Выбор одноковшового экскаватора для устройства выемок.

Выбор экскаватора производят в зависимости от вида земляных работ на объекте. Первоначально тип экскаватора, требуемый для конкретного случая, устанавливают после изучения вида, размера, конфигурации и объема выемки, основных характеристик грунтов и трудоемкости их разработки; наличия и характера грунтовых вод и рекомендуемого способа понижения их уровня; технологических особенностей и условий выполнения земляных работ, а также с учетом области применения (вид и условия работы) сменного оборудования одноковшовых экскаваторов. Если окажется, что для выполнения одной и той же работы равнозначно подходят два, три и более типов сменного оборудования, то предпочтительно делать выбор в следующем порядке: прямая лопата, драглайн, обратная лопата, погрузчик и др.

Далее, исходя из требований максимальной выработки механизма, определяют необходимый объем ковша экскаватора. Выработка механизма в основном определяется продолжительностью рабочего цикла и количеством грунта, разрабатываемого за один цикл. Следовательно, при выборе экскаватора объем ковша должен быть максимальным, а время для его наполнения - минимальным. Выполнение этих требований в конкретных условиях обеспечивается, когда ковш определенного объема в процессе выработки грунта в откосе будет за одно движение наполняться с верхом в момент выхода его из забоя на поверхность. Такое наполнение ковша будет в основном зависеть от его объема, трудоемкости разработки грунта и глубины копания. Эта взаимосвязь установлена опытным путем и приведена в табл. 3.

Таблица 3. Наименьшая высота забоя, Н_з.м., обеспечивающая наполнение ковша с верхом

Тип лопаты	Группа грунта	При вместимости ковша, м^3
		0,4	0,5	0,8	1,0	1,6	2,0	3,0	4,0
Прямая лопата	I, II	1,5	1,5	2,5	3	3	3,5	3,5	4
	III	2,5	2,5	3,5	4,5	4,5	4,5	5	5,5
	IV	3,0	3,5	5,5	6	6	6,5	6,5	7
Обратная лопата	I, II	1,2	1,5	1,8	2,2	2,5	3	-	-
	III	1,8	2	2	3	3,5	4	-	-

Наименьшая высота забоя, Н_з.м., обеспечивающая наполнение ковша с верхом равна 3 м.

Объемы работ при вертикальной планировке

Объемы работ при вертикальной планировке. Объемы земляных масс, перемещаемых при планировке, можно подсчитывать методом поперечников, четырехугольных и треугольных призм. Для расчетов используются результаты нивелирования по квадратам или же план площадки в горизонталях с нанесенной сеткой квадратов со сторонами от 10 до 100 м в зависимости от рельефа и размеров площадки.

Метод поперечников применяется при спокойном рельефе местности для ориентировочных расчетов и на стадии предварительных проектных проработок, не требующих большой точности расчетов. В характерных сечениях рельефа местности вычерчивают поперечные профили, отстоящие друг от друга не более чем на 100 м. Определяют площади каждого поперечника и объем грунта, расположенного между поперечными сечениями.

Метод четырехугольных призм достаточно точен, но сопряжен со значительной трудоемкостью расчета.

Применяемый как на стадии проектирования, так и в производстве работ метод треугольных призм обеспечивает необходимую точность расчета при сложном (пересеченном) рельефе местности.

Наиболее целесообразно проводить вертикальную планировку с нулевым балансом земляных масс, при котором объемы выемки и насыпи равны, т. е. грунт перераспределяется в пределах планируемой площадки.

Подсчет объемов методом четырехугольных призм или методом квадратов при нулевом балансе осуществляется в последовательности, приведенной ниже (рис. 2).

Найдем отметки естественной поверхности в вершинах квадратов и представим данные в виде таблицы:

Таблица 4. Отметки естественной поверхности в вершинах квадратов.

Отметки естественной поверхности в вершинах квадратов
Порядковый номер квадрата	1	2	3	4	Сумма отметок
1	74,15	74,113	74,196	74,161	296,62
2	74,113	74,081	74,161	74,132	296,487
3	74,081	74,045	74,132	74,096	296,354
4	74,045	74,011	74,096	74,056	296,208
5	74,196	74,161	74,247	74,21	296,814
6	74,161	74,132	74,21	74,17	296,673
7	74,247	74,21	74,287	74,253	296,997
8	74,21	74,17	74,253	74,216	296,849
9	74,176	74,14	74,222	74,187	296,725
10	74,14	74,102	74,187	74,148	296,577
		Сумма отметок всех квадратов				2966,304

Средняя отметка планировки — отметка горизонтальной плоскости, по обе стороны которой (сверху и снизу) будут находиться равновеликие объемы выемки и насыпи, определяется по формуле:

где H₁, H₂, H₃, Н₄, H₅, H₆, H₇, Н₈, Н₉, Н₁₀ — отметки естественной поверхности в вершинах, общих соответственно для одного, двух, трех … десяти квадратов;

n — количество квадратов в пределах рассматриваемой площадки = 10.

Для определения положения проектной плоскости планировки отметка горизонтальной плоскости корректируется с учетом уклонов, необходимых для обеспечения поверхностного водоотвода с площадки. Затем вычисляются рабочие отметки вершин квадратов как разность между отметкой проектной плоскости и отметкой естественного рельефа. Рабочие отметки со знаком «+» указывают на необходимость срезки грунта (выемки), со знаком «—» -устройства подсыпки (насыпь). На плане площадки обозначается линия нулевых работ — линия перехода от выемки к насыпи.

Рис. 2. Разбивка площадки на квадраты для определения объема земляных работ при планировке:

а — разрез; б — план; в — положение плоскостей при планировке пересечения существующей поверхности с проектной плоскостью.

По рабочим отметкам в каждом квадрате определяют объем четырехгранной призмы (м³), основания которой лежат на естественной поверхности грунта и в проектной плоскости, а высота равна средней рабочей отметке:

где а — сторона квадрата сетки планировки, м;

h₁, h₂, h₃, h₄ — рабочие отметки углов квадрата, м.

Таблица 5. Рабочие отметки вершин квадратов, объемы призм для планировки земляных работ.

Порядковый номер квадрата	Рабочие отметки вершин квадратов					Сумма рабочих отметок		Объемы призм
	1	2	3	4
1	-0,0076	-0,0446	0,0384	0,0034	-0,0104		-0,26
2	-0,0446	-0,0766	0,0034	-0,0256	-0,1434		-3,585
3	-0,0766	-0,1126	-0,0256	-0,0616	-0,2764		-6,91
4	-0,1126	-0,1466	-0,0616	-0,1016	-0,4224		-10,56
5	0,0384	0,0034	0,0894	0,0524	0,1836		4,59
6	0,0034	-0,0256	0,0524	0,0124	0,0426		1,065
7	0,0894	0,0524	0,1294	0,0954	0,3666		9,165
8	0,0524	0,0124	0,0954	0,0584	0,2186		5,465
9	0,0184	-0,0176	0,0644	0,0294	0,0946		2,365
10	-0,0176	-0,0556	0,0294	-0,0096	-0,0534		-1,335
					0,000000000		0,000000000
					-8,52651E-14		-2,13163E-12

В квадратах, где выемка переходит в насыпь, объем вычисляется отдельно для участков насыпи и выемки (для квадрата №1):

,

,

где сумма h_в(н)—сумма рабочих отметок одного знака (выемки или насыпи); сумма h — сумма абсолютных значений всех рабочих отметок в углах квадрата.

Суммируя объемы одного знака, определяют общий объем выемки (+) и насыпи (—). Расхождение между объемами должно быть в пределах принятой точности расчетов.