Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 61
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФ Кафедра технологии организации экономики строительства и управления недвижимостью по ТСП на тему: Определение объемов и выбор машин для производства земляных работ Выполнила: студентка 99-С-31группы Априамашвили М. Г. Проверил: доц. КТОЭСиУН Степанов Р. Р. Краснодар 2008 Содержание 1. Введение 2. Определение объема земляных работ из условия баланса земляных масс 2.1. Определение отметок поверхности грунта Нч. 2.2. Определение предварительной средней отметки Нср. 2.3. Определение объемов котлована и засыпки пазух. 2.4. Определение поправки Нср. 2.5. Определение проектных и рабочих отметок. 2.6. Определение окончательной средней отметки. 2.7. Определение положения "нулевых" точек. 2.8. Определение объемов земляных работ. 2.9. Определение окончательных объемов. 2.10. Составление баланса объемов. 2.11. Определение размеров участка насыпи. 3. Определение среднего расстояния транспортирования грунта по ВП. 3.1. Определение координат ЦТ призм. 3.2. Определение Lср. 4. Планирование комплексного механизированного производства работ. 4.1. Определение состава строительных процессов. 4.2. Выбор типа машины. 4.3. Установка совмещенных процессов. 4.3. Выбор типа машины (I вар) 4.4. Разработка калькуляции трудовых затрат и машиноемкости по сокращению растительного слоя и вертикальной планировке. (Iвар). 4.5. Число слоёв разработки грунта (I вар) 4.6. Расчет требуемого числа машин (I вар) 4.7. Выбор типа машины (II вар) 4.8. Разработка калькуляции трудовых затрат и машиноемкости по сокращению растительного слоя и вертикальной планировке (II вар) 4.9. Число слоёв разработки грунта (II вар) 4.10. Расчет требуемого числа машин (II вар) 4.11. Сравнение вариантов комплектов машин 5. Искусственное водопонижение УГВ 6. Определение схемы движения и марки экскаватора для разработки котлована. 5.1. Выбор экскаватора. 5.2. Определение размеров забоя. 5.3. Определение схемы движения экскаватора. 7. Планирование процессов разработки грунта. 8. Выбор транспортных средств, для транспортирования грунта из котлована. 9. Литература. 1. Введение При строительстве любого здания или сооружения, а также планировке и благоустройстве территорий ведут переработку грунта. Основные процессы переработки:
- разработка грунта - перемещение грунта - укладка грунта - уплотнение грунта Непосредственному выполнению процессов в ряде случаев препятствуют или сопутствуют подготовительные и вспомогательные процессы. Подготовительные процессы осуществляют до начала разработки грунта, а вспомогательные – до или в процессе возведения земляных сооружений. Весь этот комплекс процессов называют земляными работами. В промышленном и гражданском строительстве земляные работы выполняют при устройстве траншей и котлованов, при возведении земляного полотна дорог, а также при планировке площадок. Все эти земляные сооружения создаются путем образования выемок в грунте или возведения из него насыпей. 2. Определение объема земляных работ из условия баланса земляных масс 2.1 Определение отметок поверхности грунта Нч На полученном при съемке плане участка местности необходимо подсчитать объем насыпей и выемок при вертикальной планировке площадки с уклоном i=0,0035 и нулевым балансом земляных масс. Грунт - лёсс. Разбиваем площадку на квадраты и определяем значение планировочных отметок в в вершинах этих квадратов номера вершин квадратов интерполяция m,м d,м l,м I 83,75 106 172 84,19 II 83,75 4 176 83,76 III 83,00 74 146 83,38 IV 82,25 113 121 82,95 V 82,25 25 123 82,40 VI 81,50 28 94 81,72 VII 80,75 114 163 81,27 VIII 83,75 28 144 83,89 IX 83,00 80 132 83,45 X 83,00 0 0 83,00 XI 82,25 63 140 82,59 XII 81,50 90 113 82,10 XIII 80,75 153 158 81,48 XIV 80,75 62 161 81,04 XV 83,75 0 0 83,75 XVI 83,00 17 103 83,12 XVII 82,25 97 165 82,69 XVIII 82,25 15 160 82,32 XIX 81,50 64 138 81,85 XX 80,75 104 136 81,32 XXI 80,75 12 140 80,81 XXII 83,00 72 125 83,43 XXIII 82,25 146 178 82,87 XXIV 82,25 50 178 82,46 XXV 81,50 130 170 82,07 XXVI 81,50 36 166 81,66 XXVII 80,75 55 111 81,12 XXVIII 80,00 120 154 80,58 XXIX 83,00 80 130 83,46 XXX 82,25 140 158 82,91 XXXI 82,25 40 158 82,44 XXXII 81,50 100 160 81,97 XXXIII 81,50 0 0 81,50 XXXIV 80,75 20 110 80,89 XXXV 80,00 70 146 80,36 XXXVI 83,00 106 120 83,66 XXXVII 83,00 8 120 83,05 XXXVIII 82,25 40 130 82,48 XXXIX 81,50 72 130 81,92 XL 80,75 76 120 81,23 XLI 80,00 108 128 80,63 XLII 80,00 14 126 80,08 2.2 Определение предварительной средней отметки Нср= (ΣН1 + 2ΣН2 + 4ΣН4)/(4n)= ((84,19+81,27+80,03+83,66) + 2(83,76+83,38+82,95+82,40+81,72+81,04+80,81+80,36+80,63+ 81,23+81,92+81,88+83,05+83,46+83,43+83,75+83,89) + 4(83,45+83,00+82,59+82,10+81,48+83,12+82,69+82,32+81,85+81,32+ 82,87+82,46+82,07+81,66+81,12+82,91+82,44+81,97+81,50+80,89))/(4n)= 82,2222м 2.3 Определение объемов котлована и засыпки пазух V= Н=2,5м А=66м, В=100м, Ав =66+2,5=68,5м, Bв
= 100+2,5=102,5м При возведении подземного этажа здания для обратной засыпки пазух фундаментов необходимо оставлять объем грунта: Vзп=Vk-Vф Vk- объем котлована, м³ Vф- объем подземной части здания, м³ Vф=(А-2)(В-2) ·2,5=(66-1)(100-2) ·2,5= 15680 м³ Vзп
=17023,96-15680=1344 м³ 2.4 Определение поправки и окончательного значения средней планировочной отметки Нср квадратов Поправки к планировочной отметке с учетом внутреннего грунта из котлованов за вычетом объема засыпки пазух определяют по формуле: ∆Н= Vф/(а²·n-F), а =100 м – размер стороны квадрата; n =30 – количество; F =64·98=6272 м² - площадь фундамента. ∆Н= 15680/(100²·30-6272)=0,053м Окончательная средняя отметка под горизонтальную поверхность: Но= Нср + ∆Н= 82,2222+0,053 = 82,2742м 2.5 Определение проектных и рабочих отметок вершин элементарных площадок Для данной площадки при длине стороны квадрата а=100м и уклоне i=0,0035 красные отметки вершин элементарных площадок будут следующими: Нкр= Но± lk I – XXXVI Нкр= 82,275+300·0.0035=83,33 м II – XXXVII Нкр= 82,275+200·0.0035=82,98 м III – XXXVIII Нкр= 82,275+100·0.0035=82,63 м IV – XXXIX Нкр= 82,275+0·0.0035=82,28м V – IL Нкр= 82,275 -100·0.0035=81,93м VI – ILI Нкр= 82,275 -200·0.0035=81,58м VII – ILII Нкр= 82,275 -300·0.0035=81,23 м Рассчитаем рабочие отметки вершин элементарных площадок по формуле: Hр= Нкр-Нч результаты занесем в таблицу Результаты расчета рабочих отметок номера вершин квадратов Нкр Нч hр I 83,32 84,19 -0,87 II 82,98 83,76 -0,78 III 82,63 83,38 -0,75 IV 82,28 82,95 -0,67 V 81,93 82,40 -0,47 VI 81,58 81,72 -0,14 VII 81,23 81,27 -0,04 VIII 83,32 83,89 -0,57 IX 82,98 83,45 -0,47 X 82,63 83,00 -0,37 XI 82,28 82,59 -0,31 XII 81,93 82,10 -0,17 XIII 81,58 81,48 0,10 XIV 81,23 81,04 0,19 XV 83,32 83,75 -0,43 XVI 82,98 83,12 -0,14 XVII 82,63 82,69 -0,06 XVIII 82,28 82,32 -0,04 XIX 81,93 81,85 0,08 XX 81,58 81,32 0,26 XXI 81,23 80,81 0,42 XXII 83,32 83,43 -0,11 XXIII 82,98 82,87 0,11 XXIV 82,63 82,46 0,17 XXV 82,28 82,07 0,21 XXVI 81,93 81,66 0,27 XXVII 81,58 81,12 0,46 XXVIII 81,23 80,58 0,65 XXIX 83,32 83,46 -0,14 XXX 82,98 82,91 0,07 XXXI 82,63 82,44 0,19 XXXII 82,28 81,97 0,31 XXXIII 81,93 81,50 0,43 XXXIV 81,58 80,89 0,69 XXXV 81,23 80,36 0,87 XXXVI 83,32 83,66 -0,34 XXXVII 82,98 83,05 -0,07 XXXVIII 82,63 82,48 0,15 XXXIX 82,28 81,92 0,36 XL 81,93 81,23 0,70 XLI 81,58 80,63 0,95 XLII 81,23 80,08 1,15 2.6 Определение величины корректировки (за счет остаточного разрыхления) средней планировочной отметки ΔНор=(kор-1) ·( ∑|hр1| + 2∑|hр2| + 4∑|hр4|)/(8·n), kор=1,05 – коэффициент остаточного разрыхления для лесса, ∑|hр1| -сумма рабочих отметок принадлежащих одному квадрату, ∑|hр2| -сумма рабочих отметок принадлежащих двум квадратам, ∑|hр4| -сумма рабочих отметок принадлежащих трем квадратам, ΔНор= (1,05-1) ·(( 0,86+0,04+1,15+0,33) + 2(0,78+0,75+0,67+0,47+0,14+0,19+0,42+0,65+0,87+0,95+0,70+0,36+0,15+0,07+0,13+0,10+0,42+0,56) + +4(0,47+0,37+0,31+0,17+0,10+0,14+0,06+0,04+0,08+0,26+0,11+0,17+0,21+0,27+0,46+0,07+0,19+0,31+0,43))/(8·30) = 0,0098 м Но=82,2752+0,0098=82,2850 м. 2.7 Определение положения "нулевых" точек сторона между узлами рабочие отметки а,м расстояние нулевой точки до узлов Левая (нижняя) hл Правая (верхяя) hп Сумма отметок hл+hп левого (нижнего) правого (верхн) а-x VII-XIV 0,19 -0,04 0,23 100 82,61 17,39 VI-XIII 0,10 -0,14 0,24 100 41,67 58,33 XII-XIII -0,17 0,10 0,27 100 62,96 37,04 XII-XIX 0,08 -0,17 0,25 100 32,00 68,00 XVIII-XIX -0,04 0,08 0,12 100 33,33 66,67 XVIII-XXV 0,21 -0,04 0,25 100 84,00 16,00 XVII-XXIV 0,17 -0,06 0,23 100 73,91 26,09 XVI-XXIII 0,11 -0,14 0,25 100 44,00 56,00 XXII-XXIII -0,10 0,11 0,21 100 47,62 52,38 XXIX-XXX -0,13 0,07 0,20 100 65,00 35,00 XXX-XXXVII -0,07 0,07 0,14 100 50,00 50,00 XXXVII-XXXVIII -0,07 0,15 0,22 100 31,82 68,18 2.8 Определение объемов земляных работ
номера элементарных площадок рабочие отметки, м а²/4 h1 h2 h3 h4 Σh насыпи выемки 1 0,86 0,78 0,47 0,56 2,67 2500 6675 2 0,78 0,75 0,37 0,47 2,37 2500 5925 3 0,75 0,67 0,31 0,37 2,10 2500 5250 4 0,67 0,47 0,17 0,31 1,62 2500 4050 7 0,76 0,56 0,14 0,42 1,88 2500 4700 8 0,56 0,37 0,06 0,14 1,13 2500 2825 9 0,37 0,31 0,04 0,06 0,78 2500 1950 12 0,10 0,19 0,42 0,26 0,97 2500 2425 17 0,08 0,26 0,46 0,27 1,07 2500 2675 18 0,26 0,42 0,65 0,46 1,79 2500 4475 20 0,11 0,17 0,19 0,07 0,54 2500 1368 21 0,17 0,21 0,31 0,19 0,88 2500 2200 22 0,21 0,27 0,43 0,31 1,22 2500 3050 23 0,27 0,46 0,69 0,43 1,85 2500 4625 24 0,46 0,65 0,87 0,69 2,67 2500 6675 27 0,19 0,31 0,36 0,15 1,01 2500 2525 28 0,31 0,43 0,70 0,36 1,80 2500 4500 29 0,43 0,69 0,95 0,70 2,77 2500 6925 30 0,69 0,87 1,15 0,95 3,66 2500 9150 ИТОГО 50593 31375 2.9 Определение окончательных объемов Разрабатываем сводную таблицу объемов работ по вертикальной планировке. Она разрабатывается с учетом kор =1,05 (для лесса). Сводная таблица объемов грунта по вертикальной планировке номера призм Объемы, м3
призм В откосах общие Общие насыпи с учетом kор
=1,05 Общие после распредел. избытка насыпи выемки насыпи выемки насыпи выемки 1 6675 128 6803 6650 2 5925 49 5974 5800 3 5250 38 5288 5100 4 4050 25 4075 4000 5 26 1721 9 26 1730 25 1700 6 253 188 1 1 254 189 242 180 7 4700 28 4728 4700 8 2825 2825 2800 9 1950 1950 1940 10 28 1134 28 1134 27 1100 11 816 121 816 121 777 120 12 2425 8 2433 2 317 13 42 1424 7 42 1431 40 1400 14 413 218 413 218 393 210 15 762 53 762 53 726 50 16 1287 4 1287 4 1 226 4 17 2675 2675 2 548 18 4475 22 4497 4 283 19 198 323 1 198 324 189 320 20 1368 1368 1 303 21 2200 2200 2 095 22 3050 3050 2 905 23 4625 4625 4 405 24 6675 44 6719 6 399 25 20 1185 9 20 1194 19 1140 26 869 19 869 19 828 15 27 2525 6 2531 2 410 28 4500 23 4523 4 308 29 6925 52 6977 6 645 30 9150 162 9312 8 869 Итого 55628 37232 52979 37232 2.10 Составление баланса объемов Баланс земляных масс – соотношение объема грунта, разработанного на площадке из выемок (котлованов, траншей и др.) с потребностью в грунте для введения насыпей на той же площадке. При составлении баланса грунта учитывают его остаточное разрыхление. Сводная таблица объемов грунта по площадке
Наименование показателей Объемы грунта, м³ геометрические С учетом остаточного разрыхления насыпи выемки насыпи выемки Вертикальная планировка
55628
37230
52979
37232
Объем котлована
17024
17024
Объем засыпки пазух
1344
1277
Итого
54256
55084
Избыток грунта
831
Баланс
54256
54256
2.11 Определение размеров участка насыпи при перемещении грунта из котлована Определяем величину корректировки средней планировочной отметки за счет избытка грунта по ведомости баланса Δh = 831/300000 = 0,0028м <1см , → красные отметки остаются без изменения. Расхождение в объемах грунта (невязка) V н
к.н
(ист.пл)
= Vk
–Vз.п
(ист.пл
)
=17024 - 1344=15680м3
Определим объем, занимаемый избыточным грунтом на карте насыпи V н
к.н
(о.р)
= V н
к.н
(ист.пл)
·kо.р
= 15680·1,05 = 16464 м3
Распределяем избыток по квадратам Ш = V н
к.н
(о.р )
/(100·h р
ср
(к.н.)
) =233/(100·0,67) = 3,49 м 3. Определение среднего расстояния транспортирования грунта
3.1 Определение координат ЦТ призм. номера Xi
H,
м Yi
H,
м Xi
B,
м Yi
B,
м призм 1 48 453 2 148 453 3 248 455 4 346 456 5 437 449 6 547 480 549 431 7 46 354 8 145 362 9 245 363 10 341 370 11 417 382 469 339 12 558 345 13 45 256 87 212 14 149 279 149 228 15 249 290 251 238 16 309 295 361 239 17 457 243 18 553 248 19 29 153 80 153 20 155 152 21 253 148 22 351 146 23 454 146 24 552 150 25 49 43 91 87 26 109 16 163 57 27 254 49 28 352 46 3.2 Определение оптимальной схемы перемещения грунта После завершения подсчета объемов земляных работ необходимо определить оптимальную схему распределения грунта. Перемещение грунта из выемки в насыпь – трудоемкий процесс, поэтому необходимо стремиться к наименьшим затратам. Для решения этой задачи воспользуемся программой, которая решает транспортную задачу методом потенциалов в матричной форме. Критерием оптимальности решения служит минимум стоимости перевозок. Исходными данными являются: объемы выемок и насыпей, расстояния между центрами тяжестей элементарных площадок, на которые разделены выемка и насыпь. В результате расчета определили: объемы перевозок с каждой из площадок выемки и их адреса (откуда, куда, сколько), минимизированную работу. Результаты оптимизации схемы перемещения грунта отраженны в шахматной ведомости, приведенной далее. В шахматной ведомости указаны номера планировочных выемок и планировочных насыпей, их объемы ( первые две верхние и левые строки). В остальных ячейках указаны: в числителе – расстояния между соответствующими выемками и насыпями, в знаменателе планируемые объемы перевозок. Полученная минимизированная работа равна: А=12590428 куб.м * м Определим среднюю дальность перемещения грунта, исходя из оптимальной схемы перемещении грунта, по следующей формуле: Lср
= Lср
=(294*726+430*105+507*2022+506*3797+300*1226+434*389+506*4185+200*27+296*2548+370*544+430*1981+170*777+236*704+296*2519+66*90+112*62+160*1613+50*180+163*393+295*1885+368*1911+435*511+298*2800+300*1940+242*110+60*40+150*1303+294*57+248*50+206*4+50*189+246*112+108*828+204*312+148*18)/ =(726+105+2022+3797+1226+389+4185+27+2548+544+1981+777+704+2519+90+62+1613+180+393+1885+1911+511+2800+1940+110+40+1303+57+50+4+189+112+828+312+18)=341,11 4. Планирование комплексного механизированного производства работ 4.1 Определение состава строительных процессов В общем случае три группы процессов: 1группа – по всей площадке а)срезка растительного слоя; б) окончательная планировка 2группа – по устройству планировочных выемок, насыпей с применением землеройно-транспортных машин 3 группа – по котловану и насыпи, отсыпаемой избыточным грунтом При планировании работ предусматривается применение помимо поточного, также других методов, последовательного и параллельного. При выполнении процессов поточным методом будем устанавливать на основе формулы продолжительности ритмичного потока: Тср
р
= 25сут tср
р
– ритм потока смены mср
=4 – число ярусозахваток в потоке nср
=3 – число процессов в потоке с=2 – число рабочих смен в сутки Определяем усредненный расчетный ритм потока, (он будет одинаковый для обоих комплектов машин, т.к. среднее число слоев по картам одинаковое) tc
р
р
= Время выполнения работ по одному слою: Т1
= t·m = 8·4 = 32смены 4.2 Установка совмещенных процессов В соответствии с выбранным типом машины для ведущего процесса, устанавливаем следующие совмещаемые процессы для лесса: - рыхление грунта - разработка и перемещение - уплотнение грунта 4.3 Выбор типа машины (I вар) Выбор типа машины по ведущему процессу осуществляется с учетом рекомендаций ЕНиР. При дальности транспортирования грунта до 550м, принимаем прицепной скрепер ДЗ-26 с вместимостью ковша 10 м3
и основными техническими параметрами: Глубина резания – 0,3 м, Толщина отсыпаемого слоя – 0,5 м, Марка трактора тягача – Т-180 4.4 Разработка калькуляции трудовых затрат и машиноемкости по сокращению растительного слоя и вертикальной планировке Составляем ведомость объемов работ(калькуляцию трудовых затрат) с указанием марок машин. В той же ведомости отразим и работу по срезке растительного слоя. Наименование процессов и машин §ЕНиР, пункты, табл. Объемы работ Нвр
(Нвр.м
) Тр
маш.смен чел.смен Ед.изм Кол-во 1.Разработка и перемещение грунта (лесс) I группы скрепером ДЗ-26 с вместимостью ковша 10м3
на базе трактора Т-180 на расстояние l =236 м §Е2-1-21 Т2, 3а,в 100м3
432,56 (0,95+0,05·14)= =1,65(1,65) 1,65·432,56/8= =89,22(89,22) 2.Рыхление грунта бульдозером- рыхлителем ДП-14 на базе трактора Т-100 на глубину 0,3м при длине разрыхляемого участка св. 200м §Е2-1-1 Т2, 2в 100м3
432,56 0,11(0,11) 0,11·432,56/8= =4,98(4,98) 3.Уплотнение грунта виброкатком Д-480 с трактором ДТ-75 при числе проходок по следу 3. Толщина отсыпного слоя 0,5 м §Е2-1-32 в 100м3
432,56 0,09· 3= =0,27(0,27) 0,27·432,56/8= =14,60(14,60) 4.5 Число слоёв разработки грунта (
I
вар)
Среднее число слоев разработки или отсыпки грунта: mср
= Характеристика карты толщина слоя резания δ, м Максимальное число слоев Среднее число слоев mср
Карта 1(выемка) 0,86 0,3 2,87 1,94 Карта 2(насыпь) 0,70 0,5 1,40 1,20 Карта 3(выемка) 0,75 0,3 2,50 1,75 Карта 4(насыпь) 1,15 0,5 2,30 1,65 <mср
>=1,64 4.6 Расчет требуемого числа машин (I вар) Наименование процессов Ме,
маш-смен расчетные проектируемые Тр
Ср
,
Чр
, машин Ме,
маш-смен УПТ, % смен сутки Сп
,
Чп
, машин Разработка и перемещение грунта 89,22 32 8 2 5,57 2 6 16 108 Рыхление грунта 4,98 32 8 2 0,31 0,5 1 4 125 Уплотнение грунта 14,60 32 8 2 0,91 1,5 1 12 105 4.7 Выбор типа машины (II вар) Выбор типа машины по ведущему процессу осуществляется с учетом рекомендаций ЕНиР. При дальности транспортирования грунта до 550м, принимаем прицепной скрепер ДЗ-20 с вместимостью ковша 7 м3
и основными техническими параметрами: Глубина резания – 0,3 м, Толщина отсыпаемого слоя – 0,35 м, Марка трактора тягача – Т-100 4.8 Разработка калькуляции трудовых затрат и машиноемкости по сокращению растительного слоя и вертикальной планировке Составляем ведомость объемов работ(калькуляцию трудовых затрат) с указанием марок машин. В той же ведомости отразим и работу по срезке растительного слоя. Наименование процессов и машин §ЕНиР, пункты, табл. Объемы работ Нвр
(Нвр.м
) Тр
маш.смен чел.смен Ед.изм Кол-во 2.Разработка и перемещение грунта (лесс) I группы скрепером ДЗ-20 с вместимостью ковша 7 м3
|