8. Расчет забоя для экскаватора

Экскаватор разрабатывает грунт ниже уровня стоянки экскаватора. Транспортные средства для вывоза грунта от этого экскаватора могут располагаться как на уровне стоянки экскаватора, так и на дне котлована, однако наибольшее распространение получила первая схема.

Рис.1.6 Торцевой забой экскаватора драглайна

При выгрузке грунта в одну сторону (рис. 1.7) ось движения экскаватора смещают в сторону стоянки автосамосвала, и ширина забоя В_ЛУ (м) по верху при этом равна:

где R_Р=8,6 м – радиус резания грунта на уровне дна котлована,

_BЛ=14,26

Рис.1.7 Торцевой забой экскаватора обратная лопата

Ширину боковой проходки по верху определяют по выражению

Рис.1.8 Боковой забой экскаватора обратная лопата

Помимо определения видов забоя результатом данного раздела является определение вида лобовой проходки. Также определяется количество боковых проходок и их размеры таким образом, чтобы в сумме размеры этих проходок дали четко размеры траншей по ширине в верхней ее части.

1.9. Расчет технико-экономических показателей комплекта машин

1) Продолжительность выполнения работ составила 42,8 дней.

2) Объем земляных работ:

V=V_тр+V_к +V_н

V=61+17288+1406=18755 м²

3) Затраты машинного времени:

Таблица 1.10

Технико-экономические показатели комплекта машин

Наименование машин	Затраты машинного времени Маш/час.
	На одну машину
1. Бульдозер ДЗ-118	52,42
2. Экскаватор драглайн Э-1252 Б	536,7
3. Обратная лопата ЭО-3321	83,436
Итого	729,576

4) Сменная выработка ведущего экскаватора обратная лопата Э-1252 Б

1.10. Расчет материальных ресурсов для производства земляных работ

Расчет материально-технических ресурсов, необходимых для работы строительных машин при разработке грунта в котловане, выполняют на основе норм расхода материалов.

Таблица 1.11

Материальные ресурсы для производства земляных работ

Материалы	Механизмы
	ДЗ-118	Э-1252 Б	ЭО-3221	Всего
Дизельное топливо	353,78	1224,97	403,93	1982,68
Дизельное масло	15,88	55,82	18,41	90,11
Индустриальное масло	1,44	3,1	1,02	5,56
Веретенное масло	1,8	-	2,56	12,11
Автол	0,72	7,75	2,56	11,03
Нигрол	1,08	4,65	1,53	7,26
Солидол	-	32,56	10,74	43,3
Керосин	4,69	9,3	3,07	17,06
Обтирочные м-лы	0,72	4,65	1,53	6,9

1.11. Технология и организация производства земляных работ

До начала производства основных работ по устройству земляных сооружений выполняют подготовительные работы: внеплощадочные и внутриплощадочные. К внеплощадочным подготовительным работам можно отнести строительство подъездных дорог, линий связи и электропередачи, выполнение вскрышных работ на участках, отведенных под карьеры и резервы, к внутриплощадочным- восстановление и закрепление геодезической разбивочной основы, инженерную подготовку площадки с выполнением работ по планировке дорог и коммуникационных сетей, установку временных инвентарных бытовых помещений для обогрева рабочих, приема пищи, сушки и хранения рабочей одежды, санузлов и т.п.

Подготовительным работам предшествуют организационные мероприятия на получение от заказчика- застройщика разрешительной документации на отвод земельных участков, ведение строительных работ, использование существующих транспортных и инженерных коммуникаций, вырубки деревьев и др.

Геодезические работы в строительстве включают создание разбивочной основы и проведение разбивочных работ в ходе строительства, которые выполняет строительная организация.

Расчистка территории строительной площадки включает работы по уборке деревьев, кустарника и валунов, освобождению территории от строений, подлежащих сносу, переносу действующих коммуникаций и т.п.

Выемки всех видов до начала основных земляных работ должны быть ограждены от стока поверхностных вод с помощью постоянных или временных устройств. Водоотводные устройства должны обеспечивать перехват нагорных вод вдоль границ строительной площадки. Для водоотвода устраивают кавальеры и отвалы, располагаемые с нагорной стороны, а также специальные оградительные обвалования, водоотводные осушительные канавы, производят планировку территории с уклоном. Поперечные сечения и уклоны всех водоотводных устройств должны быть рассчитаны на пропуск ливневых вод и талых вод.

Вспомогательные работы производят при устройстве земляных сооружений. Они включают временные укрепления стен траншей и котлованов, открытый водолив, грунтовое водопонижение, искусственное закрепление грунтов.

Земляные работы объединяют процессы, связанные с переработкой грунта. Они состоят из подготовительных и основных процессов. Состав основных процессов зависит от способа разработки грунта.

Подготовительные процессы выполняются до начала разработки грунта. Вспомогательные процессы могут выполняться как до начала разработки, так и во время разработки грунта.

Основными элементами котлована являются: дно, откос, берма, подошва откоса, заложение откоса, бровка котлована, размеры котлована по низу и по верху, высота котлована.

Откос котлована устраивается с целью обеспечения его устойчивости и характеризуется крутизной. Крутизна откоса – отношение высоты земляного сооружения и заложение откоса. Из этого соотношения определяем величину заложения.

С учётом размеров котлована по низу, которые определяются исходя из плана фундаментов под наружные несущие конструкции с учётом требований нормативных документов и величины заложения откосов, определяются размеры котлована по верху.

Состав технологического процесса разработки грунта:

Производство земляных работ на объекте связано с переработкой грунта, который в полном объёме или частично разрабатывается, перемещается, укладывается, планируется, уплотняется, подвергается другим видам воздействий, в том числе взрыву, размыву водой, трамбованию, бурению, термообработки и т.п.Процессы, осуществляемые в ходе переработке грунта, могут быть разделены на три группы: основные, подготовительные и вспомогательные.

Основными процессами переработки грунта, в результате которых создаются земляные сооружения заданных параметров, является разработка грунта в выемках, укладка грунта в насыпи, погрузка и его перемещение в пределах строительной площадки, транспортировка за её пределы, послойное разравнивание и уплотнение грунта, рыхление мёрзлых и трудноразрабатываемых грунтов, обратная засыпка пазух земляного сооружения.

Этим вспомогательным процессам сопутствуют подготовительные и вспомогательные процессы, при этом подготовительные процессы осуществляют до начала разработки грунта, а вспомогательные - до или в процессе возведения земляных сооружений. К ним соответственно можно отнести: понижение уровня грунтовых вод, устройство противофильтрационных завес и экранов, укрепление грунтов, разбивку земляных сооружений на местности, временное крепление стенок котлованов и траншей, срезку недоборов грунта, прокладку и содержание подземных дорог, укладку геотекстильных материалов, контроль качества работ и т.д.

Для выполнения значительных объёмов земляных работ используют разнообразную строительную технику – экскаваторы, бульдозеры, скреперы, средства гидромеханизации, взрывную технику. Производительность ручного труда даже с привлечением специализированного инструмента и средств малой механизации.

В процессе производства земляных работ осуществляются следующие операции:

1.Снятие растительного грунта. Плодородный слой почвы, включая дерново-растительный слой, должен быть снят на всей площади, занимаемой насыпями, выемками, резервами, карьерами и другими сооружениями дорожного комплекса. Границы в плане, толщина снятия и места складирования грунтов плодородного слоя почвы определяются проектом. Разбивка работ по снятию почвы заключается в выноске в натуру границ срезки и контуров штабелей складирования. Для разбивки границ срезки используют вешки высотой 1,0-1,5 м, устанавливаемые через 20-25 м. Контуры валов складирования обозначают кольями; границу срезки до начала работ - бороздой (плугом или рыхлителем). В целях предупреждения поломки или засыпки установленные ранее знаки выноса проекта на местность следует защитить ограждениями из трех реек, скрепленных верхними концами «в шатер», или обозначить специальными вешками. После окончания снятия плодородного слоя почвы установленная для этой работы разбивка снимается. Если подлежащий снятию слой имеет высокую плотность или в нем остались корни после удаления леса, до начала срезки рыхлят слой или вспахивают многокорпусными плугами. Плодородный слой почвы срезают и перемещают в места складирования бульдозерами. При снятии, складировании плодородного слоя почвы должны быть приняты меры, предотвращающие его потери (размыв, раздувание), а также снижение его качества (смешивание с подстилающими слоями, корнями, лесоотходами, загрязнение и т. п.). При сроке складирования более года поверхность валов почвенного грунта укрепляют посевом трав или другими способами, предусмотренными проектом. Срезка растительного слоя грунта осуществляется бульдозером марки ДЗ-118. Передвижение бульдозера осуществляется возвратно-поступательными движениями с рабочим ходом в двух направлениях вдоль короткой стороны площадки. Холостой ход выполняется, как правило, задним ходом. При разработке грунта и планировке площадок применяется схема работы с промежуточным валом. Разработанный грунт перемещают и образуется временная насыпь растительного слоя грунта.

2.Прямая лопата представляет собой открытый сверху ковш с режущим передним краем, жестко насаженный на рукоять, которая шарнирно соединена со стрелой машины и выдвигается вперед с помощью напорного механизма. Опорожняется ковш путем открывания его днища. Такая конструкция прямой лопаты обеспечивает ей наибольшую производительность. Для рыхления грунта режущий край ковша снабжен зубьями. Это относится ко всем видам сменного оборудования, но выпускаются ковши и без зубьев - со сплошной (обычно полукруглой) режущей кромкой. При разработке грунтов I и II групп экскаватор может быть оборудован ковшом увеличенного объема. Разрабатывают грунт, когда экскаватор стоит на дне разрабатываемого забоя. На небольшую глубину он может отрывать грунт и ниже горизонта стояния, для чего устраивают пандус, позволяющий установить машину в забое выемки. Экскаватор и транспортные средства должны быть расположены таким образом, чтобы средний угол поворота экскаватора от места заполнения ковша до места его выгрузки был минимальным, так как на поворот стрелы расходуется до 70% рабочего времени цикла экскаватора.Вспомогательный экскаватор прямая лопата марки ЭО-3221 производит погрузку разработанного растительного слоя грунта в автосамосвал марки КамАЗ 65222-010

3.Основной объём грунта при производстве земляных работ разрабатывается при помощи ведущего экскаватора обратная лопата марки Э-1252 Б. Этот процесс сопровождается разработкой грунта в съездной траншее и непосредственно разработкой котлована с погрузкой грунта в транспортное средство КамАЗ 65222-010. Погрузка грунта осуществляется в одну сторону относительно экскаватора. Экскаватор разрабатывает грунт не на полную (проектную) глубину котлована. С целью предотвращения повреждения основания и перебора грунта - при его разработке в котловане оставляется недобор, величина которого зависит от оборудования экскаватора (в нашем случае он составляет 25 см.)

4.Разработка грунта I категории в съездной траншее экскаватором драглайном с емкостью ковша 1,25 м³ Э-1252 Б с погрузкой в транспортное средство автосамосвал КамАЗ 65222-010.

5. Разработка грунта I категории в котловане экскаватором обратная лопата с ёмкостью ковша 1,25 м³ с погрузкой в транспортное средство. Трудоемкость составит 518,4 маш-часа, для данного этапа потребуется 1 машинист 6 разряда. Продолжительность этапа составит 65 смен. Схема разработки грунта в котловане имеет следующий вид: Торцевая проходка шириной 16,91 метра и боковая проходка шириной 15,46 метра.

6.Разработка недобора грунта I категории в траншее бульдозером ДЗ-118 с транспортированием на расстояние 183 м. Необходимо усовершенствовать поверхность грунта котлована после разработки его экскаватором. Для этого используем бульдозер, с помощью которого еще и транспортируем грунт на расстояние 183 метра. Объем работ составит 1406 м³, трудоемкость 57,02 маш-часа, для выполнения потребуется 1 машинист 6 разряда. Плановая продолжительность работ составит 8 смен.

7.Разработка (погрузка) ранее разработанного грунта I категории экскаватором обратная лопата с ёмкостью ковша 0,63м³ с погрузкой в транспортное средство. На данном этапе используем экскаватор обратная лопата с одним машинистом 6 разряда. Объем работ равен 1406 м³, а трудоемкость составит 32,33 маш-часа. Общая продолжительность периода 4 смены.

8.Окончательное планирование дна котлована бульдозером ДЗ-118. На последнем этапе нужно усреднить необходимую глубину котлована и однородность грунта в нем. С этой целью используют бульдозер ДЗ-118. Объем работ составит 5622м² , а трудоемкость процесса составит 0,84 маш-часа. Для управления данной машиной потребуется 1 машинист 6 разряда. Плановая продолжительность окончательной планировки дна котлована равна 0,1 смены. Бульдозер марки ДЗ-118 выполняет планировку дна котлована под заданную отметку.