Технология производства земляных работ нулевого цикла

TPZ.dwg

Ведомость материально-технических ресурсов
Инструменты и инвентарь
Лопата остроконечная
Рулетка металлическая
Отвес стальной стр-ный
Пила попереч. 2руч. по дереву
Ножовка по дереву широкая
Технические указания к производству земляных работ. 1.До начала производства земляных работ необходимо: - Выполнить ограждение стройплощадки по ГОСТ 23407-78; - Выполнить очистку территории; - Выполнить вертикальную планировку строительной площадки; - Выполнить отвод поверхностных вод; - Выполнить снятие растительного слоя грунта; - Установить санитарно-бытовые помещения; - Выполнить временное электроснабжение и водоснабжение стройплощадки; - Установить прожектора для освещения стройплощадки; - Выполнить устройство временных дорог; - Установить мойку колес на выезде со стройплощадки; 2. Порядок производства работ: - Срезка с перемещением в валы растительного слоя грунта бульдозером KAMATSU D37EX-22; - Разработка грунта экскаватором ЭО-3223А с погрузкой в автосамосвалы МАЗ 5551W3-425-000; - Разработка недобора грунта до проектной отметки бульдозером KAMATSU D37EX-22; - Обратная засыпка котлована бульдозером и автосамосвалы МАЗ 5551W3-425-000 с послойным уплотнением грунта грунтоуплотняющими машинами и механизмами ИЭ-4502
План расположения фундаментов в котловане
Схема производства работ при срезке грунта растительного слоя бульдозером
Разрез 1-1 плана расположения фундаментов к котловане
Разрез 2-2 плана расположения фундаментов к котловане
Уширенный торцевой забой экскаватора с обратной лопатой
Разрез 1-1 схемы работы бульдозера
График совместной работы экскаватора и автосамосвалов
Схема разработки котлована экскаватором
оборудованным обратной лопатой
с погрузкой грунта в автосамосвалы
Калькуляция трудозатрат и заработной планы и график производства земляных работ
Наименование процесса
Затраты на объем работы
Состав звена (бригады)
Срезка растительного слоя бульдозером KAMATSU D37EX (100кН) с перемещением грунта на 10 м (II группа)
Машинист 6 разр. - 1 чел.
Срезка растительного слоя бульдозером KAMATSU D37EX (100кН) при перемещении грунта на каждые последующие 10 м (II группа)
Разработка котлована одноковшевым экскаватором с обратной лопатой ЭО-3223А (q=0
м) с погрузкой грунта в автосамосвал МАЗ 5551-424-000
Разработка недобора грунта бульдозером KAMATSU D37EX (100кН) с перемещением грунта на 10 м (II группа)
Разработка недобора грунта бульдозером KAMATSU D37EX (100кН) при перемещении грунта на каждые последующие 10 м (II группа)
Обратная засыпка котлована автосамосвалами ЭО-3223А (II группа грунта)
Послойное уплотнение грунта ручной пневмотрамбовкой при обратной засыпке котлована
Землекоп 3 разр. - 1 чел.
Уплотнение грунта катком ДУ-11 при толщине уплотняемого слоя 20см с разравниванием слоя грунта бульдозером
Машинист 6 разр. - 2 чел.
Расценки приведены в базисных ценах
для перевода в текущий уровень цен необходимо произвести индексацию (например
на 4 квартал 2020г. индекс для Алтайского края составил 25
КП 08.03.01.01.000 ТПС
Технология производства земляных работ нулевого цыкла

kursach.docx

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего
образования «Алтайский государственный технический университет имени И.И. Ползунова»
Факультет Строительно-технологический
Кафедра Технология и механизация строительства
Руководитель работы Хатина Е.В.
Пояснительная записка к курсовому проекту
по дисциплине "Технологические процессы в строительстве" на тему: "Технология производства земляных работ нулевого цикла
КП 08.03.01.00.000 ПЗ
Разбивка земляных сооружений .3
Расчет размеров земляного сооружения . . ..4
1 Определение коэффициента откоса 4
Расчет объемов земляных работ 7
1 Определение объема грунта подлежащего разработке экскаватором 7
2 Определение объема грунта подлежащего разработке бульдозером 7
3 Проектирование пандуса. .. . 8
4 Определение объема грунта для обратной засыпки .. . 9
Подбор комплекта машин и механизмов для производства земляных работ 11
1 Выбор одноковшового экскаватора ..11
2 Выбор автотранспорта для вывозки грунта ..12
3 Выбор бульдозера .. ..13
4 Выбор машин для уплотнения грунта при обратной засыпке котлована..15
Проектирование технологии и организаии земляных работ 16
1 проектирование технологиии и организации работ по срезке грунта растительного слоя бульдозером . 16
2 Проектирование технологии и организаии работ по разработке котлована одноковшовым эксковатором ..18
3 Проектирование технологии и организации работ по зачистке дна котлована бульдозером .. ..21
4 Проектирование технологии и организаии работ по обратной засыпке котлована .. 21
Расчёт производительности ведущих машин .. .24
Список литературы .. 28
Разбивка земляных сооружений
Разбивка сооружений состоит в установлении и закреплении их положения на местности. Разбивку осуществляют с помощью геодезических инструментов и различных измерительных приспособлений.
Разбивку котлованов начинают с выноса и закрепления на местности (в соответствии с проектом) створными знаками основных рабочих осей в качестве которых обычно принимают главные оси здания I-I и II-II (Рис. 1 а). После этого вокруг будущего котлована на расстоянии 2-3 м от его бровки параллельно основным разбивочным осям устанавливают обноску (Рис. 1 б).
Обноска разового использования (Рис. 1 в) состоит из забитых в грунт металлических стоек или вкопанных деревянных столбов и прикрепленных к ним досок. Доска должна быть толщиной не менее 40 мм иметь обрезную грань обращенную кверху и опираться не менее чем на три столбика. Более совершенной является инвентарная металлическая обноска (Рис. 1 г). Для пропуска транспортных средств в обноске должны быть разрывы. При значительном уклоне местности обноску делают с уступами.
а - схема разбивки котлована: б - схема обноски: в - элементы обноски разового использования; г - инвентарная металлическая обноска: д - схема разбивки траншеи; I-I и II-II - главные оси здания; III-III - оси стен здания; 1 - границы котлована; 2 - обноска; 3 - проволока (причалка); 4 - отвесы; 5 - доска; 6 - гвоздь; 7 – стойка
Рисунок 1- Схема разбивки котлованов и траншей
На обноску переносят основные разбивочные оси и начиная от них размечают все остальные оси здания. Все оси закрепляют на обноске гвоздями или пропилами и нумеруют. На металлической обноске оси закрепляют краской. Размеры котлована поверху и понизу а также другие характерные его точки отмечают хорошо видимыми колышками или вехами. После возведения подземной части здания основные разбивочные оси переносят на его цоколь.
Расчет размеров земляного сооружения (котлована)
1 Определение коэффициента откоса
Таблица 1 - Значения коэффициентов выноса откосов
Крутизна откосов при глубине выемки (котлована - Н) до (м)
Насыпные и неуплотненные
Песчаные и гравийные
Крутизна откоса. По условиям техники безопасности боковые стенки глубоких траншей и котлованов выполняют не вертикально а наклонно с целью предотвращения их обрушений. Эти наклонные стенки называют откосами (рисунок 5).
Крутизна откоса (величина наклона откоса) – это отношение его высоты Н к заложению а (горизонтальной проекции линии откоса) – рисунок. Крутизна откоса обозначается например 1:05; 1:025 и т.д. а в общем случае – 1: m. Это означает что высота откоса Н относится к его заложению а как 1:05; 1:025; т.е. - 1: m.
Величина m называется коэффициентом откоса зависит от типа грунта (песок супесь суглинок глина и т.д.) приводится в СНиП III–4–80 «Техника безопасности в строительстве».
Решая пропорцию определяют заложение откоса при его заданной высоте: а = m × Н. В нашем случае а =025*255=064 м.
Рисунок 2 – Откос и его элементы
2 Определение размеров котлована
Рисунок 3 - План расположения фундаментов в котловане
Рисунок 4 – Разрезы котлована
Длину котлована понизу рассчитывают по формуле:
Ан=((6-1)*12)+2+26=65 м
где -длина котлована понизу м;
А – длина здания в плане м;
а1 – размер фундаментного стакана у основания по продольной оси м; (по заданию)
х – минимальное расстояние от нижней кромки котлована до нижней грани
фундамента необходимое по условиям организации рабочего места при строительных работах и установке опалубки. В соответствии с СП 45.13330.2017 х принимают не менее 06 м [6]. Примем х=1 м.
е – расстояние от крайней поперечной разбивочной оси здания до оси фундамента. В нашем случае примем е=0.
Ширину котлована понизу рассчитывают по формуле:
Вн=18+12+18+12+2+33=653 м
где Bн - ширина котлована понизу м;
B – ширина здания в плане м;
а2 – размер фундаментного стакана у основания по поперечной оси м; (по заданию).
Длина котлована поверху определяется по формуле:
m – коэффициент откоса принимается в зависимости от вида грунта и глубины котлована (таблица1);
Н – глубина котлована м;
Глубина котлована (может быть принята по середине котлована)
Ширина котлована поверху определяется по формуле м:
где Вн - ширина котлована понизу м;
Рисунок 5 – Привязка фундаментов к крайней продольной и к крайней поперечной разбивочным осям
Расчет объемов земляных работ
1 Определение объема грунта подлежащего разработке экскаватором
Геометрический объем котлована (Vк) имеющего вынос откоса и основание в виде прямоугольника поперечное и продольное сечения в виде трапеции рассчитывают по формуле м3
Vк = (H-Δhрс)·[Ан·Вн+ Ав·Вв+(Ан+Ав)·(Вн+Вв)]6
Vк=(3-015)*[65*653+68*683+(65+68)*(653+683)]6=4443425 м3
где Ан Ав – соответственно длина котлована по низу и по верху м;
Вн Вв – соответственно ширина котлована понизу и поверху м;
Δhрс – толщина растительного слоя м (принять толщиной 015 м).
Объем грунта подлежащий разработке экскаватором (Vэ)
Определяется следующим образом:
где Vпан – объем выемки грунта при устройстве пандуса м3
При этом основная часть данного объема грунта вывозится за пределы строительной площадки автосамосвалами а часть грунта разрабатывается экскаватором в отвал и складируется в кавальерах для обратной засыпки пазух котлована
2 Определение объёма грунта подлежащего разработке бульдозером
При подготовке площадки под устройство котлована выполняют срезку плодородного растительного слоя. При этом срезку выполняют больше чем ширина и длина котлована по верху на 10-15 метров в каждую сторону – это необходимо для обустройства рабочей зоны на берме котлована для складирования материалов конструкций и движения строительных машин. Примем ширину рабочей зоны 10 м.
Объем растительного грунта Vрс подлежащий срезке бульдозером определяется по формуле м3 :
Vрс = (Ав +20)·(Вв +20)·Δhрс
Vрс=(68+20)*(683+20)*015=116556 м3
где Ав – длина котлована поверху м;
Вв – ширина котлована поверху м;
Δhрс – толщина растительного слоя м (принять грунт без корней и примесей природной влажности толщиной 015 м).
Согласно СП 45.13330.2017 [6] выемки в грунтах кроме валунных и элювиальных следует разрабатывать как правило до проектной отметки с сохранением природного сложения грунтов основания. Предельное отклонение отметок дна выемок от проектных (кроме выемок в валунных скальных и многолетнемерзлых грунтах) при черновой разработке котлованов одноковшовыми экскаваторами с гидравлическим приводом (как в нашем случае) составляет 10 см. Доработку недоборов до проектной отметки следует производить с сохранением природного сложения грунтов оснований. Разработка остающегося недобора грунта до проектной отметки может осуществляться механизированным (например с помощью бульдозера или экскаватора с планировочным ковшом) иили ручным способами. При большой площади дна котлована (как в нашем случае) при устройстве монолитной фундаментной плиты применяется как правило механизированная зачистка дна котлована.
Объем разработки грунта бульдозером в ходе зачистки дна котлована Vб (разработка недобора грунта) определяют по формуле м 3 :
Vб=65*653*010=42445 м3
где Δhб - недобор грунта после экскаваторных работ м(01 м);
Ан – длина котлована понизу м;
Вн – ширина котлована понизу м;
При разработке недобора грунта бульдозером выемка грунта из формируемых отвалов в котловане осуществляется экскаватором поэтому данный объем грунта также входит в объем экскаваторных работ. При небольшой площади дна котлована в стесненных условиях при разработке слабых грунтов дно котлована в пределах площади основания каждого фундамента зачищают до проектной отметки вручную.
При этом объем ручной зачистки Vр определяют по формуле м 3:
Vр=11·(ΣnФ SФi)·Δhр
Vр=11*(35*416)*005=8008 м3
Δhр – глубина ручной зачистки грунта под фундамент м (007м);
nф – число фундаментов в котловане (по заданию);
- коэффициент увеличения площади зачистки основания (10%).
3 Проектирование пандуса
Для въезда в котлован устраивается съезд (пандус). Ширину пандуса bв по дну при одностороннем движении транспорта принимают не менее 35 4 при двухстороннем - 7 8 м.
Угол въезда принимают в пределах 6 15 до 20 градусов (в расчетах принять αп=10 град) в зависимости от физико-механических свойств грунта и его влажности. Для автосамосвалов большой грузоподъемности (20 т и более) при большой глубине котлована (свыше 5 м) уклон пандуса следует принимать по результатам тягового расчета транспорта. Для повышения коэффициента сцепления колес автосамосвала с поверхностью дороги дно пандуса в пределах ширины проезжей части засыпают щебнем и уплотняют слоем высотой 5 10 см.
Параметры пандуса определяется следующим образом (рисунок 3.1):
)Длина пандуса (съезда в котлован) по верху Lв определяется по формуле м:
п - угол наклона дна пандуса к горизонту угол въезда град.
) Объем выемки грунта при устройстве пандуса Vпан определяют по формуле м3:
где П m' ctg – коэффициент заложения дна въездной траншеи;
m – показатель выноса откоса м;
bв – ширина пандуса по дну м;
Н – глубина котлована м.
Рисунок 6 - Схема пандуса и его параметры
4 Определение объема грунта для обратной засыпки
Объем грунта для обратной засыпки котлована (рисунок 3.2) определяется по формуле 3.8 и не равен объему грунта вытесненному фундаментами т.к. грунт в процессе его переработки увеличивается в объеме в соответствии с коэффициентами первоначального и остаточного разрыхления (таблица 6.2).
Грунт перемещается в пазухи бульдозером и экскаватором с грейферным ковшом из отвала расположенного на берме котлована с последующим уплотнением до требуемого коэффициента стандартного уплотнения механизированным и ручным способами.
Объем обратной засыпки Vобр.з определяется по формуле м3:
Vобр.з=(Vк+Vпан-Vф)Кор (3.8)
Vобр.з.=(4443+53+350)103=465854 м3
где Vк - объем котлована м3;
Vф - объем фундаментов в котловане м3;
Кор - коэффициент остаточного разрыхления грунта (таблица 6.2)
Рисунок 7 – Обратная засыпка котлована
Объем грунта подлежащий уплотнению Vупл равен объему обратной засыпки и находится по формуле м3:
Причем для обеспечения сохранности фундаментов засыпаемый грунт вблизи фундаментов (15-20% от общего объема обратной засыпки) следует уплотнять ручными электротрамбовками остальная часть (80-85%) уплотняется механизированным способом.
Объем грунта вывозимого автосамосвалами со строительной площадки Vвыв с учетом коэффициентов первоначального и остаточного разрыхления грунта в общем случае рассчитывается по формуле м3:
Vвыв=Vф·Кпр+(Vк-Vф)·(Кор-1) (3.11)
Vвыв=350*112+(4443-350)*(103-1)=51479 м3
где Кпр – коэффициент первоначального разрыхления грунта по таблице 6.2.
В стесненных условиях строительства не всегда есть возможность хранить грунт для обратной засыпки на строительной площадке поэтому его вывозят в специально отведенные места автосамосвалами.
В курсовом проектировании примем что разработка экскаватором основной части
грунта (90%) ведется с погрузкой в автосамосвалы и вывозится за пределы строительной площадки (на расстояние указанное в задании). Оставшаяся часть грунта (10%) разрабаты-вается экскаватором в отвал и складируется на строительной площадке. Тогда объем транс-портируемого грунта за пределы строительной площадки равен м3:
Vвыв=09·(Vк+Vпан)·Кпр
После определения объемов земляных работ составляется ведомость (таблица 3.2). Объемы выполненных работ заносится в таблицу с учетом укрупненных единиц измерения приведенных в ГЭСН 81-02-01-2020 Сборник 1. Земляные работы [9]
Таблица 2 – Ведомость объемов земляных работ
Наименование технологических
Срезка растительного слоя
Разработка котлована одноковшовым экскаватором с погрузкой грунта в автосамосвалы
Разработка котлована одноковшовым экскаватором в отвал
Разработка недобора грунта
Обратная засыпка котлована
экскаватором с грейферным ковшом
Послойное уплотнение грунта
механизированным способом
Подбор комплекта машин и механизмов для производства земляных работ
1Выбор одноковшового экскаватора
В качестве ведущей машины для разработки котлована применяют одноковшовые экскаваторы. Выбор рационального типа экскаватора его мощности и параметров рабочего оборудования является одним из главных вопросов проектирования технологии выполнения земляных работ.
При выполнении курсового проекта в качестве ведущей машины примем экскаватор оборудованный обратной лопатой.
Ориентировочная емкость ковша qэ экскаватора в зависимости от объема работ принимается по таблице 3. Для разработки 11884принимаем вместимость ковша 08
Таблица 3 - Рекомендации по выбору экскаваторов для производства земляных работ
Рисунок 8 – Схема экскаватора ЭО-3223А
Рисунок 9 -Экскаватор ЭО-3223А (обратная лопата)
Таблица 4- технические характреистики экскаватора ЭО -3223А
Частота вращения вала двигателя обмин
Частота вращения поворотной платформы мин"1
Вес экскаватора в стандартном исполнении не более кг
Удельное давление на грунт при ширине гусениц 600800900 мм кПа
Скорость передвижения: технологическаятранспортная кмч
Техническая производительность мЗчас не менее
Продолжительность рабочего цикла с не более
Ширина гусеничной ленты (трака) мм
2Выбор автотранспорта для вывозки грунта.
Основную часть разрабатываемого грунта из котлована (траншеи) вывозят за пределы строительной площадки автосамосвалами. Марку и грузоподъемность автосамосвала подбираем в зависимости от дальности транспортирования грунта (по заданию) и от вместимости ковша экскаватора на основании рекомендаций таблицы 5. При вместимости ковша эксковатора 1.0 и дальности перемещения грунта 3 км принимаем грузоподъемность автосамосвала 12т.
Таблица 5 – Рекомендуемая грузоподъемность автосамосвалов [11]
Рисунок 10 – Схема автосамосвала МАЗ 5551W3-425-000
Рисунок 11 –МАЗ 5551W3-425-000
Таблица 6- технические характреистики самосвала КАМАЗ 45143-6012-48(А5)
Допустимая общая масса автомобиля кг:
Распределение технически допустимой общей массы:
Полная масса снаряженного автомобиля кг:
Допустимая грузоподъемность кг:
Объем платформы куб.м.:
Объем кузова куб.м.:
Cummins 6ISBe 4 245 (Евро-4)
Мощность двигателя л.с. (кВт):
Передаточное число ведущих мостов:
платформа с трехсторонней разгрузкой П-образная
Срезку растительного слоя зачистку дна котлована и обратную засыпку пазух котлована осуществляют бульдозером. Бульдозер относится к землеройно-транспортным машинам т.е. технологический процесс разработки грунта включает набор транспортирование и укладку грунта. Бульдозером целесообразно перемещать грунт на расстояние 50-100 м. В зависимости от расстояния на которое необходимо транспортировать грунт и вида грунта выбирается бульдозер по тяговому усилию(таблица 7)
Таблица 7 – Тип бульдозера в зависимости от тягового усилия
Расстояние на которое бульдозер транспортирует грунт зависит от принятой схемы срезки растительного слоя грунта. Примем поперечно-челночную схему срезки растительного слоя разделив котлован по ширине на 2 захватки с учетом полосы в 10 м с каждой стороны (см. рис. 4.2). При этом максимальное расстояние транспортирования грунта составит
(Св+20)2=(55.87+20)2=37.935м
-ширина котлована (меньший параметр)
При расстоянии транспортирования грунта 43.2м принимаем легкий тип бульдозера (тяговое усилие до 100 кН) мощностью 36-97 кВт.
Рисунок 12 – Komatsu D37EX-22
Таблица 8- технические характреистики бульдозера Komatsu D37EX-22
Высота подъёма отвала
Глубина опускания отвала
Эксплуатационная масса
4 Выбор машин для уплотнения грунта при обратной засыпке котлована
Для обеспечения сохранности фундаментов засыпаемый грунт вблизи фундаментов и стен подвала следует уплотнять ручными электротрамбовками (20-25% от общего объема обратной засыпки).
Рисунок 13 – Ручная электротрамбовка ИЭ-4505
Для уплотнения оставшихся 75-80% грунта обратной засыпки выбираем каток ДУ11. (Рисунок 9)
Рисунок 14 – каток ДУ 11
Проектирование технологии и организации земляных работ
1 Проектирование технологии и организации работ по срезке грунта растительного слоя бульдозером
В состав работ по срезке грунта растительного слоя бульдозером входят:
а) при длительном хранении грунта в отвале на строительной площадке (с целью дальнейшего использования растительного грунта для благоустройства территории):
- срезка грунта растительного слоя бульдозером;
- перемещение грунта бульдозером на расстояние до 50 м в отвал;
б) при использовании грунта для рекультивации земель:
- погрузка грунта экскаватором в автосамосвалы из отвала и транспортировка в места рекультивации земель.
Примем условно в курсовом проекте хранение грунта в отвале на строительной площадке (производство работ по схеме приведенной в пункте а).
До начала производства работ по срезке грунта растительного слоя должны быть выполнены следующие работы:
- вынесены оси и обозначены границы площадки (трассы) производства работ;
- указаны места отсыпки отвалов растительного грунта;
- произведена рабочая разбивка площадки с закреплением разбивочных знаков;
- ознакомлены с технологией и организацией работ и обучены безопасным методам труда рабочие и ИТР.
При перемещении грунта бульдозером на расстояние до 50 м (как в нашем случае) целесообразно применять челночную (маятниковую) схему производства работ. Срезка грунта растительного слоя бульдозером на площадке ведется от середины участка в обе стороны образуя двухстороннее размещение отвалов. Площадь участка производства работ разбивают на две захватки. Сначала бульдозер срезает грунт растительного слоя на одной захватке и транспортирует его в ближайший отвал путь перемещения грунта выбирается по кратчайшему расстоянию поверхность пути перемещения следует предварительно выровнять бульдозером. По окончании работ на первой захватке бульдозер разворачивается и ведет работы на второй захватке.
Полный цикл работы бульдозера состоит из операций:
- опускание отвала и установка его в требуемое положение;
- зарезание и заполнение отвала грунтом;
- перемещение грунта растительного слоя к месту укладки;
- разгрузка (укладка) грунта растительного слоя в отвал;
- возвращение бульдозера в забой.
Количество проходок бульдозера Nб на каждой захватке можно рассчитать по формуле округлив результат в большую сторону:
Nб=(68+20)(271-03)=315
где Ав+20 – длина котлована поверху с учетом ширины рабочей зоны м;
Вот – ширина отвала бульдозера м;
b – ширина перекрытия планируемых полос 03 05 м
Разгрузка грунта растительного слоя в насыпи производится резким поднятием отвала в конце транспортировки на расстоянии от 10 до 15 м при движении бульдозера вперед и последующим разравниванием отсыпаемого грунта тыльной стороной отвала при заднем ходе бульдозера. Перемещение грунта растительного слоя при коротких расстояниях или на подъем производится на первой передаче трактора а при более значительных расстояниях - на второй передаче.
Разгрузку грунта растительного слоя следует производить на скорости той передачи на которой выполняется перемещение грунта бульдозером.Обратный (холостой) ход бульдозера следует выполнять при повышенных скоростях.
Перемещенный в отвал грунт растительного слоя следует предохранять от размыва и выветривания путем устройства обваливания уплотнения укрытия.
Рисунок 15 – Схема проходок бульдозера
Рисунок 15.1 – Схема работы бульдозера
2 Проектирование технологии и организации работ по разработке котлована одноковшовым экскаватором
2.1 Расчет параметров забоев для экскаватора обратная лопата
Рабочее место одноковшового экскаватора включает в себя: площадку на которой работает экскаватор; площадку на которой размещается транспорт в том числе место для разворота и разминовки автосамосвалов а при бестранспортной схеме - отвал грунта. Называется данная рабочая зона экскаватора забоем. Выемка образующаяся в результате разработки грунта одним ходом экскаватора определенным видом забоев называется проходкой.
Рабочее место одноковшового экскаватора оборудованного обратной лопатой имеет свои основные технологические параметры которые определяются техническими характеристиками данного типа машины.
Экскаватор с обратной лопатой используют при разработке грунтов которые находятся ниже уровня стоянки экскаватора.
Процесс выемки грунта осуществляется торцевыми (лобовыми) и боковым забоями.
В торцевом забое экскаватор разрабатывает грунт впереди себя и отгружает его на транспортные средства. В боковом забое разработка грунта ведется с одной стороны относительно оси движения экскаватора. При работе экскаватора с обратной лопатой возможна подача автосамосвала как по дну котлована так и на уровне стоянки.
Торцевой забой в поперечном сечении имеет форму опрокинутой трапеции длинная сторона которой располагается по верху выемки короткая - по низу.
Ширину обычного торцевого (лобового) забоя по верху ВЛ принято рассчитывать по формуле:
где ВЛ и ВЛН — ширина торцевого забоя (экскаваторной проходки) соответственно по верху и по низу м;
R lП H3 – рабочие параметры экскаватора:
RР – Наибольший радиус копания м;
LП – величина передвижки м;
m - коэффициент откоса м.
Н3 – глубина забоя м.
где Δhб - недобор грунта после экскаваторных работ м (010 м для гидравлических экскаваторов);
Н – глубина котлована м.
При торцевом забое для обеспечения условий двухстороннего движения транспорта по дну выемки необходимо соблюдать чтобы ВЛН 7 8 м.
Если принято одностороннее движение транспорта ширину выемки по дну принимают ВЛН 35 4 м.
Ширина торцевой проходки по верху ВЛ установленная по формуле (5.2) в зависимости от размеров рабочих параметров экскаватора RР и lП не должна превышать 19 RР .
Схемы забоя экскаватора
Рисунок 25 – Схемы забоев экскаватора оборудованного обратной лопатой
При ширине котлована в пределах (25 35) RР разработку проектируют по схеме второго типа уширенного торцевого забоя - с перемещением экскаватора по поперечночелночной схеме (рисунок 26).
Рисунок 26 - Разработка котлована уширенным забоем второго типа экскаватором оборудованным обратной лопатой
Технологическую ширину бокового забоя при подаче транспорта на уровне стоянки экскаватора рассчитаем по формуле:
где ВБ - технологическая ширина боковой проходки м;
bT - ширина кузова автосамосвала м;
RВ - радиус выгрузки грунта из ковша в кузов автосамосвала;
х - горизонтальное расстояние от борта автосамосвала до верхней бровки выемки. Из условий безопасности x = 07 10 м
- угол между осью перемещения экскаватора и направлением стрелы в момент погрузки грунта в самосвал (40-45°);
R3 – радиус копания экскаватора на заданной глубине м.
R3 определяется по формуле:
2.2 Проектирование технологической схемы разработки котлована экскаватором оборудованным обратной лопатой
На основании выполненных расчетов экскаваторных забоев запроектировать схему разработки котлована экскаватором оборудованным обратной лопатой с погрузкой основного объема грунта в автосамосвалы а также с частичной работой экскаватора в отвал.
Так как для большинства вариантов в задании ширина котлована превышает 35 RР при проектировании технологической схемы разработки котлована необходимо принять первую экскаваторную проходку торцевым забоем а все последующие боковыми. Начать разработку котлована необходимо с устройства пандуса.
Количество боковых проходок nБ для разработки котлована определяется по формуле::
nБ=(826-179)(1045-26)=624
На схеме производства работ показать направление движения автотранспорта относительно проходки экскаватора. При этом следует стремиться к сокращению маневров автомобиля при подходе его под погрузку т.е. сокращению разворотов и движения задним ходом. С учетом требований техники безопасности автомобиль должен остановиться так чтобы кабина не находилась под ковшом экскаватора.
Из крайних проходок экскаватора грунт выкладывается на берму котлована и перемещается бульдозером для формирования отвала (примем расположение отвала на расстоянии 10 м от бровки котлована). Площадка от бровки котлована до подошвы первично формируемого экскаватором отвала должна быть шириной не менее 1 м. Из остальных проходок экскаватора разработка грунта выполняется с погрузкой на транспорт
3 Проектирование технологии и организации работ по зачистке дна котлована бульдозером
Доработку недоборов до проектной отметки в соответствии с СП 45.13330.2017 [6] следует производить с сохранением природного сложения грунтов оснований. Разработка остающегося после работы экскаватора недобора грунта до проектной отметки (10 см) осуществляется механизированным способом с помощью бульдозера. Бульдозер срезает грунт на дне котлована и перемещает его к экскаватору по поперечно-челночной схеме(рисунок 10).
Рисунок 17 – Схема зачистки дна котлована бульдозером: 1- экскаватор; 2 - автосамосвал; 3 - бульдозер; 4 - направление движения экскаватора; 5 - стоянка экскаватора; 6 - вешка; 7 - направление движения автосамосвалов; 8 - направление движения бульдозера.
Расчет производительности ведущих машин
1 Расчет производительности экскаватора
Сменную эксплуатационную производительность одноковшового экскаватора Пэ работающего в цикличном режиме с учетом забойных условий и технологических характеристик процесса выемки грунта устанавливают по формуле м3 см:
Пэ=60·tсм·nэ·qэ·Кн·КвКпр
ПЭ=60*82*21*16*09*09112=11956
где tсм – продолжительность рабочей смены ч (принять 82 ч);
nэ – количество циклов экскавации циклмин;
qэ – вместимость ковша экскаватора м3;
Кн – коэффициент наполнения ковша грунтом;
Кпр – коэффициент первоначального разрыхления грунта;
Кв – коэффициент использования экскаватора по времени в течение рабочей смены Кв=08-09.
где tцэ – длительность цикла экскавации с;
Таблица 9 - Наибольшие значения коэффициента наполнения ковша экскаватора
Таблица 9.1 - Коэффициенты первоначального и остаточного разрыхления грунта
Таблица 9.2 - Примерная продолжительность цикла экскавации tцэ с одноковшовых экскаваторов при разработке грунта в котлованах с погрузкой в автосамосвалы
2 Расчет производительности и количества автосамосвалов для вывозки грунта
Сменную эксплуатационную производительность автосамосвала Па тсм рассчитывают по формуле:
Па = 60·tсм·Q·Кг·Кваtц
Па= 60*82*18*1*092911=2738
где Ква – коэффициент использования сменного времени для автосамосвала. В расчетах принимают Ква=082 09;
Q – грузоподъемность автосамосвала т;
Кг –коэффициент использования автосамосвала по грузоподъемности принять Кг=1 (недогрузка кузова автомобиля не должна быть более 15 % а перегрузка – свыше10 % его грузоподъемности).
tсм – продолжительность рабочей смены ч
tц – продолжительность рабочего цикла автосамосвала мин.
Продолжительность рабочего цикла автосамосвала tц мин:
tц=408+2*8*6045+373=2911
где tн – продолжительность нагрузки автосамосвала грунтом мин;
L – расстояние на которое транспортируется грунт км (по заданию);
ср – средняя скорость движения автосамосвала кмч (принять по табл. 6.4);
tр – продолжительность выполнения операции разгрузки автосамосвала принять по табл. 6.5.
Выражение 2L60ср – это время в течение которого автосамосвал находится в пути т.к. tг =tх=L60ср
где tг – продолжительность движения груженого автосамосвала мин;
tх – продолжительность холостого хода (порожнего) автосамосвала мин
Продолжительность нагрузки автосамосвала грунтом tн в зависимости от грузоподъемности Q и с учетом времени на подачу машины в рабочую зону экскаватора рассчитывают по формуле мин:
tн = Q·tцэ·Кпр(60γ·qэ·Кн)
tн=18*28*112(60*1.6*16*09)=408
γ – плотность грунта тм3 (принять в зависимости от вида грунта по ГЭСН 81-02-01- 2020 Сборник 1. Земляные работы приложение 1.1).
qэ·– вместимость ковша экскаватора м3
Кр – коэффициент первоначального разрыхления грунта (см. табл. 9.3).
Таблица 9.3 - Расчетные скорости автосамосвалов при перевозке грунта
Таблица 9.4 - Ориентировочная продолжительность выполнения операции разгрузки автосамосвала мин.
Количество транспортных средств Nа для вывозки грунта определяется из условий обеспечения бесперебойной работы экскаватора. Расчет ведут по двум формулам:
где Nа – количество работающих в смену автосамосвалов в комплексном процессе с экскаватором(результат округлить в большую сторону).
При правильном решении задачи расчеты выполненные по формулам 6.6 и 6.7 дают равнозначные результаты. Для принятого числа автосамосвалов Nа составляют график движения автосамосвалов при совместной работе с экскаватором (рисунок 6.1). На графике рисунка 6.1 показан цикл работы 8 автосамосвалов для обеспечения бесперебойной работы экскаватора.
Рисунок 20 – График совместной работы автосамосвалов и экскаватора
3 Расчет производительности бульдозера
Эксплуатационная производительность бульдозера Пб м3 смену на разработке грунтов челночным способом определяют по формуле:
Пб= 60·tсм·q·kв(Тн+Тn+lгvгр+lnvn)
Пб=60*82*205*08(007+01+37947+37974)=54153
где tсм – продолжительность рабочей смены 82 ч;
q – объем грунта в плотном состоянии перемещаемый бульдозером м3 ;
kв – коэффициент использования бульдозера по времени равный 08;
Тн – продолжительность набора грунта мин;
Тп – время на переключение скоростей мин;
vгр vп – скорость движения бульдозера груженого и порожнего ммин.
Все исходные данные для расчета производительности при разработке грунта бульдозерами приведены в таблице 6.6.
Группу грунта по трудности разработки бульдозером определить по ГЭСН 81-02-01- 2020 Сборник 1. Земляные работы приложение 1.1
Таблица 9.5 - Эксплуатационные показатели бульдозеров при разработке различных грунтов.
Калькуляция трудозатрат и тарифной заработной платы
Калькуляция затрат труда и тарифной заработной платы является расчетным проектным документом. Калькуляция составляется на отдельные группы простых процессов входящих в состав комплексного на отдельные виды работ и циклы производств.
Затраты труда на выполнение заданного объема работ по процессу (графы калькуляции 7 и 8) определяются по формуле чел-дн или маш-см:
где V – объем работ по процессу в единицах по ГЭСН;
Нвр – норма времени чел-ч или маш-ч;
tсм – продолжительность рабочей смены tсм =82 ч.
Каждый строительный процесс характеризуется определенной продолжительностью выполнения работ (графа калькуляции 14). Продолжительность технологического процесса и его операций определяется в часах (сменах днях) путем деления затрат труда рабочих на количество рабочих в звене (бригаде) или устанавливается по времени работы машины если она является ведущей в технологическом процессе. Продолжительность выполнения работ определяется по формуле дн:
Т – затраты труда рабочих-строителей на выполнение заданного объема работ по
процессу (чел-дн) или затраты времени работы машины (маш-см);
R – количество рабочих-строителей в составе звена участвующих в процессе (чел)
или количество машин.
n – количество смен в одном рабочем дне (сменность).
Таблица 10 – Калькуляция трудозатрат и заработной платы на производство земляных работ Построение графика производства земляных работ
На основании установленного в калькуляции трудозатрат перечня работ выполняемого в определенной технологической последовательности и продолжительности выполнения этих работ строят линейный график производства земляных работ. Продолжительность выполнения работ изображается в виде горизонтальных отрезков.
Контроль качества земляных работ
Производственный контроль качества земляных работ должен включать:
- входной контроль рабочей документации;
- операционный контроль отдельных строительных процессов или производственных операций;
- оценку соответствия выполненных работ (приемочный контроль).
Процессы возведения земляных сооружений систематически контролируют проверяя:
) положение выемок и насыпей в пространстве (в плане и высоте);
) геометрические размеры земляных сооружений;
) устройство грунтов используемых для устройства насыпных сооружений;
) качество укладки грунта в насыпи и обратные засыпки (характеристики уложенных и уплотненных грунтов).
Постоянный контроль качества производства работ осуществляют инженернотехнические работники операционный контроль проводят с привлечением представителей геодезической службы и строительной лаборатории в соответствии с требованиями СП 45.13330.2017
Таблица 12 - Операционный контроль качества механизированной разработки грунта
При контроле положения в пространстве и размеров проверяют: расположение на плане земляных сооружений и их размеры отметки бровок и дна выемок отметки верха насыпей с учетом запаса на осадку отметки спланированных поверхностей уклоны откосов выемок и насыпей. Данный контроль осуществляется с помощью геодезических приборов а также простейших инструментов и приспособлений: строительных уровней рулеток мерных реек метров отвесов шаблонов откосников (таблицы 7.1 7.2). Информацию о полученных результатах контрольных измерений а также о фактах несоответствия проекту и установленной технологии работ регулярно докладывают инженерно-техническому персоналу строительства.
Таблица 13 - Операционный контроль качества на уплотнение грунта
Техника безопасности при производстве земляных работ
До начала производства земляных работ в местах расположения действующих подземных коммуникаций должны быть разработаны и согласованы с организациями эксплуатирующими эти коммуникации мероприятия по безопасным условиям труда. Расположение подземных коммуникаций на местности должно быть обозначено соответствующими знаками или надписями. 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.
При обнаружении взрывоопасных материалов земляные работы в этих местах следует немедленно прекратить до получения разрешения органов Государственного санитарного надзора.
Грунт извлеченный из котлована или траншеи следует размещать на расстоянии не менее 05м от бровки выемки. Валуны и камни а также отслоения грунта обнаруженные на откосах должны быть удалены.
Погрузка грунта на автосамосвалы должна производиться со стороны заднего или бокового борта.
Технические указания к производству земляных работ
Технические указания по выполнению земляных работ разрабатываются в соответствии с основными положениями нормативной литературы.
Технические указания по технологии и организации выполнения строительномонтажных работ должны отображать следующие положения:
) Требования к завершенности предшествующего или подготовительных процессов;
) Состав используемых строительных машин оборудования и механизмов с указанием их технических характеристик типов марок количества; основные правила подготовки машин и механизмов к началу работ безопасной эксплуатации машин вывода их из процесса;
) Последовательность строительных процессов и основные положения их выполнения;
) Основные требования к контролю качества выполняемых работ и периодичность выполнения требуемых замеров.
Технические указания по выполнению земляных работ приводятся на листе графической части и содержат:
) готовность фронта работ к началу землеройно-транспортных и землеройных работ;
) особенности эксплуатации землеройно-транспортных машин землеройной техники строительных механизмов и транспортных средств;
) требования к разбивочным работам и закреплению осей здания положения по закреплению репера;
) основные положения по технологии выполнения обратной засыпки пазух котлована и уплотнения грунта обратной засыпки и т.д
ГОСТ Р 7.0.100-2018. Библиографическая запись. Библиографическое описание. Общие требования и правила составления: дата введения 2019-07-01. Москва 2018. – 56 с.
СП 48.13330.2019. Организация строительства: акутализир. ред. СНиП 12-01-2004: дата введения 2020-06-25. – Москва 2019. – 77 с.
СНиП 12-03-2001. Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования: дата введения 2001-09-01. – Москва 2001.
СНиП 12-04-2002. Безопасность труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство: дата введения 01.01.2003. – Москва 2002.
СП 45.13330.2017. Земляные сооружения основания и фундаменты (с Изменениями N 1 2): акутализир. ред.
СНиП 3.02.01-87: дата введения 2017-08-28. –Москва 2017. – 171 с.
МДС 12-29.2006. Методические рекомендации по разработке и оформлению технологической карты. – Москва 2007.
Технология строительных процессов : учебник А. А. Афанасьев [и др.] ; под ред. Н. Н. Данилова и О. М. Терентьева. – 2-е изд. перераб. – М. : Высш. шк. 2000. – 464 с.
ГЭСН 81-02-01-2020 Сборник 1. Земляные работы: дата введения 31.03.2020. – Москва 2019.
Веригин Ю.А. Механизация технологических процессов строительства Ю.А.Веригин В.П. Горобец: Алт. гос. техн. ун-т им. И.И. Ползунова. – Барнаул; Изд-во АлтГТУ 2003. - 298с.
Кандаурова Н.М. Проектирование производства работ нулевого цикла: учебное пособие к курсовому проекту для студентов специальностей 2309-ПГС 2913-МИАС и 2905-ГСХ всех форм обучения. Н.М. Кандаурова М.М. Титов: Алт. гос. техн. унт им. И.И. Ползунова. – Барнаул; Изд-во АлтГТУ 2005. - 145 с.
Производство земляных работ и устройство фундаментов: учебнометодическое пособие по выполнению курсового проекта по дисциплине "Технология строительного производства" для студентов специальности 1 70 02 01 "Промышленное и гражданское строительство" И.А. Горячева Г.Г. Мадалинский. - Мн.: БИТУ 2005. – 110 с.
Бочкарева Т.М. Технологии земляных работ и устройства фундамента. Структура и планирование самостоятельного обучения студентами теоретического материала дисциплины. Методики расчета в технологическом проектировании строительных процессов.» учеб. пособие Т.М. Бочкарева. – Пермь: Изд-во Перм. Нац. Исслед. Политехн. Ун-та 2016.
ТЕР по Алтайскому краю 81-02-01-2001 Сборник 1. Земляные работы: дата введения 1.09.2003. – Барнаул 2003