Земляные работы

Земляные работы

1. Исходные данные для выполнения курсовой работы

1.  Номер варианта: 11-1.

2.      План и размеры строительной площадки (250х200 м) с нанесенными на нем горизонталями и контурами подземной части сооружения.

.        Направление и величина проектного уклона плоскости планировки- 0,005.

.        Размеры подземной части здания в плане (80х100 м) и глубину котлована - 3,5 м.

.        Расстояние от строительной площадки до места выгрузки излишнего грунта - 20 км.

.        Продолжительность работ-10 дней.

.        Вид грунта и гидрологические данные - песчаный.

2. Подсчет объема земляных работ при вертикальной планировке

Планировка площадок проводится для устранения неровностей естественного рельефа местности и придания ей заданных проектом уклонов.

Подсчёт объёмов земляных работ при вертикальной планировке включает в себя следующие этапы.

.1 Выбор метода расчёта

Существует несколько методов расчета объема земляных работ при вертикальной планировке:

)метод четырехгранных призм;

)метод трехгранных призм.

Подсчет объемов планировки в данной курсовой работе ведется по методу четырехгранных призм. Для этого план площадки вычерчивается в масштабе и разбивается на квадраты.

.2 Подсчет черных отметок

Черные отметки - эта отметки уровня рельефа. Их находят в точках пересечения сторон квадратов. Черные отметки Н_ч определяются по кратчайшим расстояниям до ближайших горизонталей путём интерполяции (когда точка лежит между двумя горизонталями) или экстраполяции (когда точка находится вне горизонталей).

Рис. 1. Сечение нормалей

Рис. 2. Квадраты с горизонталями и нормалями

2.3 Подсчет средней планировочной отметки

Осуществляется по чёрным отметкам по формуле:

Н₀ = ,

где Н_1, Н_2, Н_3, Н₄ - черные отметки вершин общих квадратов;

n - число квадратов.

ΣН₁ = 210,537+208,327+204,091+207,79 = 830,745;

ΣН₂ = 207,5+206,709+205,971+205+205,128+206,189+207,079+208,125+

+208,929+209,469+210+210,057+209,451+208,88 = 2908,487;

ΣН₃ = 208,07+207,383+206,629+205,952+208,706+208+207,271+ 206,774+209,316+208,649+208,021+207,489 = 2492,26;

Н₀ = 2.4 Подсчет красных отметок

Красные отметки - это проектные отметки уровня рельефа. Красные отметки Н_к определяют для всех вершин квадратов нивелировочной сетки, принимая во внимание величину и направление уклона площадки:

H_k = H₀± ±  , где

L₁, L₂ - расстояние под углом 90⁰ между двумя симметричными вершинами к линии средней планировочной отметки Н₀.;

i₁, i_{2 -} уклон площадки вдоль L₁, L₂.

Для точки Д2:

Н_Д2 = 207,701 - +  = 207,58;

Для точки Д6:     

Н_Д6 = 207,701-- = 206,58;

.5 Расчет рабочих отметок

Рабочие отметки определяют как разность между черными и проектными отметками:

h_р = Н_ч - Н_к.

Для точки Д2: h_Д2 = 207, 5 - 207,58 = -0,08;

Для точки Д6: h_Д6 = 204,091 - 206,58 = -2,489;

Рабочие отметки со знаком "+" указывают на необходимость срезки грунта, т.е. устройства выемки, со знаком"-"-на необходимость устройства насыпи.

Рабочую отметку надписывают в верхнем левом углу у вершины квадрата нивелированной сетки.

.6 Построение нулевой линии

Нулевая линия - это граница между выемкой и насыпью, линия, по которой пересекаются плоскость рельефа и проектная плоскость. Нулевая линия находится на сторонах квадратов, где знак рабочей отметки изменяется. Ее положение определяется графически (по картограмме) или аналитически по формуле:

Х(У) =а· ,

где a - длина стороны квадрата.

Рис 3. Определение нулевых точек

Пользуясь формулой, определяют положение нулевых точек на вертикальных и горизонтальных сторонах квадратов. Соединив нулевые точки между собой, получают нулевую линию, которая является границей между выемками и насыпями.

Х_Д1-Д2 = 50;Х_Г2-Г3 = 50;

Х_В3-В4 = 50;Х_Б4-Б5 = 50;

У_Г2-Д2 = 50;У_В3-Г3 = 50;

У_Б4-В4 = 50;У_А5-Б5 = 50;

У_А6-Б6 = 50;

2.7 Картограмма земляных масс

По вычисленным рабочим отметкам с учетом их знаков на сетке квадратов строят картограмму распределения земляных масс.

При построении картограммы положительные рабочие отметки откладывают вверх и вправо, а отрицательные - вниз и влево.

Отложив рабочие отметки от первой горизонтальной линии нивелировочной сетки, соединяют их друг с другом прямыми линиями. Пространство между полученной линией картограммы и горизонтальной линией сетки заштриховывается в вертикальном направлении. Этот процесс повторяется для второй горизонтальной линии сетки, затем для третей и так далее. Картограмма дает наглядное представление о рельефе местности и указывает на положение нулевой линии.

2.8 Подсчет объемов выемок и насыпей в отдельных фигурах отсекаемых нулевой линией

Производится по формулам:

·        Прямоугольник: V = (h₁+h₂+h₃+h₄)·F/4;

·        Треугольник: V = h₁·F/3;

·        Трапеция: V = (h₁+h₂)·F/4;

·        Пятиугольник: V = (h₁+h₂+h₃)·F/5,

Где F - площадь в плане соответствующих фигур.

2.9 Суммарный объем и площадь выемки и насыпи

F_насыпи = 6·50·50+ (2500-(0,5·37,5·25,32))+(0,5·6,93·12,5)+( 0,5·24,68·28,96)+(2500-(0,5·21,04·17,75))+(0,5·32,25·30,18)+(2500-(0,5·19,82·34,52))+( 0,5·15,48·11,76)+(15,46·50·0,5+50·11,76) = 23449,2806(м²)

F_выемки = 6·50·50+(2500-(0,5·6,93·12,5)+ (0,5·37,5·25,32)+(2500-

(0,5·24,68·28,96))+ (0,5·21,04·17,75)+(2500-(0,5·32,25·30,18))+ +(0,5·19,82·34,52)+(2500-(0,5·15,48·11,76))+(2500-(15,46·50·0,5+50·11,76)) = =26550,7194 (м²)

F_общ =F_насыпи+ F_выемки = 23449,2806+26550,7194 = 50000 (м²)

V_насыпи = 16445,1 (м³)

V_выемки = 16450,43 (м³)

.10 Подсчет объема грунта в откосах

Ведется по формуле:

Σh - сумма всех рабочих отметок, расположенных по периметру насыпи (выемки)Σh; n - количество отметок по периметру насыпи (выемки);- длина периметра откоса насыпи (выемки);

т - коэффициент откоса т = 1,25.

2.11 Подсчет суммарного объема насыпи (выемки) с учетом откосов и коэффициента остаточного разрыхления

Определяется по формуле:

К_ор - коэффициент остаточного разрыхления.

Необходимый объём выемки определяется по формуле:

.12 Баланс земляных масс

Баланс земляных масс - это разница объемов выемки и насыпи, выраженная в %.

Если объемы выемок превышают объемы насыпей, т.е. V_B>V_H ,то баланс будет называться положительным, а избыточное количество грунта подлежит вывозке с площадки в кавальеры (отвалы).

Если объем насыпи превышает объем выемки, т.е. V_B<V_H то баланс будет называться отрицательным, а недостающее количество грунта следует завести на площадку из резерва.

Если же объем насыпи равен объему выемки, т.е. V_H=V_в (разница в пределах 5%), то баланс будет называться нулевым.

V_насыпи = 16 570,31 (м³)

V_выемки = 16872,3 (м³)

Δ = < 5% - нулевой баланс

2.13 Сводный баланс

Это ведомость в которую сводят все результаты после окончания расчетов объемов работ. Он отражает качественные и количественные соотношения объемов грунта выемок и насыпей.

.14 Средняя дальность перемещения грунта

Это расстояние между центрами тяжести массивов выемки и насыпи, которые определяются при помощи статических моментов объемов, взятых относительно произвольно выбранных координатных осей.

Координаты центров тяжести выемки и насыпи определяются по формулам:

где X_Bi, X_Hi, Y_вi, Y_Hj - координаты центров тяжести отдельных участков выемок и насыпей;

V_вi, V_нi - объем грунта отдельных участков выемок и насыпей. По величине полученных координат центров тяжести выемок и насыпей определяется среднее расстояние перемещения грунта по формуле:

L=

.15 Шахматный баланс земляных масс

Это таблица, в которой показано из какого участка выемки в какой участок насыпи рационально перемещать грунт.

.16 План распределения земляных масс

Составление плана распределения земляных масс при вертикальной планировке заключается в нанесении нулевой линии на схему площадки с указанием наименьших перемещений грунта из участков выемки в участки насыпи.

3. Подсчет объемов земляных работ при разработке котлована и обратной засыпке

Подсчёт объёмов земляных работ при разработке котлована заключается в определении размеров, формы, объёма котлована, объёма выездной траншеи и объёма обратной засыпки.

Размеры наружного контура подземной части здания на уровне низа фундаментов: А=70 м, В=90 м.

.1 Определение размеров котлована

Размеры котлована по дну определяются по формулам:

а = А + 2 ·с’

в = В + 2 ·с’

где а, в - размеры котлована по дну;

А, В размеры подземной части здания, принимаемые па исходным данным;

с' - зазор между наружной гранью подземной части здания с основанием откоса, принимаем с'=1,5.

а = 70+2·1,5 = 73(м); в = 90+2·1,5 = 93(м).

Далее определяется заложение откоса по формуле:

а' = m·h_K

где т - коэффициент откоса [4, прил., таблица 4], для песчаного грунта т = 1; h_K - глубина котлована h_K= 2м,

а' = 1·2 = 2(м),

Размеры котлована поверху с, d определяются по формулам:

с = а+2·a'

d = в+2·а',

с = 73+2·2 = 77 (м),

d = 93+2·2 = 97 (м).

.2 Определение объема котлована

Объем, котлованаVк, с прямоугольными основаниями, имеющего откосы со всех четырех сторон, определяется по формуле:

Vк=(2/6)·(73·93+77·97+(73+77)·(93+97))=14252,7(м³)

.3 Определение объема въездной траншеи

Объем въездной траншеи определяют по формуле:

где е - ширина траншеи по низу, принимается равной 3,0-3,5м при одностороннем движении транспорта и 7,0-7,5м при двухстороннем; т'- коэффициент заложения для траншеи, при уклоне дна траншеи i=0,005 т'=10.

(м³)

3.4 Определение объема грунта для обратной засыпки

Объем грунта, необходимый для обратной засыпки V_oз определяется по формуле:

где V_п - объем пазух, определяемый как разность между объемом котлована и объемом подземной части сооружения;

К_ор - коэффициент остаточного разрыхления, равный 1 + р₀, где р_о=3%- мера остаточного разрыхления грунта, %, определяемая в зависимости от вида грунта по [4, прил., табл.3].

V_оз =

4. Выбор комплектов машин при вертикальной планировки

.1 Исходные данные для расчета

размеры площадки 250х200м;

средняя дальность перемещения грунта L=160,08м;

объем выемки V_В =16872,3 м³;

объем насыпи V_Н=16570,31 м³;

площадь выемки F_В =26550,72 м²;

площадь насыпи F_Н =23449,28 м²;

грунт - песчаный;

общий срок работ -6 дней (12 смен).

Рис. 4. План площадки

. Определение группы грунта при разработке бульдозерами

Группа грунта II

. Определение средней толщины насыпи:

h_Н.ср.= Vн / Fн =16570,31/23449,28 = 0,707 м.

. Определение средней толщины выемки:

h_в.ср.= Vв / Fв =16872,3/26550,72 = 0,635 м.

. Выбор варианта производства работ

Состав комплектов:

Бульдозерный комплект 1Бульдозерный комплект 2

бульдозер - бульдозер

машина для уплотнения - машина для уплотнения

Бульдозерный комплект 3

бульдозер

машина для уплотнения

.2 Выбор марки машин и определение нормы времени (Нвр) по ЕНиР (Земляные работы)

а) Бульдозерный комплект 1.

Состав работ:

1) разработка грунта и перемещение его из выемки в насыпь;

) разравнивание грунта;

) уплотнение.

Выбор ведущей машины (бульдозер)

Для Vв=16570,31 /1000= 16,57м³ рекомендуются бульдозеры на тракторах мощностью 75-100 л.с.

Варианты бульдозеров для планировки площадки

Определяем Нвр [ЕНиР, § Е2-1-22, табл,2; стр. 86-87]:

норма времени при перемещении грунта на расстояние до 10 м:

Д-492А: Нвр =0,62 маш.-час,

Нвр =0,62 чел.-час,

номер нормы - № 6б;

добавлять на каждые следующие 10м.:

Д-492А: Нвр =0,49 маш.-час,

Нвр =0,49 чел.-час,

номер нормы - № 3б.

Д-492А: Нвр =0,62+0,49×(160,08-10)/10 = 7,974 маш.-час.

Технические характеристики по [ЕНиР, § Е2-1-22, табл. 1, с. 83]:

тип отвала - поворотный,

длина отвала -3,94 м,

высота отвала - 1 м,

управление -канатное,

мощность - 79кВт(108 л.с.),

марка трактора - Т-100.

Выбор машин для уплотнения грунта

Определяем длину гона при работе катка:

Рис. 5. Схема разбивки площадки на захватки

Насыпь:

захватка

захватка

Длина гона при работе катка: l_cp,н=157,4м > 100м

Выбираем прицепной каток на пневматических шинах Д-39А (Д-703). Его технические характеристики определяем по [ЕНиР, § Е2-1-29, с. 98]:

ширина уплотняемой полосы - 2,6 м;

толщина уплотняемого слоя до 0,35 м;

мощность двигателя - 108 л.с.;

масса катка - 25 т.

Для работы катка используем трактор Т-100.

Схема движения катка - с разворотом на насыпи.

Средняя толщина насыпи h_н.ср.=0,707 м; так как толщина уплотняемого слоя для выбранного катка составляет до 0,35 м, принимаем толщину слоя 0,24 м (т.е. по высоте насыпь разбиваем на 3 слоя ).

Количество проходок по 1 следу: k_Т=6.

Определяем Нвр [ЕНиР, Е2-1-29, табл. 2 , стр. 98-99]

толщина слоя 0,24 м (от 0,2 до 0,3);

длина гона - 157,4 м (до 200 м);

норма времени при уплотнении грунта при 4 проходах по одному следу:

Нвр. =0,29 маш.-час,

Нвр. =0,29 чел.-час,

номер нормы - № 2б.

добавлять на каждый проход сверх первых четырех:

Нвр.^Д =0,05 маш.-час,

Нвр.^Д =0,05 чел.-час,

номер нормы - № 4б.

Нвр =0,29+0,05×(6-4)=0,39 маш.-час.

Стоимость катка принимаем учитывая, что стоимость

прицепных катков указана без учета стоимости базовой машины:

С _{м.см упл.} = С _{м.см к.} + С _{м.см базов.} = 2,52 +32,14 = 34,66 руб.

С _{о.ц. упл.} = С _{о.ц. к.} + С _{о.ц. базов.} = 5740 +3520 = 9260 руб.,

где С _{м.см упл.}, С _{о.ц. упл.}- соответственно, стоимость машино-смены и оптовая цена прицепного катка с базовой машиной;

С _{м.см к.}, С _{о.ц. к.}- соответственно, стоимость машино-смены и оптовая цена прицепного катка без базовой машины; С _{м.см базов.}, С _{о.ц. базов.}- соответственно, стоимость машино-смены и оптовая цена базовой машины.

Выбор машин для разравнивания грунта

Разравнивание грунта производится бульдозером Д-492А на базе трактора Т-100. Машина пройдет 3 раза, разравнивая слои толщиной по 0,24м.

Определяем Нвр [ЕНиР, Е2-1-28, стр. 96]

Нвр =0,58 маш.-час,

Нвр =0,58 чел.-час,

номер нормы - 3б.

б) Бульдозерный комплект 2.

Состав работ:

1) разработка грунта и перемещение его из выемки в насыпь;

) разравнивание грунта;

) уплотнение.

Выбор ведущей машины (бульдозер)

Для Vв=16570,31 /1000= 16,57м³рекомендуются бульдозеры на тракторах мощностью 75-100 л.с.

Варианты бульдозеров для планировки площадки

Определяем Нвр [ЕНиР, § Е2-1-22, табл,2; стр. 86-87]:

норма времени при перемещении грунта на расстояние до 10 м:

Д-522: Нвр =0,38 маш.-час,

Нвр =0,38 чел.-час,

номер нормы - № 6б;

добавлять на каждые следующие 10м:

Д-522: Нвр =0,3 маш.-час,

Нвр =0,3 чел.-час,

номер нормы - № 6д.

Д-522 : Нвр =0,38+0,3×(160,08-10)/10 = 4,88 маш.-час.

Технические характеристики по [ЕНиР, § Е2-1-22, табл. 1, с. 83]:

тип отвала - поворотный,

длина отвала - 4,43 м,

высота отвала-1,2 м,

управление -гидравлическое,

мощность - 132 кВт(180 л.с.),

марка трактора - Т-180Г.

Выбор машин для уплотнения грунта

Выбираем прицепной каток на пневматических шинах Д-39А (Д-703). Его технические характеристики определяем по [ЕНиР, § Е2-1-29, с. 98]:

ширина уплотняемой полосы - 2,6 м;

толщина уплотняемого слоя до 0,35 м;

мощность двигателя - 108 л.с.;

масса катка - 25 т.

Для работы катка используем трактор Т-100.

Схема движения катка - с разворотом на насыпи.

Средняя толщина выемки h_н.ср.=0,707 м; так как толщина уплотняемого слоя для выбранного катка составляет до 0,35 м, принимаем толщину слоя 0,24 м (т.е. по высоте насыпь разбиваем на 3 слоя ).

Количество проходок по 1 следу: k_Т=6.

Определяем Нвр [ЕНиР, Е2-1-29, табл. 2 , стр. 98-99]

толщина слоя 0,24 м (от 0,2 до ,03 );

длина гона - 157,4 м (до 200 м );

норма времени при уплотнении грунта при 4 проходах по одному следу:

Нвр. =0,29 маш.-час,

Нвр. =0,29 чел.-час,

добавлять на каждый проход сверх первых четырех:

Нвр.^Д =0,05 маш.-час,

Нвр.^Д =0,05 чел.-час,

номер нормы - № 4б.

Нвр =0,29+0,05×(6-4)=0,39 маш.-час.

Стоимость катка принимаем, учитывая, что стоимость

прицепных катков указана без учета стоимости базовой машины:

С _{м.см упл.} = С _{м.см к.} + С _{м.см базов.} = 2,52 +50,43 = 52,95 руб.

С _{о.ц. упл.} = С _{о.ц. к.} + С _{о.ц. базов.} = 3520 + 23070 = 26590 руб.,

где С _{м.см упл.}, С _{о.ц. упл.}- соответственно, стоимость машино-смены и оптовая цена прицепного катка с базовой машиной;

С _{м.см к.}, С _{о.ц. к.}- соответственно, стоимость машино-смены и оптовая цена прицепного катка без базовой машины; С _{м.см базов.}, С _{о.ц. базов.}- соответственно, стоимость машино-смены и оптовая цена базовой машины.

Выбор машин для разравнивания грунта

Разравнивание грунта производится бульдозером Д-492А на базе трактора Т-100. Машина пройдет 3 раза, разравнивая слои толщиной по 0,24м.

Определяем Нвр [ЕНиР, Е2-1-28, стр. 96]

Нвр =0,58 маш.-час,

Нвр =0,58 чел.-час,

номер нормы - 3б.

в) Бульдозерный комплект 3.

Состав работ:

1) разработка грунта и перемещение его из выемки в насыпь;

) разравнивание грунта;

) уплотнение.

Выбор ведущей машины (бульдозер)

Для Vв=16570,31 /1000= 16,57м³рекомендуются бульдозеры на тракторах мощностью 75-100 л.с.

Варианты бульдозеров для планировки площадки

Определяем Нвр [ЕНиР, § Е2-1-22, табл,2; стр. 86-87]:

норма времени при перемещении грунта на расстояние до 10 м:

Д-572:       Нвр =0,24 маш.-час,

Нвр =0,24 чел.-час,

номер нормы - № 9б;

добавлять на каждые следующие 10м:

Д-572: Нвр =0,21 маш.-час,

Нвр =0,21 чел.-час,

номер нормы - № 9д.

Д-572 : Нвр =0,24+0,21×(160,08-10)/10 = 3,39 маш.-час.

Технические характеристики по [ЕНиР, § Е2-1-22, табл. 1, с. 83]:

тип отвала - неповоротный,

длина отвала - 4,54 м,

высота отвала-1,55 м,

управление - гидравлическое,

мощность - 228 кВт(310 л.с.),

марка трактора -ДЭТ-250.

Выбор машин для уплотнения грунта

Выбираем прицепной каток на пневматических шинах Д-39А (Д-703). Его технические характеристики определяем по [ЕНиР, § Е2-1-29, с. 98]:

ширина уплотняемой полосы - 2,6 м;

толщина уплотняемого слоя до 0,35 м;

мощность двигателя - 108 л.с.;

масса катка - 25 т.

Для работы катка используем трактор Т-100.

Схема движения катка - с разворотом на насыпи.

Средняя толщина выемки h_н.ср.=0,707 м; так как толщина уплотняемого слоя для выбранного катка составляет до 0,35 м, принимаем толщину слоя 0,24 м (т.е. по высоте насыпь разбиваем на 3 слоя ).

Количество проходок по 1 следу: k_Т=6.

Определяем Нвр [ЕНиР, Е2-1-29, табл. 2 , стр. 98-99]

толщина слоя 0,24 м (от 0,2 до ,03 );

длина гона - 157,4 м (до 200 м );

норма времени при уплотнении грунта при 4 проходах по одному следу:

Нвр. =0,29 маш.-час,

Нвр. =0,29 чел.-час,

номер нормы - № 2б.

добавлять на каждый проход сверх первых четырех:

Нвр.^Д =0,05 маш.-час,

Нвр.^Д =0,05 чел.-час,

номер нормы - № 4б.

Нвр =0,29+0,05×(6-4)=0,39 маш.-час.

Стоимость катка принимаем, учитывая, что стоимость

прицепных катков указана без учета стоимости базовой машины:

С _{м.см упл.} = С _{м.см к.} + С _{м.см базов.} = 2,52 +53,79 = 56,31 руб.

С _{о.ц. упл.} = С _{о.ц. к.} + С _{о.ц. базов.} = 3520 + 53000 = 56520 руб.,

где С _{м.см упл.}, С _{о.ц. упл.} - соответственно, стоимость машино-смены и оптовая цена прицепного катка с базовой машиной;

С _{м.см к.}, С _{о.ц. к.} - соответственно, стоимость машино-смены и оптовая цена прицепного катка без базовой машины; С _{м.см базов.}, С _{о.ц. базов.} - соответственно, стоимость машино-смены и оптовая цена базовой машины.

Выбор машин для разравнивания грунта

Разравнивание грунта производится бульдозером Д-492А на базе трактора Т-100. Машина пройдет 3 раза, разравнивая слои толщиной по 0,24м.

Определяем Нвр [ЕНиР, Е2-1-28, стр. 96]

Нвр =0,58 маш.-час,

Нвр =0,58 чел.-час,

номер нормы - 3б.

.3 Расчёт производительности и количества машин

а) Бульдозерный комплект 1.

Определение сменной производительности машин

Определение сменной производительности машин производится по формуле:

М_см = (Т / Н_вр ) × V¢,

где Т - продолжительность смены в часах; V¢ - нормативный объем земляных работ (единица измерения по ЕНиР), V¢ = 100 м³; Н_вр - норма времени по ЕНиР.

Для бульдозерного комплекта 1 сменная производительность составляет:

М_{см.бульд} = (8 × 100) / 7,974 = 100,33 м³/см;

М_{см.разр} = (8 × 100) / 0,58 = 1379,31 м³/см;

М_см.упл. = (8 × 100) / 0,39 = 1632,65 м³/см,

где М_{см.бульд}, М_{см.разр}, М_см.упл.- соответственно, сменная производительность разработки и перемещения его бульдозером, разравнивания и уплотнения.

Требуемое число машино-смен (трудоемкость)

Требуемое число машино-смен (трудоемкость) определяется по формуле:

_маш.-см = V / М_см,

где V - объем насыпи или выемки.

Для бульдозерного комплекта 1 трудоемкость составляет:_{маш.-см бульд.}= 16570,31/100,33 = 165,16маш.-см.;_{маш.-смразр.}= 16570,31/1379,31 = 12,01маш.-см.;_{маш.-смупл.}= 16570,31/1632,65 = 10,15маш.-см.;

где S_{маш.-см рыхл.}, S_{маш.-см бульд}, S_{маш.-смразр}, S_{маш.-смупл}- соответственно, требуемое число машино-смен для рыхления грунта, разработки и перемещения его бульдозером, разравнивания, уплотнения.

Организация работы машин

По высоте насыпь и выемка делятся на три яруса(слоя) толщиной 0,24 м.

В плане площадка разбивается на две захватки(карты). На одной из захваток грунт разрабатывается бульдозером и перемещается из выемки в насыпь. Одновременно на другой захватке производится разравнивание грунта, а затем его уплотнение в зоне насыпи (разравнивание, уплотнение можно производить одной базовой машиной).

Расчет количества ведущих машин (бульдозеров)

Расчет количества ведущих машин (бульдозеров) производится по формуле:

_м = S_маш.-см / S_см^с

где S_см^с- количество смен согласно назначенному сроку ведения работ (принимается по заданию на курсовой проект).

Общий срок работ по исходным данным 6 дней (при двусменной работе в день - 12 смен). Для определения S_см^с из общего срока работ нужно вычесть продолжительность подготовительных и заключительных работ, которые не могут быть совмещены во времени с основной операцией, выполняемой ведущей машиной (можно принять ориентировочно 1 смена).

Принимаем S_см^с = 12- 1 = 11 смен.

Тогда требуемое количество бульдозеров будет равно:_м = 163,05 / 11 = 14,82= 15 шт.

Так как применять большое количество машин (N_м> 3) нецелесообразно, принимаем N_м = 3 и рассчитываем число смен их работы по формуле

_см = S_маш.-см / N_м , т.е. S_см = 163,05 / 3 = 54,35 = 55 смен.

Расчет количества машин для выполнения совмещенных операций (для разравнивания, уплотнения)

Данные операции выполняются на захватке (карте) одной и той же (базовой) машиной с различным оборудованием, поэтому количество базовых машин определяется по формуле:

_{м. совмещ} = ∑ S_{маш.-см i} / S_см^с ,

где N_{м. совмещ}- количество базовых машин для выполнения совмещенных операций.

_{м .совмещ} = (S _{маш.-см. разр} + S_{маш.-см. уплотн}) / S_см^с = (11,86 + 10,02) /55 = 0,4 = 1 маш.

Принимаем для выполнения всех совмещенных операций одну машину и рассчитываем продолжительность выполнения работ по формуле:

_{см. i} = S_{маш.-см.i} / N_{м. совмещ}

S_{см. разр} = S_{маш.-см. разр} / N_{м. совмещ} = 11,86 / 1 = 12 смен;_{см. упл.} = S_{маш.-см. упл} / N_{м. совмещ} = 10,02 / 1 = 10 смен,

где S_{см. разр}, S_{см упл.}- соответственно, продолжительность разравнивания, уплотнения.

Общая продолжительность выполнения совмещенных операций равна

+10 = 22 смен. Простой базовой машины для выполнения совмещенных операций равен t_пр^б = 55-22 = 33 смены.

Фактическое время простоя машин уточняется при разработке календарного графика производства работ; при правильной организации работ (за счет подбора рационального состава комплекта машин, оптимального количества машин, обоснованного количества захваток и ярусов насыпи и выемки) простои машин можно исключить.

б) Бульдозерный комплект 2.

Определение сменной производительности машин

М_см = (Т / Н_вр ) × V¢,

Для бульдозерного комплекта 2 сменная производительность составляет:

М_{см.бульд} = (8 × 100) / 4,88 = 163,93 м³/см;

М_{см.разр} = (8 × 100) / 0,58 = 1379,31 м³/см;

М_см.упл. = (8 × 100) / 0,39 = 1632,65 м³/см,

Требуемое число машино-смен (трудоемкость)

_маш.-см = V / М_см

Для бульдозерного комплекта 2 трудоемкость составляет:_{маш.-см бульд.}= 16570,31/163,93= 101,08маш.-см.;_{маш.-смразр.}= 16570,31/1379,31 = 12,01маш.-см.;_{маш.-смупл.}= 16570,31/1632,65 = 10,15маш.-см.;

Организация работы машин

По высоте насыпь и выемка делятся на три яруса(слоя) толщиной 0,24 м.

Расчет количества ведущих машин (бульдозеров)

_м = S_маш.-см / S_см^с

Общий срок работ по исходным данным 6 дней (при двусменной работе в день - 12 смен).

Принимаем S_см^с = 12- 1 = 11 смен.

Тогда требуемое количество бульдозеров будет равно:_м = 99,79 / 11 = 9,07 = 9 шт.

Так как применять большое количество машин (N_м> 3) нецелесообразно, принимаем N_м = 3 и рассчитываем число смен их работы по формуле

_см = S_маш.-см / N_м ,т. е. S_см = 99,79 / 3 = 33,26 = 34 смен.

Расчет количества машин для выполнения совмещенных операций

(для разравнивания, уплотнения)

_{м. совмещ} = ∑ S_{маш.-см i} / S_см^с_{м .совмещ} = (S _{маш.-см. разр} + S_{маш.-см. уплотн}) / S_см^с = (11,86 + 10,02) /34=0,64 = 1 маш.

Принимаем для выполнения всех совмещенных операций одну машину и рассчитываем продолжительность выполнения работ по формуле:

_{см. i} = S_{маш.-см.i} / N_{м. совмещ}

S_{см. разр} = S_{маш.-см. разр} / N_{м. совмещ} = 11,86 / 1 = 12 смен;_{см. упл.} = S_{маш.-см. упл} / N_{м. совмещ} = 10,02 / 1 = 10 смен.

Общая продолжительность выполнения совмещенных операций равна 12 + 10 = 22 смен. Простой базовой машины для выполнения совмещенных операций равен t_пр^б = 34- 22 = 12 смен.

в) Бульдозерный комплект 3.

Определение сменной производительности машин

М_см = (Т / Н_вр )× V¢,

Для бульдозерного комплекта 2 сменная производительность составляет:

М_{см.бульд} = (8 × 100) / 3,39 = 236 м³/см;

М_{см.разр} = (8 × 100) / 0,58 = 1379,31 м³/см;

М_см.упл. = (8 × 100) / 0,39 = 1632,65 м³/см,

Требуемое число машино-смен (трудоемкость)

_маш.-см = V / М_см

Для бульдозерного комплекта 2 трудоемкость составляет:_{маш.-см бульд.}= 16570,31/236 = 70,21маш.-см.;_{маш.-смразр.}= 16570,31/1379,31 = 12,01маш.-см.;_{маш.-смупл.}= 16570,31/1632,65 = 10,15маш.-см.;

Организация работы машин

По высоте насыпь и выемка делятся на три яруса(слоя) толщиной 0,23 м.

Расчет количества ведущих машин (бульдозеров)

_м = S_маш.-см / S_см^с

Общий срок работ по исходным данным 6 дней (при двусменной работе в день - 12 смен).

Принимаем S_см^с = 12 - 1 = 11 смен.

Тогда требуемое количество бульдозеров будет равно:_м = 70,21 / 11 = 6,38 = 6 шт.

Так как применять большое количество машин (N_м> 3) нецелесообразно, принимаем N_м = 3 и рассчитываем число смен их работы по формуле

_см = S_маш.-см / N_м ,т. е. S_см = 70,21/3 = 23,4 = 24 смен.

Расчет количества машин для выполнения совмещенных операций

(для разравнивания, уплотнения)

_{м. совмещ} = ∑ S_{маш.-см i} / S_см^с_{м .совмещ} = (S _{маш.-см. разр} + S_{маш.-см. уплотн})/S_см^с =(12,01 + 10,15)/24=0,92=1 маш.

Принимаем для выполнения всех совмещенных операций одну машину и рассчитываем продолжительность выполнения работ по формуле:

_{см. i} = S_{маш.-см.i} / N_{м. совмещ}

S_{см. разр} = S_{маш.-см. разр} / N_{м. совмещ} = 11,86 / 1 = 12 смен;_{см. упл.} = S_{маш.-см. упл} / N_{м. совмещ} = 10,02 / 1 = 10 смен.

Общая продолжительность выполнения совмещенных операций равна:

+ 10 = 22 смен. Простой базовой машины для выполнения совмещенных операций равен t_пр^б = 24 - 22 = 2 смены.

.4 Сравнительная ведомость выбора машин для планировки площадки

Таблица 1 составляется на основе полученных данных для сравниваемых вариантов (двух бульдозерных комплектов).

.5 Расчёт приведенных затрат

а) Бульдозерный комплект 1

Себестоимость механизированных работ определяется по формуле:

C_i = 1,08 ×C_{м. см} / М_см

где С_м.см- сметная стоимость машино-смены,

М_см- сменная выработка, принимаемая по производительности машин;

,08 - коэффициент, учитывающий накладные расходы.

Определяем себестоимость работ для бульдозерного комплекта 1:

разработка грунта бульдозером С_бульд = 1,08·32,14/100,33 = 0,346 р./м³;

разравнивание грунта С_разр = 1,08·32,14 / 1379,31 = 0,025 р./м³;

уплотнение грунта С_упл =1,08·34,66 / 1632,65 = 0,023 р./м³,

где С_бульд., С_разр, С_упл- соответственно, себестоимость разработки и перемещения грунта бульдозером, разравнивания, уплотнения.

Итого:

С_I= С_бульд + С_разр + С_упл = 0,346+0,025+0,023 = 0,394 р./м³

Удельные капитальные вложения на 1 м³ грунта определяются по формуле:

К_i = 1,07 ×C_{о. ц.} / (М_см×t_год)

где С_{о. ц.}- оптовая цена машин;

t_год- число смен работы в году;

,07 - коэффициент, учитывающий затраты по доставке машин с завода-изготовителя на базу механизации.

работа бульдозера К_бульд = 1,07 ·5740 / (100,33 · 300) = 0,204 р./м³

разравнивание К_разр = 1,07· 5740 / (1379,31 · 300) = 0,015 р./м³

- уплотнение К_упл = 1,07· 9260 / (1632,65 · 300) = 0,02 р./м³

Итого: К_I= 0,204 + 0,015 + 0,02 = 0,239 р./м³.

б) Бульдозерный комплект 2

Определяем себестоимость работ для бульдозерного комплекта 2:

разработка грунта бульдозером С_бульд = 1,08·50,43/ 163,93 = 0,332р./м³;

разравнивание грунта С_разр = 1,08·32,14 / 1379,31 = 0,025 р./м³;

уплотнение грунта С_упл =1,08·34,66 / 1632,65 = 0,023 р./м³,

Итого:

С_II= С_бульд + С_разр + С_упл = 0,332+0,025+0,023 = 0,38 р./м³

Удельные капитальные вложения на 1 м³ грунта определяются по формуле:

К_i = 1,07 ×C_{о. ц.} / (М_см×t_год)

где С_{о. ц.}- оптовая цена машин;

t_год- число смен работы в году;

,07 - коэффициент, учитывающий затраты по доставке машин с завода-изготовителя на базу механизации.

работа бульдозера К_бульд = 1,07 · 23070 / (163,93 · 300) = 0,502 р./м³

разравнивание К_разр = 1,07· 5740 / (1379,31 · 300) = 0,015 р./м³

- уплотнение К_упл = 1,07· 9260 / (1632,65 · 300) = 0,02 р./м³

Итого: К_II= 0,502 + 0,015 + 0,02 = 0,537 р./м³.

в) Бульдозерный комплект 3

Определяем себестоимость работ для бульдозерного комплекта 2:

разработка грунта бульдозером С_бульд = 1,08·53,79/ 236 = 0,246р./м³;

разравнивание грунта С_разр = 1,08·32,14 / 1379,31 = 0,025 р./м³;

уплотнение грунта С_упл =1,08·34,66 / 1632,65 = 0,023 р./м³,

Итого:

С_III= С_бульд + С_разр + С_упл = 0,246+0,025+0,023 = 0,294 р./м³

Удельные капитальные вложения на 1 м³ грунта определяются по формуле:

К_i = 1,07 ×C_{о. ц.} / (М_см×t_год)

где С_{о. ц.}- оптовая цена машин;

t_год- число смен работы в году;

,07 - коэффициент, учитывающий затраты по доставке машин с завода-изготовителя на базу механизации.

работа бульдозера К_бульд = 1,07 ·53000 / (236· 300) = 0,801 р./м³

разравнивание К_разр = 1,07· 5740 / (1379,31 · 300) = 0,015 р./м³

- уплотнение К_упл = 1,07· 9260 / (1632,65 · 300) = 0,02 р./м³

Итого:К_III= 0,801 + 0,015 + 0,02 = 0,836 р./м³.

Приведенные затраты определяются по формуле:

П_i= C_i+ E_H×K_i,

где Е_Н- нормативный коэффициент,Е_н = 0,12;

П_I = C_I+0,12 ×K_I= 0,395 + 0,12 × 0,239 = 0,423 руб./м³;

П_II = C_II+0,12 ×K_II= 0,38 + 0,12 × 0,537 = 0,444 руб./м³;

П_III = C_III+0,12 ×K_III= 0,246 + 0,12 × 0,836 = 0,346 руб./м³;

П_III<П_I< П_II

Для варианта I получено меньшее значение приведенных затрат чем для варианта II, но количество смен простоя получилось недопустимым, поэтому его принять для планировки площадки мы не можем.

В варианте II количество смен простоя получилось также не допустимым, поэтому бульдозерный комплект II не подходит для планировки площадки.

В результате был рассмотрен бульдозерный комплект III. По приведенным затратам получился самым экономичный и количество смен простоя не превышает двух, поэтому принимаем третий бульдозерный комплект для планировки площадки. Результаты расчетов сводятся в табл. 1.

5. Выбор комплектов машин для разработки котлована и обратной засыпки

.1 Выбор ведущей машины (экскаватор)

Выбор рекомендуемой емкости ковша экскаватора производится в зависимости от объема грунта в котловане [4, прил.,табл. 5]:

для V_общ.= 14252,7 м³ рекомендуется объем ковша V_к = 1 м³

Определение величины недобора грунта и объема обратной засыпки

При разработке котлована экскаватором оставляют слой неразработанного грунта. Определяем допустимую величину недобора грунта[4,прил., табл.1].Для экскаватора с оборудованием драглайн с объемом ковша V_к = 1 м³ величина недобора составляет 20 см.

Объем недобора (V_н) может быть определен умножением величины недобора h_н на площадь котлована.

V_н=0,2·73·93=1357,8 м³.

Объем грунта, необходимый для обратной засыпки V_оз, определяется по формуле:

V_оз= ,

где V_п- объем пазух, определяемый как разность между объемом котлована и объемом подземной части сооружения; К_ор- коэффициент остаточного разрыхления, равный 1 + r_о, где r_о- мера остаточного разрыхления грунта, определяемая в зависимости от вида грунта [4,прил., табл.3].

Определение наименьшей высоты забоя, обеспечивающей заполнение ковша экскаватора h_зmin[4,прил., табл.2].

Наименьшая высота забоя зависит от типа и объема ковша экскаватора и группы грунта [9, с.30, табл.7].

для ковша объемом V_к = 1 м³ принимаем h_зmin= 2,2 м.

Проверяем условие: h_котл>h_зmin

2 м < 2,2 м - условие не выполняется. Тогда принимаем ковш V_к = 0,8 м³, для которогоh_зmin= 1,8 м.

Выбор марки экскаваторовТаблица 2

Определяем основные рабочие параметры экскаваторов

Рис. 6. К расчету основных параметров экскаватора

Определяем максимальный радиус копания  по справочнику.

Оптимальный радиус резания на уровне стоянки:

= 0,9.

Максимальный радиус резанья на уровне подошвы забоя:

 =  - ,

где = 2- 0,2 = 1,8 м (за вычетом недобора грунта),

т = 1 [4,прил., табл.4]

Минимальный радиус копания

где К и Б - длина и ширина хода [4, прл.,табл.10];

с-половина длины хода: 1,4 м;- расстояние от опоры машины до бровки откоса (принимаем 1м);- допустимое расстояние от опоры машины до основания откоса: 3м;

 - размерный параметр ходовой части.

Выбираем наибольшее значения для =4,78 м.

Длина рабочей передвижки = -

Производительность машины в смену:

,

где - продолжительность смены, ч; - норма времени;

- нормативный объем земляных работ (100 ).

Результаты сводим в таблицу 3

Таблица 3

Рабочие параметры и технико-экономические показатели экскаваторов

Трудоемкость разработки грунта в котловане равна:

Т_р=Н_вр· (V_к+V_т)/(V’·8)

Т_р=2,1· (14252,7+156,6)/(100·8)=37,82маш-смен

Определение продолжительности работы экскаватора.

Календарное время работы равно:

Т=Т_р/N_маш,

где N_маш- количество машин.

Если принять, что количество машин (экскаваторов) N_маш= 2, то

Т=37,82/2 = 19 смены.

.2 Выбор вспомогательных (комплектующих) машин для разработки котлована

По емкости (0,8 м³) ковша для экскаватора ЭО-4321 определяем по [9, табл 4, с.21] автосамосвал МАЗ-503Б.

·   грузоподъемность 7 т;

·   габаритные размеры: 5,92 м, ширина 2,6 м, высота 2,55 м;

·   емкость кузова 4 м³;

·   минимальный радиус поворота 7,5 м;

·   высота до верха борта 2,16 м;

·   время маневрирования при погрузке 1,25 мин.;

·   время разгрузки (с маневрированием) 1,9 мин.;

·   расчетная стоимость 6420 руб.;

·   себестоимость машино-смены 26,16руб.

При совместной работе механизмов необходимо учитывать, что минимальный просвет между автосамосвалом и вращающимися частями экскаватора должен быть не менее 0,75м. Должно выполняться условие:

где R_TP- расстояние от центра платформы экскаватора до кузова транспортного средства (радиус выгрузки экскаватора, принимаемый по его технической характеристике по [3] или по справочнику);_XB- радиус поворота хвостовой части экскаватора [4, прил., табл.10];- длина кузова транспортного средства [4, прил., табл.7].

,4 > 2,6+(3,5/2)+0,75= 5,1 м

Условие выполняется.

Также при выборе транспортных средств, проверим следующее обязательное условие:

где h_ВЫГР- высота выгрузки экскаватора [3];_T- высота транспорта до верха борта [9, с.21., табл.4];_З- запас по высоте на возможную выгрузку грунта выше борта транспортного средства (0,8м).

,16 + 0,8 = 2,96<4,3 м - условие выполняется.

Расчёт количества транспортных средств.

Количество транспортных единиц, обеспечивающих бесперебойную работу экскаватора, определяем по формуле:

= Т_Ц/t_П ,

= 22,7/5,8 = 4 (машин),

где N - полное потребное количество транспортных единиц;

Т_Ц- длительность цикла работы транспорта, в мин;_П- время погрузки и необходимых маневров транспортной единицы, в мин.

Длительность цикла Т_Ц складывается их времени на погрузку (t_П), времени на разгрузку (t_Р), времени движения транспорта до места отвала с грузом и обратно (t_ДВ), и определяется по формуле:

Т_Ц = t_П + t_Р + t_ДВ,

Т_Ц = 5,8+15+1,9 = 22,7 мин

Для определения времени на погрузку требуется знать количество ковшей, необходимых для загрузки транспортной единицы:

_k=

где Q - грузоподъёмность транспортной единицы, равная 7 т,

g- насыпная плотность грунта (для супеси принимаем 1,6 т/м³)- ёмкость ковша, равная 0,8 м³;

К_Н- коэффициент наполнения ковша, равный в среднем 1;

К_Р- коэффициент разрыхления грунта, определяемый по [4 прил., табл3], равный 1,1.

Определяем объём грунта в кузове по формуле:

_k=n_k·q·K_н/К_р

_k=7·0,8·0,85/1,05=4,33

Проверяем условие: Q≥V_k·g

>4,33×1,6=6,93

Условие выполнено.

Время погрузки определяют по формуле:

_п=60·V_k/П_э·К

_п=60·4,33/47,62·0,945,8 мин

где П_э- производительность экскаватора, м³ /час,

П_э=М_см/8=381/8=47,62 м³/ч,

К - коэффициент транспорта, учитывает потери времени, связанные со сменой транспорта, равный 0,94.

Время транспортной единицы в пути определяется по формуле:

_дв=2×60×L/u_ср

_дв=2×60×5/40=15 мин

где L - дальность транспортирования грунта, принимаемая 5км по заданию,

u_ср- средняя скорость транспортной единицы,_р-время разгрузки, принимается равным 1,9 мин.

Совместная работа экскаватора и транспортных средств будет выражена графиком.

При построении графика по горизонтали откладываем время в минутах, а по вертикали - расстояние транспортировки грунта. За счет округления до целого числа машин в графе получается разрыв t_x, который обозначает простой экскаватора или транспортных средств.

.3 Выбор комплекта машин и механизмов для обратной засыпки

Обратную засыпку грунта выполняют послойно бульдозером, уплотняют электрическими трамбовками.

Выбор ведущей машины для обратной засыпки (бульдозера)

V_ОЗ = 1756,6 м³.

Для обратной засыпки берем бульдозер Д-493А на базе трактора Т-100.

Норма времени [3, § Е2-1-34], номера норм - №3б, 3д:

Н_вр= 0,38+0,17×(10-5)/5= 0,55маш.-ч;

Производительность машины в смену:

 м³/см

Требуемое число маш-см:

маш-см.

Количество смен: смена

Выбор механизма для уплотнения грунта

Для уплотнения выбираем ручную электрическую трамбовку ИЭ-4502 с квадратным башмаком по § Е2-1-59.

Норма времени:

 [3, § Е2-1-59], номер нормы - №2а.

Производительность машины в смену:  м³/см

Требуемое число маш-см: маш-см.

Количество смен: смены

Разработка недобора грунта (зачистка дна котлована бульдозером)

Для разработки недобора грунта выбираем бульдозер Д-572 на базе трактора ДЭТ-250.

Норма времени [3, § Е2-1-22], номера норм - №9б, 9д:

Н_вр= 0,24+0,21×(46,5-10)/10= 1,01маш.-ч;

Производительность машины в смену по формуле:

М_{см.бульд}= (8 × 100)/1,01 = 792,08 м³/см;

Требуемое число маш-см по формуле:

S_{маш.-см бульд.}= 1358/792,08 = 1,71≈2маш-см.

Количество смен:

смен.

6. Технология и организация производства работ

.1 Технология и организация производства работ при планировке площадки

Площадку размером 250х200 м делим на две захватки для удобства и уменьшения срока выполнения работ. В ходе расчета получаем толщину насыпи, равную 0,707 м. Так как толщина уплотняемого слоя для выбранного катка составляет 0,35 м и рекомендуемая толщина уплотняемого слоя 0,2-0,3 м, то по высоте насыпь разбиваем на три слоя по 0,24 м. Для разработки грунта выбираем бульдозер марки Д-572 на базе трактора ДЭТ-250. Бульдозерами ведется разработка, транспортирование и укладка грунта. Принимаем челночную схему движения бульдозера с устройством промежуточных валов через каждые 50 метров, которые затем перемещают тремя спаренными бульдозерами. Схема разработки грунта - ярусно-траншейная. Разработка грунта ведется стружкой постоянной толщины.

Разравнивание выполняется - бульдозером Д- 492А, уплотнение производится прицепным катком Д-39А. Схема движения катка - спиральная от краев к центру, так как грунт неводонасыщенный, а высота котлована меньше 3 метров. Каток уплотняет грунт путем последовательных круговых проходок по всей площади насыпи, причем каждая проходка должна перекрывать предыдущую на 0,2-0,3 метра. Закончив укатку всей площади за один раз, приступают ко второй.

.2 Технология и организация производства работ при разработке котлована

Расчет проходок экскаваторов

Экскаваторы используют для разработки грунтов  мягких и средних пород, преимущественно при отрыве котлованов и траншей, расположенных ниже уровня стоянки экскаватора. Экскаваторы при разработке грунта могут передвигаться вдоль и поперек котлована, а также зигзагом. Разработку грунта можно осуществлять как в отвал, так и с погрузкой в транспортные средства.

Экскаватор ЭО-4321:к =0,8 м³,

Rpmax = 8,4 м,

Rpопт = 7,56м,max = 5,76м, = 4,78м,

Ln = 1м,

Размеры котлована понизу: ав = 7393 м,

Размеры котлована поверху: cd = 7797 м,

Лобовая прямолинейная проходка : В = 1,7 Rpmax,

Лобовая зигзагообразная проходка : В = 3…3,5 Rpmax,

Лобовая поперечно-торцевая проходка : В > 3,5 Rpmax.

Для котлована 77х97 м, разрабатываемого экскаватором ЭО-4321 с R_pmax== 8,4 м,

.

Для разработки котлована рассмотрим несколько лобовых проходок.

Ширина нормальной лобовой проходки равна:

Поверху:

Понизу:

Сравниваем ширину котлована понизу (73м) с В_Л^Н = 11,35 м и определяем требуемое число проходок: 73/11,35 = 6,43~7 проходки. Фактическая ширина проходок понизу составит (В_{Л Ф}^Н): 73/7 = 10,43 м. Следовательно принимаем ширину проходки 10,43 м.

Проверка условия по технике безопасности

Согласно требований техники безопасности, расстояние t от опоры машин до основания откоса должно быть не менее допустимой величины z [4, прил., табл. 9], т.е. должно выполняться условие:

>z.

z = 3 м.

Находим расстояние t от опоры до основания бокового откоса для второй и последующих проходок:

= (В_л^н /2) - (Б /2)= (10,43 /2) - (2,2 / 2) = 4,115 м > 3 м

Б - ширина хода экскаватора, [4, прил., табл. 10].

Условие выполняется.

.3 Технология и организация работ по обратной засыпке

Грунт доставляют к месту укладки автосамосвалами, а затем небольшими порциями сталкивают бульдозерами с бровки; послойное уплотнение выполняется последовательными проходками трамбовки.

7. График производства работ

График производства работ является документом, в котором увязывают процессы по срокам выполнения и технологической зависимости друг с другом. земляной работа картограмма котлован

Форма календарного графика приведена на чертеже.

Графа 1 заполняется в соответствии с заданными видами работ.

В графе 2 указывается параграф ЕНиР ([3]) номер таблицы, по которой определена норма времени, и номер нормы.

В графе 3 указывается единица измерения по ЕНиР, в графе 4 - количество единиц измерения.

Графы 5, 8, 13 заполняются на основании с принятой технологией производства работ, графы 6, 9, 11 - по результатам расчетов.

Графа 6 содержит затраты труда (трудоёмкость) на весь объём работ в человеко-сменах и рассчитывается по формуле:

Т_Р = Н_{ВР (чел-ч)}·V’_Р /8,

где Т_{Р(чел-см)}- трудоёмкость, человеко-смены (графа 6);

Н_{ВР (чел-ч)}- норма времени, чел- час (графа 5);’_Р-объём работ, м³ (м²);

Е_Н- единица измерения (графа 3).

Графа 9 содержит затраты труда (трудоёмкость) на весь объём работ в машино-сменах и рассчитывается по формуле:

Т_{Р(МАШ-СМ)} = Н_{ВР (МАШ-Ч)}·V¹_Р /8,

где Т_{Р(МАШ-СМ)}- трудоёмкость, машино-смены (графа 9);

Н_{ВР (МАШ-Ч)}- норма времени, маш- час (графа 8).

Графа 11 содержит количество дней работ, которое определяется по формулам:

_ДН = Т_{р(маш-см)}/(N_МАШ·N_СМ-СУТ)

Или N_ДН = Т_{р(чел-см)}/(N_РАБ/СМ·N_СМ-СУТ)

где Т_{р(маш-см)} принимается по данным графы 6;

Т_{р(чел-см)}- принимается по данным графы 9;_МАШ- количество машин (графа 7);_СМ-СУТ- количество смен в сутки (графа 10);_РАБ/СМ- количество рабочих в смену (графа 12).

Разработка грунта в котловане с помощью экскаватора производится с погрузкой в транспортные средства. В этом случае объем грунта, разрабатываемого экскаватором с погрузкой в транспортные средства,  определяют по формуле:

 = V_к + V_т , =14252,7+156,6=14409,3 м³

где V_к- объем котлована, м³; V_т- объем въездной траншеи, м³;

При совместной (одновременной) работе нескольких экскаваторов они должны находиться на безопасном расстоянии друг от друга.

С этой целью предусматриваем начало работы экскаваторов с разрывом по времени. Сначала приступает к работе только один из экскаваторов. Когда первый экскаватор сместится на расстояние, достаточное для обеспечения безопасности работ, приступает к работе второй экскаватор. Длительность перерыва принимаем равной 1 смена.

Работу по устройству фундаментов показываем в графике без расчета трудоемкости, условно принимая ее продолжительность равной 10 дням.

Работы по обратной засыпке пазух бульдозером и послойному трамбованию этого грунта выполняются совместно, поэтому продолжительность работ принимаем одинаковой.

Время работы бульдозера определяем в сменах и делим трудоемкость работ по трамбованию грунта на это время, определяя тем самым количество рабочих, занятых на трамбовании грунта.

8. Технико-экономические показатели производства работ

Технико-экономические показатели производства работ приводятся как результат проектного решения.

В зависимости от значимости эти показатели делятся на 2 группы: основные и вспомогательные.

К основным относятся:

расчетная стоимость выполнения работы в рублях;

затраты труда на единицу работы вчел- сменах: срок выполнения работы в днях;

выработка одного рабочего за смену.

Стоимость 1м³ грунта при планировке площадки и рытья котлована, в рублях:

 ,

где С_СМ- стоимость машино-смен механизма; N-количество машин;

S-продолжительность работы механизма в сменах; K-коэффициент накладных расходов, принимаемый равным 1,08; V-объём работ.

Затраты труда на единицу работы в человеко-сменах определяем из отношения:

 ,

где Т- затраты труда по видам работ в чел.- сменах.

Выработка одного рабочего за смену В определяется как отношение объема выполненных работ V к трудоемкости этих работ Т:

.        При планировке площадки:

         разработка и перемещение грунта бульдозером

         разравнивание грунта

-        уплотнение грунта

.        При устройстве котлована:

         разработка грунта экскаватором обратная лопата V_k=0,8 м³

         транспортировка грунта, разработанного в котловане, автосамосвалом Q=7т на расстояние 5 км

-        зачистка дна котлована бульдозером

Таблица 4 Технико-экономические показатели

Расчёт укрупнённых технико-экономических показателей

При планировке площадки:

Стоимость разработки 1  грунта:

Выработка одного рабочего в смену:

Затраты труда на единицу работы:

При устройстве котлована:

Стоимость разработки 1  грунта:

Выработка одного рабочего в смену:

Затраты труда на единицу работы:

Технико-экономические показатели (укрупненные) Таблица 5

9. Мероприятия по контролю качества и технике безопасности при производстве работ

При выполнении земляных и других работ, связанных с размещением рабочих мест в выемках и траншеях, необходимо предусматривать мероприятия по предупреждению воздействия на работников следующих опасных и вредных производственных факторов, связанных с характером работы:

обрушающиеся горные породы (грунты);

падающие предметы (куски породы);

движущиеся машины и их рабочие органы, а также передвигаемые ими предметы;

расположение рабочего места вблизи перепада по высоте 1,3 м и более;

повышенное напряжение в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека;

химически опасные и вредные производственные факторы.

При наличии опасных и вредных производственных факторов, безопасность земляных работ должна быть обеспечена на основе выполнения содержащихся в организационно-технологической документации (ПОС, ППР и др.) следующих решений по охране труда:

определение безопасной крутизны незакрепленных откосов котлованов, траншей (далее - выемки) с учетом нагрузки от машин и грунта;

определение конструкции крепления стенок котлованов и траншей;

выбор типов машин, применяемых для разработки грунта и мест их установки;

дополнительные мероприятия по контролю и обеспечению устойчивости откосов в связи с сезонными изменениями;

определение мест установки и типов ограждений котлованов и траншей, а также лестниц для спуска работников к месту работ.

При обнаружении не предусмотренных проектом подземных коммуникаций взрывоопасных материалов или предметов, вредных газов и т.д., работы необходимо немедленно прекратить до выявления характера обнаруженных сооружений, предметов или газов, обезвреживания их и получения разрешения на дальнейшее производство работ.

В грунтах естественной влажности котлованы и траншеи могут разрабатываться с вертикальными стенками без креплений на глубину не более 1м в песчаных, 1,25м супесчаных, 1,5 в суглинистых, глинистых и сухих лессовидных, 2м в особо плотных грунтах. Во всех остальных случаях котлованы и траншеи следует разрабатывать с откосами или временным креплением стенок.

Запрещается разрабатывать грунт способом подкопа.

Выемки, разрабатываемые в местах, где имеется движение людей или транспорта, должны быть ограждены.

Для спуска рабочих в котлованы и широкие траншеи следует устанавливать стремянки шириной не менее 0,75м с перилами, а в узкие траншеи - приставные лестницы.

Грунт, выданный из выемки, необходимо размещать на расстоянии не менее 0,5 м от бровки. Запрещается установка и движение строительных машин и механизмов в пределах призмы обрушения грунта.

До начала работ должна быть проверена исправность всех машин и механизмов и для их установки подготовлены рабочие площадки.

Во время работы экскаватора рабочим запрещается находиться под его ковшом или стрелой, производить какие-либо работы со стороны забоя. Посторонние лица могут находиться на расстоянии не менее 5м от радиуса действия экскаватора.

Погрузка грунта экскаватором на автомобили должна проводиться со стороны заднего или бокового борта. Проносить ковш над кабиной запрещается.

Необходимо вести систематическое наблюдение за состоянием откосов, выемок. При появлении трещин и других признаков обрушения необходимо приостановить работы, вывести рабочих в безопасное место и принять меры по предупреждению обвала.

При разработке выемок во влажных грунтах, устройстве временного крепления стенок котлованов и траншей, производстве водопонижения, оттаивания грунтов, разработке грунтов специальными способами и в других особых случаях необходимо строго выполнять указания проекта производства работ и требования специальных правил техники безопасности.

Контроль качества

Процессы возведения земляных сооружений систематически контролируют, проверяя:

-        Положение выемок и насыпей в пространстве (в плане и высотное);

         Геометрические размеры земляных сооружений;

         Свойства грунтов, залегающих в основании сооружений;

         Свойства грунтов, используемых для устройства насыпных сооружений;

         Качество укладки грунта в насыпи и обратные засыпки (характеристики уложенных и уплотненных грунтов).

Постоянный контроль за качеством производства работ осуществляют инженерно-технические работники, операционный контроль производят с привлечением представителей геодезической службы и строительной лаборатории.

При контроле положения в пространстве и размеров сооружений 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 осуществляют с помощью геодезических приборов, а также простейших инструментов и приспособлений - строительных уровней, рулеток, метров, отвесов, шаблонов, откосников, мерных реек, наборов визирок и вешек.

Оценку свойств грунтов в основаниях сооружений, карьерах (резервах), насыпях и обратных засыпках проводят для установления соответствия их ранее принятым в процессе проектирования сооружений и оснований под ними.

Для этого определяют основные характеристики - плотность и влажность, являющиеся критериями качества. Для отдельных сооружений при необходимости контролируют гранулометрический состав, коэффициент сдвига, фильтрационные свойства грунтов. Оценку основных свойств проводят, как правило, на пробах, взятых из массивов грунтов естественного залегания или уложенных и уплотненных.

Отбор образцов для оценки качества грунта в основаниях, карьерах и резервах производят из шурфов на глубине 0,5 м и более. Отбор выполняют по сетке: при однородных грунтах - с каждого угла всех квадратов со стороной 50…100 м, а при неоднородных - дополнительно со всех участков с различными грунтами. В насыпях и обратных засыпках отбор проб производят методом режущих колец, а при гравелисто-песчаных и мелкозернистых грунтах с включениями крупных фракций - методом лунок. На насыпях вертикальной планировки контрольные пробы грунта отбирают в шахматном порядке через 20…40 м, а в обратных засыпках пазух возле граней сооружений - на расстоянии не более 0,3 м от них.

Список литературы

1. Атаев С. С. и др. Технология строительного производства. - М.: Стройиздат, 1984.

. Бадьин Г. М., Мещанинов А. В. Технология строительного производства. - Л.: Стройиздат, 1987.

.ЕНиР на строительные, монтажные и ремонтно-строительные работы. Сборник Е2: Земляные работы. Вып. 1: Механизированные и ручные земляные работы. - М.: Стройиздат, 1988.

4. Методические указания к выполнению курсового проекта по технологии производства земляных работ. - Череповец: ГОУ ВПО ЧГУ, 2005.

5. СНиП 12-03-2001. Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования. Госстрой России, ГУП ЦПП, 2001.

. СНиП 12-04-2002. Безопасность труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство. Госстрой России, ГУП ЦПП, 2001.

. СНиП 3.02.01-87. Земляные сооружения, основания и фундаменты./ Госстрой СССР. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1988.

. Теличенко В. И., Лапидус А. А., Терентьев О. М. Технология строительных процессов: В 2 ч.: учебник для вузов. - Москва: Высшая школа, 2002. - … - (Строительная технология). Ч. 1: 2002. Ч. 2: 2003.

. Технология строительного производства: Методические указания к курсовой работе по разделу "Земляные работы". - Вологда, ВОПИ, 1989.

. Хамзин С. К., Карасев А. К. Технология строительного производства. Курсовое и дипломное проектирование. - М., 1989.