1.6. Визначення об’ємів робіт

Для визначення об'ему ґрунту, який треба розробити, котлован на робочій схемі ділимо на окремі частини вертикальними площинами. Такі площини проводимо в кінцях котловану ( перетини І-І та VІ-VІ ) і в точках перетину горизонталей з поздовжньою віссю (перетини ІІ-ІІ, ІІІ-ІІІ, ІV-ІV та V-V ).

Відкоси котловану, що утворюються між площинами I-І, VІ-VІ і зовнішньою частиною майданчика, розбиваємо на кутові піраміди та проміжкові призми.

Робочі позначки характерних точок визначаємо, як різницю між позначками горизонталей і абсолютної позначки на котловану, що задана.

Об'єм котловану (з укосами) визначаємо за такими формулами:

об'єм між перетинами;

площа і-го перетину;

Об'єм торцевих фігур

- площа і-го перерізу торцевої фігури

Об'єм котловану між перетинами I-I; і V-V
Перетин	Робочі позначки перетину	Ширина котлована по дну	Площа поперечного перетину	Півсума площа	Відстань між попере- чинами	Об'єм
	3,56	30	116,31
І-І				115,25	2,43	280,05
	3,50	30	114,19
ІІ-ІІ				104,34	38,68	4036,02
	3,00	30	94,50
ІІІ-ІІІ				86,31	31,47	2716,25
	2,50	30	78,13
IV-IV				76,08	7,42	564,52
	2,37	30	74,04
V-V
Всього						7596,84

Об'єм котлована між площинами І-І, IV-IV і зовнішньою частиною площадки
Грань	Перетин	Робоча позначка перетину	Площа поперечного перетину	Півсума площ	Відстань між перетинами	Об'єм
AD	A-A'	3,73	5,22	4,87	30	145,99
	D-D'	3,47	4,52
BC	B-B'	2,45	1,50	1,43	30	42,87
	C-C'	2,33	1,36
Всього						188,86

Об'єми кутових пірамід
Кут	Робоча позначка перетину	Об'єм
A-A'	3,73	9,73
B-B'	2,45	1,23
C-C'	2,33	1,05
D-D'	3,47	7,83
Всього		19,84

Об’єм всього котловану: V=7596,84+188,86+19,84=7805,55 м³.

Приймаємо V=7806 м³.

1.8. Вибір способу копання котловану та визначення тривалості виконання робіт у двох варіантах.

Варіант 1. Розробка грунту екскаваторами.

За технічними характеристиками екскаваторів вибираю такі, які задовольняють висоті копання Н=3,5 м.

Значенню Н=3,5 м відповідають всі марки екскаваторів.

Вибираю екскаватор пряма лопата з найменшою масою та інвентано-розрахунковою вартістю з висотою копання не менше 3,5 м. Це буде екскаватор Э-4121А з прямою лопатою з зубам. Його показники:

- найбільша висота копання Н = 7.4 м;

- найбільший радіус копання R = 7.5 м;

- найменший радіус копання на рівні стоянки R_min = 4.0 м;

- найбільша висота вивантаження Н₁ = 4,5 м;

- висота вивантаження при найбільшому радіусі вивантаження Н₂ = 4,75 м;

- найбільший радіус вивантаження R_в = 4,75 м;

- об’єм лопати V = 1,0 м³.

Копання котловану прямою лопатою ведуть при його стоянні на рівні дна котловану і розташуванні транспортних засобів на дні котловану. Тому, для вводу екскаватора в котлован, а також в’їзду виїзду самоскидів у торці котловану (з боку найменшої робочої позначки) обладнують в’їздну траншею шириною 7м з ухилом і=0,1 (m’=10).

Об’єм в’їздної траншеї

Схему проходки екскаватора вибираємо виходячи із співвідношення ширини поверху котловану і найбільшого радіусу копання:

Визначаю параметри екскаватора в забої:

- максимальний радіус різання Rmax = 0,9R = 0,9х7,5 = 6,75 м;

- радіус різання на рівні стоянки Rст = 4,0 м;

- відстань від осі стоянки екскаватора до внутрішніх відкосів

- відстань від осі руху самоскиду до нижнього краю котловану приймаю не менше 1,5 м;

- крок пересування екскаватора

Для визначення місць розміщення транспортних засобів біля екскаватора використовують графічний масштабний метод. (А1)

Визначаємо експлуатаційну продуктивність екскаватора за зміну, м³:

де c - тривалість зміни, c=8годин ; q=1,0м - місткість ковша; П_т - технічне число циклів за хвилину, Пт =1,75 ; К₁ - коефіціент наповнення ковша щільним грунтом

К_н=1,1 - коефіціент наповнення ковша пухким грунтом, приймаемо; К_п=1,26 коефіціент пухкості грунту (визначаемо за нормативом, ЕНіР); К_в=0,69 - коефіціент використання за часом.

Тоді:

Продуктивність екскаватора за зміну при розробці в'іздноі траншеі у зв'язку з малими робочими відмітками приймаемо 0,5П_е , або

Об'єм розробки грунту екскаватором з урахуванням недобору грунту до відмітки фундаменту 0,10 м без об'ему в'іздноі траншеї

Тривалість роботи екскаватора :

Приймаю 16 змін.

Для відвозу грунту приймаю самоскид КамАЗ-5511 вантажопідйомністю 10т. Місткість кузова самоскида і кубічних метрах грунту в щільному стані при середній щільності суглинку у=1,75 т/м³.

Кількість ковшів,завантажених в кузов самоскиду визначаємо за формулою:

Приймаю М=10 ковшів.

Тривалість завантаження однієї машини:

де К_т=0,85 - коефіцієнт впливу транспорту

Кількість самоскидів:

де t_ц - тривалість роботи самоскида і цикл, хв.; z =10 км - дальність перевезення грунту, v_с=30 км/год. - середня швидкість руху самоскида, з довідника; t_р.м. -тривалість розвантаження з маневруванням.

Приймаю 10 машин.

Для розрівнювання грунту на відвалі і пошарової укатки підбираємо бульдозер і трактор з катками.

З умови комплексної механізації продуктивність цих машин повинна бути рівною, або трохи вищою від продуктивності ведучої машини (екскаватора) при такій самій тривалості виконання робіт. Тобто, тривалість розрівнювання грунту бульдозером на місці відвалу становить 16 змін. При об'ємі грунту V=7806+229,59=8035,59 м³, продуктивність бульдозера за зміну повинна бути:

Тоді норма часу на 100 м грунту становить

Приймаю бульдозер Д-444 А на базі трактора ДТ-54 А, для якого норма часу на 100 м грунту Н_часу = 1,75 (маш.год.).

При об’ємі грунту V=8035,59 м³ і тривалості укатки Т=16 змін при шести проходках по одному сліду і товщині ущільненого шару 0,2 м, продуктивність роботи трактора з катками повинна бути:

Норма часу при шести проходках по одному сліду на 1000 м²:

Приймаю пневматичний причіпний каток Д-130 А масою 5 тон у зчепленні з трактором.

Варіант 2. Розробка грунту самохідними скреперами.

У процесі розробки утворюються в’їзд і виїзд, об’єми яких визначаються за формулою

де m₁ – коефіцієнт закладання дна виїзду-в’їзду; А – ширина в’їзду (виїзду), м; m – коефіцієнт закладання відкосів;

Об’єм в’їзду при m=4

Об’єм в’їзду при m=4

Всього: V=V₁+V₂=109,73+285,85=395,58 м³.

Визначаю експлуатаційну продуктивність самохідного скрепера за зміну,

де С = 8 годин – тривалість зміни, t_ц – тривалість уиклу, с:

де t_з, t_в, t_п, t_р, t_пов відповідно навантаження ковша, навантаженого і порожнього ходу скрепера, розвантаження скрепера, на повороти

z₃ – довжина шляху навантаження скрепера при клиновидному різанні, м:

Для скрепера ДЗ-ІІ П маємо: q=8м, а=2,82м; h=0,3м; k₁=0,87 (прийнято раніше); m=0,17 – коефіцієнт призми волочіння для супіску при об’ємі ковша в м³; v₃=2 км/год – швидкість руху при завантаженні. Тоді:

звідки

Тривалість вантажного та порожнього ходів обчислюємо за формулою

приймаю v=30 км/год – середня швидкість руху скрепера по дорозі.

Приймаю тривалість вивантаження t_р = 25с, час на повороти tпов = 25_с. Тоді тривалість циклу:

Тому продуктивність самохідного скрепера за зміну при значенні коефіцієнта впливу глибини виїмки К₄=0,92 і значенні коефіцієнта використання у часі К_в=0,8

Тривалість роботи скрепера при об’ємі грунту:

становить:

Для рівних умов економічного порівняння приймаю тривалість виконання робіт самохідними скреперами Т=16 змін. Тоді необхідна кількість скреперів:

Остаточно приймаю три скрепера ДЗ-ІІ П і один трактор-штовхач Т-140 (Т-100)