Срезка растительного слоя

Срезанный растительный грунт складируют на территории строительной площадки или перевозят к месту вторичного использования.

Исходя из этого условия, а также дальности транспортировки грунта выбирают один из следующих методов работ:

1. Срезка слоя землеройно-транспортной машиной, погрузка в автотранспортные средства землеройной машиной и транспортировка к месту складирования (использования).

2. Срезка слоя и транспортировка его землеройно-транспортной машиной.

В первом случае, как правило, основной землеройной машиной назначают бульдозер, вспомогательным – экскаватор и автосамосвалы. Во втором все операции выполняются скрепером.

Подбор комплекта механизмов начинают с выбора ведущей машины для разработки грунта. Затем, исходя из производительности, длительности цикла и основных параметров ведущей машины, подбираются вспомогательные машины для рыхления, транспортировки, разравнивания, уплотнения и др. возможных видов работ.

Учитывая, что одна и та же работа может быть выполнена разными комплектами машин, а один и тот же комплект может работать по различным технологическим схемам, при предварительном выборе комплектов руководствуются установленными практикой положениями.

Крупные машины с большой производительностью экономически выгодно использовать на работах со значительными объемами, а при малых объемах работ дешевле применить мелкие машины.

Разработку грунта бульдозерами выполняют преимущественно двумя способами: траншейным и послойным.

Рис. 2. Схема разработки грунта бульдозером:

а — траншейным; б — послойным; 1, 2, 3, - последовательность резания Траншейный способ разработки применяют для уменьшения потерь при перемещении грунта на расстоянии до 50 м. Параллельные полосы — траншеи глубиной от 0,4 до 0,6 м — получают путем нескольких проходов бульдозера по одному и тому же месту. Ширину траншей принимают равной длине отвала бульдо­зера, а перемычки, оставляемые между траншеями, шириной 0,4 м в связных грунтах и 0,6 м — в малосвязных. Перемычки разрабатывают после прохода каждой траншеи.

Рис. 3. Траншейный способ разработки грунта при отсыпке насыпи: 1 – траншеи проходок бульдозера; 2 – промежуточные валики; 3 – перемычкамежду траншеями; 4 – насыпь.

Придальности перевозки свыше 50 м через каждые 25 м устраивают промежуточные валы, которые затем перемещают двумя или тремя спаренными бульдозерами.

Метод устройства промежуточных валиков заключается в следующем. На пути транспортировки грунта через каждые 40…50 м намечают участки расположения промежуточных валиков грунта. Бульдозер разрабатывает и перемещает грунт отдельными захватками. Сначала грунт перемещается в первый валик, затем во второй, третий и далее за пределы выемки. При этом увеличивается количество холостых ходов бульдозера, но при каждом рабочем ходе бульдозер перемещает максимальный объем грунта. При траншейном способе разработки грунта потери его значительно сокращаются вследствие уменьшения осыпания с отвала бульдозера в процессе транспортировки грунта к месту его отсыпки.

При послойном способе выемка разрабатывается слоями на толщину снимаемой стружки за один проход бульдозера последовательно по всей ширине выемки или отдельным ее частям. Этот способ применяется при небольшой глубине срезки и сложном очертании площадок.

При послойной схеме разработку грунта производят параллельными полосами, причем каждая предыдущая полоса пере­крывается последующей от 0,3 до 0,5 м.

Рис.4. Расчетная схема срезки растительного слоя. L_ср – среднее расстояние перемещения растительного грунта при обваловке, h – высота отвала грунта, А – полоса расчистки растительного грунта, В – ширина отвала растительного грунта по низу, b – ширина отвала растительного грунта по верху.

На полосе расчистки А (длиной до 150 м) движениями бульдозера от краев к центру формируется отвал растительного грунта шириной ; площадью , где b принимается в пределах 1,5…1,9R, причем R – радиус резания на уровне гусениц для экскаватора, используемого при погрузке (выбирается по [2]).

Высота отвала h принимается от 2 до 4 м. Среднее расстояние перемещения грунта L_ср = А/4, м.

По [2] для снятия растительного слоя подбирается бульдозер на базе трактора Т, Т-100, Т-130 и Т-180 по ширине траншеи соответственно 20-40 м, 40-60 м, 60-100 м. Главными характеристиками бульдозера являются марка бульдозера, длина отвала, высота отвала, тип отвала, управление, мощность.

Для разработки срезанного грунта с погрузкой в транспортное средство выбирается экскаватор. Наиболее предпочтителен экскаватор – прямая лопата. При объемах работ более 10 тыс. м³ рекомендуется использовать машины с емкостью ковша 0,5 м³ и более. Главными характеристиками являются марка экскаватора, вместимость ковша, длина стрелы, наибольший радиус копания, наибольший радиус выгрузки, наибольшая высота выгрузки, мощность.

Эксплуатационная производительность бульдозера П_эб:

(17)

V_п- объем призмы волочения, м³,

(18)

где В₀ и Н-соответственно длина и высота отвала бульдозера, м; К_р - коэффициент разрыхления грунта, по [2]; φ₀- угол естественного откоса разрыхленного грунта; К_у - коэффициент учета уклона местности (приложение 2); К_с - коэффициент сохранения грунта на ноже при транспортировке, К_с=1-0,005L_ср; К_в - коэффициент использования бульдозера в смену по [2]; Т - единица времени, за которую определяется производительность бульдозера, 8 часов; Т_ц - время рабочего цикла, сек;

Т_ц=t_p+t_п+t_xx+t_м, (19)

где t_p - время резания грунта,

; (20)

; (21)

t_п - продолжительность перемещения:

; (22)

t_xx - продолжительность холостого хода:

; (23)

t_м – время маневрирования.

Скорости резания, перемещения грунта и транспортирования приведены в приложении 2.

Необходимое для выполнения работ количество машино-смен определяется по формуле

. (24)

V_гр – объем разрабатываемого грунта, м³.

Количество бульдозеров и сменность их работы определяются в период составления графика производства работ, исходя из отрезка времени, отведенного для выполнения данного вида работ (исходные данные).

Эксплуатационная производительность экскаватора

, м³/см (25)

где q- вместимость ковша(м³); К_н - коэффициент наполнения ковша (приложение 3); t_цп- время цикла при погрузке транспортного средства (мин) по (приложение 3); К_р - коэффициент разрыхления грунта по [2]; Т - единица времени, за которую определяется производительность (8 часов); К_им - коэффициент использования машин в смену, по [2] в зависимости от группы грунта.

Нормативная производительность экскаватора:

, (26)

где Н_вр - норма времени, чел-час на 100 м³ грунта по [2].

В дальнейшем расчёте используется наименьшая производительность.

Необходимое количество экскаваторных машино-смен определяется по формуле (24).

Расчет необходимого количества транспорта под экскаватор

Расчет начинаем с выбора типа автомашин по приложению 5. На выбор марки и числа автосамосвалов влияют следующие факторы: грузоподъемность автосамосвала и выработка экскаватора. С увеличением грузоподъемности автосамосвала уменьшается простой экскаватора и увеличивается его выработка. Но чем мощнее автосамосвал, тем дороже стоимость комплекта машин. Рациональное соотношение вместимости ковша q(м³) к грузоподъемности автосамосвала Q,т, 1:10, т.е. для экскаватора с емкостью ковша q=0,65 (м³) целесообразнее использование автосамосвала Q=7 т и т.д. (приложение 3,5). Используются такие характеристики, как грузоподъемность, вместимость кузова, радиус поворота, высота до верха кузова, время маневрирования при погрузке, время маневрирования при разгрузке, скорость в груженом состоянии, скорость порожняком.

При выборе автотранспортных средств, следует соблюдать следующие условия:

- высота борта должна быть, как минимум, на 100 мм ниже погрузочной высоты экскаватора;

- необходимо стремиться, чтобы в одну машину погружалось от 4 до 7 ковшей грунта, т.к. при малом объеме грунта в кузове самосвала при движении возникают нежелательные динамические нагрузки, а при большом количестве ковшей увеличивается время погрузки.

Количество ковшей n_к рассчитывается по формуле

, (27)

где V_{куз.сам} – грузоподъемность автосамосвала, т; К_н – коэффициент наполнения ковша; – емкость ковша экскаватора, м³; К_р – коэффициент разрыхления грунта.

Количество ковшей округляется до целого числа как в большую, так и в меньшую стороны с учетом возможной перегрузки или недогрузки транспорта в пределах 10%, при этом масса грунта в кузове, т:

, (28)

γ_ср – средняя плотность в естественном залегании, т/м³, по [2].

По формуле (27) количество ковшей, необходимых для заполнения транспорта, определяется исходя из грузоподъемности без учета емкости кузова, поэтому необходима проверка на вместимость грунта в кузове

(32)

При перевозе легких грунтов геометрическая емкость кузовов автосамосвалов может не обеспечить загрузку по грузоподъемности. В таких случаях рекомендуется наращивание бортов временными щитами.

Время рабочего цикла:

Т_ц=t_п+t_пр.гр+t_р+t_m+t_пр.п, (29)

где t_п - время стоянки под погрузкой, мин, ; - продолжительность цикла экскавации одноковшового экскаватора (приложение 3); t_пр.гр – время цикла экскаватора; t_пр.гр - время пробега самосвала к месту разгрузки с учетом задержек в пути, мин; L - расстояние до места отвала (км); К_п - коэффициент увеличения времени пробега вследствие замедления во время торможения и разгона по (приложение 5); t_р - время разгрузки, мин (2-4 мин); t_m - время маневрирования, мин (5-15 мин); t_пр.п - время пробега порожняком, мин.

, (30)

, (31)

, – скорости автосамосвала порожняком и в груженом состоянии соответственно.

Исходя из выше сказанного, подбираем количество автотранспортных средств:

. (33)

Вертикальная планировка площадки

Технологический процесс по вертикальной планировке площадки состоит из следующих операций: предварительное рыхление грунта (при необходимости); его срезка; транспортировка к месту укладки, разравнивание (при необходимости) и уплотнение.

За основную землеройно-транспортную машину рекомендуется принимать бульдозер или скрепер. Экскаватор для данного типа работ в промышленно – гражданском строительстве используется крайне редко.

Перемещение грунта из выемки в насыпь бульдозером рекомендуется производить при дальности перемещения до 50 м – по обычной схеме; 50- 100 м – с накоплением грунта в промежуточных валах; более 100 м – применение бульдозера нецелесообразно.

Построение картограммы земляных работ

Картограмма земляных работ – это графическое изображение выполняемых объемов работ. На ней указываются: разбивка участка на квадраты; рабочие, красные и черные отметки; объемы работ по квадратам; положение нулевой линии работ (ЛНР) и откосы строительной площадки.

Средняя дальность перемещения земляных масс определяет выбор типа землеройно-транспортных машин, область эффективного использования которых устанавливается по рациональному расстоянию транспортирования грунта. Кроме того, этот параметр необходим при нахождении норм времени и расценок. При сравнении нескольких вариантов производства планировочных работ дальность рассчитывается с точностью до 1 м.

Существует несколько способов нахождения среднего расстояния перевозки грунта. При этом на практике реализуются два подхода. Если объем работ невелик и площадка имеет одну незамкнутую нулевую линию, то средняя дальность перемещения грунта определяется в целом для всей площадки. В некоторых случаях сетка квадратов может пересекаться несколькими нулевыми линиями или иметь одну замкнутую линию. Тогда площадка разбивается на несколько участков при соблюдении нулевого баланса объемов выемки и насыпи на каждом участке, рассчитывается несколько расстояний перемещения грунта и находится средневзвешенное расстояние.

В курсовом проекте при наличии ведомости шахматного баланса земляных масс средняя дальность возки грунта L_cp может быть определена по формуле

, (34)

где v_i – частный объем выемки, перемещаемый из i-го квадрата, м3; L_i – расстояние, на которое перевозится данный объем, м.

Так как план распределения земляных масс по методу шахматного баланса не является оптимальным, то рассчитанная величина L_cp будет иметь погрешности.

Также средняя дальность перемещения грунта ориентировочно может определяться как расстояние между центрами тяжести выемки и насыпи методом статистических моментов. Вычисляют моменты объемов относительно любых координатных осей:

(35)

(36)

(37)

(38)

Здесь V_в,V_н – объемы грунта в пределах простейших фигур, м³;

Х_в, Х_н, y_в, y_н – координаты центров тяжести простейших фигур, м³.

(39)

Разработка схемы перемещения грунта

При ориентировочном способе определения средне дальности перемещения грунта при планировке площадки плановые трудо- и машинозатраты значительно ниже фактических. Кроме того, перемещение грунта при производстве работ достаточно бессистемно, что в свою очередь увеличивает разрыв между плановыми и фактическими значениями затрат.

Для нормальной организации работ необходимо построить схему перемещения грунта.

При использовании бульдозера для вертикальной планировки площадки следует вести расчет по формулам (17)…(24).

При разработке схемы движения скреперов также следует помнить, что на их производительность влияет направление уклона площадки, а также то, что режут грунт и наполняют ковш только при прямолинейном движении скрепера.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: