Проектирование технологии производства земляных работ (kursovik)

Посмотреть архив целиком





Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет.







Кафедра ТСП.














Курсовая работа

«Проектирование технологии производства земляных работ»









Выполнил: ст. гр. 464-M

Дедов А.С.

Проверил: Линовская Т.М.








г. Новосибирск 2003 г.

Содержание

Содержание

Исходные данные

Анализ ситуационного плана площадки.

Определение натурных, проектных и рабочих отметок.

Построение линии нулевых работ.

Определение заложения откосов площадки.

Определение заложений откосов котлована.

Подсчёт обёмов выемки и насыпи.

Подсчёт объёма котлована с въездной траншеей.

Баланс земляных масс.

Распределение земляных масс.

Определение среднего расстояния перемещения грунта по площадке.

Выбор комлектов машин.

Технико-экономическое сравнение вариантов.

Выбор автотранспорта.

Выбор катков.

Составление технологических схем. Производственная калькуляция.

Календарный график производства работ.

Технико-экономические показатели.

Технология производства земляных работ.

Техника безопасности.

Список литературы.










Исходные данные

Вариант № 35.

Вершины углов площадки: 13, 19, 40, 34.

Отметки горизонталей:

1

2

3

4

5

6

7

8

145

146

147

148

149

150

151

152


Отметка проектная: НК1= 147.8

Отметка дна котлована: 143.5

Размеры, м:

a

b

c

D

A

70

30

40

10

40


Проектные уклоны площадки: УГ = + 0.006,

УВ = 0.000.

Грунты – песок мелкозернистый.

Показатели откоса площадки: МВ = 2.3,

МН = 2.35.

Дороги – грунтовые.

Дальность транспортировки грузов 10 км.

Место строительства – г. Хабаровск.


Строительная площадка находится в городе Хабаровске. Размер площадки 120 ´ 240 м. Котлован находится в зоне выемки. Размеры котлована 70 ´ 30 м. Рельеф местности – спокойный. Растительный грунт убран.

Плотность грунта (ЕНиР табл.1).

Разрыхляемость грунта (ЕНиР прил.2 стр.206) характеризуется процентом увеличения объёма, равным отношению объёма разрыхлённого грунта к его объёму в естественном состоянии, умноженному на 100 %. Различают первоначальное увеличение объёма грунта после его разработки и остаточное разрыхление после его уплотнения.

Устойчивость грунта в откосах характеризуется углом откоса, при котором грунт находится в состоянии предельного равновесия. Различают угол естественного откоса и угол временного откоса МВ = 2,3 МН = 2,35. Крутизна откосов выражается величиной угла между горизонтальной плоскостью откоса или отношением 1: m, где m – показатель откоса, равный отношению заложения откоса (а) к его высоте (Н) m = а:Н. m = 0,85 (по таблице 2 методических указаний).

Группа грунта в зависимости от трудности разработки (ЕНиР табл. 1):

для бульдозеров II;

для скреперов II;

для экскаваторов II.












Анализ ситуационного плана площадки.

Рельеф местности характеризуется частотой расположения горизонталей. При спокойном характере местности горизонтали располагаются через равные промежутки на плане. В данном проекте рельеф местности спокойный. Для точного подсчёта объёмов грунта при планировочных работах вся площадка расчленяется на квадраты, а последние на треугольники. Каждому квадрату присваивается номер последовательно слева направо, сверху вниз. Число вершин квадратов в строке слева направо обозначается буквой N, а количество вершин квадратов в столбце сверху вниз – М.

Каждой отметке вершин квадратов присваивается двухзначный индекс ННi,j, где i обозначает порядковый номер вершины в строке, а j – порядковый номер в столбце.

Определение натурных, проектных и рабочих отметок.

Натурные отметки определяются по плану горизонталей участка методом интерполяции. Через вершину квадрата проводится прямая линия по кратчайшему расстоянию до пересечения двух ближайших горизонталей. Расстояние от меньшей горизонтали до вершины обозначим «а», расстояние от большей до горизонтали обозначим через «b». Определяем (методом интерполяции) значение натурное в вершине:

HHi,j = Hнmin + a(Hнmax - Hнmin) / (a + b).


HH11 = 147 + 2(148-147) / 19 = 147,105;

HH12 = 147 + 15(148 – 147) / (15+3) = 147,833;

HH13 = 148 + 10 / (10 + 11) = 148,476;

HH14 = 149 + 5 / (5 + 16) = 149,238;

HH15 = 150 + 4 / (4+18) = 150,182;

HH16 = 151 + 3 / (3 + 26) = 151,103;

HH17 = 152 + 18 / (18 + 7) = 151, 720;


HH21 = 146 + 8 / (8 + 13) = 146,381;

HH22 = 146 + 18 / (18 + 3) = 146,857;

HH23 = 148 + 1 / (1 + 23) = 148,042;

HH24 = 148 + 18 / (18 + 4) = 148,818;

HH25 = 149 + 14 / (14 + 7) = 149,667;

HH26 = 150 + 11 / (11 + 11) = 150,500;

HH27 = 151 + 7 / (7 + 6) = 151,538;


HH31 = 145 + 17 / (17 + 10) = 145,630;

HH32 = 146 + 8 / (8 + 16) = 146,333;

HH33 = 147 + 2 / (2 + 7) = 147,222;

HH34 = 148 + 9 / (9 + 8) = 148,529;

HH35 = 149 + 3 / (3 + 17) = 149,150;

HH36 = 150 + 2 / (2 + 19) = 150,095;

HH37 = 151 + 4 / (4 + 9) = 151,308;


HH41 = 145 + 5 / (5 + 19) = 145,208;

HH42 = 146 + 2 / (26) = 146,077;

HH43 = 146 + 13 / (13 + 7) = 146,650;

HH44 = 147 + 7 / (7 + 7) = 147,500;

HH45 = 148 + 9 / (9 + 7) = 148,563;

HH46 = 149 + 11 / (11 + 5) = 149,688;

HH47 = 151 + 2 / (2 + 10) = 151,167;


Определение проектных отметок выполняется по формуле:

Нпрij=НК1 ± УГ ´ lг ± УВ ´ lВ, где lВ, lг – расстояния от НК1 до вершины по вертикали и горизонтали соответственно.

Hпр11 = 147,8;

Hпр12 = Hпр22 = Hпр32 = Hпр42 = 147,8 + 0,006 ´ 40 = 148,04;

Hпр13 = Hпр23 = Hпр33 = Hпр43 = 147,8 + 0,006 ´ 80 = 148,28;

Hпр14 = Hпр24 = Hпр34 = Hпр44 = 147,8 + 0,006 ´ 120 = 148,52;

Hпр15 = Hпр25 = Hпр35 = Hпр45 = 147,8 + 0,006 ´ 160 = 148,76;

Hпр16 = Hпр26 = Hпр36 = Hпр46 = 147,8 + 0,006 ´ 200 = 149,00;

Hпр17 = Hпр22 = Hпр32 = Hпр42 = 147,8 + 0,006 ´ 240 = 149,24;


Определение рабочих отметок выполняется по формуле:

Нпр – Нн = Нр


Hр11 = 147,80 - 147,105 = 0,695;

Hр12 = 148,04 - 147,833 = 0,207;

Hр13 = 148,28 - 148,476 = -0,196;

Hр14 = 148,52 - 149,238 = -0,718;

Hр15 = 148,76 - 150,182 = -1,422;

Hр16 = 149,00 - 151,103 = -2,103;

Hр17 = 149,24 - 151,720 = -2,480;


Hр21 = 147,80 – 146,381 = 1,419;

Hр22 = 148,04 – 146,857 = 1,183;

Hр23 = 148,28 – 148,042 = 0,238;

Hр24 = 148,52 – 148,818 = - 0,298;

Hр25 = 148,76 – 150,500 = -1,500;

Hр26 = 149,00 – 151,538 = -2,298;

Hр27 = 149,24 – 151,537 = -2,298;


Hр31 = 147,80 – 145,630 = 2,170;

Hр32 = 148,04 – 146,333 = 1,707;

Hр33 = 148,28 – 147,222 = 1,058;

Hр34 = 148,52 – 148,529 = - 0,009;

Hр35 = 148,76 – 149,150 = - 0,390;

Hр36 = 149,00 – 150,095 = - 1,095;

Hр37 = 149,24 – 151,308 = - 2,068;


Hр41 = 147,80 – 145,208 = 2,592;

Hр42 = 148,04 – 146,077 = 1,963;

Hр43 = 148,28 – 146,650 = 1,630;

Hр44 = 148,52 – 147,500 = 1,020;

Hр45 = 148,76 – 148,688 = 0,197;

Hр46 = 149,00 – 149,688 = - 0,688;

Hр47 = 149,24 – 151,167 = - 1,927.

Построение линии нулевых работ.

Наиболее простой способ определения ЛНР – графический. Для этого на сторонах квадратов, где рабочие отметки имеют разные знаки, откладываются в противоположных направлениях значения в масштабе рабочих отметок. Полученные точки соединяются прямой линией, которая пересечёт линию квадрата. Место пересечения и будет точкой ЛНР. Соединяя последовательно все найденные точки, получим линию нулевых работ (ЛНР).





Определение заложения откосов площадки.

По вычисленным рабочим отметкам и ЛНР на плане площадке по периметру определяется положение линии постоянных откосов. Заложение откосов (горизонтальная проекция) рассчитывается по формуле:

a = m ´HРij ,

где m – показатель постоянного откоса, равный отношению заложения откоса (а) к его высоте (НР). В данной курсовой работе эти значения соответственно для выемки m = МВ, для насыпи m = МН;

НР – рабочие отметки вершин квадратов, расположенных по периметру.

После соединения соответствующих точек против каждой вершины квадрата получится контур площадки по верху откосов.


насыпь:

выемка:


а11 = 1,63

а13 = - 0,45

а12 = 0,49

а14 = - 1,63

а21 = 3,33

а15 = - 3,27

а31 = 5,10

а16 = - 4,84

а41 = 6,09

а17 = - 5,70

а42 = 4,60

а27 = - 5,29

а43 = 3,83

а37 = - 4,76

а44 = 2,40

а47 = - 4,43

а45 = 0,46

а46 = - 1,58


Определение заложений откосов котлована.

Определяем проектную отметку в центре котлована по формуле:

Нпрij=НК1 ± УГ ´ lг ± УВ ´ lВ, где lВ, lг – расстояния от НК1 до центра котлована по вертикали и горизонтали соответственно:

Нпрij = 147,8 +135 ´ 0,006 = 148,6.

Далее определяем глубину котлована как разность между отметками центра котлована и низа котлована:

Нк = 148,6 – 143,5 = 5,1.

В зависимости от вида грунта и глубины котлована по таблице 2 методических указаний определяется показатель временного откоса: m = 0,85.


Величина заложения откосов котлована = Нк ´ m = 4,25.




























Подсчёт обёмов выемки и насыпи.

Ведомость объёмов выемки и насыпи.

Номер квадрата

Объем выемки

Объем насыпи

1

0

1503,403

2

-12,125

513,513

3

-423,025

15,515

4

-1386,3

0

5

-2507,807

0

6

-3940,915

0

7

0

2720,711

8

0

1714,667

9

-45,974

371,308

10

-613,333

0

11

-1576

0

12

-3030,889

0

13

0

3897,533

14

0

2739,381

15

0

1628,22

16

-70,553

365,275

17

-825,722

4,204

18

-2645,525

0


-17078,168

15473,73



Подсчёт объёма котлована с въездной траншеей.

Глубина котлована Нк = 148,6 – 143,5 = 5,1.

Показатель откоса m = 0,85.


















По формуле определяем объём котлована:

Vc = (Нк / 6) [a*b + c*d + (a + c)(b + d)];

c = a + 2mH = 70 + 2*0,85*5,1 = 78,67;

d = b + 2mH = 30 + 2*0,85*5,1 = 35,916;

Vc = (5,1 / 6) [70*30 + 78,67*35,916 + (70 + 78,67)(30 + 35,916)]= 12514,431 м3.

Объём въездной траншеи определится как:

Vтр = (Н2/6) [(3b + 2mH((m’-m) / m’) (m’-m)],

где Н глубина котлована, b – ширина траншеи, m’ = 10.

Vтр = (5,1/6)[(3*3,5 + 2*0,85*5,1((10 – 0,85) / 10) (10 – 0,85)] = 357,8 м3.

Баланс земляных масс.

Наименование работ и объёмов грунта

Количество, м3

насыпь (+)

выемка (-)

1

2

3

1. Планировка территории, в т.ч. снятие растительного слоя

15473,731

17078,168

2. Котлован, траншеи

 

12872,23

Итого:

15473,731

29950,398

3. Вывоз грунта в отвал

14476,667

 

Баланс:

29950,398

29950,398

Распределение земляных масс.

В соответствии с ведомостью баланса решается вопрос перемещения земляных маис. Прежде всего необходимо переместить объёмы грунта из планировочной выемки в насыпь. Если на площадке недостаток грунта менее объема котлована, то грунта из котлована вывозится в отвал.

Если объем выемки на площадке больше объёма насыпи, то весь грунт из котлована вывозится в отвал как и избыток грунта выемки. В зоне выемки определяют границу излишнего грунта.

Схема перевозок грунта определяется из условия минимальной стоимости перемещения грунтовых масс и минимальной дальности перемещений. Задача имеет множество решений. Оптимальное решение может быть найдено только с помощью современных математических методов, в частности, метода потенциалов.

В курсовой работе схему перемещения земляных маге из выемки в насыпь возможно составить с учетом некоторых рекомендаций:

Не допускать пересекающихся маршрутов.

Грунт из котлована перемещать на возможно близкие расстояния в близлежащие квадраты.

Грунт из ближайших квадратов к ЛНР зоны выемки перемещать в ближайшие квадраты к ЛНР зоны насыпи. Излишний грунт вывозить из дальних к линии нулевых работ квадратов, а грунт, завозимой из резервов, также размещать на удаленных от нулевой линии участках.

Для решения этой задачи составляется схема распределения земляных масс, на которой в виде прямых линий показаны пути перемещения отдельных объемов грунта из квадратов выемки в насыпь. При этом линии проводятся между геометрическими центрами отдельных фигур со смещением в сторону рабочей отметки с большим значением по абсолютному значению.

Одновременно с вычерчиванием схемы заполняется таблица-шахматка:












Распределение земляных масс.


Номера квадратов выемки

Номера квадратов насыпи

Всего выемок

1

2

3

7

8

9

13

14

15

16

отвал

3

 

82,176

15,515

 

 

325,334

 

 

 

 

 

423,025

4

828,421

419,212

 

 

138,667

 

 

 

 

 

 

1386,3

5

674,982

 

 

1832,83

 

 

 

 

 

 

 

2507,807

6

 

 

 

38,857

 

 

3897,53

 

 

 

 

3936,39

9

 

 

 

 

 

45,974

 

 

 

 

 

45,974

10

 

 

 

 

 

 

 

 

613,333

 

 

613,333

11

 

 

 

 

1576

 

 

 

 

 

 

1576

12

 

 

 

849,029

 

 

 

2181,86

 

 

 

3030,889

16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

70,553

 

70,553

17

 

 

 

 

 

 

 

 

531

294,722

 

825,722

18

 

 

 

 

 

 

 

557,521

483,667

 

1604,34

2645,525

Котлован

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12872,2

12872,23

Резерв

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Итого насыпи

1503,4

501,388

15,515

2720,71

1714,67

371,308

3897,53

2739,38

1628

365,275

14476,6

29933,748



Определение среднего расстояния перемещения грунта по площадке.

а) Определяем общее среднее расстояние:

Т.к. , то грунт будет разрабатываться и бульдозерами, и скреперами.

б) Определение Lср для бульдозера:

в) Определение Lср для скрепера:

Выбор комлектов машин.

Выбор бульдозера.

  1. В зависимости от среднего расстояния по алгоритму рис. 3 методических указаний назначаем мощность трактора-бульдозера (108 л.с.).

  2. В зависимости от мощности трактора-бульдозера по ЕНиР § 22 таб. 1 назначаем бульдозеры 2-х марок.

  3. Определяем нормативную производительность каждого бульдозера.

  1. Определяем продолжительность работы каждого бульдозера.


  1. Определяем расценку.

ДЗ-19:


ДЗ-53:

Выбор скрепера.

  1. В зависимости от среднего расстояния по алгоритму рис. 3 методических указаний назначаем объём ковша скрепера

  2. По ЕНиР § 21 таб. 1 подбираем марки 2-х скреперов. По тем же формулам вычисляем нормативную производительность, продолжительность, расценку работ для каждого скрепера.

ДЗ-30:

ДЗ-20:



Выбор экскаватора.

  1. Так как весь грунт из котлована вывозится в отвал, то для разработки грунта принимаем оборудование прямая лопата и драглайн.

  2. В зависимости от объёма разрабатываемого грунта в котловане и глубины котлована по алгоритму рис. 2 методических указаний подбираем ёмкость ковша экскаватора.

  1. В зависимости от ёмкости ковша экскаватора и оборудования на экскаваторе по ЕНиР §7 – 11 принимаем марку экскаватора.

  2. По ранее указанным формулам определяем производительность, время работы и расценку каждого экскаватора.

Э-651(пр. лопата с зубьями):