3. Баланс земляных масс.

Плотность грунта, положенного в насыпь, не равняется плотности грунта на участке выемки. Поэтому нулевого баланса планировочных работ точно не получают даже при равенстве суммарных расчетных объемов насыпи и выемки.

Вследствие невозможности уплотнения до естественной плотности грунта, который укладывается в насыпь, происходит увеличение объема грунта, который разрабатывается в выемке. Увеличение объема учитывается коэффициентом остаточного разрыхления К_ор, где К_ор вычисляется как отношение объема отсыпанного и уплотненного грунта к объему в естественном состоянии, зависит от вида грунта.

Планировочная площадка может быть разбита на участки с эквивалентными объемами, исходя из условия рационального производства земляных робот соответствующими машинами с учетом величин рабочих отметок, средней дальности перемещения грунта, эффективности использования землеройных и землеройно-транспортных машин.

Объемы земляных масс по участкам выемок (насыпей) подсчитываются суммированием объемов грунта в виде геометрических фигур на каждом участке. Следует стремиться к минимальным расстояниям перемещения грунта, чтобы сумма произведений объемов выемок на средние расстояния перемещения грунта на всех участках была наименьшей.

На свободных площадках средним расстоянием перемещения грунта принято считать расстояние между центрами тяжести выемки и насыпи.

Центры веса участков выемок и насыпей определяем графическим способом.

Для эквивалентных участков с нанесенными квадратами, нулевой линией и объемом выемок и насыпей в каждой элементарной фигуре строим кривые объемов по нарастающим итогам. Для этого проводим базисные линии, перпендикулярно которым откладываем (в произвольном масштабе) величины суммы объемов выемок (насыпей) соответственно всех горизонтальных и вертикальных квадратов. Графически определяем центры веса выемки и насыпи.

При равенстве объемов выемки и насыпи получают нулевой объем земляных масс.

Определяем процент расхождения баланса земляных масс:

Δ=

Так как расхождение меньшее 5 %, корректирование объемов насыпи и выемки не делаем. Графически определим, что средняя дальность перемещения равняется 68,5 м.

1.4 Размеры котлована.

Размеры котлована определяем на основании размеров здания в плане и данных расчета фундаментов (глубина закладка подошвы фундамента, размеры подошвы фундамента).

Вычисляем ширину и длину котлована.

;

.

где: В, L - соответственно ширина и длина дна котлована,

В₀, L₀- расстояние между осями затронутых стен, м;

в₁, в₂- расстояние от осей к внешним краям фундамента;

0,8 - расстояние от фундамента к началу откоса, м.

Объем грунта определяется по формуле.

Для нашего случая получаем результаты:

;

.

2. Выбор машин для производства земляных работ.

2.1. Машины для планирования площадки.

Для разработки и транспортирования грунта, который при вертикальном планировании площадки под здание в зависимости от дальности перемещения как ведущую машину может быть принят скрепер или бульдозер.

Путь перемещения грунта выбирается по кратчайшему расстоянию. Наиболее распространенная схема разработки грунта бульдозером челночная, при которой рабочий ход при движении вперед, холостой при движении назад. Соответственно этой схеме, грунт перемещают по прямой и по кривой.

При выполнении работ бульдозером определяется его необходимая сменная производительность:

где V - объем работы;

n_c- принятая сменность работы;

Т_дн- установленный срок производства планировочных работ.

В технических расчетах используются, как правило, нормативная и эксплуатационная производительность машин.

Нормативная производительность землеройной или землеройно-транспортной машины определяется по зависимости:

где a_l- единица объема, для которой в ЕНиР приведенные нормы затрат машинного времени;

с - продолжительность изменения;

Н_н._д.- норма затрат машинного времени [2,& Э. 2-1-22].

Эксплуатационная производительность характеризует возможность машины, что она может достичь в конкретных условиях производства:

для бульдозеров:

где V_г- объем грунта (в плотном теле), что срезывается отвалом, м³;

где а - длина отвала, м;

Н - высота отвала, м;

φ - угол естественного откоса, град.;

К_р- коэффициент первоначального разрыхления грунта (супеска К_р = 1,24);

Кв. - коэффициент использования сменного времени бульдозером;

К_у- коэффициент уклона местности;

t_ц- продолжительность одного полного цикла работы бульдозера, с.

где t_н- время, израсходованный на набор грунта;

t_г- время перемещения грунта к месту насыпи;

t_n- время, израсходованное на обратный путь;

где - длина пути набора грунта и его перемещение;

или пути движения порожняком;

V_н(r.rn)- скорость резания грунта, передвижение нагруженной или пустой машины;

где: h - толщина стружки срезаемой отвалом.

Далее необходимо определить время работы бульдозера по планированию площадки. Работу бульдозера необходимо увязать с продолжительностью работ комплектующих машин. Для этой цели вычисляется эксплуатационная производительность отдельных машин и комплекса машин.

Рассмотрим возможность использования для планировочных работ двух конкурентноспособных комплектов машин: бульдозера ДЗ-28 с катком ДУ-31А и бульдозераДЗ-42 с катком ДУ-29.

Назначаем последовательность работ – грунт разрабатываем в зоне выемки и перемещаем в зону насыпи с заключением пластами толщиной до 30 см. Пласты укатываем с числом проходов 8 по одному следу до полного уплотнения.

Таким образом, для бульдозера ДЗ-28:

t_ц = t_п +t_r + t_н = 1.8 + 76 + 29 = 106.8с

Для бульдозера ДЗ-42:

t_ц = t_п +t_r + t_н = 1,39 + 45 + 22,1 = 68,49с

Определяем продолжительность разработки и перемещение грунта:

Для бульдозера ДЗ-28

Для бульдозера ДЗ-42

Устанавливаем продолжительность работы катка ДУ-31А и катка ДУ-29 Грунт уплотняем пластом 20 см, средняя длина перемещения грунта 83 м, число проходов по одному следу - 8. При таких условиях нормативная производительность составляет:

Для котка ДУ-31А