2.1 Определение типа и параметров земляного сооружения
2.2 Расчет объема земляных работ
3. Выбор комплекта машин для экскавации грунта
3.1 Выбор одноковшового экскаватора
3.2 Расчет забоя одноковшового экскаватора «обратная лопата»
3.3 Расчет производительности экскаватора
3.4 Выбор автосамосвала
3.5 Разработка грунта растительного слоя
4. Организация и календарное планирование строительства
4.1 Определение затрат труда и машинного времени
4.2 Календарное планирование
5. Контроль качества земляных работ
|
Показатели |
Наименование грунтов по слоям |
||
|
Растительный слой (без корней и примесей) |
Глина жирная мягкая с примесью |
||
|
при ручной разработке |
|||
|
Средняя плотность в естественном состоянии, кг/м3 |
1200 |
1900 |
|
|
(см. СНиП III-4-89, с. 39; приложение к гл. 1) |
1 : 0 |
||
|
остаточное разрыхление грунта (ko), % |
3-4 |
4-7 |
|
|
Уровень грунтовых вод, м (из задания) |
Ниже уровня подошвы фундамента |
||
Привезенный песок разравнивается и укладывается на заранее размеченных площадках бульдозерами в 2 кавальера; высоту кавальера принимаем равной 2,7 м с треугольным поперечным сечением и длиной до 60м.
Уплотнение грунта
Засыпка пазух котлованов осуществляется после проверки соответствия проекту подземной части здания. Для обратной засыпки применяем привозной грунт — песок. Обратная засыпка осуществляется до отметки верха фундаментного стакана.
Перед отсыпкой грунта проверяется его влажность W, которая для песка должна быть в пределах .
Отсыпка и уплотнение грунта выполняется послойно. В нашем случае под фундаменты выкапываются котлованы размером 2950х3500 и уплотнение будет производиться вблизи конструкций, следовательно, уплотнение следует производить вручную с применением виброплиты.
Толщину уплотнения слоя задаем через 0,2 м.
Коэффициент уплотнения 0,98.
Продолжительность воздействия — 160-220 секунд.
Vуп=Vз=655,9 м3
Схема для определения объема работ по уплотнению
грунта обратной засыпки
Сведем все вычисления в табличную форму:
|
№ п/п |
Наименование работ |
Ед. измерения |
Объем работ |
|
|
1. |
Срезка растительного грунта |
м2 |
||
|
2. |
Разработка грунта экскаватором |
мі |
855,4 |
|
|
3. |
Ручная доработка грунта |
мі |
31,8 |
|
|
4. |
Установка фундаментов |
1 эл. |
40 |
|
|
5. |
Расчетный объем грунта обратной засыпки |
мі |
722 |
|
|
7. |
Объем уплотнения грунта вручную |
мі |
655,9 |
|
3. Выбор комплекта машин для экскавации грунта
3.1 Выбор одноковшового экскаватора
Выбор экскаватора, его ходового и рабочего оборудования зависит от размеров выемки и объемов работ, группы трудности разработки грунта и его влажности.
В нашем случае, ведется разработка сухого грунта — II группы трудности.
Для сухого грунта рекомендуется выбирать пневмоколесное ходовое оборудование, так как глина относится к связным грунтам целесообразнее применять ковш с зубьями.
Глубина котлована — 1,5м, следовательно, возможно использование одноковшового экскаватора «обратная лопата».
Наибольшая вместимость ковша ограничивается шириной проходки.
Для экскаватора «обратная лопата»: bк?b-0,1м, bк? 3,5м
Исходя из объемов работ Vэ=855,4 м3, в соответствии с табл. 4 стр. 20 объем ковша q должен составлять 0,4-0,5 м3.
Наименьшая глубина забоя, обеспечивающая наполнение ковша до 0,5 м3 — 1,5 м (для экскаваторов обратная лопата), что равна заданной.
Расстояние по горизонтали от основания откоса выемки до ближайшей опоры машины (Приложение №1 табл.3 стр. 68) — 1,0 м.
Для выбора по технической характеристике для экскаватора «обратная лопата» принимают:
- глубину копания: ?, Hk ? 2м,
- радиус копания (при работе в транспорт): , м.
Учитывая все, выше изложенное, выбираю одноковшовый экскаватор с рабочим оборудованием «обратная лопата» с ковшом вместимостью 0,4 м3 на пневмоколесном ходу ЭО 3322В.
Техническая характеристика экскаватора ЭО 3322В.
|
№ п/п |
Наименование |
ЭО 3322В |
|
|
1 |
Группа разрабатываемого грунта |
2 |
|
|
2 |
Вместимость ковша, q |
0,4 |
|
|
3 |
Глубина копания, Hk |
5 |
|
|
4 |
Наибольший радиус копания, Rk |
8,2 |
|
|
5 |
Радиус задней части поворотной платформы, rk |
2,81 |
|
|
6 |
Расстояние от оси пяты стрелы до оси вращения, rш |
0,45 |
|
|
7 |
Высота оси пяты стрелы hш |
1,7 |
|
|
8 |
Ходовое оборудование |
Пневмоколесное |
|
|
9 |
База Б, м |
2,8 |
|
|
10 |
Колея, м |
2,1 |
|
|
11 |
Усилие на зубьях ковша S0, кН |
90 |
|
|
12 |
Продолжительность рабочего цикла Тц |
16 |
|
3.2 Расчет забоя одноковшового экскаватора «обратная лопата»
Расстояние от передней опоры экскаватора до бровки откоса (ширина бермы безопасности) должно исключать обрушение откоса, сползание или опрокидывание экскаватора в разрабатываемую выемку. Ширина бермы безопасности определяется размерами призмы обрушения и является минимальным расстоянием для установки или движения транспортных, землеройных, грузоподъемных и других машин, укладки кавальера от бровки откоса. При глубине выемки на сухих грунтах до 7 м. примем равным 1,0 м.
Расстояние от оси вращения поворотной платформы до бровки откоса должно быть не меньше, чем:
где — расстояние от оси вращения до передней опоры экскаватора.
У колесных машин , где Б — продольная база машины.
Таким образом, расстояние от оси вращения поворотной платформы до бровки откоса
Н
аименьший радиус копания по дну определяется по формуле:
В нашем случае
Так как технические характеристики экскаваторов в реальных условиях полностью не реализуются, рабочий радиус копания:
Наибольший радиус копания на глубине Н определяется формулой:
где ,
=6,43 м.,
Для производительной работы экскаватора шаг его перемещения в забое должен быть не менее рекомендованного. В соответствии с табл. 2.1.3 стр. 74 рекомендованный шаг перемещения экскаватора оборудованного «обратной лопатой» в забое, с вместимостью ковша до 0,5 составляет 1,3 м.
Фактический шаг перемещения экскаватора в забое:
- Фактический шаг перемещения экскаватора в забое больше рекомендованного (3,42>1,3), следовательно, условие производительной работы экскаватора выполнено.
Радиус выгрузки в транспортное средство определим по формуле:
где
где — необходимая высота выгрузки, определяемая как
;
- высота транспортного средства (согласно техническим характеристикам в разделе 4 «Выбор автосамосвала» );
- длина ковша;
- q — вместимость ковша;
- запас высоты режущей кромки (зубьев) ковша над призмой грунта в транспорте, определяемый по формуле:
- где =0,3 м. — превышение призмы грунта в транспортном средстве над его бортом;
- запас высоты режущей кромки ковша над призмой грунта (для гидравлических экскаваторов , примем запас равным 0,3 м.).
При построении плана забоя одноковшового экскаватора, была выбрана такая ширина берм (2,02 м.), чтобы расстояние между кузовом экскаватора и транспортным средством составляло не менее 1,0 м. при вывозе грунта. В данном случае не будет расходоваться время на маневрирование транспортного средства.
Угол поворота экскаватора в забое составляет , что удовлетворяет экономическим требованиям: .
Угол поворота на разгрузку выбран наименьшим из возможных и составляет , что не превышает .
Следовательно, экскаватор ЭО-3322В удовлетворяет всем требованиям и пригоден для выполнения поставленной задачи.
3.3 Расчет производительности экскаватора
Рассчитаем нормативную и эксплуатационную производительность машины.
Для расчета нормативной производительности применяется зависимость:
где — продолжительность смены, ч. (примем равным 8 ч.), а — норма времени.
Объем разрабатываемого котлована менее 300 , поэтому воспользуемся для определения нормы времени параграфом Е2-1-11 «Разработка грунта в котлована одноковшовыми экскаваторами, оборудованными обратной лопатой» (таблица №7): у экскаваторов с вместимостью ковша 0, 5 норма времени для разработки 100 II группы грунтов с погрузкой в транспортное средство составляет 4,1 маш.ч. Нормативная производительность экскаватора с рабочим оборудованием «обратная лопата» рассчитывается с учетом налипания грунта, однако по заданию грунтовые воды ниже уровня котлована, значит, мы производим разработку грунта естественной влажности.
где — время рабочего цикла, с (16 с. для выбранного экскаватора);
- k° — коэффициент, учитывающий угол поворота на разгрузку (так как , то данный коэффициент равен 1,2 по табл. 2.1.4 с. 74 Методического пособия);
- коэффициент использования экскаватора по времени в смену;
- при разработке на две стороны = 0,85;
- коэффициент наполнения ковша, который не может превышать значения, приведенные в прил. 2 методического пособия (для сухой глины 1,05 — 1,15), и зависит от условий наполнения ковша в спроектированном забое.
- первоначальное увеличение объема грунта после разработки (для глины равное 30%).
Для успешного наполнения ковша нужно, чтобы соблюдалось условие:
- где — ширина ковша (ковши обратной лопаты можно считать примерно кубическими, поэтому ;
- L* — необходимый путь наполнения ковша в забое;
- толщина снимаемой стружки.
Возможная толщина стружки определяется:
где — рабочее усилие на зубьях (режущей кромке) ковша, равное для гидравлических экскаваторов =0,9*S0 ( — усилие на зубьях (режущей кромке) ковша),
- сопротивление грунта копанию;
- удельное сопротивление грунта копанию (согласно методического пособия табл.
2.1.5 для II группы трудности разработки примем равным среднестатистическому — 0,26МПа=260кН/).
Произведем расчеты:
Тогда необходимый путь наполнения ковша по формуле
Фактический путь наполнения ковша:
Ковш экскаватора с рабочим оборудованием «обратная лопата» на пути L, длина которого зависит от глубины выемки и заложения откоса, поэтому должна соблюдаться зависимость:
Условие выполнено, но так как , то необходимо определить фактический коэффициент наполнения ковша экскаватора по формуле:
- , (0,65<1,16<1,05…1,15), таким образом, возможно использование выбранного ранее экскаватора.
Эксплуатационная производительность экскаватора вычисляется:
3.4 Выбор автосамосвала
При выборе автосамосвала необходимо учесть, что характеристики вместимости, высоты кузова и его грузоподъемность должны соответствовать ранее подобранного экскаватора.
Так как оптимальными для перевозки грунта являются 5-8 циклов экскаватора, однако для указанного количества ковшей менее 1,00. Дополнительно произведем расчет для 4 и 9 ковшей, полученные данные сведем в таблицу. земляной сооружение экскаватор монтажный
|
n ковшей |
Qф, м3 |
Q а/с тр, м3 |
Марка а/с |
Q а/с, м3 |
GН, т |
Gтр, т |
Gгр, т |
k а/с н |
|
|
4 |
1,76 |
1,6 |
ГАЗ-93А |
1,65 |
2,25 |
2,36 |
2,22 |
1,07 |
|
|
5 |
2,2 |
2 |
ЗИЛ-ММЗ -555 |
3,1 |
5,25 |
5,51 |
2,77 |
0,71 |
|
|
6 |
2,64 |
2,4 |
ЗИЛ-ММЗ -555 |
3,1 |
5,25 |
5,51 |
3,33 |
0,85 |
|
|
7 |
3,08 |
2,8 |
ЗИЛ-ММЗ -555 |
3,1 |
5,25 |
5,51 |
3,88 |
0,99 |
|
|
8 |
3,52 |
3,2 |
МАЗ 205 |
3,6 |
6 |
6,30 |
4,44 |
0,98 |
|
|
9 |
3,96 |
3,6 |
МАЗ 205 |
3,6 |
6 |
6,30 |
4,99 |
1,10 |
|
Приведем расчет и подбор самосвала для вывоза 9 ковшей.
Объем грунта, подлежащего вывозу, определяется по формуле:, где n — число ковшей, q — вместимость ковша экскаватора в соответствии с п …, м3, — коэффициент наполнения ковша экскаватора в соответствии с Приложением №2 табл. 2.1.2, для сухой глины, разрабатываемой экскаватором «обратная лопата», 1,05-1,15.
9*0,4*1,1=3,96м3.
Требуемая вместимость самосвала, необходимая для вывоза грунта, определяется в учетом возможности перегрузить автомашину на 10%:
, м3. ,
==3,6 м3.,
По приложению №2 табл. 2.1.7 на стр. 76 подберем самосвал, вмещающий .
В нашем случае это МАЗ 205. Запишем в графу Qа/с данные о вместимости самосвала, а в графу Gн — заявленную грузоподъемность.
В графе 1,05*Gн отразим максимальный вес, который может взять самосвал на борт с учетом допустимого перегруза по массе не более 5% от заявленной грузоподъемности.
1,05*Gн =1,05*6,0=6,3 т.
Массу грунта, загружаемого в кузов самосвала, определим по формуле:
где kвл — коэффициент, учитывающий влажность грунта.
В нашем случае kвл=1, так как грунт сухой.
Gгр =3,96*1,8*(1-0,3)*1=4,99 т.
Определим , определяемый по формуле
=1,1.
Выберем автосамосвал соответствующий условию 0,85 ??1,1 и Gгр=4,99?1,05*Gн=6,3. Условие выполнено.
Так как коэффициент наполнения кузова должен быть максимально приближен к значению 1,1, выбираем автосамосвал МАЗ 205.
Запишем его технические характеристики в табличной форме:
|
Показатель |
МАЗ-205 |
|
|
Грузоподъемность, т. |
6,0 |
|
|
Габаритные размеры, м: длина ширина высота |
6,065 2,64 2,43 |
|
|
Вместимость кузова, |
3,6 |
|
|
Радиус поворота, м |
7,2 |
|
|
Погрузочная высота, м |
1,915 |
|
|
Продолжительность разгрузки с маневрированием , мин |
1,8 |
|
|
Время установки под погрузку , мин |
0,3 |
|
Определим потребность в транспортных средствах для обеспечения бесперебойной работы экскаватора. У нас существует возможность подачи транспортных средств с двух сторон экскаватора. Таким образом, при непрерывной работе в транспорт число автосамосвалов определяется по формуле:
N? ,
где Tа — время цикла транспортировки грунта автосамосвалом;
- tп — продолжительность погрузки tп=n•Tц=9•16=144 с.
Продолжительность цикла автосамосвала:
- где — дальность транспортировки (8 км);
- средняя скорость движения автосамосвала груженого и без груза, которая по Приложению 2 табл.
2.1.6 для движения по бетонным дорогам равна 28 км/ч для груженой машины и 33,6 км/ч для порожней с учетом увеличения скорости на 20%;
- продолжительность разгрузки с маневрированием, равная 1,8 мин=108с.
- время маневрирования автосамосвала под погрузку, равное 0,3 мин.=18с.
Тогда 2140с=36 мин 17 сек
N?=14,86=15 автомашин.
Полученное в результате расчетов количество машин велико, следовательно, предусмотрим вывоз грунта во временный отвал на расстоянии 1 км с последующей перевозкой:
Тогда 504=8 мин 24 сек
N?=3,5=4 автомашины.
График движения автосамосвала
3.5 Разработка грунта растительного слоя
Плодородный слой снимается до начала основных земляных работ в пределах строительной площадки и перемещается в отвалы для последующего вывоза в сельскохозяйственные угодья, либо используется при благоустройстве.
Срезку растительного слоя грунта произведем бульдозерами. Для срезки растительного слоя толщиной 0,3 м. будем использовать бульдозер марки ДЗ-28.
Технические характеристики бульдозера.
|
Показатель |
ДЗ-28 (Д-533) |
|
|
Тип отвала |
Поворотный |
|
|
Длина отвала, м. |
3,94 |
|
|
Высота отвала, м. |
1 |
|
|
Управление |
Гидравлическое |
|
|
Мощность, кВт (л.с.) |
118 (160) |
|
|
Марка трактора |
Т-130 |
|
|
Масса бульдозерного оборудования, т. |
2,85 |
|
Разрабатываемый участок разбиваем на 6 «карт» размером 48 м. х 56м. Перемещение во временный отвал будет осуществляться на расстояние свыше 50 м. (но до 150 м.), поэтому будет происходить при помощи спаренных бульдозеров по схеме с промежуточными валами.
Временные отвалы расположим на расстоянии 8 м. от границы участка. На захватках бульдозеры разрабатывают грунт по челночной схеме, а затем транспортируют во временный отвал. Ширину проходки B’ примем на 0,4 м. меньше длины отвала бульдозера В. Таким образом:
B’=В-0,4=3,94-0,4=3,54м.
После снятия грунта растительного слоя необходимо выполнить предварительную планировку строительной площадки.
3.6 Выбор монтажного крана
Установка фундаментных плит и стаканов будет производиться автомобильным краном.
Для строповки элементов фундамента будем использовать четырехветвевой строп. Расстояние lс между грузозахватным (чалочным) крюком и кольцом или скобой, примем равным 5м.
1. Высота строповки и угол между стропами фундаментной плиты.
=4,64 м, где
м.
Тогда , следовательно, .
