3749

Механизация земляных работ в строительстве

Реферат

Архитектура, проектирование и строительство

Земляные работы выполняются при строительстве любых зданий и сооружений. В состав земляных работ входят: вертикальная планировка площадок, разработка котлованов и траншей, обратная засыпка грунта, сооружение дамб, каналов, а в отдельн...

Русский

2012-11-05

463 KB

51 чел.

Введение

Земляные работы выполняются при строительстве любых зданий и сооружений.

В состав земляных работ входят: вертикальная планировка площадок, разработка котлованов и траншей, обратная засыпка грунта, сооружение дамб, каналов,  а в отдельных случаях – предварительное разрыхление грунта, водоотлив, водоотвод и водопонижение. Объем и характер земляных работ определяется объемно-планировочными и конструктивными особенностями возводимых зданий и сооружений. Земляные сооружения делятся на постоянные и временные (котлованы и траншеи).

Траншеей – называют выемку, длина которой значительно превышает ширину.

По заданию разрабатываемый грунт – гравийно-галечный, который характеризуется размером частиц свыше 80мм, с объемной массой
Υ=1950 кг/м
3, согласно  /1/.

Крутизна естественного откоса характеризуется отношением высоты к заложению l/m, где m – коэффициент откоса =>1:1.

Грунт, находящийся в естественном состоянии при разработке разрыхляется, а его объемная масса уменьшается. Это явление называется первоначальным разрыхлением грунта и характеризуется коэффициентом разрыхления Кпр= 1,18, /1/. Разрыхленность грунта после его уплотнения называют остаточным разрыхлением.  Характеристикой является коэффициент остаточного разрыхления грунта Кор= 1,06, согласно /1/. Группы грунта в зависимости от их разработки машинами, согласно /1/: одноковшовыми экскаваторами –II; бульдозерами – II.

Земляные работы должны выполняться с комплексной механизацией всех процессов и применением рациональных способов производства работ. Выбор землеройных машин для производства земляных работ зависит от вида грунта, рельефа местности, объема и глубины земляных выработок, условий выполнения работы (в отвал, на транспорт), транспортных средств и дальности перемещения грунтов.


1 Определение объемов земляных работ

Объемы земляных работ подсчитывают по чертежам земляных сооружений, а также по натурным замерам в процессе производства работ.

Рис.1

Нормативная глубина сезонного промерзания грунта принимается равной средней из ежегодных максимальных глубин сезонного промерзания грунтов на открытой, оголенной от снега горизонтальной площадке при уровне подземных вод, расположенных ниже глубины сезонного промерзания грунтов.

При отсутствии данных многолетних наблюдений нормативную глубину промерзания следует определять на основе теплотехнических расчетов.

Для районов, где глубина промерзания не превышает 2,5 метров- ее нормативное значение следует определять по формуле

Где Mt – безразмерный коэффициент численно равный сумме абсолютных значений среднемесячных значений температур за зимний период в данном регионе.

       do – величина, принимаемая равной для крупнообломочных грунтов – 0,34

Месяца

декабрь

январь

Февраль

Среднемесячная температура наружного воздуха

-14

-16,8

-16,5

Расчетная глубина промерзания грунта определяется по формуле

Где Kh – коэффициент, учитывающий влияние теплового режима сооружений (Kh=1)

Высота в начале траншеи определяется по формуле

Где Dн – наружный диаметр труб;

      hпод – высота подготовительного слоя, принимаем равной 0,1 м.

м

Ширина траншеи по дну определяется по формуле

Где ra - расстояние между трубами в траншее, зависит  от способа укладки труб, принимаем равным 0,3 м;

        ra - расстояние от края трубы до стенки траншеи, принимаем равным 0,5 м.

м

Начальная ширина  траншеи по верху определяется по формуле

Где m – коэффициент откоса, при глубине траншеи равной 2,94 м и гравийно-галечном грунте принимаем равным 1.

м

Высота в конце траншеи определяется по формуле

Где i – уклон трубопровода;

      L – протяженность трубопровода.

м

Конечная ширина  траншеи по верху определяется по формуле

м

До начала производства земляных работ нужно очистить территорию от деревьев, камней,  срезать растительный слой. Этот верхний слой будет свозиться в кавальер треугольной формы слева от траншеи. Глубина срезки растительного слоя принимается                     hр.с.= 0,2 м. Срезать растительный слой будем на ширину траншеи и 5м справа от нее.

Ширина срезки растительного слоя определяется по формуле

Объем растительного слоя определяется по формуле

Объем растительного слоя в отвале определяется по формуле

Где Кр=1,18

Объем траншеи

Где Fср – площадь среднего сечения траншеи, м2

Объем, занимаемый трубами, определяется по формуле

Объем отвала грунта определяется по формуле

Объем грунта, увозимого автотранспортом, определяется по формуле

Объем отвала кавальера определяется по формуле

Площадь поперечного сечения кавальера определяется по формуле

Высота кавальера определяется по формуле

 

Ширина кавальера определяется по формуле

 

Объем отвала кавальера растительного слоя определяется по формуле

Площадь поперечного сечения кавальера растительного слоя определяется по формуле

Высота кавальера растительного слоя определяется по формуле

 

Ширина кавальера растительного слоя определяется по формуле

 

Выбор и способы производства земляных работ.

Найдя все основные параметры, можно выбрать машины, ведущие разработку траншеи. Грунт разрабатывают механическим способом, который заключается в отделении грунта от земляного массива резанием с помощью землеройно-транспортных (бульдозеры) и землеройных (одноковшовые экскаваторы) машин. Для разработки траншей чаще всего используют экскаваторы, а именно: экскаваторы – обратная лопата или экскаваторы - драглайн. Для полевых условий наиболее удобен драглайн, для городских - обратная лопата.

Объем ковша экскаватора выбирается в зависимости от объема грунта траншеи.

Принимаем объем ковша экскаватора, равный 1,5 м3. Выбираем одноковшовый дизельный экскаватор- обратная лопата на гусеничном ходу ЭО – 5122 и экскаватор – драглайн ЭО – 6112Б со сплошной режущей кромкой.

Технические характеристики экскаватора ЭО – 5122:

Вместимость ковша–1,6 м3;

Наибольшая глубина копания – 9,4 м;

Наибольшая высота выгрузки – 5 м;

Максимальный радиус копания – 12,5 м;

Мощность двигателя – 125 (170) кВт;

Масса экскаватора – 35,8 т.

Технические характеристики экскаватора ЭО – 6112Б:

Вместимость ковша со сплошной режущей кромкой–1,5 м3;

Управление – механическое;

Длина стрелы – 12,5 м;

Наибольшая глубина копания:

при боковом проходе – 5,1;

при концевом проходе – 7,5;

Наибольший радиус выгрузки – 10,4 м;

Наибольшая высота выгрузки – 6,5 м;

Максимальный радиус копания – 12,9 м;

Мощность двигателя – 85 (116) кВт;

Масса экскаватора – 39,75 т.

Для срезки растительного слоя и обратной засыпки необходимо подобрать бульдозер. Он выбирается от средней дальности перемещения грунта - lсрд, а также от категории грунта.

При перемещении грунта до 50м – используют бульдозеры малой и средней мощности. Подбираем бульдозер марки ДЗ-18 (Д-493А) на базе трактора Т - 100.

Технические характеристики бульдозера марки ДЗ-18 (Д-493А):

Тип отвала – поворотный;

Длина отвала – 3,97 м;

Высота отвала – 1 м;

Управление – гидравлическое;

Мощность – 79 кВт (108 л.с.);

Марка трактора – Т-100;

Масса бульдозерного оборудования – 1,86 т.

Тип автосамосвала выбирается в зависимости от объема ковша экскаватора с таким расчетом, чтобы в кузов самосвала помещалось 4-5 ковшей. Однако автосамосвалы подбираются еще и по грузоподъемности. Поэтому нужно найти массу грунта в кузове.

Масса грунта в кузове автосамосвала

Где ρср – плотность грунта, равная 1950 кг/м3

      q – объем ковша.

Подбираем КрАЗ - 222, емкость кузова - 8 м3; наибольшая скорость движения с грузом – 45 км/ч, грузоподъемность – 10т.

Расчет продолжительности одного цикла автосамосвала.

- время погрузки грунта;

Электротрамбовки применяют для ручного уплотнения грунта, начиная со дна траншеи в пространстве между трубами и слой грунта выше верхней образующей труб на 0,2 м.

Принимаем электротрамбовку маркой ИЭ-4502. Глубина уплотнения за 2 прохода – 0,4 м.

Технические характеристики электротрамбовки ИЭ-4502:

Глубина уплотнения – 40см;

Размеры трамбующего башмака – 350*450;

Характеристики электродвигателя:

Мощность – 0,4кВт (0,5л.с.);

Напряжение – 220В;

Частота тока – 50Гц;

Частота ударов – 9,3;

Габариты – 970*475*960мм;

Масса – 81,5кг.

Виброкатки применяют для уплотнения грунта траншей после обратной засыпки и ручного уплотнения.

Принимаем вибрационный каток Д - 480

Технические характеристики вибрационного катка Д-480:

Ширина уплотняемой полосы – 1,4 м;

Толщина уплотняемого слоя – 0,5-0,6 м;

Марка трактора – ДТ 75

Мощность двигателя – 55 кВт (75 л.с.);

Масса катка – 3т.

Высота ручного уплотнения определяется по формуле

Ширину траншеи после ручного уплотнения определяется по формуле

Число слоев ручного уплотнения:


Расчет технико-экономических сравнений

Себестоимость разработки 1 м3 грунта

Где См.см – стоимость машиносмен машин, входящих в комплект;

      Тсм – количество смен рабочих машин, входящих в комплект.

Расчет себестоимости для первого варианта:

Расчет себестоимости для второго варианта:

Трудность разработки 1 м3 грунта определяется по формуле

Где ∑Т – суммарная трудоемкость

Расчет трудности  разработки грунта для первого варианта:

Расчет трудности  разработки грунта для второго варианта:


2 Выбор оптимального варианта комплекта землеройных и транспортных машин

Для каждого из отобранных способов производства работ комплектуют парк машин из расчета комплексной механизации всех основных и вспомогательных процессов. При подборе машин необходимо придерживаться следующих основных принципов:

Комплект машин должен обеспечить бесперебойную высокопроизводительную работу основной или ведущей машины.

Все машины должны работать в оптимальном режиме. В комплект желательно включать машины, которые способны выполнить несколько операций.

Комплектование машин начинают с составления перечня всех процессов, подлежащих выполнению.

В состав каждого комплекта входит ведущая машина, которая выполняет основные технологические процессы.

Для разработки траншей надо подобрать такой комплект машин, который при минимальных  затратах сможет выполнить всю работу.

Для вариантного проектирования необходимо подобрать второй комплект машин, для чего нужно заменить ведущую машину.


Для сравнения вариантов комплектов машин следует составить калькуляцию трудовых затрат. Она используется для составления задания рабочим, а также определения затрат труда и стоимости работ по этапам.

Себестоимость разработки 1 м3 грунта

Где См.см – стоимость машиносмен машин, входящих в комплект;

      Тсм – количество смен рабочих машин, входящих в комплект.

Расчет себестоимости для первого варианта:

Расчет себестоимости для второго варианта:

Трудность разработки 1 м3 грунта определяется по формуле

Где ∑Т – суммарная трудоемкость

Расчет трудности  разработки грунта для

Расчет трудности  разработки грунта для второго варианта:

Удельные капитальные затраты

,

где:  1,07 – коэффициент затрат на доставку машин с завода;

                 Сопт – оптовая цена машин, руб;

                 Тг – нормативное число часов работы машины в год.

Расчет удельных капитальных затрат для первого варианта

Расчет удельных капитальных затрат для второго варианта

Определим удельные приведенные затраты для первого варианта

,

где: Ен – нормативный коэффициент эффективности капиталовложений,

Ен = 0,15.

Таблица 1.   Технико-экономические показатели комплектов машин.

№ п/п

Наименование показателя

Единица из-мерения

Вариант

I

II

1

Се

Руб/м3

18

13,54

2

Те

см/м3

0,53

0,45

3

Пуд

руб

18,18

13,7

Результаты сравнения показывают, что второй вариант целесообразен по всем показателям, однако принимаем экскаватор-драглайн, исходя из работы машины в полевых условиях.

Вид и марка машины

Наименование эксплуатационных материалов

Норма расхода, л/маш.ч

Объем, ч

Потребляемое количество, л

1

2

4

5

6

Бульдозер ДЗ-18 Т-100

дизельное топливо

12,5

1,22

15,25

моторное масло

5,10%

0,78

Э-6112Б

дизельное топливо

12,5

1,06

13,25

моторное масло

5,10%

0,68

трансмис. масло

1%

0,32

пластичные смазки

0,40%

0,05

Автосамосвал КрАЗ-222

бензин в л на 100км

50

1,06

53

моторное масло

2,40%

1,27

трансмис. масло

0,30%

0,16

спец.масло

0,10%

0,05

пластичные смазки (кг)

0,20%

0,11

Каток ДУ-31А (Д-480)

дизельное топливо

4,6

0,06

0,28

моторное масло

4,5%

0,01


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

38430. Многокритериальный анализ решений по обеспечению безопасности техногенного объекта с расширенным понятием безопасности 735 KB
  Экспертные подходы многокритериальных принятий решений на основе сравнений многокритериальных альтернатив обеспечения социотехнической безопасности техногенного объекта ТО Определение наилучшей альтернативы. Методы ELECTRE ранжирования многокритериальных альтернатив. Применения МАИ для многокритериальных сравнений альтернатив оценки безопасности техногенного объекта
38431. Метод расчета мехатронной системы привода телескопа на основе равновесно-оптимальной балансировки 3.15 MB
  Cтабильноэффективный компромисс в ММС СТЭК ММС это объединение стабильности и эффективности в рамках множества решений от полного совпадения данных свойств до обеспечения определенной степени сближения в условиях информационнотактических расширений соглашений. СТЭК в иерархических системах дополняет СТЭК ММС СТЭК ИС.3 П Парето граница АВ; Н Нэшравновесие; УКУ область угрозконтругроз; ИТ идеальная точка; УК оптимальная часть Пграницы на основе узкого конуса ; Ш точка Шепли; СНД ПаретоНэш область компромиссов ПНОК...
38432. Моделирование процесса нанесения краски устройством с применением робота Kawasaki 3.31 MB
  Определить параметры траекторного движения захвата декартовы координаты углы Эйлера скорости обеспечивающие непрерывное точное и безошибочное выполнение технологических операций. Пульт выполняет серию важных задач: Ручное управление роботом Обучение данных позиции координат Обучение вспомогательных данных блочное программирование Рис. В языке используется термин позиция так как этот термин выбран в стандарте ISO фактически же позицией является совокупность трёх координат конца центра схвата TCP а также трёх эйлеровых...
38433. Разработка и исследования метода сетевого оператора для адаптивного управления динамическим объектом 3.77 MB
  Решение задачи синтеза системы управления — есть поиск управления, как функции от пространственных координат. При этом сложнее всего получить структуру функции многомерного управления. До недавнего времени данная задача решалась следующим образом: исследователь определял структуру математического выражения, оставляя параметры неопределенными, затем их значения находились с помощью численных методов в соответствии с заданным критерием управления.
38434. Разработка и исследование искусственной нейронной сети для управления динамическим объектом с переменными параметрами 2.08 MB
  Искусственные нейронные сети используются в качестве регулятора многомерных и многосвязных динамических объектов. Применение искусственных нейронных сетей для целей управления является одной из многочисленных областей относительного нового раздела современной науки – нейроинформатики..
38435. Разработка системы конкурентно-оптимального прогноза управления предприятием на основе динамической модели олигополии 3.31 MB
  Cтабильноэффективный компромисс в ММС СТЭК ММС это объединение стабильности и эффективности в рамках множества решений от полного совпадения данных свойств в одной точке пространства J или U до обеспечения возможной степени сближения в условиях информационнотактических расширений соглашений. СТЭК ММС дополняют СТЭК в иерархических системах СТЭК ИС где реализуется право первого хода на основе субъективной информации что составляет тему отдельного исследования. Компромиссы на основе комбинации ПаретоНэшУКУШеплиподходовП ...
38436. Разработка и исследование метода аналитического программирования для структурно-параметрического синтеза системы управления динамическим объектом 14.23 MB
  Сложность задачи состоит в том, что в общей постановке для нелинейного объекта с произвольными критериями качества практически невозможно получить аналитическое решение. Поэтому известные методы для решения, как правило, неэффективны, поскольку используют специальные свойства объектов и функционалов.
38437. Многокритериальный синтез позиционного управления на основе многопрограммной стабилизации 2.76 MB
  Комбинированный метод многокритериального синтеза позиционного управления формирует аналитический вид управления, как набор параметров и известных функций состояния из состава «сетевого оператора» конечной сети этих функций и операций над ними
38438. Разработка моделирование процесса поддержки заданных климатических условий в помещении в системе InTouch 2.09 MB
  Трехдиапазонный регулятор температуры 60 3. Ведь отапливать рабочие помещения в выходные и праздничные дни не следует так интенсивно как по будням или скажем интенсивность отопления должна зависеть от температуры за окном а не от календарного времени года: вспомним хотя бы минувшую зиму когда в январе была плюсовая температура а отопление по интенсивности было “зимним†приходилось открывать окна в зданиях а можно было всего лишь снизить мощность обогрева тем самым сэкономить значительные средства. Возможные колебания...