Расчет земляных работ

2.1. Технологическая карта на земляные работы.

2.1.1.Исходные данные для ведения земляных работ:

1.   Грунт – супесь, суглинок.

2.   Трубы – стальные ГОСТ 10704-91 о 159х4,5

3.  Протяженность трубопровода - l = 346 км.

4.  Время строительства - лето

5.  Район строительства - п.Южный г.Барнаул

6.  Физико - механические свойства грунта

1) Супесь, суглинок.

2) Средняя плотность в естественном залегании - r = 1,65 т/ м³, - r = 1,8 т/ м³

3) Коэффициент первоначального разрыхления - 20 % ( К_пр = 1,2 ).

4) Группа грунта для работ:

бульдозер - I;

Экскаватор одноковшовый - П;

2.1.2. Определение объемов земляных работ.

1.  Подсчет объемов по разработке траншеи.

а) Ширина траншеи по низу:

а = Æ + 2a = 0,159 + 2х0,2 = 0,559 м.

В связи с тем, что разработка траншеи ведётся многоковшовым роторным экскаватором со сменным оборудованием и шириной разработки 0,6 м принимаем ширину траншеи понизу и поверху 0,6 м. В местах, где необходимо заложение откосов, вертикальные стенки крепят специальными временными крепями, щитами с опорными стойками.

г) Объем траншеи:

V_транш = (a + В_ср)/2*h_ср*l;

 где В_ср – ширина траншеи средняя между двумя пикетами;

h_ср – высота траншеи средняя между двумя пикетами;

l - длина участка траншеи между двумя пикетами.

Расчет объемов земляных работ по разработке траншеи.

Таблица 1

№ ПК	a	h	hср	Bср	L	Vтр
83+93	0,6	1,39	1,395	0,6	73	61,101
84+66	0,6	1,4	1,41	0,6	74	62,604
91+40	0,6	1,42	1,435	0,6	60	51,66
92	0,6	1,45	1,485	0,6	64	57,024
92+64	0,6	1,52	1,53	0,6	86	78,948
93+50	0,6	1,54	1,5	0,6	50	45
94	0,6	1,46	1,44	0,6	100	86,4
95	0,6	1,42	1,45	0,6	300	261
98	0,6	1,48	1,47	0,6	100	88,2
99	0,6	1,46	1,73	0,6	170	176,46
102+70	0,6	2	2	0,6	30	36
103	0,6	2	1,77	0,6	116	123,192
104+16	0,6	1,54	1,575	0,6	184	173,88
106	0,6	1,61	1,57	0,6	100	94,2
107	0,6	1,53	1,525	0,6	100	91,5
108	0,6	1,52	1,56	0,6	200	187,2
110	0,6	1,6	1,59	0,6	100	95,4
111	0,6	1,58	1,58	0,6	28	26,544
111+28	0,6	1,58	2,23	0,6	76	101,688
112+4	0,6	2,88	2,86	0,6	94	161,304
112+98	0,6	2,84	2,21	0,6	102	135,252
114	0,6	1,58	1,6	0,6	100	96
115	0,6	1,62	1,605	0,6	100	96,3
116	0,6	1,59	1,63	0,6	100	97,8
117	0,6	1,67	1,67	0,6	200	200,4
119	0,6	1,67	1,67	0,6	300	300,6
122	0,6	1,67	1,62	0,6	100	97,2
123	0,6	1,57	1,605	0,6	65	62,595
123+65	0,6	1,64	1,605	0,6	35	33,705
124	0,6	1,57	1,67	0,6	33	33,066
124+33	0,6	1,77	1,695	0,6	77	78,309
125	0,6	1,62	1,67	0,6	100	100,2
126	0,6	1,72	1,645	0,6	100	98,7
127	0,6	1,57	1,495	0,6	18	16,146
127+18	0,6	1,42	1,495	0,6	63	56,511
отв.9	0,6	1.46	1,405	0,6	20	16,86
	0,6	1,35
отв. 7	0,6	1,45	1,405	0,6	79	66,597
		1,36
						3645,546

2)   Объем трубопровода:

V_труб = (p*d²*l)/4,

V_труб (Æ 225Х12,8 мм) = 148,6 м³.

V_труб (Æ 110Х6,3 мм) = 0,2 м³.

V_труб (Æ 63Х4,5 мм) = 0,25 м³.

V_{труб общ.} = 149,05 м³.

3)   Объем грунта под приямки:

V_пр = 0.05*V_транш = 182,28 м³.

4)   Объем грунта по обратной засыпке:

а) Подбивка пазух:

V_подб = V_{подб транш} - V_труб = 948,1-149,05 = 799,05м³.

ширина подбивки пазух поверху:

В_под = а_ср + 2* (d+0,2)*m = 600 + 2*0,425*0 = 0,6 м;

объём подбивки траншеи:

V_{подб транш}  = (d+0,2)*L*(A+B_под)/2=(0,6 +0,6)/2*0,425*1800 = 948,1 м³.

 б) Обратная засыпка:

V_засып.=V_{сум. транш}  - V_труб. - V_{подб пазух} = 3645,546 – 149,05 – 799,05= 2697,446 м³.

V_{сум. транш}  = V_транш + V_пр = 3645,546 + 182,28 = 3827,826 м³.

5) При устройстве кавальеров для обратной засыпки, площадь его сечения рассчитывается по формуле:

S_кав =V_кав /L=3237/3817=0.848, м².

Объем грунта в кавальере с учетом его первоначального разрыхления

V_кав =V_зас *К_пр =2697,446 4.2=3237, м³

Ели сечение кавальера будет в виде равнобедренного треугольника с крутиз­ной откосов 1:1,5, что соответствует крутизне откосов насыпного грунта, то высота Н и основание В в м такого кавальера выражаются формулами:

Н= S_кав/1.5=0.848/1.5=0.57, м ;

В=3*Н=3*0.0,57=1.7,м

6) Подсчет объемов работ по срезке растительного слоя:

F_ср= A₁*l = 9,025*3817 = 34448,425, м²

A₁=1.7+1+0.6+1+0.225+1+3.5=9,025, м

2.1.3 Подбор автосамосвалов для доставки песка при устройстве основания трубопровода:

а) Объем грунта в плотном теле в ковше экскаватора:

V_гр. = (V_ков.* К_нап )/К_пр.=(0,12*0,8)/1,2= 0,08 м³.

где V_ков – принятый объём ковша экскаватора, м³;

К_нап-коэффициент наполнения ковша, принимаемый: для роторного экскаватора 0,8…1; драглайна 0,9…1,15;

б) Масса грунта в ковше экскаватора:

Q = V_гр. *r = 0,08*1,7 = 0,136 т.

где r - плотность грунта при естественном залегании, т/м³.

в) Количество ковшей в кузове автосамосвала:

Для дальности транспортирования 3 км выбираем автосамосвал КРАЗ - 222 грузоподъемностью 10 тонн.

n = П/Q=10/0,136 = 74 ковша

г) Объем песка в плотном теле, загружаемый в кузов самосвала:

V = V_гр.*n = 0,08*74 = 5,92 м³.

д) Продолжительность одного цикла работы самосвала:

Т_ц = t_n + 60*l/ V_г + t_n + 60*1/ V_п +t_м = 7,6 + 60*3/19 + 2 + 60*3/30 +2 = 27.57 мин.

t_n = V*H_вp/100 = 5,92*1,8/100 = 7,6 мин- время погрузки грунта, мин;

Н_вр- норма машинного времени, учитывающая разработку экскаватором 100м³ грунта и погрузку в транспортные средства, маш.мин, определяемая поЕНиР2-1;Н_вр=1.8

L - расстояние транспортировки грунта, км;

V_г - средняя скорость автосамосвала, км/ч, в загруженном состоянии, определяемая по табл.7;

V_п = 25...30 км/ч - средняя скорость автосамосвала в порожнем состоянии;

t_p = 1...2 мин - время разгрузки;

t_м = 2…3 мин – время маневрирования перед погрузкой и разгрузкой.

е) Требуемое количество самосвалов:

N=T_ц/t_n = 25,57/7,6 =4 самосвала.

2.1.4. Выбор комплектов землеройно - транспортных машин.

 Технико-экономическое сравнение комплектов машин.

Выполняется с учетом следующих показателей:

1.  Себестоимость разработки 1 м³ грунта.

С = (1.08*SС_{маш. Смен} + 1.5 SЗп)/ П_{смен. Выр.}

1.08 - коэффициент, учитывающий накладные расходы;

 С_{маш. смен} - стоимость машино- смены, входящей в комплект;

 П_{смен. выр.}- сменная выработка экскаватора, учитывающая разработку грунта навымет и погрузка в транспортные средства;

SЗп - сумма заработной платы, не учтенной в стоимости машино- смены;

1.5             - коэффициент накладных расходов на зарплату.

П_{смен. выр.}= (8/H_вр)*100, м³/см,

где 8 –количество часов работы машины в смену;

H_вр – норма машинного времени, учитывающая разработку экскаватором 100м³ грунта и погрузку в транспортные средства, маш. час, определяемая по ЕниР 2-1.

2.  Определяют удельные капитальные вложения на разработку 1 м³ грунта.

К_уд.= 1.07/ П_см.*( S( С_опт./ Т_год.)

1,07 - коэффициент затрат на доставку машин завода- изготовителя на базу механизации;

С_опт.- инвентарно- расчетная стоимость машин, входящих в комплект;

Т_год.- нормативное число смен работы машин в год.

3.  Приведенные затраты на разработку 1 м³ грунта.

П_уд.= С + Е* К_уд.

Е - нормативный коэффициент эффективности вложений.

4.  Трудоемкость разработки 1 м³ грунта.

Т = S Т_{маш. см}/ V_{вед. маш}

S Т_{маш. см}- общая трудоемкость комплекта машин;

V_{вед. маш} - объем разработки грунта по ведущей машине.

 

Подбираем комплекты машин.

Таблица 2

I вариант	П вариант
Ведущая машина	Ведущая машина
Роторный экскаватор ЭТР-161 емкость ковша 0,12 м3	Драглайн Э - 505 емкость ковша 0.5 м3
Для срезки растительного слоя	Для срезки растительного слоя
Бульдозер ДЗ - 18 (Т-100М)	Грейдер ДЗ - 14 (Д - 395)
Обратная засыпка	Обратная засыпка
Бульдозер ДЗ - 18 (Т-100М) Трамбовки ИЭ-4502	Бульдозер ДЗ - 18 (Т-100М) Трамбовки ИЭ-4502
Планировка площадки	Планировка площадки
Бульдозер ДЗ - 18 (Т-100М)	Бульдозер ДЗ - 18 (Т-100М)

Расчетная стоимость машин и себестоимость машино-смен механизмов Таблица 3

Наименование машины	Средняя стоимость машино- Смены Смаш.см, руб	Инвентарно- расчетная стоимость машины Сопт, тыс.руб	Нормативное число смен работы машины в год Тгод
		I вариант
Роторный экскаватор ЭТР - 161	44,22	23,62	300
Бульдозер ДЗ - 18 (Т-100)	24.50	7.21	300
		П вариант
Драглайн Э - 505	23.78	16.4	350
Грейдер ДЗ - 14 (Д - 395)	50,94	38.2	270
Бульдозер ДЗ - 18 (Т-100)	24.50	7.21	300

Расчитываем технико- экономические показатели:

 

 Для роторного экскаватора ЭТР – 161 с разработкой грунта в отвал.

П_{смен. выр.}= 8/1.8*100 = 444,4 м³/см

С = (1.08*(44,22+3*24,5))/444,4 = 0,28 руб.

К_уд.= 1.07/444.4*(23620/300+7210/300) = 0,25

П_уд.= 0,28+0,15*0,25 = 0,607

Полученные данные сводим в таблицу и сравниваем:

Таблица 4

Наименование показателя	I вариант	П вариант
С	0,28	0,484
Куд	0,25	0,82
Пуд	0,32	0,607

Принимаем для производства работ комплект машин и механизмов I варианта, так как показатели этого комплекта выгоднее и экономичнее по сравнению с комплектом машин и механизмов П варианта.

 

2.1.5. Указания по производству земляных работ.

1.   Срезка растительного слоя.

Процесс срезки растительного слоя производится бульдозером ДЗ - 18 на базе трактора Т – 100М, с гидравлическим приводом поворотного отвала. Набор грунта осуществляется прямоугольным способом, на глубину зарезания 0.15 м. Схема движения бульдозера - полоса рядом с полосой.

Схема набора грунта: Схема движения бульдозера: