2.2 Проектирование технологических карт на разработку котлована.

Ниже приводятся примеры разработки технологических карт на сооружение земляного полотна различными способами и с применением различных комплектов землеройных и землеройно-транспортных машин.

В основном для небольших выемок до 4÷6 м глубиной применяют экскаваторы с оборудованием обратная лопата и драглайн. Технологические схемы отличаются только техническими характеристиками этих экскаваторов: объемом ковша, расположением экскаватора и автотранспорта для перевозки грунта, глубиной выработки.

Рис.14. Разработка котлованов экскаватором, оборудованным обратной лопатой или драглайном: а – торцевая проходка при перемещении экскаватора по прямой; б – то же, с двумя проходками; в – то же, при зигзагообразном перемещении экскаватора; г – поперечно-торцевая проходка; д- продольно-торцевая (драглайном).

Рис.15. Разработка котлованов экскаватором, оборудованным обратной лопатой или драглайном: з – схема забоя при продольно-челночной проходке; и- схема забоя при продольно-торцевой проходке; 1-ось проходки; 2- стоянка экскаватора; 3-центр тяжести забоя; 4- ось движения автотранспорта; 5 –веха; 6- водоотводная канава; 7- ось предыдущей проходки;

2.2.1 Технологическая карта на разработку котлована экскаватором обратная лопата.

I. Область применения

Технологическая карта предусматривает разработку грунта в котловане размером в плане 37,41х17,17 м, глубиной 2,5 м для устройства фундаментов.

Строительство ведется в г. Ижевск. Климатический район I. Глубина промерзания -1,70 м. Грунт – тяжелый суглинок, γ = 1800 кг/м³, группа грунта II, крутизна откосов 1:05.

Работы выполняются в 2 смены.

В состав работ, рассматриваемой картой, входят: разработка и транспортирование грунта; подчистка дна котлована.

П. Организация и технология строительного процесса.

1.До начала разработки грунта в котловане должны быть выполнены следующие работы:

• Очистка территории;

• Снятие растительного слоя грунта;

• Планировка площадки в зоне расположения котлована;

• Отвод поверхностных вод;

• Геодезическая разбивка;

• Устройство временных дорог;

2. Разработка котлована ведется одноковшовым экскаватором ЭО-4321 с навесным оборудованием обратная лопата емкостью 0,65 м³.

3. Подчистка дна котлована ведется бульдозером и вручную. При подчистке дна бульдозером, грунт изымается из котлована экскаватором, с торца котлована.

4. Грунт для обратной засыпки размещается вдоль длинных сторон котлована.

5. Лишний грунт вывозится за пределы строительной площадки автосамосвалами КамАЗ-5511.

6.Котлован разрабатывается в 2 торцевые проходки.

7. Все работы по отрывке котлована производить в соответствии со СНиП 3.02.01-87 «Земляные сооружения, основания и фундаменты».

Рис.2.1. План котлована

8. Расчет №1. Определение объемов земляных работ.

8.1. = 0,5 *2,5*(34,41*17,17+34,91*14,67)=1378,68м³ где Н - средняя глубина котлована;

F₁,F₂- площади нижнего и верхнего основания котлована.

8.2.Объем земляных работ для устройства въездной траншеи:

,

где m`_В и m – коэффициенты заложения откосов соответственно дна траншеи и котлована; b – ширина въездной траншеи по дну; Н – глубина котлована.

8.3.Объем грунта при зачистке котлована:, где

S_ф – площадь фундаментов по низу, м²; h_н – величина недобора грунта экскаваторами. При объеме ковша 0,65м³, h_н = 0,15м (при объеме ковша >0,65м³ принимаем h_н = 0,20м).

V_зач=427,43*0,15=64,11м³.

8.4.Объем грунта для засыпки пазух котлована: , где V_к- объем котлована; V_ф- объем фундаментов; К_ор =1,07 –коэффициент остаточного разрыхления.

8.5. Объем грунта, подлежащий вывозке:

Таблица 1

№№ пп.	Объем котлована Vк, м3	Объем грунта при зачистке котлована Vзач,м3	Объем грунта обратной засыпки Vоз, м3	Объем лишнего грунта Vлг, м3
1	2	3	4	5
1	1378,68	64,11	289,81	1088,87

9. Расчет №2. Выбор машин и механизмов для производства земляных работ.

Определим размеры отвала. Отвалы размещаем вдоль длинных сторон котлована.

Площадь поперечного сечения отвала определяется:

,

где к_р=1,2 (для II группы) - коэффициент разрыхления грунта в ковше;

L= 74,82 м – длина отвала.

Требуемая высота и ширина отвала:

, здесь 63^° - угол естественного откоса.

Принимаем а=3,1м, h=3,0м.

Для разработки котлована применяется гидравлический экскаватор ЭО-4321 с навесным оборудованием обратная лопата, с емкостью ковша 0,65 м³.

Для зачистки дна котлована применяется бульдозер ДЗ-42 на тракторе Т-75.

10. Расчет № 3. Выбор транспортных средств для транспортирования грунта.

Исходя из условий таблицы технических характеристик автосамосвала [3] принимаем автомобиль КамАЗ-5511, грузоподъемностью 10 т.

Число необходимых для бесперебойной работы землеройной машины, определяется

,

где Т_уп =0,3 мин – продолжительность установки под погрузку;

Т_н – продолжительность нагрузки, мин;

Т_пр – продолжительность пробега автомобиля от места загрузки до места разгрузки и обратно, мин;

Т_ур =0,6 мин – продолжительность установки под разгрузку;

Т_р =1 мин – продолжительность разгрузки;

Т_м =1,25 мин – продолжительность маневрирования машины в течении рейса.

,

где L =3 км – расстояние транспортирования;

Ν = 22 км/ч – средняя скорость движения автомобиля.

.

Продолжительность нагрузки автосамосвала определяется по формуле:

,

где n_к – число ковшей грунта, погружаемого в кузов;

Т_ц =0,45 мин – продолжительность цикла.

,

где Q = 10 т – грузоподъемность автосамосвала;

γ = 1,8т/м³ – плотность грунта;

q=0,65 м³ – объем ковша;

k_н = 0,8 – коэффициент наполнения.

Принимаем число ковшей грунта, погружаемых в кузов 10.

Число автомобилей для обеспечения бесперебойной работы:

11. Расчет №5. Проектирование забоя и расчет эксплуатационной производительности экскаватора.

Экскаватор ЭО-4321 с емкостью ковша 0,65 м³;

Максимальный радиус копания на уровне стоянки – R_max=9,1 м;

Наибольшая глубина копания – 6м;

Продолжительность цикла – 27 сек.;

Радиус разгрузки при высоте 3 м – 7,5м;

Оптимальный радиус резания R_р=0,9*9,1=8,19м.

Длина передвижки принимается не более 0,75 длины рукояти экскаватора – 0,75*3=2,25м, принимаем l_п=2м.

При торцевой проходке при выгрузке грунта на одну сторону ширина проходки по верху составит:

,

где R_BТ=7,5м – радиус выгрузки в транспортное средство;

b =2,63м – ширина колеи автосамосвала;

l_тр=4м – расстояние от бровки котлована до колеи автомобиля;

b₁- расстояние от оси стоянки экскаватора верхней кромки забоя;

b₂ - расстояние от оси стоянки экскаватора до нижней кромки откоса.

Окончательно принимаем R_Т= 10м, b₁=8м, b₂=2 м.

При боковой проходке, ее ширина определяется по формуле:

,

где m=0,5м – коэффициент откоса;

h =2,5м – глубина котлована;

R_пз – наибольший радиус резания на уровне подошвы забоя;

b₃- расстояние от оси стоянки экскаватора до нижней кромки забоя;

Учитывая размеры котлована, принимаем В_б=7,17м, b₃=5,17м.

Суточная производительность экскаватора определяется с помощью ЕНиР Е-2:

Псут = (100 / 2,0) *8* 2 *1 = 800 м³/сут.

здесь с погрузкой в транспортные средства 2,0 – норма из ЕниР, маш.-час. / 100 м³;

8 – продолжительность рабочей смены, ч;

1 – число рабочих смен в сутки;

1 – число ведущих машин в комплекте.

Псут = (100 / 1,8) *8* 2 *1 = 889 м³/сут.

здесь навымет 1,8 – норма из ЕниР, маш.-час. / 100 м³;

12. Техника безопасности при производстве земляных работ. При производсте работ соблюдать правила техники безопасности СНиП 12-03-2001, 12-04-2002 «Безопасность труда в строительстве».

1. Производство земляных работ в зоне действующих подземных коммуникаций следует осуществлять под непосредственным руководством прораба или мастера, а в охранной зоне кабелей, находящихся под напряжением, или действующего газопровода, кроме того, под наблюдением работников электро – или газового хозяйства.

2. Места прохода людей через траншеи должны быть оборудованы переходными мостиками, освещаемыми в ночное время.

3. Грунт, извлеченный из котлована или траншеи, следует размещать на расстоянии не менее 0,5м от бровки выемки.

4.Валуны и камни, а также отслоение грунта, обнаруженные на откосах, должны быть удалены.

5. Погрузка грунта на автосамосвалы должна производиться со стороны заднего или бокового борта.

6.При разработке грунта взрывным способом необходимо соблюдать Единые правила безопасности при взрывных работах, утвержденные Гостехнадзором РФ.

Рис.2.2. Технологическая схема разработки котлована.

Рис.2.3. Разрез 1-1

III. Калькуляция трудовых затрат.

Таблица.2.

№ п/п	Наименование работ			Ед.изм.	Кол-во	ЕНиР	Норма времени на единицу		Трудоемкость		состав звена (разряд,кол-во
							чел.-ч	маш.-ч	чел.-дн	маш.-дн
1	2			3	4	5	6	7	8	9	10
1	Разработка грунта		В самосвал	100 куб.м	10,88	Е2-1-11		2,6		3,56	машинист-6р.-1
			В отвал		2,89			2,1		0,97
2	Предварительная планировка дна котлована бульдозером			1000 кв.м	0,43	Е2-1-35		0,41		0,02	машинист-5р.-1
3	Окончательная планировка дна котлована	бульдозером		1000 кв.м.	0,43	Е2-1-36		0,49		0,03	машинист-5р.-1
		вручную		100 кв.м.	1,28	Е2-1-60	16,5		2,65		Землекоп 3р.-1

Итого: Σ…2,65 Σ…4,58.

IV. Контроль и качество выполненных работ.

Таблица 3. Операционный контроль качества

№ п/п	Наименование операций, подлежащих контролю
	производителем работ	мастером	состав	способы	время	привлекаемые службы
1	2	3	4	5	6	7
1	Положение в пространстве и размеры сооружения		Расположение в плане	Визуально	В процессе работ
2		Положение в пространстве и размеры сооружения	Положение в пространстве и размеры, отметки бровок, насыпи и дна выемки, уклоны откосов выемки	Измерительный	В процессе работ, по окончанию работ	Геодезическая
3		Оценка свойств грунтов основания	Плотность, влажность, состав грунта и т.д.	Взятие проб	По окончании работ	Строительная лаборатория

По окончанию работ составляется акт приемки. Предельные отклонения при приемке не должны превышать величин указанных в СНиП 3.02.01-87 «Земляные сооружения, основания и фундаменты».

Таблица 4. Допустимые отклонения при приемке площадки

№№ пп.	Характер отклонения	Допускаемое значение отклонений
1	2	3
1	Отклонения от меток бровки или оси сооружения	0,05м
2	Отклонения от заданного продольного уклона	0,0005L
3	Сужение земляного полотна (уменьшение расстояния от оси до бровки	Не допускается
4.	Увеличение крутизны откосов	То же

V. Технико-экономические показатели.

Основные технико-экономические показатели приведены в таблице 8. Общая трудоемкость выполнения работ определяется как сумма строк по графе 8 таблицы 5. Общая потребность в машинах определяется как сумма строк по графе 9 таблицы 5.

Выработка ведущей машины определяется по формуле:

В=V/М , м³/см (15)

где V-объем земляных работ, м³;

М – потребность ведущей машины, маш-см. (Бульдозер Д-384). Продолжительность работ выполняется по календарному плану производства работ.

В=1464,08/4,53=323,20 м³/см

Таблица 5. Технико-экономические показатели.

№№ пп.	Наименование показатели	Значение
1	2	3
1	Общая трудоемкость выполнения работ, чел.-дн	2,65
2	Общая потребность в машинах, маш.-см	4,58
3	Выработка ведущей машины, куб.м./см.	323,20
4	Продолжительность выполнения работ, дн.	2,995

VI. Материально-технические ресурсы.

Таблица 6.

№№ пп.	Наименование	Тип,марка, ГОСТ	Кол-во	Техническая характеристика	Назначение
1	2	3	4	5	6
1	Экскаватор	ОЭ-4321	1	Мощность двигателя 58 кВт	Отрывка котлована
2	Ковш обратная лопата	на экскаваторе	1	Ёмкость 0,65куб.м.	Отрывка котлована
3	Автосамосвал	КамАЗ-5511	5	Грузоподьемность 10т.	Перевозка грунта
4	Трактор	Т-75	1	Мощность двигателя 58 кВт	Зачистка дна котлована
5	Бульдозер	ДЗ-42 на тракторе	1	Производительность 4000-4500 кв.м/ч	Зачистка дна котлована
6	Штыковая лопата	-	2	-	Зачистка дна котлована
7	Рулетка металлическая	-	1	-	Контрольно-измерительные приборы
8	Нивелир	-	1	-	Контрольно-измерительные приборы
9	Нивелирная рейка	-	1	-	Контрольно-измерительные приборы
10	Отвес	ОТ400 ГОСТ 7948-80	1	-	Перенос отметок

VII. Календарный график производства работ.

Таблица 7.

№ п/п	Наименование работ	Ед. изм.	Кол-во	Обоснование	Трудоемкость				Принятые механизмы	состав звена	кол-во рабочих	Число см. в сутки	Прод. работ в дн.
					На ед.изм.		На весь объем
					чел.-ч	маш.-ч	чел.-дн	маш.-дн
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
1	Разработка грунта В самосвал В отвал	100 куб.м	10,88 2,89	Е2-1-11		2,6 2,1		3,56 0,97	Эксав.ЭО-4321	машт-6р.-1	1	2	1,78 0,49
2	Предварительная планировка дна котлована бульдозером	1000 куб.м	0,43	Е2-1-35		0,41		0,02	Трактор Т-75, бульдозер ДЗ-42	машт-5р.-1	1	2	0,01
3	Окончательная планировка дна котлована бульдозером	1000 кв.м.	0,43	Е2-1-36		0,49		0,03			1	2	0,015
4	Окончательная планировка дна котлована вручную	100 кв.м.	1,28	Е2-1-60	16,5		2,65			Землекоп 3р.-1	2	2	0,66

Продолжение. Таблица 7.