Планировка и разработка грунта с использованием бульдозера и экскаватора

4 перемещ грунта.cdw

План перемещения грунта

9Схема уплотнения грунта при катке.cdw

Схема уплотнения грунта при вертикальной планировке площадки:
-полуприцепной пневмоколесный каток ДУ-16В;
-направление движения катка;
15-порядок прохода катка
Схема уплотнения грунта при
вертикальной планировке площадки

8Схема поизводства работ при бульдозере.cdw

Схема производства работ при вертикальной планировке площадки бульдозером:
-бульдозер ДЗ-18 №1; 2-рабочая проходка бульдозера №1; 3-промежуточный вал;
-холостая проходка бульдозера №1; 5-бульдозер ДЗ-18 №2;
-рабочая проходка бульдозера №2; 7-холостая проходка бульдозера №2.
Схема поизводства работ при
вертикальной планировке площадки

3 план участка.cdw

План высотных отметок

1 исходник.cdw

2 откосы.cdw

План участка с откосами

6 общий вид котлованов.cdw

Схема разработки котлована:
- рабочая проходка экскаватора;
- кавальер грунта при разработке траншеи;
- отдельная траншея под фундаментные башмаки

7 срезка растительного слоя бульдозером.cdw

Срезка растительного слоя грунта бульдозером:
-рабочая проходка бульдозера №1;
-бульдозер ДЗ-18 №1; 3-холостая проходка бульдозера №1;
-промежуточный вал; 5- кавальер грунта; 6-бульдозер ДЗ-18 №2;
-рабочая проходка бульдозера №2;холостая проходка бульдозера №2.
Срезка растительного

5 Габарита кавальеров.cdw

Кавальер укладки растительного слоя грунта
Кавальер при разработке траншеи под фундаменты здания

вар51 гильм.doc

1. Краткая характеристика участка условий строительства и исходные
данные для проектирования.
На участке размером 200(200 м в осях Д – Ж и 9 – 11 расположено
здание. Длина здания 96 м и ширина – 48 м четырехпролетное с сеткой
колонн 6(12 м. Под колонны устраиваются монолитные фундаменты размером в
плане (a(b) 35(35 м высотой 2 м. Глубина заложения фундамента 21 м.
Коммуникации: теплосеть глубина заложения 11 м.
Рельеф участка спокойный с естественными неровностями. Уклона нет.
Основной грунт участка суглинок легкий плотностью 17 тм3. По трудности
разработки механизированным способом групп относится к I группе. Толщина
растительного слоя грунта 025 м.
Уровень грунтовых вод лежит ниже глубины заложения фундамента.
Определение объёмов земляных масс при вертикальной планировке.
Для подсчёта планировочных работ на план участка в горизонталях
наносят планировочную сетку которая делит участок на квадраты со стороной
м. В углах планировочной сетки и контура сооружения выставляют чёрные
отметки (отметки местности) которые определяют путём интерполирования
пользуясь планом участка.
Чёрные отметки в искомых точках определяются следующим образом
Замеряется кратчайшее расстояние между горизонталями Г1 и Г2..
Измеряется в принятом масштабе расстояние х до искомой точки. По методу
подобия треугольников определяется превышение искомой точки Гх = а над
искомой горизонталью (Г1 > Г2).
Рис. 1. Определение чёрных планировочных отметок в углах
Чёрная отметка искомой точки равна: [p
Результаты расчёта указаны на рис. 1( приложение 1).
Для всех точек у которых определены чёрные отметки определяем
красные отметки планировки. Для расчёта планировочных отметок необходимо
знать среднюю планировочную отметку площадки Нср которая рассчитывается из
условия нулевого баланса грунта на площадке.
Красные отметки определяются по формуле: Нкр = Нср (
где: l – расстояние до точки (линии) имеющей отметку до искомой
точки (вершины квадрата) в направлении уклона;
Знак "плюс" применяется когда искомая точка лежит выше точки
имеющей отметку Нср а знак "минус" – наоборот.
В нашем случае уклон площадки i = 0 следовательно Нкр = Нср.
В тех случаях когда средняя планировочная отметка рассчитывается из
условия нулевого баланса грунта на площадке она определяется при разбивке
площадки на квадраты по формуле: [p
где: (Н1 – сумма чёрных отметок принадлежащих только вершинам
квадратов расположенных в углах площадки м;
(Н2 – сумма отметок вершин квадратов расположенных по
периметру площадки каждая пара которых имеет общую вершину м;
(Н4 – сумма отметок вершин всех остальных квадратов каждая
из которых имеет общую отметку принадлежащую четырём смежным
n – количество квадратов на которые разбита площадка.
После определения чёрных и красных отметок рассчитывают рабочие
планировочные отметки hp по формуле: hp = Нкр – Нч;
Результаты расчета рабочих отметок указаны на рис. 1 ( приложение
Если Нкр > Нч то рабочие отметки имеют знак "плюс" что
соответствует устройству насыпи. При Нкр Нч рабочие отметки имеют знак
минус" что соответствует устройству выемки.
Граница между участками насыпи и выемки грунта называется линией
нулевых работ. Она проходит через точки на сторонах квадратов где рабочие
отметки равны нулю (Нч = Нср).
Для расчёта местоположения точек нулевых работ используют
где: х – расстояние от вершины квадрата с рабочей отметкой h12 от
которой откладывают расстояние нулевой точки
а – длина стороны квадрата м;
h13 – рабочая отметка противоположной стороны квадрата на
которой определяется положение отметки.
Линия точек нулевых работ проходит через горизонталь 51 м.
Расчёт объёмов земляных масс при вертикальной планировке площадок
осуществляется методом четырехугольных призм.
Определяем объём земляных работ в откосах площадки. Крутизна откосов
Для угловых откосов: [p
где: m – крутизна откоса для суглинка m = 05;
h – рабочая отметка угла площадки м.
Для рядовых откосов: [p
где: a – сторона квадрата м;
h1 h2 – рабочие отметки соседних вершин квадратов
расположенных по периметру площадки м;
Для рядовых откосов с одной нулевой рабочей отметкой: [p
где: а1 – часть стороны квадрата от рабочей отметки до нулевой
Суммарный объём грунта в откосах м3:
-((0768+109+135+375+4734+917+75+51+2655+369) =-26561 м3
+((15+375+2934+272+417+52+338+62115+92) = + 294355 м3.
Все расчетные данные сводим в табл. 1.
табл. 1. Расчет объёмов земляных масс при вертикальной планировке
Номера Рабочие отметки в углах СредняПлощадь фигуры Объём грунта в
квадратосетки (по часовой я F м2 фигуре м3
в и их стрелке) отметк
Объём откосов по периметру Vотк 29435526561
Итого объём грунта в плотном теле 16476 15476
Геометрический объём грунта с учётом остаточного 16284
Недостаток геометрического объёма грунта (V 1696
Дополнительный объём грунта полученный за счёт остаточного
где: Vв – объём грунта в выемке м3;
kор – коэффициент остаточного разрыхления для суглинка
легкого kор = 3-6%.Принимаем 5%.
Недостаток грунта: [pic]м3.
Распределение объёмов земляных масс при вертикальной планировке.
Для рационального выполнения планировочных работ необходимо
составить план распределения земляных масс исключающий повторные перевалы
грунта и предусматривающий доставку грунта из выемки в насыпь кротчайшим
В том случае когда образовывается излишек грунта его нужно
вывозить за пределы площадки в кавальеры.
Объём кавальера : [p
Используя план площадки и данные об объёмах грунта в квадратах
осуществляется определение расстояния перемещения грунта для каждой фигуры
выемки в соответствующие фигуры насыпи. При этом пользуются правилом
перемещения земляных масс в ближайшие фигуры. Расстояние перемещения
измеряется в метрах между центрами тяжести соответствующих пар фигур
(выемка – насыпь). Одновременно с этим определяется объём перемещаемого
перемещаемый объём грунта если это возможно должен полностью
(Vв Vн) или частично (Vв > Vн) укладываться в насыпь на одном направлении
Составляем план перемещения земляных масс таблицу шахматного
баланса грунта (табл. 2). Сначала распределяем объёмы грунта неполных фигур
выемки (без знака "штрих") в неполные фигуры насыпи а затем по очереди из
всех прочих фигур выемки в фигуры насыпи. Определяется квадрат из которого
вывозится грунт в кавальер.
В кавальер вывозится грунт из 13 – ого квадрата.
Среднее расстояние перемещения грунта Lср определяется по формуле:
где: Vi – объём перемещаемого грунта из выемки в насыпь на каждом
n – число перемещений.
Таблица 2. Ведомость баланса земляных масс на площадке.
Номера фигур Номера фигур вОбъем Расстояние перемещения
из которых которые завезтиперемещаемого грунта li м.
вывезти грунт грунт грунта (Vi м3 )
Определение объёма работ по снятию растительного слоя грунта
Объём работ: Vрас=200(200(025=10000 м3.
Снятие растительного слоя грунта осуществляется с перемещением и
укладкой его в кавальеры вдоль осей Д и Ж на расстояние 30 м от них. Объём
одного кавальера: 10000:2=5000 м3.
Габариты кавальеров при снятии растительного слоя грунта
Средняя длина перемещения грунта при срезке растительного слоя:
Срезка растительного слоя грунта производится бульдозером. В
соответствии с рекомендациями наибольшая эффективность работы бульдозера
обеспечивается при перемещении грунта на расстояние 40 60 м.
В данном случае разработка растительного слоя производится с
разгрузкой грунта в промежуточный вал. По мере накопления грунта вал
перемещается дальше вторым заходом непосредственно в кавальер (т.е. грунт
перемещается в два приёма).
Укладка грунта в кавальер производится послойно что достигается
разгрузкой грунта путём постепенного подъёма отвала.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЁМОВ КОТЛОВАНОВ И ТРАНШЕЙ
Под здание грунт разрабатывается отдельными котлованами
(траншеями) под фундаментные башмаки глубиной 21 м.
Габариты траншеи по низу при размерах подошвы фундаментного
башмака 35(35 м принимается равным 765(45 м (СНиП 12-04-2002б СНиП 12-
При коэффициенте откоса для легкого суглинка 075 размеры
траншеи по верху равны 807(87 м (рис. 4)
Объём грунта одного котлована с учётом объёма добора грунта
разрабатываемого механизированным способом:
где: Н – глубина котлована; a и
с и d – длина и ширина котлована по верху.
Количество котлованов равно 5 шт.
Общий объём грунта в котлованах под фундаментные башмаки с учётом объёма
добора грунта разрабатываемого механизированным способом до проектной
отметки: Vк = 10925(5 =54625 м3 в том числе объём добора грунта: Vд =
Количество котлованов равно: (726+1)*5=65шт.
Объём работ по обратной засыпке и вывозу излишнего грунта
Объём обратной засыпки определяют как разницу между объёмом котлована и
объёмом фундаментов с учётом коэффициента остаточного разрыхления по
формуле: Vоз=(Vтр -Vф)*1(1+kор)
где: Vоз – объём обратной засыпки грунта; Vтр – объём котлована (траншеи);
Vф – объём фундаментов; kор – коэффициент остаточного разрыхления.
Объем фундаментных башмаков:
Объем обратной засыпки фундаментов:
Объем вывозимого грунта за пределы площадки:
Vвыв=(Vтр+Vп – Vоз)*(1+кпр) где Кпр=02 - первоначально увеличение
табл. 4. Ведомость земляных работ
Наименование работ Объём м3
Срезка растительного слоя 10000
Вертикальная планировка площадки 16476
Уплотнение грунта при вертикальной планировке 15210
Разработка грунта в котловане 54625
Обратная засыпка грунта в котлованы 4050
Уплотнение грунта при обратной засыпке котлованов 4252
Выбор марок машин. Технико–экономическое сравнение.
Подбираем несколько возможных комплектов основных и вспомогательных
машин которые приведены в табл. 5
табл. 5. Характеристика вариантов комплектов основных и
вспомогательных машин.
Вид работы Варианты
Срезка раститель–Бульдозер ДЗ – 18 – 2
Вертикальная Бульдозер ДЗ – 18 – 2 Скрепер ДЗ – 20 – 2
щадки Каток ДУ – 168 – 1 шт.Каток ДУ – 168 – 1
Разработка грунтаЭкскаватор ЭО – 4121 (обратная лопата ёмкость ковша
в котловане 065 м3) – 1
Автомобиль – самосвал МАЗ – 5036 (грузоподъёмность 7
Обратная засыпка Бульдозер ДЗ – 18 – 1
Самоходный каток ДУ – 36 – 1
Примечание: Экскаватор ЭО – 4121 оснащён зачистным устройством
грунт в котлованах и траншеях с одновременной зачисткой дна земляного
сооружения до проектных отметок.
Приводим технико-экономический анализ вариантов комплектов машин по
одному виду работ: вертикальная планировка площадки.
Выбор наиболее целесообразного варианта производится путём технико-
экономического анализа следующих показателей по каждому варианту:
- продолжительность работ в сменах;
- расчётная себестоимость выполнения единицы работ руб ;
- затраты труда на единицу работы чел. – смен;
- приведённые удельные затраты на единицу работ руб.
Вертикальная планировка.
Продолжительность работы:
Продолжительность выполнения объема работ Vi i – ой землеройной
машиной определяется по формуле:
где: [pic] – нормативная производительность i – ой ведущей машины
выполняющей объём работ i – ого вида [pic] (рассчитывается по ЕНиР).
Нормативная сменная производительность бульдозера определяется по формуле:
где: [pic] – норма времени на 100 м3 перемещения грунта на
расстояние до 10 м [p
[pic] – тоже добавляемая на каждые последующие 10 м
tсм – продолжительность одной смены равной 82 ч при 5 –
Lср – среднее расчётное расстояние перемещения грунта.
Нормативная сменная производительность катка определяется по
Принимаем два бульдозера и один прицепной каток.
Себестоимость разработки 1 м3 грунта руб.:
Себестоимость единицы продукции (разработки 1 м3 грунта)
рассчитывается по следующей формуле:
где: См-смi – расчётная стоимость машино – смены i – й машины
входящей в комплект выполняющий соответственный объём работ за время Тсмi
руб См-см = tсм(См-ч;
n – число машин выполняющих работы по выемки грунта в
Зр – заработная плата рабочих не учтённая в затратах на
эксплуатацию машин руб;
Сдоп – единовременные дополнительные затраты на устройство
крепления выемок водоотвода и водоотлива щитового настила и прочих
V – общий объём работ по устройству выемок всех видов
рассматриваемых комплектов машин в плотном теле м3;
8 – коэффициент накладных расходов на прочие прямые
– коэффициент накладных расходов на заработную плату.
Себестоимость машино – часа определяется по формуле:
где: Е – единовременные затраты на перевозку машин на объект монтаж
А – годовые амортизационные отчисления руб А = А'(Мi;
А' – процент амортизационных отчислений
Стэ – текущие эксплуатационные расходы
Тдир – директивное количество часов работы машин;
Тчi – продолжительность работы i – ой машины по выполнения
соответствующего объёма ч.
Трудоёмкость единицы продукции:
Трудоёмкость единицы продукции (разработки 1м3 грунта)
рассчитывается по формуле:
где: Тм – затраты труда рабочих по управлению и обслуживанию i – ой
машины в чел – ч на каждый машино – час работы (определяется по ЕНиР);
(Тр – затраты труда рабочих занятых ручным трудом на
выполнение всех ручных процессов (не учтённых в Тм);
Тдоп – трудозатраты на единовременные работы по обеспечению
эксплуатации машин чел – ч.
Приведенные затраты на 1 м3 грунта:
Приведённые затраты на 1 м3 разработки грунта определяются
где: Куд – удельные капитальные вложения в основные фонды
рассчитанные на единицу готового объёма работ;
Ен – нормативный коэффициент экономической эффективности в
строительстве равный 012.
где: Пг – годовой объём ведущей машины в комплекте м3;
Псм – сменная расчётная эксплуатационная производительность машины
учитывающая её конструктивные и эксплуатационные характеристики.
где: kв – коэффициент использования машин во времени kв = 09;
Lр – пути резания Lр = 10 м;
Lп – пути перемещения грунта м;
Lх – пути холостого хода м;
(1 (2 (3 – скорость бульдозера при наборе перемещении и
холостом ходе [pic] что соответствует скоростям из I II III передачах
tу – время на установку отвала (подъём и опускание) равное
tпов – время на повороты бульдозера. Если дальность
перемещения грунта менее 50 м то возвратный путь бульдозера совершается
задним ходом и вместо tпов подставляют время на перемену направления
движения (t = 01 мин) а вместо (3 – скорость заднего хода тягача;
Vе – объём грунта перемещаемого впереди отвала за один раз.
Объём призмы получения определяют по формуле:
где: ( - коэффициент потерь грунта (( = 1(0005(Lп);
kp – коэффициент разрыхления грунта равный 125;
( - угол естественного откоса грунта для суглинка легкого ( =
[pic]а – длина и высота отвала м.
Эуд = Сед + Куд(Ен = 0315 + 022(012 = 034 руб.
где: [pic] - норма времени на 100 м3 грунтов (в чел. – ч) при
дальности перемещения грунта до 100 м;
Принимаем два скрепера и один прицепной каток.
Расчётная сменная эксплуатационная производительность скрепера
определяется по формуле:
где: tсм – длительность смены ч;
q – ёмкость ковша м3;
kB – коэффициент использования скрепера во времени (085 09)
kН – коэффициент наполнения ковша (принимается по табл.
tц – продолжительность цикла с;
tц = tз + tг + tр + tп + tпов
tз – время загрузки ковша;
tг – время движения гружёного скрепера;
tп – время движения порожнего скрепера;
tр – время разгрузки скрепера;
tпов – время на повороты скрепера.
Величины tз tп и tг вычисляются по формуле:
где: [pic] – длина загрузки (путь движения порожнего или гружёного
– коэффициент перевода 1 [p
kу – коэффициент учитывающий ускорение замедление
переключение передач подъём и опускание ковша: при загрузке kу = 15;
при перемещении грунта kу = 125 105; при движении
порожнего скрепера kу = 15 11;
( - скорость устанавливается в зависимости от необходимой
тяговой силы и характеристики тягача: при загрузке ковша – на I передаче;
при перемещении грунта по горизонтальному участку слабым уклонам и
разрыхлённой поверхности – на III – передаче; при разгрузке – на II
передаче; возврат порожняком при подъёме до 5 7% - IV.
Время разгрузки ковша определяется по формуле:
где: h1 – толщина отсыпаемого слоя м (принимается с учетом
данных табл. 7 прил. 1);
kН – коэффициент неравномерности отсыпаемой стружки – 07;
а – ширина ножа скрепера м;
Время на повороты скрепера определяется по формуле:
где: R – радиус поворота м;
Эуд = Сед + Куд(Ен = 0177 + 0275(012 = 021 руб
Результаты расчёта сводятся в табл. 6.
табл. 6. Результаты расчёта по вертикальной планировке площадки
Наименование показателя Вариант оценка
Продолжительность работы смен 1316 58.47 II
Себестоимость 1 м3 грунта [pic] 0315 0177 II
Трудоёмкость 1 м3 грунта [pic] 024 012 II
Приведенные затраты р 034 021 II
Вывод: Выбираем II вариант как более экономичный.
Расчет количество транспортных средств для перевозки грунта.
Расчет ведется из условия обеспечения бесперебойной работы экскаватора.
Где Nтр - искомое число самосвалов; Тн -продолжительность загрузки
n - количество ковшей погружаемых в самосвал
tц - продолжительность цикла экскаватора мин;
qкуз - емкость кузова самосвала м3; qков - емкость ковша экскаватора
Тпр - продолжительность пробега самосвала мин; (8.4)
Uср - средняя скорость движения самосвала кмч;
Тр -продолжительность разгрузки самосвала мин;
Туст.н Туст.р - продолжительность установки самосвала под нагрузку и
разгрузку мин (принимается равной 1 3 мин);
Тм - продолжительность технологических перерывов в течение рейсов
(принимается равной 5 мин).
qков = 065 х 08 = 052 м3
Тн = 7 х 041 = 287 мин
Тм = 5 мин; Туст.н = 1 мин; Туст.р = 1 мин; Тр =5 мин.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Методические указания по выполнению курсовой работы
Гильметдинов Р.Ф. – Уфа.: Изд-во УГНТУ – 1994. – 42 с.
Методические указания по выполнению курсовой работы. Приложение
Гильметдинов Р.Ф. – Уфа.: Изд-во УГНТУ – 1994.
ЕНиР сб. 2 вып. 1. Механизированные и ручные земляные работы. –
М.: Стройиздат - 1990.
СНиП III – 4 – 80* Техника безопасности в строительстве. – М.:
Варианты заданий к курсовой работе. Гильметдинов Р.Ф. – Уфа.:
Изд-во УГНТУ – 1993. – 30 с.