Реферат: Земляные работы по устройству котлована

--PAGE_BREAK--

Рис. 5. Котлован с пологими откосами и въездом
Vк= H∙(a∙b+(a+c)∙(b+d)+c∙d)/6 = 3,9∙(50∙80+(50+53,9)∙ (80 +

83,9)+53,9∙83,9)/6 = 16608,42 м3
При устройстве выемки экскаватором, оборудованным прямой лопатой, скрепером или бульдозером количество разрабатываемого грунта увеличивается за счёт отрывки въезда, объём которого:
Vв= (H2/6)∙(3aв+2∙m∙H∙((n-m)/n) ∙ (n-m)) = 488,7 м3
где H– наибольшая глубина въезда, равная глубине котлована, м; aв– ширина въезда принимаемая равной 5 м; n– показатель крутизны продольного уклона дна въезда, равный 10.
Vв/ Vк = 488,7/16608,42=0,029 < 0,1 =>
можно применять экскаватор с прямой лопатой.




2                   Проектирование работ по планировке площадки
2.1            Общие принципы проектирования земляных работ
Земляные работы в строительстве относятся к наиболее трудоемким, вследствие чего их выполнение должно проектироваться и осуществляться механизированным способом. Наиболее эффективной формой механизации является комплексная механизация, при которой все технологически связанные процессы как основные, так и вспомогательные выполняются комплектом машин, увязанных между собой по основным параметрам (производительность, грузоподъемность и т. п.).

Таким образом, сущность комплексной механизации строительных процессов характеризуется следующими признаками:

а) механизацией основных и вспомогательных операций;

б) увязкой всех используемых машин в комплекты по основным параметрам и расположению в механизированной цепи;

в) непрерывностью и равномерностью выполнения производственных процессов.

В каждом конкретном случае можно получить большое количество вариантов выполнения земляных работ. Многообразие возможных вариантов вызвано тем, что для производства одних и тех же процессов могут быть применены как различные типы машин, так и разные марки машин одного и того же типа. Кроме того, средства механизации могут иметь различную расстановку, схемы передвижения и способы выполнения строительных процессов.

Проектирование варианта механизации сводится к формированию такого комплекта машин, который обеспечит лучшие конечные результаты. Для отыскания рационального решения подбирается несколько вариантов производства земляных работ и путем их сравнительной оценки находится лучший из них.

Решающим этапом при проектировании комплекта средств механизации является выбор ведущей машины или звена однотипных машин. Ведущими называются средства механизации, которые выполняют основной процесс, определяющий всю технологию возведения земляного сооружения. В зависимости от типа ведущих машин для разработки грунта используются комплекты скреперные, бульдозерные, экскаваторные и т. п. Остальные машины комплекта называются вспомогательными или комплектующими.

Проектирование конкурентоспособных вариантов механизации земляных работ рекомендуется осуществлять в следующей последовательности:

а) расчленение работ на простые строительные процессы;

б) определение основного из них;

в) назначение на основной процесс ведущих, а на остальные процессы

— вспомогательных средств механизации путем анализа их технических возможностей и области рационального использования;

г) расчет производительности ведущей машины и их количества на основе данных об объемах работ и сроках их выполнения;

д) установление количества вспомогательных машин в каждом звене из условия, что их производительность будет не ниже производительности ведущего звена комплекта.
2.2 Состав процессов и исходные данные для проектирования вертикальной планировки площадки
Под планировочными работами следует понимать приведение площадки строительства к заданному проектом профилю с уклонами, откосами, водоотводными канавами и т.п. Работы по планировке сводятся к срезке возвышенности, перемещению грунта и укладке его в насыпь на пониженных участках.

Весь комплекс планировочных работ в общем случае может быть расчленен на следующие простые строительные процессы: снятие растительного слоя, рыхление грунта в области выемки, его разработку, транспортирование, выгрузку в насыпь, разравнивание, уплотнение и окончательную планировку. В указанном перечне общим является перерабатываемый материал — грунт, а способы и средства его обработки, как правило, различны. При этом разработка грунта относится к основному процессу, а остальное — к вспомогательным.

Исходными данными для проектирования производства планировочных работ являются:

·                   Объём грунта, доставляемый из выемки в насыпь V= 110410 м3

·                   Средняя дальность перемещения грунта на площадке Lср= 299,25 м

·                   Директивный срок выполнения работ tд= 28 дней

·                   Вид грунта и его влажность (жирная мягкая глина с примесью щебня свыше 10% по объёму с W= 17%)

·                   Максимальная рабочая отметка в области выемки Zвmax= -3,166

Величина Vопределяется на основе полученного в подразделе 1.4 баланса земляных масс. Объём выемки превышает объём насыпи в плотном теле (Vв>Vн), то V=Vн, а излишки грунта вывозятся за пределы строительной площадки.
2.3 Формирование комплектов машин для планировочных работ
2.3.1 Выбор ведущих машин

Вертикальная планировка строительных площадок чаще всего осуществляется землеройно-транспортными машинами: скреперами, бульдозерами и грейдерами. Выбор типа машины зависит от вида грунта и дальности его перемещения.

На основании подсчитанного ранее среднего расстояния перемещения грунта на площадке (Lср= 299,25 м) наиболее оптимальным типом землеройно-транспортной машины является прицепный скрепер с вместимостью ковша 6-7 м3.

Данным требованиям соответствуют типы скреперов, указанные в таблице 2.
Таблица 2

Технические характеристики и размерные показатели прицепных скреперов

Наименование

Ед.

Д3-30

Д3-20В

 показателя

измер.

 Вместимость ковша

м3

3

7

 Управление

-

Гидравлическое

Гидравлическое

 Буксирующий трактор

-

Т-74

Т-130

 Ширина резания

м

1,9

2,58

 Глубина резания

м

0,1

0,2

 Толщина слоя отсыпки

м

0,3

0,5

 Габаритные







 размеры:







 длина

м

5,5

8,78

 ширина



2,39

3,14

 высота



2,41

2,56

 Мощность двигателя

кВт

59

118

 Масса без трактора

т

2,75

7,1



2.3.2 Определение сменной производительности ведущих средств механизации

Производительность (выработка) машины, т. е. количество продукции, выпускаемой или перерабатываемой за единицу времени, является важным показателем строительной техники. В технологических расчетах обычно используется три вида производительности: нормативная, эксплуатационная и расчетно-плановая.

Нормативная производительность средств механизации, м3/смену


Пн = 8 И / Нвр.м,

1.                 Для скрепера ДЗ-30 Пн = 8∙100/5,789 = 138,19 м3/смену

2.                 Для скрепера ДЗ-20В    Пн = 8∙100/3,693 = 216,63 м3/смену

3.                 Для катка ДУ-31А         Пн = 8∙100/0,43 = 1860,47 м3/смену

4.                 Для рыхлителя ДП-14 Пн = 8∙100/0,13 = 6153,85 м3/смену

5.                 Для катка ДУ-16В          Пн = 8∙100/0,27 = 2962,96 м3/смену

6.                 Для рыхлителя ДП-18  Пн = 8∙100/0,08 = 10000 м3/смену
где И – измеритель объема, на который определена норма машинного времени, м3; Нвр.м – норма машинного времени в _аш.-ч.

Для землеройно-транспортных машин Нвр.м рассчитывается на основании сборника ЕниР [5] в зависимости от дальности возки грунта. В частности, для скрепера норма машинного времени
Нвр.м = Н'вр.м + Нвр.м (Lср – 100) /10,

1.                 Для скрепера ДЗ-30 Нвр.м = 2,8+0,15∙(299,25-100)/10 = 5,789 маш.-ч

2.                 Для скрепера ДЗ-20В Нвр.м = 1,7+0,1∙(299,25-100)/10 = 3,693 маш.-ч
где Н вр.м и Н вр.м – соответственно норма машинного времени на первые 100 м и каждые последующие 10 м возки грунта, маш.-ч; Lср- средняя дальность перемещения грунта на площадке, м.

Нормативная производительность отражает усредненные условия эксплуатации машин и содержит резервы для перевыполнения норм выработки при рациональной организации механизированных процессов. Проектирование земляных работ должно вестись с использованием прогрессивной технологии, эффективных машин и передовых приемов труда рабочих. Поэтому в расчетах следует пользоваться не нормативной, а расчетно-плановой производительностью Пр, отражающей конкретные условия производства. Она может быть определена по формуле
Пр = (Пн + Пэ) /2,

1.      ДЗ-30 Пр = (138,19+131,53)/2 = 134,86 м3/смену

2.      ДЗ- 20В Пр = (216,63+345,09)/2 = 280,86 м3/смену
где Пр – расчётно-плановая производительность, м3/смену; Пн – нормативная производительность, м3/смену; Пэ – эксплуатационная производительность, которая для скрепера рассчитывается по формуле
Пэ = 60 tсмqkнkв/tцkр,

1.                  ДЗ-30 Пэ = 60∙8∙3∙0,9∙0,85/6,7∙1,25 = 131,53 м3/смену

2. ДЗ- 20В Пэ = 60∙8∙7∙1∙0,9/6,9∙1,27 = 345,09 м3/смену
где tсм — продолжительность смены, ч; q — геометрическая вместимость ковша, м3; Кн — коэффициент наполнения ковша; Кв = 0,8-0,9 — коэффициент использования скрепера по времени; tц — продолжительность рабочего цикла скрепера, мин; Кр — коэффициент разрыхления грунта.

Продолжительность рабочего цикла скрепера складывается из затрат времени на заполнение ковша, перемещение груженого скрепера, разгрузку грунта в насыпи, возвращение в забой и дополнительные операции (повороты, переключения передач и т. п.). Следовательно,
Т ц= L1 / v1+ L2 / v2+ L3 / v3+ L4/v4+ tд,

1.                 Для ДЗ-30 Т ц = 0,02111/3 + 0,27340/6 + 0,00474/5 + 0,29925/6 + 1/120=0,112 ч = 6,7 мин

2.                 Для ДЗ-20В Т ц = 0,02136/3 + 0,27246/6 + 0,00543/5 + 0,29925/6 + 1/90 =0,115 ч = 6,9 мин
где L1, L2, L3, L4 — длины участков соответственно заполнения ковша, транспортирования грунта, его разгрузки и порожнего хода скрепера, м; V1, V2, V3, V4 — скорости движения скрепера на соответствующих участках, м/мин; tд— время на выполнение дополнительных операций (обычно до 1 мин).

Длина участка заполнения ковша, м,
L1 = q Кн Kn/ bh Кр Кнр,

1.                 Для ДЗ-30 L1 = 3∙1,3∙0,9/1,9∙0,1∙1,25∙0,7 = 21,11 м

2.                 Для ДЗ-20В L1 = 7∙1,4∙1/2,58∙0,2∙1,27∙0,7 = 21,36 м
где b— ширина захвата ковша скрепера, м; h — глубина резания, м; Kn= 1,2- 1,5 — коэффициент, отражающий потери грунта; Кнр = 0,7 — коэффициент, учитывающий неравномерность толщины срезаемой стружки.

Длина участка разгрузки ковша, м,
L3 = q Кн / h1b,

1.        Для ДЗ-30 L3 = 3∙0,9/0,3∙1,9 = 4,74 м

2.        Для ДЗ-20В L3 = 7∙1/0,5∙2,58 = 5,43 м
где h1 — толщина отсыпаемого слоя, м, определяемая по техническим характеристикам скрепера.

Длина пути транспортирования грунта, м,
L2 = L cр— L1 – L3,

1.        Для ДЗ-30 L2 = 299,25-21,11-4,74 = 273,4 м

2.        Для ДЗ-20В L2 = 299,25-21,36-5,43 = 272,46 м
где Lср — средняя дальность перемещения грунта на площадке, м.

Длина пути порожнего скрепера, м,


L4 = Lср.

L4 = 299,25 для любого типа скрепера
Перемещение скрепера при наборе грунта осуществляется на скорости 2,5-3,5 км / ч, а при его разгрузке — 4-8 км / ч. Скорости движения груженого и порожнего скрепера определяются уклоном площадки, видом и состоянием грунта и для прицепных скреперов составляют 6-8 км / ч.
2.3.3 Взаимоувязка машин в составе комплекта

Основной задачей при проектировании комплекта является обеспечение полной загрузки и оптимальных режимов работы каждого звена комплекта, которые зависят от номенклатуры, марок и количества машин каждой марки.

Для нормального взаимодействия средств механизации в составе комплекта в основу его формирования заложены следующие принципы:

а) комплект машин подбирается из условия выполнения работ в заданные сроки;

б) общее количество средств механизации и количество разных по типу машин должно быть минимальным;

в) в комплекте назначаются ведущая машина или машины, определяющие организацию работ и выработку комплекта, и вспомогательные средства механизации;

г) производительность каждого звена вспомогательных машин должна быть равной или чуть больше производительности ведущих машин.

Номенклатура средств механизации в комплекте зависит от состава строительных процессов, выполняемых при планировке площадки, и технологических возможностей каждой машины в отношении количества охватываемых процессов, т. е. их универсальности. После установления марок ведущих машин на основании сведений об областях использования средств механизации подбираются марки вспомогательных машин для производства тех процессов, которые не могут быть выполнены ведущими машинами.

При использовании в качестве ведущих машин скреперов, которые могут производить разработку, транспортирование, укладку и разравнивание грунта в местах отсыпки, подбираются средства механизации для срезки растительного слоя, рыхления грунта (если оно необходимо), его уплотнения в насыпи, а также окончательной планировки площадки.

Выбор вспомогательных машин следует производить с учетом следующих рекомендаций. Растительный слой до начала основных земляных работ должен быть снят и уложен во временные отвалы для последующего его использования при укреплении откосов площадки и ее благоустройстве. В зависимости от дальности перемещения грунта работы выполняются бульдозерами, реже — скреперами и грейдерами.

Плотные грунты (глины, тяжелые суглинки и т. п.) перед разработкой землеройно-транспортными машинами предварительно разрыхляются. Рыхление грунтов производится на толщину срезаемой стружки тракторными плугами или рыхлителями.

Доставляемый в насыпь грунт требует послойного разравнивания и искусственного уплотнения, так как плотность, достигаемая за счет движения средств механизации по насыпи и смачивания ее дождем, оказывается недостаточной для исключения деформации земляного сооружения.

Для окончательной планировки площадки целесообразно использовать землеройно-транспортную машину, принятую для срезки растительного слоя.

Количество средств механизации для планировки площадки рассчитывается из условия неразрывности работы машин комплекта в следующей последовательности.

1.                 Находится требуемая среднесменная интенсивность разработки грунта, м3/ смену


J= V/tдαв

J= 110410/28∙2 = 1971,61 м3 / смену
где V– объём грунта, доставляемый из выемки в насыпь, м3; tд — директивный срок работ, дней; αв– число сменработы ведущих машинв сутки

2.                 Рассчитывается количество ведущих машин в комплекте
Nв= J/Пр

1.                 ДЗ-30 Nв= 1971,61/ 134,86 = 14,6 ≈ 15 шт.

2.                  ДЗ-20В Nв= 1971,61/280,86 = 7,02 ≈ 8 шт.
3.                 Определяется количество вспомогательных машин каждого типа, работающих совместно и одновременно с ведущими средствами механизации (рыхлители и катки)
Nвс= ПрNвαв/ Пвсαвс

1.                 Для катка ДУ-16В Nвс= 134,86 ∙8∙2/2962,96∙2 = 0,36 ≈ 1 шт.

2.                 Для рыхлителя ДП-14 Nвс= 134,86 ∙8∙2/6153,85∙1 = 0,70 ≈ 1 шт.

3.                 Для катка ДУ-31А Nвс= 280,86 ∙8∙2/1860,47∙2 = 1,2 ≈ 1 шт.

4.                 Для рыхлителя ДП-18 Nвс= 280,86 ∙8∙2/10000∙1 = 0,225 ≈ 1 шт.
где Пвс — сменная производительность вспомогательной машины, м3/смену; αвс— число смен работы вспомогательных машин в сутки.

4.                  Устанавливается количество вспомогательных средств механизации, не работающих совместно с ведущими машинами комплекта (машины для срезки растительного слоя и окончательной планировки площадки).

Их число и сменность работы в течение суток назначаются исходя из объемов работ, производительности машин и планируемых сроков выполнения процессов.

Далее приводятся технические характеристики и размерные параметры всех машин комплекта и даётся его состав.
Таблица 3. Первый состав комплекта машин для планировки площадки

Наименование процесса

Тип машины

Марка машины

Мощность двигателя, кВт

Кол-во машин, шт.

Число смен работы в сутки

Срезка растительного слоя

Бульдозер

ДЗ-28

118

1

2

Рыхление выемки

Рыхлитель

ДП-14

79

1

1

Разработка и транс портирование грунта

Скрепер

Трактор толкач

ДЗ-30

Т-74

59

59

15

4

2

Уплотнение насыпи

Каток

ДУ-16В

177

1

2

Окончательная планировка площадки

Бульдозер

ДЗ-28

118

1

1



Таблица 4. Второй состав комплекта машин для планировки площадки

Наименование процесса

Тип машины

Марка машины

Мощность двигателя, кВт

Кол-во машин, шт.

Число смен работы в сутки

Срезка растительного слоя

Бульдозер

ДЗ-18

79

1

2

Рыхление выемки

Рыхлитель

ДП-18

132

1

1

Разработка и транс портирование грунта

Скрепер

Трактор-толкач

ДЗ-20В

Т-130

118

118

6

2

2

Уплотнение насыпи

Каток

ДУ-31А

66

1

2

Окончательная планировка площадки

Бульдозер

ДЗ-18

79

1

1



2.4.          Оценка и сравнение вариантов планировочных работ
В основу методики отыскания оптимального варианта механизации положено сравнение технико-экономических показателей, отражающих эффективность работы сформированных комплектов машин.

Эффективность выбранных комплектов машин оценивается следующими показателями:

В основу методики отыскания оптимального варианта механизации положено сравнение технико-экономических показателей, отражающих эффективность работы сформированных комплектов машин.

Оценку и сравнение вариантов планировочных работ в курсовом проекте допускается выполнять по упрощенной методике.

Эффективность выбранных комплектов машин оценивается следующими показателями:

а) продолжительность работ, смен;

б) трудоемкость работ, чел-смен;

в) удельная энергоемкость работ, кВт/м3.

Продолжительность работ (t) может быть рассчитана как сумма продолжительности основного процесса по разработке грунта (to) и продолжительностей вспомогательных процессов (tвс), выполняемых до и после основного процесса, т.е.
t = to + åtвc .


    продолжение
--PAGE_BREAK--Продолжительность основного процесса, смен


tо = Vо / Пр Nв,
где Vo-объем грунта, разрабатываемый звеном ведущих машин, м3; Пррасчетно-плановая производительность ведущей машины, м3/ смену; Nb-количество ведущих машин в комплекте.

При вертикальной планировке площадки до начала разработки грунта в выемке производится срезка растительного слоя, а после отсыпки насыпи — окончательное разравнивание грунта по всей площади.

Продолжительность вспомогательных процессов (tвc) определяется раздельно для каждого процесса, смен
tвс = Fi/ П нiNi
где Fi— соответственно площади срезаемого растительного слоя и окончательной планировки, м2; Ni— количество соответствующих вспомогательных машин; Пнi-нормативная производительность, м2/ смену, которая равна
Пнi= 8∙1000 / Н<img width=«37» height=«35» src=«ref-1_1574991431-156.coolpic» v:shapes="_x0000_i1028">
где Н<img width=«37» height=«35» src=«ref-1_1574991431-156.coolpic» v:shapes="_x0000_i1029">— норма машинного времени по соответствующим вспомогательным процессам, маш-ч.

Трудоемкость работ (Т) по планировке площадки, чел-смен
T= åmitiNi,
где mi-количество рабочих, занятых управлением одной машиной i-го звена комплекта; ti-продолжительность работы этого звена, смен; Ni-количество машин вi-ом звене.

Удельная энергоемкость работ (Э), кВт /м3
Э= åWi/ПрNb,
где Wi -суммарная мощность двигателейi-го звена машин, кВт; Пр-сменная производительность ведущей машины, м3/ смену.

Для первого комплекта машин:
tо = 110410/(134,86∙15) = 54,5≈55 смен

Срезка растительного слоя
Пнi=8∙1000/0,66=12121 м2/ смену

tвс =200000/12121∙1=16,5≈17 смен
Окончательная планировка
Пнi=8∙1000/0,24=33333 м2/ смену

tвс =200000/33333∙1=6 смен

t =103+17+6=126 смены

T=1∙17+1∙55+15∙55+4∙55+1∙55+1∙6=1178 чел-смен

Э=1548/134,86∙15=0,77кВт /м3
Для второго комплекта машин
tо = 110410/(280,86∙8) = 49,1≈50 смен
Срезка растительного слоя
Пнi=8∙1000/0,69=11594 м2/ смену

tвс =200000/11594∙1=17,25≈18смен
Окончательная планировка
Пнi=8∙1000/0,24=33333 м2/ смену
tвс =200000/33333∙1=6 смен

t =50+18+6=74 смены

T=1∙18+1∙50+8∙50+2∙50+1∙50+1∙6=624 чел-смен

Э=1404/280,86∙8=0,62кВт /м3
Таблица 5.Варианты планировочных работ и их показатели
Наименование и марка машин

Количество машин в звене

Количество рабочих, чел

Мощность двигателя, кВт

Продолжительность, смен

Показатели

t,

смен

Т, чел смен

Э

кВт/ м3

Iвариант

Бульдозер ДЗ-28

1

1

118

17+ 6*)


126



1178



0,77


Рыхлитель ДП-18



1

1

132

55

Скрепер ДЗ-30 с трактором Т-74

15

15

59

55

Трактор-толкач Т-74

4

4

59

 55

Каток ДУ16-В с трактором МОАЗ-546П

1

1

177

55

IIвариант

Бульдозер ДЗ-18

1

1

79

18+6*)

74

624

0,62

Рыхлитель ДП-14

1

1

79

50

Скрепер ДЗ-20В с трактором Т-130

8

8

118

50

Каток ДУ-31А

1

1

66

50

94

544

0,62

 
Трактор-толкач Т-130

2

2

118

50

 


Сравнивая полученные показатели можно сделать вывод, что для окончательной доработки следует принять второй вариант, так как все показатели по нему ниже, чем по первому комплекту.

После нахождения лучшего варианта механизации вычерчивается схема взаимодействия машин в комплекте, которая является основой для проектирования организации планировочных работ.




<img width=«331» height=«168» src=«ref-1_1574991743-1513.coolpic» v:shapes="_x0000_s1034 _x0000_s1028 _x0000_s1029 _x0000_s1037 _x0000_s1038 _x0000_s1033 _x0000_s1027 _x0000_s1032 _x0000_s1031 _x0000_s1036 _x0000_s1026 _x0000_s1030 _x0000_s1035">



<img width=«39» height=«12» src=«ref-1_1574993256-97.coolpic» v:shapes="_x0000_s1039"><img width=«88» height=«19» src=«ref-1_1574993353-130.coolpic» v:shapes="_x0000_s1040"><img width=«90» height=«66» src=«ref-1_1574993483-239.coolpic» v:shapes="_x0000_s1041"><img width=«89» height=«43» src=«ref-1_1574993722-192.coolpic» v:shapes="_x0000_s1042"><img width=«78» height=«79» src=«ref-1_1574993914-242.coolpic» v:shapes="_x0000_s1043"><img width=«51» height=«12» src=«ref-1_1574994156-101.coolpic» v:shapes="_x0000_s1044">        <img width=«62» height=«26» src=«ref-1_1574994257-155.coolpic» v:shapes="_x0000_s1049"><img width=«62» height=«26» src=«ref-1_1574994257-155.coolpic» v:shapes="_x0000_s1050">ыв

<img width=«261» height=«171» src=«ref-1_1574994567-1324.coolpic» v:shapes="_x0000_s1057 _x0000_s1054 _x0000_s1056 _x0000_s1060 _x0000_s1061 _x0000_s1053 _x0000_s1055 _x0000_s1059 _x0000_s1058 _x0000_s1052 _x0000_s1051">



Рис. 6. Схема взаимодействия машин в комплекте:1 — бульдозер ДЗ — 18; 2 — рыхлитель ДП — 14; 3 — скреперы ДЗ -20В; 4 — трактора-толкачи Т — 130; 5 — каток ДУ – 31А; 6 — бульдозер ДЗ — 18
2.5Разработка технологии и организации работ по планировке площадки
Под технологией производства работ понимается совокупность методов выполнения строительных процессов по вертикальной планировке площадки. Эти методы характеризуются применяемыми средствами механизации, а также схемами их передвижения, переработки грунта и расположения проходок.

Если вертикальная планировка площадки производится скреперами, то в зависимости от взаимного расположения выемок и насыпей применяются разные траектории движения машин (рис.3.2).

Эллиптическая схема наиболее проста и применима при отсыпке насыпи из одно- или двухсторонних выемок. Для равномерного износа ходовой части скрепера требуется периодическое изменение направления движения на обратное в течение рабочего дня.

<img width=«722» height=«332» src=«ref-1_1574995891-3649.coolpic» v:shapes="_x0000_s1062">
                                                                 
Рис.6. Схемы движения скрепера: а — эллиптическая; б - по восьмерке; 1 — выемка; 2 — насыпь; 3 — нулевая линия;4 — срезка грунта; 5 — отсыпка грунта
Схема по восьмерке позволяет чередовать правые и левые повороты, что обеспечивает равномерный износ ходового оборудования. Она дает возможность в цикле производить дважды срезку грунта и его разгрузку при одновременном сокращении пути холостого пробега. Именно этот вариант и принимаем за основной.

<img width=«798» height=«392» src=«ref-1_1574999540-1909.coolpic» v:shapes="_x0000_s1063">Заполнение.ковша и перемещение груженого скрепера желательны при прямолинейном движении и под уклон5-12°. В зависимости от вида грунта его резание может производиться по различным схемам (рис.2.2).
Рис.7. Схемы резания грунта скрепером:а- стружкой постоянной толщины; б-гребенчатым профилем; в- клиновидной стружкой; г — клевковым способом




Срезка грунта тонкой стружкой постоянной толщины осуществляется при любых связных грунтах малой и средней плотности; клиновидной стружкой- при связных грунтах повышенной плотности, разрабатываемых на горизонтальных или слегка наклонных участках; гребенчатым профилем- при наборе сухих суглинистых и глинистых грунтов; клевковым способом- при разработке сухих песчаных и супесчаных грунтов на горизонтальных и наклонных участках. За окончательный вариант примем срезку грунта гребенчатым профилем.

Для сокращения перемещений тракторов-толкачей расположение проходок должно быть таким, чтобы очередной скрепер начинал заполнять ковш там, где закончил загрузку предыдущий (рис. 8).
<img width=«332» height=«220» src=«ref-1_1575001449-14220.coolpic» v:shapes="_x0000_i1030">

Рис.8. Схемы расположения проходок скрепера: а- последовательная
При вертикальной планировке больших площадей, где возможны повороты катка, рекомендуется применять схему движения машины по замкнутому кругу (рис. 9).






<img width=«684» height=«308» src=«ref-1_1575015669-3554.coolpic» v:shapes="_x0000_s1064">
Рис.9. Схема уплотнения насыпи катком: а- план; б- разрез; в- траектория движения катка;1 — перекрытие полос; 2 — направление укатки; 3 — рыхлый слой грунта
Каждая последующая полоса уплотнения должна перекрывать соседнюю на0,15-0,25 м. Закончив укатку всей площади захватки за один раз, приступают к уплотнению грунта на второй раз. Минимальный фронт работ при уплотнении катками должен быть не менее100 м.

Основу организации земляных работ составляет разбивка выемки и насыпи на захватки, в пределах которых работает отдельное звено комплекта машин. Эти машины последовательно переходят с одной захватки на другую, выполняя весь комплекс процессов по устройству выемки и насыпи на площадке. Минимальное число захваток, используемых для производства земляных работ, определяется количеством одновременно работающих звеньев комплекта с добавлением резервных захваток, а минимальные размеры захватки — производительностью ведущего звена средств механизации в течение суток и необходимым фронтом работ, обеспечивающим эффективное использование машин.




3.                 Проектирование работ по устройству котлована
3.1.Состав процессов и исходные данные по разработке котлована
Земляные работы по устройству котлована включают следующие простые строительные процессы: разработку грунта с его подачей в транспортные средства или в отвал за бровку котлована, транспортирование грунта, его выгрузку из транспортных средств и зачистку дна котлована.

Неблагоприятные гидрогеологические, климатические и особые условия могут вызвать необходимость выполнения дополнительных процессов, в состав которых входят водоотлив или искусственное понижение уровня грунтовых вод, крепление стенок котлована, рыхление или оттаивание мерзлого грунта и др.

Основным процессом, по которому производится выбор ведущей машины комплекта и увязка выполнения остальных процессов, является разработка грунта.

Исходными данными для проектирования работ по устройству котлована являются:

1.Объем грунта, подлежащего разработке ведущей машиной (Vраз=19732,12).

2.Вид и влажность грунта.(жирная глина(II))

3.Расстояние вывоза излишнего грунта (Lтp=6,4км).

4.Размеры котлована.(50х80м)

Объем грунта Vpaзскладывается из объема котлована (Vк) за вычетом величины недобора грунта (Vзач), объема въезда (Vв) и излишков грунта (Δ), оставшихся неразработанными в выемке при вертикальной планировке площадки (если они имеются), т.е.
Vpaз=Vk+Vв+Δ - Vзач.


Принимаем емкость ковша 0.65м3

Принимаем экскаватор ЭО-3323 cгидравлическим приводом и прямой лопатой.

Объем грунта, срезаемого при зачистке дна котлована, м3
Vзач = abhн,
где а и b– размеры котлована по дну, м; hн — величина недобора грунта в основании, м,
а=50 м

b=80 м

hн =0.1 м

Vзач =50∙80∙0.1=400 м3

Vpaз=16608,42+488,7+3035-400=19732,12 (м3)
3.2.Выбор ведущей машины
Отыскание эффективных способов выполнения процессов и неразрывно связанного с ними рационального комплекта машин производится исходя из объемов работ, глубины отрываемого котлована, расстояния вывоза грунта и гидрогеологических условий на площадке.

В жилищном строительстве наибольшее распространение для разработки котлованов получили одноковшовые экскаваторы с вместимостью ковша от0,15 до1,0 м3. В зависимости от размеров котлована, уровня грунтовых вод и влажности грунта одноковшовые экскаваторы оборудуются различным сменным оборудованием: прямой лопатой, обратной лопатой или ковшом драглайна.

При выборе рабочего оборудования следует учитывать, что производительность экскаватора с прямой лопатой больше, чем с ковшом драглайна или с обратной лопатой аналогичной вместимости. Прямая лопата срезает грунт выше уровня стоянки и чаще всего применяется для разработки грунта естественной влажности с погрузкой его в транспортные средства. При уровне грунтовых вод выше отметки дна котлована прямая лопата может работать при водоотливе или искусственном понижении уровня воды.

Зная вместимость ковша экскаватора, можно установить марку ведущей машины для устройства котлована. При выборе марки предпочтение следует отдавать машинам, выпускаемым в настоящее время промышленностью и имеющим лучшие технические характеристики.

Изложенные выше рекомендации не исключают возможности применения в качестве ведущей машины других средств механизации, которые в конкретных условиях могут оказаться более эффективными. Для отрывки неглубоких котлованов значительной протяженности успешно применяются бульдозеры и скреперы, если расстояние перемещения грунта не превышает рациональной дальности возки для этих машин. При разработке котлованов в грунтах I— IIIгрупп с погрузкой в транспортные средства или в отвал можно использовать одноковшовые погрузчики грузоподъемностью от2 до10 т. После отыскания марки ведущей машины приводятся ее технические характеристики и рабочие параметры .
Таблица 6 – Технические характеристики и параметры экскаватора ЭО 3323

Наименование показателя

Единицы измерения

ЭО-3323 гидравлическим приводом

Вместимость ковша

м3

0,63

Наибольший радиус резания

м

6,8

Радиус выгрузки

м

5,4

Наибольшая высота резания

м

7,66

Наибольшая высота выгрузки

м

4,2

Длина стрелы

м

-

Длина рукояти

м

-

Мощность двигателя

кВт

55

Масса

т

13,6


3.3Подбор вспомогательных машин
При использовании в качестве ведущей машины одноковшового экскаватора остаются немеханизированными транспортирование грунта и зачистка дна котлована.

Перевозка грунта может осуществляться тракторным, автомобильным или рельсовым транспортом. Решающее влияние на выбор способа транспортирования оказывает дальность возки грунта. Рекомендуемая длина пробега составляет:

а) для тракторов с прицепами— 0,25 — 1,0 км;

б) для автосамосвалов— 0,5 — 5,0 км;

в) для рельсового транспорта— 2,0 — 10,0 км.

Количество транспортных средств, потребных для отвозки разрабатываемого грунта, рассчитывается из условия бесперебойной работы землеройной машины и транспорта по формуле
N= tmр/ tn,
где tmp-продолжительность цикла работы транспортной единицы, мин; tn— продолжительность погрузки транспорта экскаватором, мин.

Продолжительность рабочего цикла транспорта
tmp= tp+ tn+ 2 Lтр / vp,
где tp-продолжительность разгрузки транспортной единицы, мин; Lтр-расстояние транспортирования грунта, м; vp— расчетная скорость движения транспорта, м/ мин.

При использовании автосамосваловtp = 1,5мин. Величинаvp может приниматься: при работе в черте города— 20 км/ ч, а при работе вне города— 25 — 30 км/ ч.

Продолжительность погрузки транспортного средства
tn= nК/ nкn,
где n-число экскаваторных циклов в одну мин (прил.4); кn= 0,92-0,97 коэффициент, учитывающий потери времени на передвижку экскаватора по забою; nк-количество ковшей грунта, погружаемых экскаватором в транспортную единицу (целое число).

Величина nкможет быть определена по формуле
nк=Q/gVэк,
где Q-грузоподъемность самосвала, т; g-плотность разрабатываемого грунта, т/ м3 (прил.1); Vэк-объем грунта в ковше экскаватора

Загрузка транспортных средств проверяется путем расчета процента использования их по грузоподъемности, Кг,%:
Кг= 100 Ртр / Q,
где Ртр-масса загружаемого грунта в кузов транспорта, т,
Ртр= Vэкnкg.
Перегруз транспортных средств не должен превышать5 %, а недогруз — 10 %. При нарушении этого условия изменяется количество загружаемых в кузов самосвала ковшей грунта или принимается другая марка транспортного средства.

Для грубой зачистки дна котлована механизированным способом может использоваться бульдозер, который перемещает грунт к экскаватору или удаляет его сам (при небольшой глубине котлована, наличии въезда и малых расстояниях перемещения). В небольших котлованах без въезда планировка дна производится вручную.

После подбора вспомогательных машин выписываются их технические характеристики и приводится состав комплекта средств механизации для отрывки котлована с указанием номенклатуры машин, их марок и количества.
N= 30,12/3,02=9,97=10 (шт.)

tmp= 1,5+3,02+2*6400*60/(30*1000)=30,12=31 (мин)

tn= 7/2,44*0,95=3,02 (мин.)

nк=7/(1,75*0,55)=7,27=7 (ковшей)

Ртр= 1,75*0,55*7=6,74 (т)

Кг= 96,25%
Таблица 7 – Технические характеристики и параметры автомобиля-самосвала КамАЗ-55102

Наименование показателя

Единицы измерения

КамАЗ-55102

Грузоподъёмность

т

7,0

Объём кузова

м3

7,9

Масса автомобиля

м

5,4

Габаритные размеры:

Длина

Ширина

Высота

м



7,57

2,5

2,9

Направление разгрузки

-

На боковые стороны

Максимальная скорость

Км/ч

80

Мощность двигателя

кВт

154

Расход топлива при скорости 60 км/ч

л/100 км

35



    продолжение
--PAGE_BREAK--