срезку растительного слоя необходимо будет пересчитать с учетом габарита машины или ее рабочего оборудования (если оно выступает за пределы машины), потому что траншея нужна будет только для машин работающих по дну котлована (зачистки дна котлована бульдозером).

При разработке грунта экскаваторами на дне котлована остается недобор грунта, величина которого h_н – принимается по данным прил. 2.метод. указ.

Объём недобора V_н, в м3 по всей площади котлована определяется по формуле

Вместимость ковша q= 0.8 м³. Лопата:

прямая h_н1 = 0,1 м;

Вместимость ковша q= 0.65 м³.

обратная h_н2 = 0,15 м.

Вместимость ковша q= 0.5 м³.

обратная h_н3 = 0,15 м.

С учетом выше изложенного объём работ выполняемый экскаватором равен:

Лопата:

прямая q= 0.8 м³.

обратная q= 0.65 м³.

обратная q= 0.5 м³.

Весь грунт, разрабатываемый экскаватором, вывозится в отвал.

Недобор разрабатывается механизированным способом.

Подбор комплектов машин для производства земляных работ.

Срезка растительного слоя может быть выполнена: бульдозерами (§Е-2-1-5) с шириной расчистки до 30 м, грейдерами (§Е2-1-6) с перемещением грунта к краю полосы, скреперами (§Е2-1-21) при транспортировании грунта на расстояние более 100 м.

Для срезки растительного слоя принимаем: § Е-2-1-5 (а,4; а,2; а,5)

1. Автогрейдер ДЗ-99(Д-710Б) маш.-ч.

2. Бульдозер ДЗ-35А(Д-575А) на базе трактора Т-180С маш.-ч..

3. Автогрейдер ДЗ-14(Д-365Ф) маш.-ч.

4. Бульдозер ДЗ-25(Д-522) на базе трактора Т-180Г маш.-ч.

5. Бульдозер ДЗ-18А(Д-493А) на базе трактора Т-100 маш.-ч.

Разработка грунта в котловане может осуществляться одноковшовыми экскаваторами с рабочим оборудованием прямая и обратная лопата, драглайн, грейфер.

Ориентировочная емкость ковша экскаватора в зависимости от объема работ принимается по прил. 3. метод. указаний. Более плотные грунты целесообразно разрабатывать экскаватором прямая лопата, лёгкие – обратная лопата, драглайн. Для экскаваторов с рабочим оборудованием прямая лопата необходимо учитывать глубину копания. Наименьшая глубина копания, обеспечивающая полное наполнение ковша за одно черпание принимается по прил. 4. метод. указаний. В зависимости от вида грунта может приниматься ковш экскаватора с зубьями или режущей кромкой.

Разработка грунта в котловане нормируется по Е 2-1-7  Е 2-1-11.

Принимаем экскаваторы:

1. Э-505А (прямая лопата – q= 0,5 м³) маш.-ч.

2. ЭО-3111А(Э-303А) (обратная лопата - q= 0,4 м³) маш.-ч.

3. Э-304 (прямая лопата – q= 0,3 м³) маш.-ч.

4. ЭО-3311(Э-302) (обратная лопата – q= 0,3 м³.) маш.-ч.

5. Э-504 (обратная лопата – q= 0,5 м³) маш.-ч.

Весь грунт разрабатываемый экскаватором транспортируется в отвал.

Транспортирование грунта в отвал. Рекомендуемая грузоподъемность автосамосвалов в зависимости от емкости ковша экскаватора и расстояния транспортирования грунта принимается по прил. 5, а марка машин по прил. 6.

Принимаем автосамосвалы:

Прил.7 метод. указания.

1. МАЗ -5549 (Q=10 т.)

2. МАЗ -5551 (Q=10 т.)

3. КамАЗ – 5511 (Q=10 т.)

4. КамАЗ – 55111 (Q=13т.)

5. КамАЗ – 55102 (Q=10 т.)

Для обеспечения непрерывной работы экскаватора с погрузкой грунта в транспорт рассчитывается необходимое количество автосамосвалов по формуле:

где:

Т_ц – время одного цикла автосамосвала, мин;

расчетная продолжительность погрузки, мин;

L – расстояние транспортирования грунта, км;

V_ср – средняя скорость движения автосамосвала, км/ч;

t_р – время разгрузки, мин;

t_м – время маневрирования, мин.

t_р и t_м принимаем равными по 1 мин.

Время погрузки автосамосвала (с достаточной степенью точности) определяется по формуле:

,

где: Q – грузоподъемность автосамосвала, т;

- норма времени, маш·ч/100 м³;

 - плотность грунта, т/м³.

При дробном значении N, число автосамосвалов округляется до целого в большую сторону.

Для разработки недобора грунта с перемещением его на половину длины котлована (30.6 м) применяются бульдозеры Е-2-1-22.

Принимаем: § Е-2-1-22 (б,6; б,3; б,6 табл. 2)

1. Бульдозер ДЗ-8 (Д-271А) на базе трактора Т-100 маш.-ч. L_отвала=3,03 м

2. Бульдозер ДЗ-35А(Д-575А) на базе трактора Т-180С маш.-ч.L_отвала=3,64 м.

3. Бульдозер ДЗ-42(Д-606) на базе трактора ДТ-75 маш.-ч.

4. Бульдозер ДЗ-25(Д-522) на базе трактора Т-180Г маш.-ч. L_отвала=4,43 м.

5. Бульдозер ДЗ-18А(Д-493А) на базе трактора Т-100 маш.-ч. L_отвала=3,97 м.

Таким образом, для дальнейшего рассмотрения и сравнения в курсовом проекте принимаем пять комплектов машин:

Комплект 1.

• ДЗ-99 (Д-710Б)

• Э-505А

• МАЗ - 5549

• ДЗ-8 (Д-271А) на Т-100

Комплект 2.

• ДЗ-35А (Д-575А) на Т-180

• ЭО-3111 (Э-303А)

• МАЗ – 5511;

• ДЗ-35(Д-575А) на Т-180.

Комплект 3.

• ДЗ-14 (Д-365Ф)

• Э-304

• КамАЗ-5551

• ДЗ-42 (Д-606).

Комплект 4.

• ДЗ-25 (Д-522) на Т-180Г

• Э-3311 (Э-302)

• КамАЗ – 55111;

• ДЗ-25 (Д-522) на Т-180Г

Комплект 5.

• ДЗ-18А (Д-493А)

• ЭО-504

• КамАЗ-55102

• ДЗ-18А (Д-493А)

Определение технико-экономической эффективности вариантных решений.

Окончательный выбор комплекта машин (способов производства работ) производится на основании сравнения следующих технико-экономических показателей: