Технология и организация строительных работ

Размещено на http://allbest.ru

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

“Уральский государственный горный университет”

Инженерно-экономический факультет

Кафедра проиродообустройства

Курсовая работа

По дисциплине: «Земляные сооружения»

Технология и организация строительных работ

Екатеринбург 2016



ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1. ЗЕМЛЯНЫЕ СООРУЖЕНИЯ В ГИДРОТЕХНИЧЕСКОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ. БАЛАНС ГРУНТОВЫХ МАСС

Цель работы: по исходным данным определить: необходимый объем разработки пригодного грунта в карьере; площадь карьера и его параметры; объем почвенного слоя, снимаемый с поверхности карьера; объем вскрыши в карьере. Составить ведомость баланса грунтовых масс при строительстве земляной насыпной плотины.

Баланс грунтовых масс при строительстве насыпной земляной плотины

Плотины из местных фунтовых материалов возводят в основном насыпкой механизированным способом с помощью машин для земляных работ. Для тела плотин пригодны практически любые грунты, кроме растительных, илистых и плывунных. Суглинки и супеси используют для отсылки тела однородных плотин, а также для устройства экранов, ядра, понуров и верховой части неоднородных плотин. Фильтрующие песчаные и гравелисто-песчаные фунты укладывают в низовую часть, а также в земляные плотины с ядром или экраном. Грунт, укладываемый в тело плотины, должен быть уплотнен до заданной проектной плотности. При насыпке плотин используют в основном фунт из карьеров, а также пригодный фунт из расположенных вблизи профильных выемок. Для выявления потребного фунта из карьера составляют баланс фунтовых масс.

Необходимый объем фунта V_K (м³) уточняют по формуле:



где - профильный (геометрический) объем фунта, необходимый для строительства плотины, м³;

у_н - заданная плотность фунта в теле плотины, кг/м³;

у_е - плотность фунта в естественном состоянии, кг/м³;

- коэффициент, учитывающий потери фунта при транспортировке (1,02-1,025).

Площадь F_K (м²), которую будет занимать карьер, приближенно будет равна (без точного учета площади под откосами):

где - средняя толщина слоя пригодного грунта в карьере, м.

С поверхности карьера удаляют растительный или другой грунт, непригодный укладки в плотину.

Объем растительного (потаенного) V_n (м³) слоя, снимаемого с поверхности карьера рассчитывается по формуле:

где - толщина растительного (почвенного) слоя, м.

Объем непригодного грунта (вскрыши) V. (м³) для строительства плотины определяется как:



где h_e - толщина слоя вскрыши, м

Параметры карьера:

; ;

Карьер должен быть расположен в пределах разведанных границ залегания пригодных грунтов, по возможности ближе к месту укладки, с тем чтобы удобно размещались пути подвоза грунта, а груженый ход транспортных средств располагался преимущественно под уклон.

На участке от карьера до плотины прокладывают трассу магистрального землевозного пути и строят дорогу. Для движения транспортных средств из карьера делают выезды.

Ведомость баланса грунтовых масс, при строительстве земляной насыпной плотины

выемка	насыпь	Отвал вскрыши	Всего, тыс.м3
объект	Объем, тыс. м3	Земляная часть плотины	Временные отвалы растительного грунта
1. Растительный (почвенный) грунт	14,1	-	14,1	-	28,2
2. Вскрыша	47,15	-	-	47,15	94,3
3. Природный грунт для строительства плотины	660,09	-	-	-	660,09
Всего, тыс.м3	721,34	-	14,1	47,15	782,59



ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2. РАЗРАБОТКА ГРУНТА ЭКСКАВАТОРОМ С РАБОЧИМ ОБОРУДОВАНИЕМ. ПРЯМАЯ ЛОПАТА

Цель работы: установить способ разработки карьера; определить число лент и ярусов разработки; рассчитать производительность экскаватора (за час, смену, год); определить количество экскаваторов для погрузки почвенного слоя, вскрыши с поверхности карьера и пригодного грунта для строительства плотины; рассчитать необходимое количество машино-смен и машино-часов. карьер бульдозер экскаватор плотина

Результаты выполненных расчетов свести в таблицу 2.6.

Исходные данные

Срок строительства плотины	1 год
Количество рабочих дней	22
Количество смен	2
Продолжительность смены, ч	8
Тип экскаватора	Э-10011Д
Емкость ковша, м3	1,0
Наибольший радиус копания, м	9,2
Наибольшая высота копания, м	8,2

Определение числа лент и ярусов разработки

С одной стоянки экскаватор может выбрать грунт впереди себя на длину не больше чем длина напорного хода рукояти - l_n.

В связи с тем, что практически длина напорного хода рукояти используется не полностью, шаг экскаватора Ш = (0,75 - 0,80)l_n

l_n = 4,9

Ш=0,8* l_n =0,8*4,9=3,92

Чтобы уменьшить недоборы по откосу уступа, не допускают работу экскаватора с предельными значениями радиусов резания.

Тогда с учетом длины шага экскаватора расстояние от оси экскаватора до бровки откоса забоя (м) определяется по формуле:

R_p- радиус резания (копания), м

Вести разработку грунта в сторону транспортных средств нецелесообразно с поворотом в плане на угол более 45°, так как при большем угле затрудняется набор грунта, который отодвигается в выработанное пространство, за пределы радиуса резания экскаватора. В связи с этим расстояние от оси экскаватора до подошвы забоя со стороны транспортных средств (м) рассчитывается как:

- наибольший радиус резания на уровне стояния экскаватора

Следовательно, наибольшую ширину ленты при боковой разработке В_л (м) можно определить по формуле:

В_л = B₁+B₂-(R_p-R_omax),м

В_л= 8,32+4,75 - (9,2 - 6,7)=10,57 м

Если проектная глубина выемки значительно превышает максимальную глубину резания экскаватора, то разработку ведут в несколько ярусов, число которых определяется по формуле:



- глубина выемки, м;

- максимальная глубина резания экскаватора, м.

Число полных лент разработки в каждом ярусе:

- ширина выемки (434,28 м);

- ширина при боковом забое, м.

В_n=1,5R_p=1,5*9,2=13,8 м

Расчет производительности экскаватора за смену, час, год:

где - геометрическая емкость ковша экскаватора (1,0 м3);

- коэффициент наполнения ковша (1,18);

- продолжительность одного цикла (18);

- коэффициент разрыхления (1,25).

Все величины, входящие в это уравнение, кроме геометрической вместимости ковша, переменные, зависящие от вместимости ковша, грунтовых условий, формы и размера забоя, квалификации машиниста.

Коэффициент наполнения ковша К_н и коэффициент разрыхления грунта К_р учитывают влияние физико-механических свойств грунтов на производительность машины. Легко разрабатываемые грунты заполняют ковш с «шапкой», то есть с превышением расчетной геометрической емкости ковша. В этом случае К_н> 1. При разработке тяжелых грунтов за счет уменьшения толщины стружки возможен недобор. Ковш полностью не заполняется, тогда К_н<1.

Коэффициент Кр всегда больше единицы. Поскольку разработка грунта сопровождается его разрыхлением, фактический объем набранного грунта меньше геометрического объема ковша. Для сыпучих грунтов коэффициент Кр близок к единице, для скальных может достигать 1,3-1,5. Значения Кн и Кр для ряда грунтов приведены в таблице 2.

Таблица 2.

Значения коэффициентов К_н иК_р

Вид грунта	к.	кр
	лопата	драглайн
Рыхлые пески	0,96-1,02	0,80-0,90	1,08 -- 1,20
Растительный грунт, торф	1,15-1,23	1,00-1,22	1,20-1,30
Легкие и средние суглинки	1,05-1,18	0,98-1,08	1,16- 1,25
Тяжелые суглинки	1,00-1,18	0,98 -1,08	1,18-1,30

Продолжительность одного цикла экскавации t₄ зависит от конструктивных и энергетических возможностей экскаватора.

При выполнении расчетов значения продолжительности одного цикла экскавации (по данным Н.Г.Домбровского) можно принять по таблице 3.

Таблица 3 Продолжительность цикла t4 (с) одноковшовых экскаваторов

Емкость ковша, м3	Прямая лопата	Драглайн	Грейфер	Обратная лопата
0,15-0,20	12,0-13,5	15,5-16,0	18-19	16-18
0,25-0,35	14,0-14,5	16,5-17,0	19,5-21,0	16-19
0,50-0,65	15,0-16,0	18,0-18,5	22-23	17-20
0,75-0,8	16,5-17,0	19-20	24-25	18-21
1,00-1,25	17,5-18$	21-22	26-28	20-23
1,50-1,75	19,0-19,5	23-24	29-30	22-25
2,00-2,25	21,0-21,5	25-26	31-32	25-28
2,50-2,75	22,0-22,5	27-28	33-34	29-30

Технической производительностью пользуются при комплектовании экскаваторов транспортными средствами, размещении экскаваторов по фронту работ и т.д.

Эксплуатационной называется средняя фактическая производительность (м³/ч) экскаватора при работе в конкретных условиях с учетом неизбежных простоев

где K_t - коэффициент использования рабочего времени машины, представляющий собой отношение времени чистой работы ко всему затраченному.

Общее время простоев складывается из затрат времени на техническое обслуживание, заправку, переезды, смену транспортных средств и др.

Коэффициент использования рабочего времени машин и механизмов устанавливают на основании анализа режима их эксплуатации.

Для одноковшовых экскаваторов в условиях строительства значение коэффициента использования рабочего времени за час равно 0,92 - 0,96; за смену 0,75 - 0,85 (в среднем 0,80), а при работе с погрузкой на транспорт 0,65-0,75 (в среднем 0,70).

За час:

За смену:

При работе с погрузкой за час:

При работе с погрузкой за смену:

Определить необходимое количество экскаваторов для погрузки:

= 22*8=176 дней

Расчет необходимого количества экскаваторов для погрузки почвенного слоя:

Фактическое количество смен в году:

Расчет необходимого количества экскаваторов для погрузки вскрыши:

Фактическое количество смен в году:



Расчет необходимого количества экскаваторов для погрузки пригодного грунта

Фактическое количество смен в году:

Расчет машино-часов:

Результаты выполненных расчетов сведены в таблицу:

Строительная операция	Объем грунта, м3	Кол-во экскаваторов	Количество
		по расчету	округл.	машино-смен	машино-часов
Погрузка раст. слоя	14145	0,033	1	12	96
Погрузка вскрыши	47150	0,11	1	40	320
Погрузка грунта	660090,97	1,5	2	274	2192
Итого	721385,97	1,643	4	386	2608



ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3. ПРОИЗВОДСТВО ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ БУЛЬДОЗЕРОМ

Цель работы: изучить особенности разработки и перемещения грунта бульдозером; исследовать влияние дальности перемещения на производительность бульдозера.

Тип бульдозера ДЗ-109ХЛ.

Исходные данные:

Тип бульдозера	ДЗ-109ХЛ
Расстояние транспортирования почвы	15
Расстояние транспортирования почвы	25
Расстояние транспортирования почвы	35
Расстояние транспортирования почвы	45
Величина уклона, %	20

На долю бульдозеров в водохозяйственном строительстве приходятся весьма значительные объемы работ.

Это объясняется:

ь простотой их устройства, надежностью в работе,

ь низкой стоимостью эксплуатации,

ь возможностью применять в различных грунтовых условиях,

ь хорошей маневренностью и проходимостью при гусеничном ходовом оборудовании базовых тягачей,

ь высокой производительностью.

Основные рабочие параметры и производительность бульдозеров определяются мощностью базового тягача, на котором они навешены. Рабочий процесс бульдозера при разработке грунта показан на рис. 4.1г.



Рис. 4.1. Схемы работы бульдозеров: а - неповоротным отвалом; б-с поворотным отвалом (универсальный); в - схема набора, перемещения и отсыпки грунта; г - схема к определению объема грунта перед отвалом бульдозера

Эксплуатационная производительность бульдозера Q_б(м³/ч) при разработке грунта

Объем грунта V₀ (м³), который может быть набран перед отвалом, зависит от линейных размеров бульдозера

V₀ = 0,5 • b₀ • H₀ • а_n• K_н

-ширина отвала (4,12м);

H₀ -высота отвала (1,17м);

а_n- ширина призмы волочения:

а_n = H₀/tgф = 1,17/0,57=2,06м



ф -угол естественного откоса грунта (30⁰);

K_н -коэффициент заполнения емкости перед отвалом бульдозера в долях единицы от наибольшего возможного заполнения (0,7);

t_ц - продолжительность рабочего цикла бульдозера:

t_ц =t_н + t_г.х.+ t _х.х.+ n•t _п.• m•t _п.п.+ t₀

t_г.х., t _х.х., t _п., t _п.п., t₀ - продолжительности резания грунта, перемещения грунта, обратного(холостого) хода, одного поворота на 180⁰(10-20с), одного переключения скорости (5с),опускания отвала в рабочее положение (2с);

n - число поворотов бульдозера в рабочем цикле (0);

m -число переключений скоростей трактора в течение одного цикла (1).

Продолжительность резания грунта, перемещения грунта и холостого хода:

t_н = l_n/V_n • K_v

t_г.х.= l_г.х./V_г.х.• K_v

t _х.х.= l_н+l_г.х/V_х.х• К_v

l_н , l_г.х - длина путей резания грунта и перемещения к месту укладки, м

V_n ,V_г.х.,V_х.х - скорости движения бульдозера при резании грунта, перемещения грунта и обратном ходе, м/с

К_v - коэффициент, учитывающий снижения скоростей по сравнению с расчетной конструктивной скоростью трактора.

Среднее значение коэффициентов снижения скорости при резании и перемещения грунта составляют 0,7 - 0,75; при обратном холостом ходе - 0,85-0,9.



;

;

;

;

Продолжительность рабочего цикла бульдозера:

t_ц =t_н + t_г.х.+ t _х.х.+ n•t _п.+ m•t _п.п.+ t₀

t_ц1 = 11,73+21,74+ 23,47+ 5+2 = 63,94 с

t_ц2 =11,73+ 36,24+ 33,68+5+2 = 88,65 с

t_ц3 =11,73+50,73+43,88+5+2 = 113,34 с

t_ц4 =11,73+65,22+54,09+5+2 = 192,31 с

K_n = 1 - 0,005• l_г.х.

1) K_n1 = 1 - 0,005• 15 = 0,93 с

2) K_n2 = 1 - 0,005• 25 = 0,88 с

3) K_n3 = 1 - 0,005• 35 = 0,83 с

4) K_n4 = 1 - 0,005• 45 = 0,78 с

Эксплуатационная производительность бульдозера:

Q_б = (3600 • V₀ • K_i • K₀ • K_n • K_t)/t_ц•К_р

Q_б1 = (3600 • 3,48 • 2,25 •1,1• 0,93 • 0,8 )/63,94 • 1,2 =300,66 м³/ч

Q_б2 = (3600 • 3,48 • 2,25 •1,1• 0,88 • 0,8 )/88,65 • 1,2 =205,20 м³/ч

Q_б3 = (3600 • 3,48 • 2,25 •1,1• 0,83 • 0,8 )/113,34 • 1,2 =151,63 м³/ч

Q_б4 = (3600 • 3,48 • 2,25 •1,1• 0,78 • 0,8 )/192,31 • 1,2 =83,84 м³/ч

Производительность бульдозера при планировочных работах и разравнивании грунта

L_пл -длина планируемого участка (м)

а -ширина перекрытия смежных полос (м)

m_пр- число проходов по одной полосе

V_пл - средняя скорость движения бульдозера при разравнивания грунта

t -время, затрачиваемое на поворот при каждом проходе (10с)

в - 90⁰ угол захвата

График зависимости расстояния транспортирования почвы от эксплуатационной производительности бульдозера



Из графика зависимости расстояния транспортирования почвы от эксплуатационной производительности бульдозера мы видим, что чем больше расстояния транспортирования почвы, тем меньше становится производительность бульдозера.

Размещено на Allbest.ru

...