Разработка технологических решений по устройству котлована (стр. 1 из 3)
Содержание
Исходные данные
Описание подготовительных работ, которые должны быть выполнены до начала разработки котлована
Определение объёма котлована, объёмов растительного слоя и и грунта, вывозимого в отвал
Выбор машины для снятия растительного слоя, определение её производительности и схемы работы
Выбор экскаватора обратная лопата для разработки котлована
Выбор экскаватора прямая лопата для разработки котлована
Определение количества автосамосвалов для обеспечения работы экскаваторов обратная и прямая лопата
Выбор машины для планирования дна котлована, и её производительность
Выбор машины для уплотнения дна котлована и определение её производительности
Исходные данные
Требуется разработать котлован с размерами, м:
длина 70м, ширина 60 м, глубина 5м;
Грунт: супесь толщиной 16 м влажностью 12%
Растительный слой толщиной 0,2 м
Расстояние до отвала грунта 1,8 км
Работы ведутся в летнее время, в течение двух смен продолжительностью по 8часов, при пятидневной рабочей неделе.
Ориентировочный срок выполнения работ 1 месяц.
Описание подготовительных работ, которые должны быть выполнены до начала разработки котлована
котлован строительство отвал
До начала работ по устройству земляных сооружений выполняют подготовительные работы, которые разделяются на внешнеплощадочные и внутриплощадочные.
К внешнеплощадочным работам относятся работы по прокладке магистральных сооружений:
-автомобильных дорог;
-линий связи и электропередачи с трансформаторными подстанциями;
-водопроводов и заборных устройств;
-газопроводных сетей с распределительными пунктами.
Внутриплощадочные работы подготовительного периода включают:
-расчистку территории строительной площадки, снос не используемых в процессе строительства временных сооружений;
-планировку территории
-создание геодезической разбивочной основы, геодезические разбивочные работы инженерных сетей, дорог, зданий и сооружений.
-отвод поверхностных вод, понижение уровня грунтовых вод;
-перенесение линий связи, электропередач и трубопроводов из зоны строительства, прокладку новых инженерных сетей;
-устройство постоянных и временных дорог;
-размещение инвентарных временных зданий и сооружений для контроля и оперативного руководства строительством, обогрева рабочих, приёма пищи, хранения рабочей одежды и инвентаря;
-устройство складских площадей, помещений и оборудования для хранения материалов, конструкций и запасных частей, для заправки машин;
-устройство временного ограждения строительной площадки;
-обеспечение строительной площадки противопожарным оборудованием и средствами сигнализации;
-организация временного освещения, охраны и связи для управления производством работ
Определение объёма котлована, объёмов растительного слоя и и грунта, вывозимого в отвал
Объём котлована найдем по формуле:
(м3) (2.1)Где Vk– объём котлована, м3;
Н – глубина котлована (по заданию 5м), м;
а и b– размеры дна котлована (по заданию 70м и 60м), м;
а1 и b1 – размеры котлована по верху, м.
а1=а+2тH(м) (2.2)
b1=b+2mH(м) (2.3)
где m – коэффициент заложения откоса (принимаем по таблице), для грунта «супесь» при глубине котлована Н=5м.
т=0,9;
в=70 (м);
а=60 (м);
в1=70+2*0,9*5=79 (м);
а1=60+2*0,9*5=69 (м).
Vk=5/6(4200+5451+ 149*129)=24060 (м3).
Определение объёма растительного слоя.
(м3) (2.4)Где hpc=0,2 - толщина растительного слоя, м. (по заданию)
Vpc=79*69*0,2=1090 (м3)
Определение объёма грунта, подлежащего обработке.
(м3) (2.5)Подставим полученные значения формул 2.1 и 2.4 в формулу 2.5, получим объём грунта, подлежащий обработке:
Vp=24060 – 1090=22970 (м3).
Устройство въезда в котлован, объём экскавации.
Открытые котлованы удобны, т.к. обеспечивают въезд в котлован.
Работы по устройству въезда следует учитывать при определении объёма экскавации и разработке технологической схемы.
(м3) (2.6)Где bПТ=1,5…2,0- ширина пионерной траншеи понизу, м;
ВПТ – ширина пионерной траншеи поверху, м;
ВПТ= bПТ+2mHp(м) (2.7)
ВПТ=2+2*0,9*4,8=10,64 (м).
Нр– рабочая глубина разрываемого котлована , м;
Нр=Н-hpc(м) (2.8)
Нр=5-0,2=4,8 (м).
Lp– длина въезда, м.
Lp= Нр /i(м) (2.9)
Где i – уклон въезда, может быть порядка 0,10.
Lp= 4,8 /0,10=48 (м).
Подставим полученные значения формул 2.7, 2.8, 2.9 в формулу 2.6:
VL=(10,64+2)/2*0,5*4,8*48=728 (м3).
Выбор машины для снятия растительного слоя, определение её производительности и схемы работы
Снятие растительного слоя обычно выполняют бульдозеры 10 т тяги. Растительный слой отсыпают в кавальер, который находится на расстоянии 10 м от края котлована до оси кавальера.
Для этой работы подберем бульдозер ДЗ-18 со следующими характеристиками:
Таблица 1. Технические характеристики бульдозера ДЗ-18.
| Показатели | ДЗ-18 |
| Тяговый класс, тс | 10 |
| Продолжительность набора в призму грунта ІІ категории (супесь) tкоп, с | 9 |
| Средний путь набора грунта в призму lкоп, м | 4 |
| Скорость перемещения бульдозера, км/ч-при копании-наборе грунта в призму Vкоп-при транспортировке и раскладке грунта Vтр и Vр-при порожнем пробеге Vпор | 3,68,812,2 |
| Масса, т | 16,3 |
| Объём грунтовой призмы (для несвязного грунта - супесь) q, м3 | 1,4 |
Производительность бульдозера определяем по формуле:
(м3/ч) (3.1)Где q – объём грунтовой призмы перед отвалом бульдозера на конечной стадии копания (принимаем по табл.1), м3;
tц – длительность рабочего цикла, с;
КП – коэффициент потерь грунта при движении бульдозера;
KП=1-0,005* lтр
KП=1-0,005*49,5=0,8
КР – коэффициент разрыхления грунта при разработке, для супеси =1,15;
КВ – коэффициент использования рабочего времени смены(=0,80…0,90).
Длительность рабочего цикла определим по формуле:
tц=tкоп+tтр+tр+tпор+tдоп (с) (3.2)
где tкоп – длительность операции копания-набора грунта в призму (по табл.1), с;
tкоп=9 с.
tтр – длительность транспортировки грунтовой призмы, с;
tтр=lтр/Vтр (с) (3.3)
где lтр – путь транспортировки грунтовой призмы, м;
lтр=а1/2+с (м) (3.4)
lтр=69/2+10=44,5 м.
Vтр - скорость транспортировки грунтовой призмы (по табл.1), м/ч;
Vтр=8,8*1000/3600=2,44 (м/ч)
tтр=44,5/2,44≈19 с.
tр – длительность раскладки грунтовой призмы слоем определённой толщины, при сосредоточенной разгрузке грунтовой призмы (в отвал, в кавальер, в обратную засыпку) tр=0 (с).
tпор – длительность порожнего хода бульдозера, с;
tпор=(lкоп+lтр+lр)/Vтр (с) (3.5)
где lкоп – средний путь набора грунта в призму (по табл.1), м;
lр – длина пути раскладки (при сосредоточенной разгрузке грунтовой призмы в кавальер) lр=0, м
tпор=(4+19+0)/2,44≈10 с.
tдоп – дополнительное время на переключение передач, перестановку отвала и повороты, tдоп=10с.
tц=9+19+0+10+10=48 с.
=65,739 ≈ 66 (м3/ч).Выбор экскаватора обратная лопата для разработки котлована
При глубине котлована 2…6 м целесообразно использовать экскаватор с обратной лопатой. При использовании экскаватора с обратной лопатой разрабатывается закрытый (глухой) котлован, что не обеспечивает въезд в котлован.
При выборе марки экскаватора с ковшом определенного объёма следует учитывать то, что конфигурация забоя должна быть такой, чтобы обеспечить безопасность экскаватора и его максимальную производительность. Эти условия выполняются в том случае, если высота разрабатываемого уступа Нр составляет определенную часть паспортной характеристики экскаватора Нкоп.max, то есть наибольшей глубины или высоты копания.
Нр= Нкоп.max*β (м) (4.1)
Где Нкоп.max – паспортная характеристика высоты разрабатываемого уступа, м;
β – коэффициент высоты забоя экскаваторов, для обратной лопаты может быть принята 0,7.
Так как из формулы (2.8) мы уже знаем величину Нр, то можем найти Нкоп.max требуемую для разработки нашего котлована и принять экскаватор, соответствующий требованиям.
Нкоп.max=4,8/0,7=6,86 м.
Принимаем экскаватор обратная лопата ЭО-5122.
Таблица 2. Технические характеристики экскаватора обратная лопата ЭО-5122.
| Показатели | ЭО-5122 |
| Объём ковша, м3 | 2,0 |
| Наибольший радиус копания Rкоп.max, м | 10,7 |
| Наибольшая глубина копанияНкоп.max, м | 7,3 |
| Наибольшая высота выгрузки Нвыг.max, м | 5,5 |
| Радиус выгрузки при наибольшей высоте выгрузки, Rвыг, м | 7,3 |
| Продолжительность цикла, с | 22 |
| Масса, т | 36,6 |
Определим размет меньшей стороны котлована: