Проектирование технологии производства земляных работ

Новосибирск 2003 г.

Содержание TOC o '1-2' h z Содержание Исходные данные Анализ ситуационного плана площадки.

Определение натурных, проектных и рабочих отметок.

Построение линии нулевых работ.

Определение заложения откосов площадки.

Определение заложений откосов котлована. Подсчёт обёмов выемки и насыпи. Подсчёт объёма котлована с въездной траншеей.

Баланс земляных масс.

Распределение земляных масс.

Определение среднего расстояния перемещения грунта по площадке. Выбор комлектов машин.

Технико-экономическое сравнение вариантов. Выбор автотранспорта. Выбор катков.

Составление технологических схем.

Производственная калькуляция.

Календарный график производства работ.

Технико-экономические показатели.

Технология производства земляных работ.

Техника безопасности.

Список литературы.

Исходные данные Вариант № 35. Вершины углов площадки: 13, 19, 40, 34. Отметки горизонталей:

Показатели откоса площадки: МВ = 2.3, МН = 2.35. Дороги – грунтовые.

Дальность транспортировки грузов 10 км. Место строительства – г.

Хабаровск.

Строительная площадка находится в городе Хабаровске.

Размер площадки 120 240 м.

Котлован находится в зоне выемки.

Размеры котлована 70 30 м.

Рельеф местности – спокойный.

Растительный грунт убран.

Плотность грунта (ЕНиР табл.1). Разрыхляемость грунта (ЕНиР прил.2 стр.206) характеризуется процентом увеличения объёма, равным отношению объёма разрыхлённого грунта к его объёму в естественном состоянии, умноженному на 100 %. Различают первоначальное увеличение объёма грунта после его разработки и остаточное разрыхление после его уплотнения.

Устойчивость грунта в откосах характеризуется углом откоса, при котором грунт находится в состоянии предельного равновесия.

Различают угол естественного откоса и угол временного откоса МВ = 2,3 МН = 2,35. Крутизна откосов выражается величиной угла между горизонтальной плоскостью откоса или отношением 1: m , где m – показатель откоса, равный отношению заложения откоса (а) к его высоте (Н) m = а:Н. m = 0,85 (по таблице 2 методических указаний). Группа грунта в зависимости от трудности разработки (ЕНиР табл. 1): для бульдозеров II ; для скреперов II ; для экскаваторов II . Анализ ситуационного плана площадки.

Рельеф местности характеризуется частотой расположения горизонталей. При спокойном характере местности горизонтали располагаются через равные промежутки на плане. В данном проекте рельеф местности спокойный. Для точного подсчёта объёмов грунта при планировочных работах вся площадка расчленяется на квадраты, а последние на треугольники.

Каждому квадрату присваивается номер последовательно слева направо, сверху вниз. Число вершин квадратов в строке слева направо обозначается буквой N , а количество вершин квадратов в столбце сверху вниз – М. Каждой отметке вершин квадратов присваивается двухзначный индекс НН i , j , где i обозначает порядковый номер вершины в строке, а j – порядковый номер в столбце.

Определение натурных, проектных и рабочих отметок.

Натурные отметки определяются по плану горизонталей участка методом интерполяции. Через вершину квадрата проводится прямая линия по кратчайшему расстоянию до пересечения двух ближайших горизонталей.

Расстояние от меньшей горизонтали до вершины обозначим «а», расстояние от большей до горизонтали обозначим через « b ». Определяем (методом интерполяции) значение натурное в вершине: H H i,j = H н min + a(H н max - H н min ) / (a + b). H H 11 = 147 + 2(148-147) / 19 = 147,105; H H 12 = 147 + 15(148 – 147) / (15+3) = 147,833; H H 13 = 148 + 10 / (10 + 11) = 148,476; H H 14 = 149 + 5 / (5 + 16) = 149,238; H H 15 = 150 + 4 / (4+18) = 150,182; H H 16 = 151 + 3 / (3 + 26) = 151,103; H H 17 = 152 + 18 / (18 + 7) = 151, 720; H H 21 = 146 + 8 / (8 + 13) = 146,381; H H 22 = 146 + 18 / (18 + 3) = 146,857; H H 23 = 148 + 1 / (1 + 23) = 148,042; H H 24 = 148 + 18 / (18 + 4) = 148,818; H H 25 = 149 + 14 / (14 + 7) = 149,667; H H 26 = 150 + 11 / (11 + 11) = 150,500; H H 27 = 151 + 7 / (7 + 6) = 151,538; H H 31 = 145 + 17 / (17 + 10) = 145,630; H H 32 = 146 + 8 / (8 + 16) = 146,333; H H 33 = 147 + 2 / (2 + 7) = 147,222; H H 34 = 148 + 9 / (9 + 8) = 148,529; H H 35 = 149 + 3 / (3 + 17) = 149,150; H H 36 = 150 + 2 / (2 + 19) = 150,095; H H 37 = 151 + 4 / (4 + 9) = 151,308; H H 41 = 145 + 5 / (5 + 19) = 145,208; H H 42 = 146 + 2 / (26) = 146,077; H H 43 = 146 + 13 / (13 + 7) = 146,650; H H 44 = 147 + 7 / (7 + 7) = 147,500; H H 45 = 148 + 9 / (9 + 7) = 148,563; H H 46 = 149 + 11 / (11 + 5) = 149,688; H H 47 = 151 + 2 / (2 + 10) = 151,167; Определение проектных отметок выполняется по формуле: Н пр ij =НК1 ± УГ l г ± УВ l В, где l В , l г – расстояния от НК1 до вершины по вертикали и горизонтали соответственно. H пр 11 = 147,8; H пр 12 = H пр 22 = H пр 32 = H пр 42 = 147,8 + 0,006 40 = 148,04; H пр 13 = H пр 23 = H пр 33 = H пр 43 = 147,8 + 0,006 80 = 148,28; H пр 14 = H пр 24 = H пр 34 = H пр 44 = 147,8 + 0,006 120 = 148,52; H пр 15 = H пр 25 = H пр 35 = H пр 45 = 147,8 + 0,006 160 = 148,76; H пр 16 = H пр 26 = H пр 36 = H пр 46 = 147,8 + 0,006 200 = 149,00; H пр 17 = H пр 22 = H пр 32 = H пр 42 = 147,8 + 0,006 240 = 149,24; Определение рабочих отметок выполняется по формуле: Н пр – Н н = Н р H р 11 = 147,80 - 147,105 = 0,695; H р 12 = 148,04 - 147,833 = 0,207; H р 13 = 148,28 - 148,476 = -0,196; H р 14 = 148,52 - 149,238 = -0,718; H р 15 = 148,76 - 150,182 = -1,422; H р 16 = 149,00 - 151,103 = -2,103; H р 17 = 149,24 - 151,720 = -2,480; H р 21 = 147,80 – 146,381 = 1,419; H р 22 = 148,04 – 146,857 = 1,183; H р 23 = 148,28 – 148,042 = 0,238; H р 24 = 148,52 – 148,818 = - 0,298; H р 25 = 148,76 – 150,500 = -1,500; H р 26 = 149,00 – 151,538 = -2,298; H р 27 = 149,24 – 151,537 = -2,298; H р 31 = 147,80 – 145,630 = 2,170; H р 32 = 148,04 – 146,333 = 1,707; H р 33 = 148,28 – 147,222 = 1,058; H р 34 = 148,52 – 148,529 = - 0,009; H р 35 = 148,76 – 149,150 = - 0,390; H р 36 = 149,00 – 150,095 = - 1,095; H р 37 = 149,24 – 151,308 = - 2,068; H р 41 = 147,80 – 145,208 = 2,592; H р 42 = 148,04 – 146,077 = 1,963; H р 43 = 148,28 – 146,650 = 1,630; H р 44 = 148,52 – 147,500 = 1,020; H р 45 = 148,76 – 148,688 = 0,197; H р 46 = 149,00 – 149,688 = - 0,688; H р 47 = 149,24 – 151,167 = - 1,927. Построение линии нулевых работ.

Наиболее простой способ определения ЛНР – графический. Для этого на сторонах квадратов, где рабочие отметки имеют разные знаки, откладываются в противоположных направлениях значения в масштабе рабочих отметок.

Полученные точки соединяются прямой линией, которая пересечёт линию квадрата. Место пересечения и будет точкой ЛНР. Соединяя последовательно все найденные точки, получим линию нулевых работ (ЛНР). Определение заложения откосов площадки. По вычисленным рабочим отметкам и ЛНР на плане площадке по периметру определяется положение линии постоянных откосов.

Заложение откосов (горизонтальная проекция) рассчитывается по формуле: a = m H Р ij , где m – показатель постоянного откоса, равный отношению заложения откоса (а) к его высоте (НР). В данной курсовой работе эти значения соответственно для выемки m = МВ, для насыпи m = МН; НР – рабочие отметки вершин квадратов, расположенных по периметру. После соединения соответствующих точек против каждой вершины квадрата получится контур площадки по верху откосов.

Определяем проектную отметку в центре котлована по формуле: Н пр ij =НК1 ± УГ l г ± УВ l В , где l В , l г – расстояния от НК1 до центра котлована по вертикали и горизонтали соответственно: Н пр ij = 147,8 +135 0,006 = 148,6. Далее определяем глубину котлована как разность между отметками центра котлована и низа котлована: Н к = 148,6 – 143,5 = 5,1. В зависимости от вида грунта и глубины котлована по таблице 2 методических указаний определяется показатель временного откоса: m = 0,85. Величина заложения откосов котлована = Н к m = 4,25. Подсчёт обёмов выемки и насыпи.

Ведомость объёмов выемки и насыпи.

Глубина котлована Н к = 148,6 – 143,5 = 5,1. Показатель откоса m = 0,85. По формуле определяем объём котлована: V c = ( Н к / 6) [a*b + c*d + (a + c)(b + d)]; c = a + 2mH = 70 + 2*0,85*5,1 = 78,67; d = b + 2mH = 30 + 2*0,85*5,1 = 35,916; V c = (5,1 / 6) [70*30 + 78,67*35,916 + (70 + 78,67)(30 + 35,916)]= 12514,431 м 3 . Объём въездной траншеи определится как: V тр = (Н 2 /6) [(3 b + 2 mH (( m ’- m ) / m ’) ( m ’- m )], где Н глубина котлована, b – ширина траншеи, m ’ = 10. V тр = (5,1/6)[(3*3,5 + 2*0,85*5,1((10 – 0,85) / 10) (10 – 0,85)] = 357,8 м 3 . Баланс земляных масс.

Прежде всего необходимо переместить объёмы грунта из планировочной выемки в насыпь. Если на площадке недостаток грунта менее объема котлована, то грунта из котлована вывозится в отвал. Если объем выемки на площадке больше объёма насыпи, то весь грунт из котлована вывозится в отвал как и избыток грунта выемки. В зоне выемки определяют границу излишнего грунта. Схема перевозок грунта определяется из условия минимальной стоимости перемещения грунтовых масс и минимальной дальности перемещений.

Задача имеет множество решений.

Оптимальное решение может быть найдено только с помощью современных математических методов, в частности, метода потенциалов. В курсовой работе схему перемещения земляных маге из выемки в насыпь возможно составить с учетом некоторых рекомендаций: Не допускать пересекающихся маршрутов. Грунт из котлована перемещать на возможно близкие расстояния в близлежащие квадраты. Грунт из ближайших квадратов к ЛНР зоны выемки перемещать в ближайшие квадраты к ЛНР зоны насыпи.

Излишний грунт вывозить из дальних к линии нулевых работ квадратов, а грунт, завозимой из резервов, также размещать на удаленных от нулевой линии участках. Для решения этой задачи составляется схема распределения земляных масс, на которой в виде прямых линий показаны пути перемещения отдельных объемов грунта из квадратов выемки в насыпь. При этом линии проводятся между геометрическими центрами отдельных фигур со смещением в сторону рабочей отметки с большим значением по абсолютному значению.

Одновременно с вычерчиванием схемы заполняется таблица-шахматка: Распределение земляных масс.

Составление технологических схем.

Производственная калькуляция. При разработке грунта и отсыпке насыпей, где машины укомплектованы по принципу комплексной механизации, необходимо каждой машине выделить фронт работ - захватку, на которой машина может совершать рабочие операции в оптимальном режиме. С этой целью составляются технологические схемы для различных отметок на возводимой насыпи или разрабатываемой выемке. На каждой из захваток решаются вопросы выполнения отдельных рабочих операций (место разгрузки, толщина слоя уплотнения, число проходок по одному месту, радиусы разворота, направление движения машин, длина пути набора, выгрузки и т.д.). Число проходок катка по одному месту определяется в производственных условиях опытным путем.

Назначается несколько опытных карт, на которых уплотняется грунт за различное число проходок, затем определяется в лабораторных условиях плотность грунта. За оптимальное принимается то число проходок, при котором плотность грунта получилась равной или больше проектной.

Производственная калькуляция является основанием для составления аккордного наряда, календарного графика и расчета технико-экономических показателей.

Составляется на основе Единых норм и расценок.

Календарный график отражает технологию работ на площадке с привязкой отдельных операций к конкретным срокам и включает аналитическую часть в виде таблицы и графическую.

Основой для составления графика является ведомость объемов работ, технологическая схема и производственная калькуляция.

Работы, выполняемые одним комплектом машин или одной машиной, в календарном графике объединены.

Нормативная трудоёмкость определяется как сумма трудоёмкостей из калькуляции на выполняемые работы, разделить на 8. Плановая трудоёмкость принимается с учётом перевыполнения норм от 100 до 120 %. Плановая трудоёмкость должна быть целым числом и делиться нацело на количество машин.

Плановое количество машиносмен будет равно плановой трудоёмкости, если машиной управляет один человек. Если машиной управляют 2 человека, то плановое количество машиносмен будет в 2 раза меньше трудоёмкости. Число дней (продолжительность) определяется как плановое количество машиносмен разделить на количество машин и разделить на количество машин и на сменность.

Плановое количество машиносмен для транспорта определяется как продолжительность работы экскаватора умножить на сменность и умножить на количество транспорта.

Технико-экономические показатели. 1. 3 ; 2.

Процесс выемки грунта осуществляется лобовым забоем.

Экскаватор разрабатывает грунт впереди себя и отгружает его на транспортные средства. Вывоз грунта в отвал осуществляется КрАЗ 25651, грузоподъёмностью 12 т и вместимостью кузова 6 м 3 . Дальность транспортировки 10 км. Вывоз осуществляется 9 машинами. 2. Разработка, перемещение и разравнивание грунта в насыпи на расстояния до 120 м осуществляется бульдозером ДЗ-53. Объем разрабатываемого грунта 25486,11 м 3 . Разработку грунта ведёт машинист 6 разряда.

Сначала грунт перемещается из ближайших к ЛНР квадратов зоны выемки в ближайшие квадраты зоны насыпи. 3. Разработка и перемещение грунта в насыпи на расстояния свыше 120 м осуществляется скрепером ДЗ-20. Объем разрабатываемого грунта 129166,41 м 3 . Разработку грунта ведёт машинист 6 разряда по эллипсной схеме. 4. Уплотнение грунта осуществляется прицепными катками ЗУР-25, трактористом 6 разряда.

Уплотнение грунта вести в той же последовательности, что и отсыпку. Грунт уплотнять путём последовательных круговых проходок катка по всей площадке насыпи, причём каждая проходка должна перекрывать предыдущую на 0,2 м. Грунт уплотнять при 10 проходках т толщиной 0,3 м. 5. Подчистка дна котлована осуществляется бульдозером ДЗ-53 (Т-100). Толщина срезаемого слоя 0,1 м.

Подчистка осуществляется машинистом 6 разряда, рабочим ходом в 2-х направлениях. 6. Планировка откосов выполняется бульдозером с откосниками ДЗ-53 при рабочем ходе в 2-х направлениях. 7. Окончательная планировка площадки осуществляется бульдозером ДЗ-53 на базе трактора Т-100 машинистом 6 разряда.

Планировку площадки выполнять послойным способом.

Выемку разрабатывать слоями на толщину снимаемой стружки за один проход.

Техника безопасности.

Земляные работы следует выполнять только по утверждённому проекту производства работ. При наличии в районе земляных работ подземных коммуникаций любые раскопки можно вести только в присутствии представителя организации, эксплуатирующей эти линии. При обнаружении взрывоопасных материалов земляные работы в этих местах следует немедленно прекратить до получения разрешения от соответствующих органов. Перед началом производства земляных работ на участках с возможным патогенным заражением почвы необходимо разрешение органов государственного санитарного надзора.

Валуны и камни, а также отложения грунта, обнаруженные на откосах должны быть удалены.

Выемки необходимо разрабатывать с откосами, предусмотренными СНиП. Бровки выемок должны быть свободны от статического и динамического нагружения. При разработке выемок с вертикальными стенками крепления следует устанавливать сразу после того, как достигнута допустимая для данного вида грунта глубина проходки с вертикальными незакреплёнными стенками. При засыпке таких выемок снимать крепления следует снизу вверх.

Образующиеся при разработке котлована козырьки грунта следует обрушать, приняв при этом все меры предосторожности и удалив предварительно рабочих из забоя. Перед допуском рабочих в котлован и траншеи глубиной более 1,3 метра должны бать проверены устойчивость откосов или крепления стен.

Движущиеся по отсыпанной насыпи транспортные и землеройные машины не должны приближаться к бровке ближе, чем на 0,5 м. При разработке, транспортировке, разгрузке, планировке и укреплении грунта двумя или более самоходными прицепными машинами (скреперами, катками, бульдозерами и др.), идущими одна за другой, расстояние между ними должно быть не менее 10 метров. При работе в ночное время рабочие места должны быть освещены, а землеройные, транспортные и землеройно-транспортные машины должны иметь индивидуальное освещение.

Погрузка в автосамосвалы грунта должна производиться со стороны заднего или бокового борта. При разработке грунта экскаваторами рабочим запрещается находиться под ковшом или стрелой и работать со стороны забоя.

Посторонние лица могут находиться на расстоянии не менее 5 м от радиуса действия экскаватора.

Экскаватор может перемещаться только по ровной поверхности, а при слабых грунтах – по настилу из шпал или щитов. При подготовке пути для перемещения экскаватора ковш его должен быть отведён в сторону и опущен на грунт. При переводе экскаватора через железнодорожный путь последний должен быть замощён шпалами или брёвнами.

Предельные уклоны при работе скреперов следующие: продольный 10 ° , поперечный 18 ° . При работе бульдозера запрещается во избежание поломки или опрокидывания п ворачивать его с загруженным или заглублённым в грунт отвалом.