2. Производство земляных работ при разработке котлована.

Котлованы представляют собой временные выемки устраиваемые для возведения частей здания или сооружения расположенных ниже поверхности земли.

Объем земляных работ при устройстве котлована вычисляют по проекту, составленному в соответствии с отметками заложения фундаментов и дна котлована, планом участка в горизонталях и принятой крутизной откосов.

Устойчивость вертикальных стен котлована должна обеспечиваться установкой креплений, либо требуется устраивать откосы в соответствии с табл.7.

Таблица 7.

Наименование грунта	Крутизна откоса – отношение его высоты к заложению при глубине котлована не более, м
	1,5	3,0	5,0
Песок, гравий	1:0,50	1:1,0	1:1,0
Супесь	1:0,25	1:0,67	1:0,85
Суглинок	1:0,00	1:0,50	1:0,75
Глина	1:0,00	1:0,24	1:0,50

Наиболее широко для отрывки котлованов применяются одноковшовые экскаваторы (обратная лопата, драглайн, прямая лопата).

При выборе экскаватора по емкости ковша, можно ориентироваться рекомендациями таблицы 8:

Таблица 8.

Месячный объем переработки грунта, тыс.м3	Экскаватор с емкостью ковша, м3
до 20	0,4 – 0,65
20 – 60	1,0 – 1,6
60 – 100	1,6 – 2,5

Экскаватор «обратная лопата» разрабатывает грунт ниже уровня стояния и поэтому может разрабатывать котлованы и траншеи в переувлажненных грунтах. Работа может осуществляться в отвал или с погрузкой на транспорт. Недостатком является ограниченная глубина копания (до 6,0 м). Особенно эффективно применение этих экскаваторов для разработки траншей с вертикальными стенками.

Экскаватор драглайн применяется для разработки глубоких котлованов в сухих и переувлажненных грунтах. Особенно эффективна работа в отвал. Глубина резания до 20 м.

Экскаватор прямая лопата разрабатывает грунт выше уровня стоянки и применяется при разработке котлованов преимущественно в сухих грунтах. Из-за конструктивных особенностей этого вида оборудования его почти не применяют для работы с отсыпкой в отвал.

Экскаватор обратная лопата и драглайн разрабатывает котлован торцевыми или боковыми проходками. При торцевой проходке экскаватор разрабатывает грунт по обе стороны от оси движения в зависимости от того, с какой стороны подходит машина. При боковой проходке разработка грунта происходит по одну сторону оси движения экскаватора. При разработке котлована с погрузкой грунта в автосамосвалы более производительная торцевая проходка (рис.11).

Экскаватор прямая лопата разрабатывает выемки лобовой проходкой в транспортные средства, которые размещаются непосредственно в забое либо несколько выше уровня подошвы забоя.

Рис.11. Схемы разработки котлованов различной ширины торцевыми

проходками экскаваторов обратная лопата и драглайн:

а –нормальной ширины; б, д –с продольным перемещением экскаватора несколькими проходками; в –уширенной с перемещением экскаватора по зигзагу; г – уширенной с поперечным перемещение экскаватора.

2.1. Технологическая карта на разработку котлована экскаватором обратная лопата ЭО-4321 с ковшом емкостью 0,65 м³.

I. Область применения

Технологическая карта предусматривает разработку грунта в котловане размером в плане 37,41х17,17 м, глубиной 2,5 м для устройства фундаментов (рис.12).

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 1:0,5.

Рис.12. План котлована

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

3. Грунт для обратной засыпки размещается вдоль одной длинной стороны котлована.

4. Лишний грунт вывозится за пределы строительной площадки автосамосвалами КамАЗ-5511 на расстояние 3 км.

5.Котлован разрабатывается в 2 торцевые проходки.

6. Расчет №1. Определение объемов земляных работ.

6.1. Для подсчета объемов земляных работ котлован разбивается на простейшие геометрические фигуры.

,м³ (15)

где Н - глубина котлована;

- площади нижнего и верхнего основания котлована.

Также в объем V= 0,5*2,5*(37,41*17,17+34,91*14,67) = 1443,07м³ ,

где Н - средняя глубина котлована;

F₁,F₂- площади нижнего и верхнего основания котлована.

6.2.Объем земляных работ для устройства въездной траншеи (для спуска бульдозера):

,

где m`_В и m – коэффициенты заложения откосов соответственно дна траншеи и котлована; b – ширина въездной траншеи по дну; Н – глубина котлована, 30°- уклон въездной траншеи.

6.3.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.

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

6.5. 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

7. Определение размеров земляного сооружения. Разбивка на проходки и размещение отвала (рис.13).

Принят: 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.

Принимаем следующую последовательность производства работ: разбиваем котлован на две продольные проходки. Первая проходка будет разрабатываться навымет, в отвал, расположенный в 1 метре от бровки котлована, вторая – с погрузкой в автосамосвалы.

Размер I проходки определяется исходя из того, что этот грунт будет использован для засыпных пазух.

Площадь поперечного сечения первой проходки:

S_I= V_оз/ l_к =289,81/37,41=7,84 м²;

Ширина поперечного сечения по дну котлована m0:

m1 = (S_I-mH²)/ H= (7,84-0,5*2,5²)/2,5 = 1,9м,

где m - коэффициент заложения откоса

H – глубина котлована.

Ширина поперечного сечения по верху котлована m1:

m2= m1 +2 mH=1,9+2*0,5*2,5=4,4м.

Ширина поперечного сечения по верху котлована второй проходки m2:

m3=В- m2= 17,17- 4,4= 12,8м

Площадь поперечного сечения второй проходки:

S_II = m3*Н=12,8х2,5 =31,9м²;

Размеры отвала определяются:

F_от = S_I х к_р =7,84 х 1,2 = 9,41 м²,

где к_р = 1,2 – коэффициент первоначального разрыхления грунта;

h_от = √9,41= 3,01 м; b_от = 3,01 х 2 = 6,02 м.

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 ДТ-75.

8. Выбор транспортных средств для транспортирования грунта.

Исходя из рекомендаций оптимального использования техники, т.е. 3-5 ковшей экскаватора должно помещаться в кузов автосамосвала, принимаем согласно таблице технических характеристик автосамосвала [3] и принимаем автомобиль МАЗ-205, грузоподъемностью 6 т.

Рис.13. Технологическая схема разработки котлована:

а) расчетная схема котлована; б) схема разработки грунта в плане; в) схема последовательности выполнения земляных работ в разрезе.

Число автомобилей 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:

Суточная производительность экскаватора определяется с помощью ЕНиР §Е-2:

Псут = (100 / 2,6) *8* 2 *1 = 615,4 м³/сут.

здесь с погрузкой в транспортные средства 2,6 – норма из ЕниР, маш.-час. / 100 м³;

8 – продолжительность рабочей смены, ч;

2 – число рабочих смен в сутки;

1 – число ведущих машин в комплекте.

Псут = (100 / 2,1) *8* 2 *1 = 761,9 м³/сут.

здесь навымет 2,1 – норма из ЕниР, маш.-час. / 100 м³;

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

9.1. 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.

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

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

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

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

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

III. Калькуляция трудовых затрат.

Таблица.10.

№ 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.	4,27	Е2-1-60	16,5		2,65		Землекоп 3р.-1

Итого: Σ…2,65 Σ…4,58.

IV. Контроль качества выполненных работ.

Выполнить по подобию см.п. 1.5.1. стр.26, табл.4 и 5.

V. Технико-экономические показатели.

Основные технико-экономические показатели приведены в таблице 11.

Общая трудоемкость выполнения работ определяется как сумма строк по графе 8 таблицы 10.

Общая потребность в машинах определяется как сумма строк по графе 9 таблицы 8.

Таблица 11

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

Таблица 12