Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Строительные работы. Методические указания к выполнению лабораторно-практических работ
.pdf
11
1
11
mh
в
Вид
грунта
Глубина выемки, Н
до 1,5 м
до 3 м
до 5 м
α
Н:В α Н:В α Н:В
Насыпные
56
1:0,167
45
1:1
38
1:1,25
Песчаные и
гравийные
63
1:0,5
45
1:1
45
1:1
2. РАСЧЕТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
РАЗРАБОТКИ КОТЛОВАНОВ И ТРАНШЕЙ
ЗЕМЛЕРОЙНЫМИ МАШИНАМИ
2.1. Цель работы
Закрепление теоретического материала, получение практических навы-
ков подсчета объемов земляных работ при разработке траншей и котлованов с учетом рельефа местности и грунтовых условий (разд. 2.2.1, 2.1.2);
определение требуемых технологических параметров при выборе экскаваторов, оборудованных прямой и обратной лопатами (разд. 2.3.1 и 2.3.2).
2.2. Подсчет объемов земляных работ
2.2.1. Разработка траншей
Пример 1. Определить объем песчаного грунта при разработке
траншеи для укладки канализационного коллектора из чугунных труб
диаметром 1 м. Длина траншеи L =240 м, глубина в точке А h2 = 3,7 м.
(рис. 2.1), уклон дна траншеи i = 0,003.
Решение:
1) крутизну откосов траншеи принимаем по табл. 2.1
;
Наибольшая допустимая крутизна откосов котлованов и траншей
в грунтах естественной влажности для временных сооружений
СНиП 12-04-2002
Таблица 2.1
12
Вид
грунта
Глубина выемки, Н
до 1,5 м
до 3 м
до 5 м
α
Н:В α Н:В α Н:В
Супесь
76
1:0,25
56
1:0,67
50
1:0,85
Суглинок
90
1:0
63
1:0,5
53
1:0,75
Глина
90
1:0
76
1:0,25
63
1:0,5
Лёссовые
90
1:0
63
1:0,5
63
1:0,5
I = 0,003
L = 240 м
164,55
163,8
165,8
h1=2,02м
h2=3,7 м
А
Б
I = 0,003
А
Б
165,5
166,0
166,5
167,5
167,0
168,0
165,8
168,25
L
а)
168,25
б)
h
в1 в
в
1,0
в)
0,4
0,4
Окончание табл. 2.1
Примечания: 1) α –угол между откосом и горизонтальной плоскостью в градусах;
В-заложение откоса.
2) При глубине выемки свыше 5 м крутизну откосов устанавливают расчетом.
Рис. 2.1. План (а), продольный (б) и поперечный (в) разрезы траншеи
13
1
3,7 (168,2 165,85) 0,003 240 2,02 мh
1
0,8 1,8 мвD
L
mhh
FV
сртр
]
12
)(
[
2
12
86,2
2
02,27,3
ср
h
52,71286,28,1
верх
ср
в
3,1386,2
2
52,78,1
ср
F
3240240]1
12
)02,27,3(
3,13[
2
тр
V
188240
4
114,3
4
22
.
L
D
V
труб
2992
02,1
1883240
..
..
..
ро
трубтр
зобр
к
VV
V
Вид грунта
Коэффициент разрыхления
первоначального
остаточного
Глина ломовая
1,26 - 1,32
1,06 -1,09
Глина жирная
1,24 - 1,30
1,04 -1,07
Грунт растительный
1,20 - 1,30
1,03 -1,04
Песок
1,08 - 1,17
1,01 -1,025
Суглинок лёгкий
1,14 - 1,28
1,015 -1,05
Суглинок тяжелый
1,24 - 1,30
1,04-1,07
Супесь
1,08 - 1,17
1,01 -1,025
Скальные
1,45 – 1,5
1,20 -1,30
2) определяем глубину траншеи в точке Б:
;
3) ширина траншеи по низу:
4) объём траншеи (формула Мурзо):
3
, м
где Fср – площадь поперечного сечения траншеи в середине её длины, м3;
5) глубина траншеи в среднем сечении:
м;
6) ширина траншеи по верху в среднем сечении:
м;
;
7) тогда
8) объём траншеи:
9) объём, занимаемый трубопроводом:
10) объём грунта для обратной засыпки:
где к
– коэффициент остаточного разрыхления грунта (табл. 2.2);
о.р.
Разрыхление грунтов при разработке
м2;
м3;
м3;
м3,
Таблица 2.2
14
24829923240
.
выв
V
5,0
11
m
235,032202 mHаС
635,032602 mHвD
3
[( )( ) ]
6
[(20 23)(60 63) 20 60 23 63] 3969м
6
к
H
V a c в d aв cd
H
336035319
.
гп
V
а
фундамент
в
d
1
1
Н
с
1: m
1-1
11) объём грунта, подлежащего вывозке:
м3.
2.2.2. Разработка котлованов
Пример 2. Определить объём котлована глубиной H = 3 м; грунт –
суглинок; ширина котлована по низу a = 20 м, длина по низу в = 60 м.
Подвальная часть здания (фундамент) составляет в плане 19×59 м.
(рис. 2.2).
Рис. 2.2. План и поперечный разрез котлована
Решение:
1) крутизну откосов принимаем по табл. 2.1.
2) ширина котлована по верху:
3) длина котлована по верху:
4) объём котлована:
5) объём подвальной части здания в пределах котлована:
м3;
;
м;
м;
;
15
60933603969
....
гпkзасо бр
VVV
min
ст
R
max
ст
R
max
p
R
max
p
R
Этот объём предстоит для вывозки.
6) объём грунта для обратной засыпки:
м3.
2.3. Выбор механизмов, определение технологических
параметров экскаваторных забоев
При механизированной разработке котлованов и траншей в качестве
ведущих машин применяются одноковшовые экскаваторы с различным
рабочим оборудованием – прямая и обратная лопата, драглайн, грейфер.
Выбор экскаватора для выполнения земляных работ производится с
учетом взаимоувязки размеров выемок, технических и технологических
параметров машин.
2.3.1. Экскаваторы, оборудованные прямой лопатой
Технологические параметры (рис. 2.3):
1) наименьший радиус копания на уровне стоянки,
;
2) наибольший радиус копания на уровне стоянки,
3) наибольший радиус резания (копания)
;
4) длина передвижки, ln;
5) высота разработки, Н3;
6) средний угол поворота на выгрузку, Q0;
7) ширина проходки, Вн;
8) высота разгрузки, Hp;
9) радиус разгрузки (выгрузки), Rв.
Основными видами забоев для экскаваторов «прямая лопата» являются:
1) лобовой с односторонней нагрузкой;
2) лобовой с двухсторонней нагрузкой;
3) уширенный лобовой (при движении по зигзагу);
4) поперечно-лобовой (при движении вдоль и поперек забоя);
5) боковой с первой лобовой проходкой.
Схемы разработки изображены на рис. 5.5; 5.6 [1].
При определении параметров забоя радиус резания Rp следует при-
нимать (0,8÷0,9) от максимального
(взятого по техническим ха-
рактеристикам экскаваторов).
16
R
р
Н3 В
н
А
т
Rв Q
0
l
п
R
ст
min
l
п
R
ст
mах
Рис. 2.3. Технологические параметры экскаватора,
оборудованного прямой лопатой
17
22
2
np
lRВ
22
2
np
p
ст
H
lR
R
R
В
)5,0(
tвk
hHh
pnp
RlRВ )8,03,0(2
22
pnp
p
ст
H
RlR
R
R
В )8,03,0(2
22
max
pз
Rв )8,03,0(
])9,08,0([2
22
pnp
RlRВ
])9,08,0([2
22
max
pnp
p
ст
H
RlR
R
R
В
Параметры лобового забоя при движении экскаватора по пря-
мой (рис. 5.7 [1]):
ширина проходки по верху, м:
ширина проходки на уровне стоянки, м
.
Наибольшая глубина котлована при расположении транспорта на
бровке, м:
,
где h1 – высота борта автомобиля, м,
В узких лобовых забоях затрудняется подача транспортных средств.
Поэтому применяются лобовые забои с движением экскаватора по зигзагу. Возможна разработка выемки шириной до 2,5 Rp за одну проходку
экскаватора.
Параметры лобового забоя с движением экскаватора по зигзагу
(рис. 5.8 [1]).:
ширина проходки по верху, м
,
ширина проходки по низу, м
,
;
ширина зигзага, м:
При ширине котлована до 3,5Rp можно применить поперечно-
лобовой забой (рис. 5.5, схема 4[1]).
Параметры поперечно-лобового забоя при трёх поперечных сто-
янках:
ширина проходки по верху, м:
,
ширина проходки по низу, м:
.
При ширине выемки более 3,5 Rp первая проходка принимается ло-
бовой (ширина ее определяется аналогично движению экскаватора по
прямой), а остальные – боковые.
18
21
ввВ
бок
22
1 пр
р
ст
lR
R
R
в
0
2
сos45
2
ст
ст
R
вR
.
2
22
ст
пр
р
ст
бок
R
lR
R
R
В
max
ст
R
min
ст
R
н
R
Параметры боковых проходок при ширине выемки более 3,5 Rp
(рис. 5.6, 5.9 [1]):
,
,
1
Разработка грунта с верхней выгрузкой в автосамосвалы использует-
ся редко и в основном при разработке неглубоких выемок в скальных
грунтах.
В ряде случаев возникает необходимость разрабатывать грунт ниже
уровня стоянки экскаватора - при разработке съездов в котлованы
(уклон съезда не более 15....20°). Работа осуществляется в такой после-
довательности. С одной стоянки экскаватор разрабатывает участок, равный длине передвижки ln, на глубину, определяемую уклоном съезда
(15...20°). Затем он передвигается влево, разрабатывает второй участок
и т.д.
2.3.2. Экскаваторы, оборудованные обратной лопатой
Рабочее оборудование обратная лопата, применяемое на механиче-
ских и гидравлических экскаваторах, предназначено для разработки
грунтов ниже уровня стоянки экскаватора и состоит из стрелы, рукояти
и ковша.
На механических экскаваторах рабочие движения стрелы и рукояти
осуществляются с помощью подъёмного и тягового канатов.
На гидравлических экскаваторах рабочее оборудование обратная ло-
пата состоит из стрелы, рукояти и ковша, соединенных шарнирно и связанных гидроцилиндрами.
Технологические параметры (рис. 2.4):
1) наибольший радиус копания на уровне стоянки,
;
2) наименьший радиус копания на уровне стоянки,
3) наибольший радиус копания на заданной глубине;
;
;
19
А
т
В
н
R
ст
min
R
R
в
l
п
R
ст
min
R
н
R
ст
max
H
max
Рис. 2.4. Технологические параметры экскаватора,
оборудованного обратной лопатой
20
max min
м( ctg ),
п ст ст
l R R h
).1
2
(22
2
в
RвВ
вв
.2mhВВ
вн
4) наибольшая глубина копания, H
5) длина передвижки, ln;
6) ширина проходки, В;
7) радиус выгрузки, Rв;
8) высота выгрузки, Hв;
9) расстояние от оси хода экскаватора до оси землевозной дороги, Ат
Передвижка – процесс передвижения экскаватора на рабочем месте
после выработки определенного объема грунта. При работе с обратной
лопатой длина передвижки ln зависит от требуемой глубины-разработки.
Чем глубина разработки меньше, тем больше может быть длина передвижки.
где h – глубина выемки, м;
φ – угол откоса, град.
Для экскаваторов, оборудованных обратной лопатой, возможны два
случая работы при выгрузке грунта:
а) автосамосвалы и экскаватор перемещаются на одном уровне (нор-
мальная выгрузка);
б) автосамосвалы перемещаются ниже уровня стоянки экскаватора
по дну выработанной выемки (нижняя выгрузка).
При работе с нормальной выгрузкой в автосамосвалы параметры
разгрузки определяются радиусом Rв и высотой разгрузки Нв.
Экскаваторами с обратной лопатой можно разрабатывать выемки
любой ширины за одну лобовую или одну лобовую и несколько боковых проходок (рис. 5.10 ... 5.16 [1]).
Параметры лобового забоя при движении экскаватора по
прямой:
ширина проходки по верху, м
max
;
где в – ширина транспортного средства или отвала (табл. П22[1]);
ширина этой же проходки по низу, м.
где m – коэффициент крутизны откоса (табл. 2.1).
h – высота забоя, м.
При выгрузке грунта на одну сторону ось перемещения экскаватора
по забою смещается в сторону отвала.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]