Мет.указания Земляные работы (Шадрина)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (СИБСТРИН)

Кафедра технологии строительного производства

Проектирование технологии производства земляных работ

методические указания для проведения практических занятий для студентов направления 270800.62 «Строительство»

всех форм обучения

Новосибирск 2013

1

	СОДЕРЖАНИЕ
		Стр.
Ведение ……………………………………………………..		2
Состав проектно-графической работы…………………….		2
1.	Исходные данные…………………………………………	2
2.	Физико-механические характеристики разрабатывае-
мых грунтов………………………………………………….		3
3.Определение натурных и проектных отметок………….		4
4.	Подсчет объемов котлована и траншеи………………….	6
5.	Выбор комплектов землеройно-транспортных машин...	7
6.	Выбор схемы разработки котлована и траншеи………...	12
Список литературы…………………………………………..		24
Приложения…………………………………………………..		25

2

Введение

Методические указания разработаны для проведения практических занятий по дисциплине «Технологические процессы в строительстве».

Задания, выполняемые студентами на практических занятиях, связаны единой темой и представляют собой проектнографическую работу, цель которой – изучить методы производства земляных работ на основе принципа комплексной механизации.

При выполнении работы студенты используют знания, полученные на лекциях, в справочной и нормативной литературе.

В результате выполнения работы студенты приобретают навыки расчета объемов земляных работ, выбора комплекта зем- леройно-транспортной техники, вычерчивания технологических схем.

Состав проектно-графической работы

1.Исходные данные.

2.Характеристика физико-механических свойств грунтов строительной площадки.

3.Построение плана площадки в горизонталях, определение натурных и проектных отметок.

4.Определение объемов работ по разработке грунта в котловане и въездной траншее.

5.Подбор комплекта машин для производства земляных ра-

бот.

6.Разработка технологических схем работы землеройных механизмов.

1.Исходные данные

1.Ситуационный план съемки местности с горизонталями. (По заданию).

2.Уклон строительной площадки для стока поверхностных вод. (По заданию).

3.Расположение котлована на площадке. (По заданию).

3

2.Физико-механические характеристики разрабатываемых грунтов

Исходные свойства грунтов во многом определяют способ их разработки, поэтому в рамках практических занятий при отсутствии геологических разрезов необходимо эти свойства определить по нормативной литературе.

1.Плотность грунта [1].

2.Разрыхляемость грунта. Характеризуется процентом увеличения объема, равным отношению объема разрыхленного грунта к его объему в естественном состоянии, умноженному на 100%. Различают первоначальное увеличение объема грунта после его разработки и остаточное разрыхление после его уплотнения. [1].

3.Устойчивость грунта в откосах. Характеризуется углом откоса, при котором грунт находится в состоянии предельного равновесия. Различают угол естественного откоса и угол временного откоса. Крутизна откоса выражается величиной угла между горизонтальной плоскостью откоса или отношением 1:m, где m – показатель откоса (m=а:Н; а – заложение откоса, м; Н – высота откоса, м). [2]

4.Группа грунта по трудности разработки землеройными и землеройно-транспортными механизмами [1].

В таблицах 1 и 2 приведены показатели естественного откоса и наибольшая допустимая крутизна откоса временных сооружений (котлованов и траншей).

Таблица 1 – Значения углов естественного откоса грунтов [3]

Наименование			Состояние грунта
грунтов		Сухой		Влажный			Мокрый
	градусы	отношение высоты к заложению откоса	градусы		отношение высоты к заложению откоса	градусы	отношение высоты к заложению откоса
1	2	3	4		5	6	7
Глина	45	1:1	35		1:1,5	15	1:3,75

4

Продолжение таблицы 1

1	2	3	4	5	6	7
Суглинок:
средний	50	1:0,75	40	1:1,25	30	1:1,75
легкий	40	1:1,25	30	1:1,75	20	1:2,75
Песок:
мелкозернистый	25	1:2,25	30	1:1,75	20	1:2,75
среднезернистый	28	1:2	35	1:1,5	25	1:2,25
крупнозернистый	30	1:1,75	32	1:1,6	27	1:2

Таблица 2 – Наибольшая крутизна откосов траншей и котлованов [3]

Грунты	Наибольшая крутизна откосов при глубине выемки, м до
		1,5			3		5
	угол		отнош.	угол	отнош.	угол		отнош.
	заложе-		высоты	зало-	высоты	зало-		высоты
	ния от-		откоса к	жения	откоса	жения		откоса
	коса,		заложе-	откоса,	к зало-	откоса,		к зало-
	град.		нию	град.	жению	град.		жению
			1:m		1:m			1:m
1	2		3	4	5	6		7
Насыпные	56		1:0,67	45	1:1	38		1:1,25
Песчаные и	63		1:0,5	45	1:1	45		1:1
гравийные
влажные
Глинистые:
супесь	76		1:0,25	56	1:0,76	0		1:0,85
суглинок	90		1:0	63	1:0,5	53		1:0,75
глина	90		1:0	76	1:0,25	63		1:0,5
Лесс и лессо-	90		1:0	63	1:0,5	63		1:0,5
видные сухие

3. Определение натурных и проектных отметок

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

1. Натурные отметки определяются по плану горизонталей участка методом интерполяции. Через вершину квадрата проводится прямая линия по кратчайшему расстоянию до пересечения двух ближайших горизонталей. (См. рис. 1).

5

Рисунок 1 – Определение натурных и проектных отметок

ННij Г1

,

а Г2

Г1

(3.1)

а Г2 Г1

, НН

Г

,

(3.2)

(а b)

ij

1

(а

b)

где Г1 ,

Г2 – отметки соседних с вершиной

ННij

горизонта-

лей, м;

– приращение искомой отметки, м; а, b – кратчай-

шие расстояния от вершины квадрата до ближайших горизонталей по масштабу.

2. Проектные отметки в каждой вершине квадратов можно

определить по формуле:
НПij НП11 lг УГ lв УВ ,	(3.3)

6

где НП11 – заданная проектная отметка в верхней левой вер-

шине первого квадрата; lг и lв – расстояния от точки с заданной проектной отметкой соответственно по горизонтали и по верти-

кали; УГ и УВ – уклоны площадки в горизонтальном и вертикальном направлениях со своим знаком.

4. Подсчет объемов котлована и траншеи

Объем прямоугольного в плане котлована, расположенного на спланированной площадке с уклоном до 10% выполняется по формуле:

	V	H	A B C D A C B D ,	(4.1)
		6

где A и B – размеры котлована по дну, м; D и C – размеры

котлована поверху с учетом принятых откосов, м; Н – средняя глубина котлована, равная разности между средней планировочной отметкой в зоне котлована и отметкой дна котлована, м.

С А 2m H ; D B 2m H ,

(4.2)

где m – показатель откоса котлована (табл. 2).

При сложном рельефе местности объем котлована определяется по методу поперечных профилей. В этом случае котлован разбивается по длине вертикальными плоскостями на ряд участков. Объем каждого участка определяется отдельно по форму-

ле:
V	F1 F2	L ,	(4.3)
2
где F1 и F2 – площади начального и конечного поперечных
сечений, определяемые по формуле:
F В 2mH H ,			(4.4)

где В – ширина котлована по дну, м; Н – средняя глубина

котлована в данном сечении, м; L – длина участка между сечениями, м;

7

При необходимости устройства въездной траншеи, ее объем определяется по формуле:

		H	2			m
					m				m , (4.5)
Vт				3b 2m H
		6					m
					m

где H – глубина котлована, м; b – ширина траншеи по дну, м, принимается равной 3,5-7,5 метров в зависимости от одностороннего или двухстороннего движения транспортных средств;

m – показатель откоса въездной траншеи, принимается равным 1:8 – 1:12 в зависимости от вида грунта, его влажности, вида транспортных средств; m – показатель откоса котлована.

Рисунок 2 – Размеры котлована

Рисунок 3 – Продольный разрез котлована с въездной траншеей

5. Выбор комплектов землеройно-транспортных машин

Рекомендации по выбору землеройных машин.

Основные показатели, по которым определяется эффективность применения экскаватора следующие:

размер земляной призмы, отрываемой экскаватором с одной стоянки (шаг передвижения lп ) должен быть не менее 1 м;

8

при отрывке котлована угол поворота экскаватора не должен превышать 70-90 и быть в любом случае не более 134;

по техническим характеристикам при отрывке котлована

сглубиной Н, м, подбирается одноковшовый экскаватор «обратная лопата», «прямая лопата» или драглайн с гидравлическим или механическим приводом.

Емкость ковша и марка экскаватора выбираются в зависимости от объема земляных работ по алгоритму, приведенному на рис. 4.

Рисунок 4 – Алгоритм выбора экскаватора для разработки котлована

Эти рекомендации не являются безусловными, а подлежат уточнению в зависимости от других технологических и экономических факторов (вид грунта, высота забоя и др.)

Рабочее оборудование «прямая лопата» рекомендуется главным образом для разработки карьеров. Для разработки котлованов прямая лопата может быть принята, если:

-объем котлована не менее 3000 м3;

9

-глубина котлована не менее 3 м и не менее нормальной высоты забоя;

-ширина котлована не менее двух радиусов резания экскаватора;

-грунт в подошве котлована сухой; -есть возможность устройства въездной траншеи с необхо-

димой величиной уклона.

Рабочее оборудование «драглайн» широко применяется для рытья, как выемок, так и котлованов, при работе «на вымет» и «на транспорт».

Рабочее оборудование «обратная лопата» ввиду меньшей отвалоемкости рекомендуется для разработки узких траншей и небольших котлованов «на вымет» и с погрузкой в транспортные средства.

В грунтах I, II, III групп рекомендуется применять ковш, как с зубьями, так и со сплошной режущей кромкой.

Разработка грунта экскаваторами выполняется с недобором до проектной отметки (табл. 3).

Таблица 3 – Величина недобора грунта, см

Рабочее обо-	Вместимость ковша экскаватора, м3
рудование	0,25-0,4	0,5-0,65	0,8-1,25	1,5-2,5		3-5
Прямая	5	10	10	15		20
Лопата
Обратная	10	15	20	-		-
Лопата
Драглайн	15	20	25	30		30

Для вывоза грунта от экскаватора в отвал используются автосамосвалы. В зависимости от объема кузова и грузоподъемности самосвала по табл. 5 принимают марку транспортных средств так, чтобы в кузов помещалось 3-8 ковшей экскаватора.

Таблица 4 – Грузоподъемность автомобилей-самосвалов, т

10