Материал: ПЛОЩАДКА

2. Производство земляных работ при разработке котлована.

2.1. Определение объемов работ при разработке котлована и выбор машин.

Котлованы представляют собой временные выемки устраиваемые для возведения частей здания или сооружения расположенных ниже поверхности земли.

Объем земляных работ при устройстве котлована вычисляют по проекту, составленному в соответствии с отметками заложения фундаментов и дна котлована, планом участка в горизонталях и принятой крутизной откосов, необходимо учитывать, что они могут иметь вертикальные стенки.

При большой глубине устойчивость вертикальных стен должна обеспечиваться установкой креплений, либо откосы выработки должны быть в соответствии с табл.4.

Таблица 4.

Для подсчета объемов земляных работ котлован разбивается на простейшие геометрические фигуры.

,м³ (15)

где Н - средняя глубина котлована;

- площади нижнего и верхнего основания котлована.

Также в объем

2.2. Подбор комплекта машин.

Наиболее широко для отрывки котлованов применяются одноковшовые экскаваторы (обратная лопата, драглайн, прямая лопата) с емкостью ковша 0,15-2,0 м³. Емкость ковша выбирается в зависимости от объемов работ (табл.5), глубины котлована и свойств грунта. При работах в грунтах I-III групп емкость ковша должна быть не менее 0,3м³ в грунтах IV –VI групп - не менее 0,65 м³.

При выборе экскаватора по емкости ковша, можно ориентироваться рекомендациями таблицы:

Таблица 9.

Экскаватор «обратная лопата» разрабатывает грунт ниже уровня стояния и поэтому может разрабатывать котлованы и траншеи в переувлажненных грунтах. Работа может осуществляться в отвал или с погрузкой на транспорт. Недостатком является ограниченная глубина копания (до 6,0 м). Особенно эффективно применение этих экскаваторов для разработки траншей с вертикальными стенками.

Экскаватор драглайн применяется для разработки глубоких котлованов в сухих и переувлажненных грунтах. Особенно эффективна работа в отвал. Глубина резания до 20 м.

Экскаватор прямая лопата разрабатывает грунт выше уровня стоянки и применяется при разработке котлованов преимущественно в сухих грунтах. Из-за конструктивных особенностей этого вида оборудования его почти не применяют для работы с отсыпкой в отвал.

Рис. 12. Схема бокового забоя экскаватора обратная лопата

Экскаватор обратная лопата (рис.12) и драглайн разрабатывает котлован торцевыми или боковыми проходками. При торцевой проходке экскаватор разрабатывает грунт по обе стороны от оси движения в зависимости от того, с какой стороны подходит машина. При боковой проходке разработка грунта происходит по одну сторону оси движения экскаватора. При разработке котлована с погрузкой грунта в автосамосвалы более производительная торцевая проходка (Рис.13).

Экскаватор прямая лопата разрабатывает выемки лобовой проходкой в транспортные средства, которые размещаются непосредственно в забое либо выше уровня подошвы забоя.

Рис.13. Схемы разработки котлованов различной ширины торцевыми

проходками экскаваторов обратная лопата и драглайн:

а –нормальной ширины; б, д –с продольным перемещением экскаватора несколькими проходками; в –уширенной с перемещением экскаватора по зигзагу; г – уширенной с поперечным перемещение экскаватора.

После выбора экскаватора разрабатывается технологическая карта.

2.2 Проектирование технологических карт на разработку котлована.

Ниже приводятся примеры разработки технологических карт на сооружение земляного полотна различными способами и с применением различных комплектов землеройных и землеройно-транспортных машин.

В основном для небольших выемок до 4÷6 м глубиной применяют экскаваторы с оборудованием обратная лопата и драглайн. Технологические схемы отличаются только техническими характеристиками этих экскаваторов: объемом ковша, расположением экскаватора и автотранспорта для перевозки грунта, глубиной выработки.

Рис.14. Разработка котлованов экскаватором, оборудованным обратной лопатой или драглайном: а – торцевая проходка при перемещении экскаватора по прямой; б – то же, с двумя проходками; в – то же, при зигзагообразном перемещении экскаватора; г – поперечно-торцевая проходка; д- продольно-торцевая (драглайном).

Рис.15. Разработка котлованов экскаватором, оборудованным обратной лопатой или драглайном: з – схема забоя при продольно-челночной проходке; и- схема забоя при продольно-торцевой проходке; 1-ось проходки; 2- стоянка экскаватора; 3-центр тяжести забоя; 4- ось движения автотранспорта; 5 –веха; 6- водоотводная канава; 7- ось предыдущей проходки;

2.2.1 Технологическая карта на разработку котлована экскаватором обратная лопата.

I. Область применения

Технологическая карта предусматривает разработку грунта в котловане размером в плане 37,41х17,17 м, глубиной 2,5 м для устройства фундаментов.

Строительство ведется в г. Ижевск. Климатический район I. Глубина промерзания -1,70 м. Грунт – тяжелый суглинок, γ = 1800 кг/м³, группа грунта II, крутизна откосов 1:05.

Работы выполняются в 2 смены.

В состав работ, рассматриваемой картой, входят: разработка и транспортирование грунта; подчистка дна котлована.

П. Организация и технология строительного процесса.

1.До начала разработки грунта в котловане должны быть выполнены следующие работы:

• Очистка территории;

• Снятие растительного слоя грунта;

• Планировка площадки в зоне расположения котлована;

• Отвод поверхностных вод;

• Геодезическая разбивка;

• Устройство временных дорог;

2. Разработка котлована ведется одноковшовым экскаватором ЭО-4321 с навесным оборудованием обратная лопата емкостью 0,65 м³.

3. Подчистка дна котлована ведется бульдозером и вручную. При подчистке дна бульдозером, грунт изымается из котлована экскаватором, с торца котлована.

4. Грунт для обратной засыпки размещается вдоль длинных сторон котлована.

5. Лишний грунт вывозится за пределы строительной площадки автосамосвалами КамАЗ-5511.

6.Котлован разрабатывается в 2 торцевые проходки.

7. Все работы по отрывке котлована производить в соответствии со СНиП 3.02.01-87 «Земляные сооружения, основания и фундаменты».

Рис.2.1. План котлована

8. Расчет №1. Определение объемов земляных работ.

8.1. = 0,5 *2,5*(34,41*17,17+34,91*14,67)=1378,68м³ где Н - средняя глубина котлована;

F₁,F₂- площади нижнего и верхнего основания котлована.

8.2.Объем земляных работ для устройства въездной траншеи:

,

где m`_В и m – коэффициенты заложения откосов соответственно дна траншеи и котлована; b – ширина въездной траншеи по дну; Н – глубина котлована.

8.3.Объем грунта при зачистке котлована:, где

S_ф – площадь фундаментов по низу, м²; h_н – величина недобора грунта экскаваторами. При объеме ковша 0,65м³, h_н = 0,15м (при объеме ковша >0,65м³ принимаем h_н = 0,20м).

V_зач=427,43*0,15=64,11м³.

8.4.Объем грунта для засыпки пазух котлована: , где V_к- объем котлована; V_ф- объем фундаментов; К_ор =1,07 –коэффициент остаточного разрыхления.

8.5. Объем грунта, подлежащий вывозке:

Таблица 1

9. Расчет №2. Выбор машин и механизмов для производства земляных работ.

Определим размеры отвала. Отвалы размещаем вдоль длинных сторон котлована.

Площадь поперечного сечения отвала определяется:

,

где к_р=1,2 (для II группы) - коэффициент разрыхления грунта в ковше;

L= 74,82 м – длина отвала.

Требуемая высота и ширина отвала:

, здесь 63^° - угол естественного откоса.

Принимаем а=3,1м, h=3,0м.

Для разработки котлована применяется гидравлический экскаватор ЭО-4321 с навесным оборудованием обратная лопата, с емкостью ковша 0,65 м³.

Для зачистки дна котлована применяется бульдозер ДЗ-42 на тракторе Т-75.

10. Расчет № 3. Выбор транспортных средств для транспортирования грунта.

Исходя из условий таблицы технических характеристик автосамосвала [3] принимаем автомобиль КамАЗ-5511, грузоподъемностью 10 т.

Число необходимых для бесперебойной работы землеройной машины, определяется

,

где Т_уп =0,3 мин – продолжительность установки под погрузку;

Т_н – продолжительность нагрузки, мин;

Т_пр – продолжительность пробега автомобиля от места загрузки до места разгрузки и обратно, мин;

Т_ур =0,6 мин – продолжительность установки под разгрузку;

Т_р =1 мин – продолжительность разгрузки;

Т_м =1,25 мин – продолжительность маневрирования машины в течении рейса.

,

где L =3 км – расстояние транспортирования;

Ν = 22 км/ч – средняя скорость движения автомобиля.

.

Продолжительность нагрузки автосамосвала определяется по формуле:

,

где n_к – число ковшей грунта, погружаемого в кузов;

Т_ц =0,45 мин – продолжительность цикла.

,

где Q = 10 т – грузоподъемность автосамосвала;

γ = 1,8т/м³ – плотность грунта;

q=0,65 м³ – объем ковша;

k_н = 0,8 – коэффициент наполнения.

Принимаем число ковшей грунта, погружаемых в кузов 10.

Число автомобилей для обеспечения бесперебойной работы:

11. Расчет №5. Проектирование забоя и расчет эксплуатационной производительности экскаватора.

Экскаватор ЭО-4321 с емкостью ковша 0,65 м³;

Максимальный радиус копания на уровне стоянки – R_max=9,1 м;

Наибольшая глубина копания – 6м;

Продолжительность цикла – 27 сек.;

Радиус разгрузки при высоте 3 м – 7,5м;

Оптимальный радиус резания R_р=0,9*9,1=8,19м.

Длина передвижки принимается не более 0,75 длины рукояти экскаватора – 0,75*3=2,25м, принимаем l_п=2м.

При торцевой проходке при выгрузке грунта на одну сторону ширина проходки по верху составит:

,

где R_BТ=7,5м – радиус выгрузки в транспортное средство;

b =2,63м – ширина колеи автосамосвала;

l_тр=4м – расстояние от бровки котлована до колеи автомобиля;

b₁- расстояние от оси стоянки экскаватора верхней кромки забоя;

b₂ - расстояние от оси стоянки экскаватора до нижней кромки откоса.