2.2. Определение среднего расстояния перемещения грунта из выемки в насыпь

Рис. 8. Определение средней дальности перемещения грунта

Суммируя последовательно балансовые объемы, получим ординаты кривой (эпюры работы):

Определяем объёмы работ по перемещению грунта на расстояние.

где а - длина стороны квадрата, м. V_x и V_у - длина эпюр работ, м³.

,

где V- объем насыпи, V =1508,87 ;

Так как L_ср≈217,5м, то вертикальную планировку площадки будем производить скрепером марки Д3-30.

2.3. Выбор комплекта машин и механизмов для производства работ

2.3.1. Выбор комплекта машин и механизмов при вертикальной планировке площадки

Согласно ЕНиР (§Е2–1–5 табл.2б) для срезки растительного слоя выбираем бульдозер марки Д – 259 на базе трактора Т-100.

Таблица 6. Техническая характеристика бульдозера

	Марка бульдозера
Наименование показателя	Т-100 (Д-259)
Тип отвала	Поворотный
Длина отвала, м	4,15
Высота отвала, м	1,1
Управление	Канатное
Мощность, кВт (л.с.)	79 (108)
Марка трактора	Т-100
Масса бульдозерного оборудования, т	2,27
Масса бульдозера, т	14

Согласно ЕНиР (§Е2–1–21 табл.2-1б) для разработки по перемещению грунта выбираем скрепер марки Д 3-30 на базе трактора Т-74.

	Марка скрепера
Наименование показателя	Д3-30 (Д-541А)
Вместительность ковша,	3
Ширина захвата, м	1,9 и 2,1
Глубина резания, м	0,2
Толщина отсыпаемого слоя, м	0,3
Мощность, кВт (л.с.)	55 (75)
Масса скрепера, т	2,75

Согласно ЕНиР (§Е2–1–31 табл.4-2в) для уплотнения грунта II группы выбираем самоходный каток марки ДУ-29А (Д-624).

	Марка катка
Наименование показателя	Д3-30 (Д-541А)
Тип	самоходный на пневматических шипах
Ширина уплотняемой полосы, м	2,22
Толщина уплотняемого слоя, м	до 0,4
Мощность, кВт (л.с.)	96 (130)
Масса катка, т	30

2.3.2. Выбор комплекта машин и механизмов для разработки котлована

Согласно ЕНиР (§Е2–1–11 табл.4-2б) при данном объеме котлована выбираем экскаватор Э-505 с механическим приводом со сплошной режущей кромкой и емкостью ковша 0,65м³. Исходные данные:

Грунт – II группы;

Объём котлована –1279,8 м³;

Таблица 7. Техническая характеристика экскаватора

Показатель	Единица измерения	Марка экскаватора
		Э-505
Вместимость ковша	м3	0,65
Длина стрелы	м	5,5
Наибольший радиус резания	м	9,2
Наибольшая глубина копания	м	4
Наибольшая высота выгрузки	м	1,7
Радиус выгрузки	м	5,4
Мощность двигателя	кВт (л.с.)	59 (80)
Масса экскаватора	т	20,5

Выбор транспортных средств, для транспортировки грунта

Так как объем разрабатываемого в котловане грунта V_К=1279,8 м³, то целесообразно использовать ковш экскаватора объемом равным 0,5м³.

Согласно ЕНиР (§Е2–1–11 табл.5) при данном объеме котлована выбираем экскаватор ЭО-505 с оборудованием типа обратная лопата со сплошной режущей кромкой(грунт песок) и емкостью ковша 0,65м³ (механический привод).

Характеристики экскаватора ЭО-505:

- наибольший радиус копания 9,2 м;

- радиус выгрузки в транспорт 5,4м;

- наибольшая глубина копания 4 м;

- мощность 59(80) кВт;

- длина стрелы 5,5м;

- вместимость ковша со сплошной режущей кромкой 0,65м³;

- наибольшая высота выгрузки 1,7м.

В качестве комплектующих машин для вывоза лишнего грунта из котлована и обеспечения совместной работы с экскаватором выбирают автосамосвалы. Расстояние транспортирования L=6 км.

Объем грунта в плотном теле в ковше экскаватора:

(4.17)

где V_ковш – объем ковша экскаватора, м³;

К_нап – коэффициент наполнения ковша. К_нап = 1;

К_п.р – коэффициент первоначального разрыхления грунта по ЕНиР 2 (приложение 2, стр. 205-206).

К_п.р = 1,15.

V_гр = 0,65∙1/1,15 = 0,565 м³.

Масса грунта в ковше экскаватора:

(4.18)

Количество ковшей грунта, загружаемых в кузов автосамосвала:

, (4.19)

где П – грузоподъемность автосамосвала по табл. П. 7

Принимаем автосамосвал МАЗ-503:

n =10/0,93 = 10,75 ковшей – принимаем 11 ковшей

Объём грунта в плотном теле, загружаемого в кузов автосамосвала:

V=V_гр∙n (4.20)

V=0,565∙11=6,215 м³

Продолжительность цикла работы автосамосвалов:

(4.21)

(4.22)

где Н_вр – норма машинного времени по ЕНиР 2-1 для погрузки экскаватором грунта в транспортные средства, Н_вр= 4,5 маш-ч=270 маш-мин.

V_г – средняя скорость движения автосамосвала в груженном состоянии, мин; по табл. П. 8 V_г = 19 км/ч

V_п= 30 км/ч – средняя скорость движения автосамосвала в порожнем состоянии;

t_р – время разгрузки, t_р = 2 мин.

t_м – время маневра, t_м = 3мин.

T_ц=16,78+

Требуемое количество автосамосвалов составит:

N = Т_ц / t_п = 52,73 / 16,78= 3,14 (4.23)

Принимаем 4 автосамосвала МАЗ-503.

Таблица 4.9. Состав экскаваторного комплекта

№ п/п	Наименование механизма	Марка	Количество
1	2	3	4
1	Экскаватор с навесным оборудованием обратная лопата	ЭО-505	1 шт.
2	Автосамосвалы	МАЗ-503	4 шт.
	Итого:	-	5 шт.

2.3.3. Выбор комплекта машин для устройства свайного фундамента

Монтаж свайного фундамента, опалубочные и бетонные работы, основные и вспомогательные операции (транспортировка, разгрузка, складирование свай, заполнение опалубки бетоном) выполняются при помощи соответствующих машин, механизированного инструмента и приспособлений, работа которых обеспечивает заданный темп возведения здания.

Ведущей машиной в комплекте, определяющей общую произво­дительность монтажных работ, является монтажный кран.

По факторам технического порядка (раз­меры здания и его конфигурация; масса, габариты и расположение сборных элементов в здании; рельеф и размеры строительной площадки) определяют требуемые параметры крана - грузоподъемность, вылет стрелы и высоту подъема крюка.

Расчет параметров и выбор молота для погружения свай.

Сваи квадратного сечения – м, длиной 4 м, масса сваи 0,91 т, нагрузка на сваю F=260 кН. Грунт – песок.

Требуемая минимальная энергия удара молота для забивки свай, кДж:

Е_h = 0,045N

где N – расчетная нагрузка на сваю, кН.

Е_h = 0,045·260 = 11,7 кДж.

Выбираем молот с расчетной энергией удара Е_d> Еh. По таблице 4.3 прил.4/8/ выбираем трубчатый дизель-молот С-995А c энергией удара

Е_р = 0,9QH

Где Q=1250 кг, H=2,8м

Е_р = 0,9·1250·2,8=31,5 кДж

масса молота 2,7 т., частота 42 уд/мин.

Проверяем условие:

где m₁ – масса молота, т;

m₂ – масса наголовника, т;

m₃ – масса сваи, т;

К – коэф. применимости молота. К = 6 т/кДж

(2,7 + 1,28 + 0,05)/31,5 = 0,13<6 т/кДж.

Принимаем сваебойный агрегат С-995А в количестве 1 шт.

Выбор копрового оборудования для погружения сваи.

_{Выбранными конструкциями молотов для забивки свай должны оборудоваться копры и сваебойные агрегаты. С этой целью в каждом варианте производства работ копер подбирается по требуемой высоте подъема Нк(м)}

_{Нк=lc+hз+ln+lcx±h (4.29)}

_{где lc-полная длина сваи, м}

_{hз-запас по высоте, м, принимаемый 0-0,5м}

_{ln-длина молота,м}

_{lcx-запас длины для размещения грузоподъемных устройств копра,м}

_{lcx-разница между уровнем забивки свай и уровнем стоянки копра, принимается равной нулю}

_{Hk=3,5+0,5+0,4+2,8+2+1,64=10,84 м}

_{Грузоподъемность копра должна соответствовать массе сваи и сваепогружающего оборудования.}

_{По требуемой высоте копра с учетом грузоподъемности, мобильности и маневренности по таблицам приложения принимаем навесной копр марки КО-8 на базе автомобиля КрАЗ-257К}

Определение требуемых технических параметров крана

Кран подбирается по максимальным расчетным параметрам: требуемая высота подъема крюка определя­ется подъемом элемента на наиболее высокую точку, требуемый вылет стрелы крана определяется исходя из монтажа наиболее удаленного от оси крана элемента, требуемый момент - подъе­мам наиболее тяжелого и наиболее удаленного от оси крана эле­мента.

Согласно ТКП 45-1.03-63-2007:

1) необходимая минимальная высота подъема грузового крюка башенного крана Н_к, м, определяется по формуле

Н_к = H_мг + a + h_э + h_гу, (4.30)

где  H_мг — расстояние от уровня стоянки крана до монтажного горизонта, м;

a — расстояние между нижней плоскостью монтируемого элемента и уровнем опоры перед установкой его в проектное положение, м;

h_э — высота монтируемого элемента, м;

h_гу — высота грузозахватного устройства, м;

2) необходимый вылет стрелы стрелового самоходного крана L, м, (рис. 10) определяется по формулам:

при работе с главным крюком

(4.31)

где  e — половина толщины стрелы на уровне вероятного ее соприкосновения с ранее смонтированными конструкциями или поднимаемым элементом, м;

c — минимально допустимая величина зазора между стрелой крана и смонтированными конструкциями здания или монтируемым элементом, принимается равной 0,5 м;

H — высота верхнего блока стрелы над уровнем установки крана, м;

h_ш — высота шарнира, м;

h_п — длина грузового полиспаста, м;

h_гу — высота грузозахватного устройства от верхней плоскости поднимаемого элемента до оси грузового крюка, м;

h_э — высота монтируемого элемента, м;

a — расстояние между нижней плоскостью мон­тируемого элемента и уровнем опоры перед установкой его в проектное по­ложение, принимается равным 0,3 м;

3) необходимая грузоподъемность крана Q, т, определяется по формуле

Q = Q_э + Q_о + Q_с, (4.32)

где  Q_э — масса монтируемого элемента, т;

Q_о — масса оснастки, закрепляемой на монтируемом элементе до его подъема, т;

Q_с — масса строповочных устройств, т.

Рис. 9 - Схема для определения расчетных параметров стрелового самоходного крана

Назначим ведущим процессом – укладку бетонной смеси в конструкцию (кран – бадья). Тогда находим грузоподъемность крана:

Q =Q_бет + Q_строп + Q_бад; (4.33)

где Q_бет – масса бетона в бадье;

Q_бад – масса бадьи;

Q_строп – масса строп.

Принимаем бадью вместимостью 1 куб.м, с размерами 3320*870*1300мм, массой 500 кг; стропы двухветвевые грузоподъемностью 5т и массой 0,02т, высотой строповки 2,2м.

Q = 2,5 + 0,5 + 0,02 = 3,02 т.

Максимальный вылет стрелы крана определим по упрощённой формуле:

L_к = a/2 + d + с/2, (4.34)

где a – ширина котлована поверху, м;

с – ширина колеи крана, м, принимается 4-5 метров

d – расстояние от основания откоса до ближайшей опоры крана ( 1м – min по технике безопасности расстояние от верха бровки откоса до опоры крана).

L_к= 8,9+1+2=11,9 м.

Определяем необходимую высоту подъема крюка Н_к:

H _к = h _э + h _ст. + h _з , (4.39)

где h _э – высота элемента (бадьи);

h _ст – высота строповки;

h _з – величина запаса по высоте;

Рис. 10- Схема определения требуемой высоты подъёма крюка

Н _к = 3,3 + 2,2 + 0,5 = 6 м.

Принимаем кран КС-5473Б (максимальный вылет стрелы = 20 м, грузоподъемность – 9,5 т, max высота подъема = 22 м).

Выбор средств и методов понижения уровня грунтовых вод.

Определяем требуемый уровень понижения грунтовых вод из условия:

Принимаем S=1.6м

Приведенный радиус водопонизительной системы определяется по формуле:

Радиус влияния (депрессия) системы вычисляем по формуле:

Определяем ожидаемый приток воды к иглофильтрам:

При общей длине коллектора:

и притоке воды 78,96 м³/ч по графику находим, что предельная длина коллектора на одну установку

Находим требуемое число установок по формуле:

Тогда проектная длина коллектора, рассчитываемая по формуле, на одну установку составляет:

Число иглофильтров и приток воды к каждому из них:

Принимаем n=213шт.

Определяем приток воды к установке по формуле:

Т.к.приток воды к одной установке меньше производительности любого насосного агрегата ЛИУ-6,то каждую установку обслуживают два насоса ( рабочий и резервный).

Предельный дебит одного иглофильтра равен 3,4м³/час

Подбор вибратора для уплотнения бетонной смеси

Уплотнение бетонной смеси осуществляется глубинным вибраторам ИЦ-65 с длиной рабочей части 210 мм и радиусом действия 145 мм.

Определяем производительность вибратора:

;

где К_ВИБР=0,85, согласно /5/;

h_ВИБР – глубина погружения вибратора:

где L_ВИБР – длина рабочей части вибратора;

t_ВИБР – время вибрирования за один приём; принимаем равным 30с;

t_{ПЕРЕМЕЩ} – время на перемещения с места на место; принимаем равным 20с.

В соответствии с календарным графиком, окончательный состав комплекта для устройства фундаментов представлен в табл.8.

Таблица 8- Машины и механизмы для устройства фундаментов

№ п/п	Наименование механизма	Марка	Количество
1	Автомобильный кран	КС-5473Б	1 шт.
2	Трубчатый дизель-молот	С-995А	1 шт.
3	Навесной копр на базе автомобиля КрАЗ-257К	КО-8	1 шт.
4	Глубинный вибратор	ИЦ-65	1 шт.
		Итого:	4 шт.