П р а к т и ч е с к а я р а б о т а № 6
ВЫБОР ЗЕМЛЕРОЙНЫХ МАШИН ПО ТЕХНИЧЕСКИМ
И ЭКОНОМИЧЕСКИМ ПОКАЗАТЕЛЯМ
Введение
Для возведения земляного полотна автомобильной дороги используют землеройные машины: бульдозеры, скреперы, экскаваторы, автогрейдеры. Выбор ведущего типа машины зависит от высоты насыпи, глубины выемки, типа грунта и дальности его перемещения.
Землеройно-транспортными называют машины с ножевым рабочим органом, выполняющие одновременно послойное отделение от массива и перемещение грунта к месту укладки при своем поступательном движении.
Бульдозер представляет собой навесное оборудование на базовый гусеничный или пневмоколесный трактор, включающее отвал с ножами, толкающее устройство в виде брусьев или рамы и гидравлическую систему управления отвалом (рис. 6.1).
По типу привода рабочего оборудования различают бульдозеры с гидравлическим и с канатно-блочным управлением.
Резание грунта производится на скорости 2,5-4,5 км/ч, перемещение грунта на скорости 4,5-6 км/ч. Промышленность серийно выпускает широкую номенклатуру бульдозеров с тяговым усилием 13,7-247 кН мощностью 37-405 кВт.
Для послойной разработки и перемещения грунтов I-IVкатегорий применяют бульдозеры
Области применения бульдозера:
- возведение земляного полотна из выемки в насыпь, из боковых резервов в насыпь высотой до 1-1,5 м;
- землеройно-планировочные работы: планировка площадок, послойное разравнивание привозного грунта и перемещение его к голове насыпи;
- снятие растительного слоя грунта, перемещение грунта на небольшие расстояния (10-30 м);
- сооружение полувыемки-полунасыпи на косогоре;
- окучивание материалов при выполнении складских операций;
- уборка валунов и пней, корчевка и валка мелколесья;
- вспомогательные работы.
Скрепер является самоходной, прицепной или полуприцепной землеройно-транспортной машиной, рабочим органом которой служит ковш на пневмоколесах, снабженный в нижней части ножами для срезания грунта (рис. 16.2).
Скреперы предназначены для послойного копания, транспортирования, послойной отсыпки, разравнивания и частичного уплотнения грунтов I—IV категорий.
   
П р а к т и ч е с к а я р а б о т а № 7
СОСТАВЛЕНИЕ ВЕДОМОСТИ ОБЪЕМОВ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ
С РАЗРАБОТКОЙ ГРАФИКА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЗЕМЛЯНЫХ МАСС
Задание
1. Определить объем присыпных обочин.
2. Определить профильный объем с учетом коэффициента относительного уплотнения.
3. Определить объем недобора.
4. Определить распределение земляных масс с учетом направления
транспортирования.
5. Определить объем удаленного растительного грунта.
6. Определить объем выторфовывания.
7. Определить объем планировочных работ.
8. Составить ведомость объемов работ.
Для расчета используются исходные данные, представленные в табл. П7.
Исходные данные.
1. Вариант- ________________________________________________________
2. Объемы насыпи, выемки, кювета - __________________________________
3. Категория дороги- ________________________________________________
4. Толщина дорожной одежды (ДО) - __________________________________
5. Средняя высота насыпи - __________________________________________
6. Глубина болота - _________________________________________________
7. Расположение болота - ____________________________________________
8. Расстояние от карьера - ____________________________________________
9. Вид грунта - _____________________________________________________
Порядок расчета
1. Составляем ведомость распределения земляных масс (ВРЗМ), включающую 39 позиций по вертикали, по горизонтали количество пикетов соответствует протяженности участка (табл. 7.1). Основными объемами ведомости
распределения земляных масс являются:
- профильный объем работ, м3;
- профильный объем с учетом коэффициента уплотнения, м3;
- распределение земляных масс, м3;
- грунт (растительный), м ;
- направление транспортировки и зоны обеспечения (график);
- ситуационный план трассы и расположение резервов;
- способы разработки и дальность транспортировки, м3;
- выторфовывание экскаватором в отвал, м3;
- всего оплачиваемых земляных работ, м ;
- планировка, м2.
2. Заполнение ведомости распределения земляных работ осуществляется в последовательности выполнения работ, указанных в п. 1.
3. Определяем профильный объем работ.
3.1. Определяем объем насыпи (строка 1 табл. 7.1) на основании данных продольного профиля: черных и красных отметок, а также ширины дорожного полотна в зависимости от категории дороги. При решении данной задачи объем насыпи переносится из исходных данных. В конце строки выставляют суммарную цифру.
3.2. Определяем объем грунта, необходимый для устройства присыпных обочин (рис. 7.2):
Vпо = 2 • 100 • (b • h + 0,5 • 1,5 • h2) =
где 2 - количество обочин с обеих сторон дороги;
100 - из расчета на один пикет;
b - ширина обочины, в зависимости от категории дороги. Принимается по табл. 7.2. Для II категории ширина обочины равна 3 м;
h - толщина дорожной одежды, принимается из задания как суммарная величина до слоя песка;
1,5 - заложение откоса.
3.3. На пикете, где имеются одновременно выемка и насыпь, присыпная обочина для насыпи рассчитывается по формуле
V′п.о =Vп.о∙ 0,6 ;
Полученную цифру по присыпной обочине записывают в строке 2. В конце строки выставляют суммарную цифру.
3.4. Определяем профильный объем выемки (строка 3 табл. 7.1) и кювета (строка 4 табл. 7.1) на основании данных продольного профиля и ширины дорожного полотна с учетом категории дороги. При решении данной задачи объем выемки кювета переносят из исходных данных. В конце строки выставляют суммарную цифру.
3.5. Определяем профильный объем с учетом коэффициента уплотнения.
3.5.1. Определяем коэффициент относительного уплотнения грунта для заданного вида грунта и требуемого коэффициента уплотнения (табл. 21.2), значение которого принимают равным 1. В данном случае необходимо учитывать, что одна и та же масса грунта в резерве (карьере), характеризуемая меньшим коэффициентом уплотнения, имеет больший объем, чем та же масса, уложенная в насыпь и уплотненная высокоэффективной техникой до большей степени уплотнения и имеющая, следовательно, меньший объем. Это неравенство регулирует коэффициент относительного уплотнения (табл. 7.3).
3.5. Определяют профильный объем с учетом коэффициента уплотнения.
3.5.1. Определяют коэффициент относительного уплотнения грунта для заданного вида грунта и требуемого коэффициента уплотнения (табл. 21.2), значение которого принимают равным 1. В данном случае необходимо учитывать, что одна и та же масса грунта в резерве (карьере), характеризуемая меньшим коэффициентом уплотнения, имеет больший объем, чем та же масса, уложенная в насыпь и уплотненная высокоэффективной техникой до большей степени уплотнения и имеющая, следовательно, меньший объем. Это неравенство регулирует коэффициент относительного уплотнения (табл. 7.3).
Таблица 7.3
Значения коэффициента относительного уплотнения
Для вида грунта и требуемого коэффициента уплотнения (равного единице) коэффициент относительного уплотнения равен. Записываем это значение в строку 5 табл. 7.1.
3.5.2. Определяют профильный объем насыпи, присыпной обочины и выемки с учетом коэффициента уплотнения:
а) для насыпи по каждому пикету: строка 1 табл. 7.1 х стр.5 = результат записываем в строке 6. В конце строки выставляют суммарную цифру;
б) для присыпной обочины: строка 2 х 1,1 = результат записывают в строке 7. В конце строки выставляют суммарную цифру.
в) для выемки: строка 3 х 1,0 = результат записываем в строку 8.
В конце строки выставляют суммарную цифру.
3.5.3. Определяем недобор. При разработке выемки экскаватором всегда на откосе остается часть грунта в виде порогов, получаемых от ковша. При окончательной планировке откосов выемки эти пороги срезаются, а грунт перевозят либо для отсыпки насыпи, либо для устройства присыпных обочин, если он соответствует требованиям.
Недобор определяем из расчета, что он составляет 2 % от объема выемки, следовательно:
Недобор = выемка • 0,02.
Полученные значения записываем в строку 9. В конце строки выставляют суммарную цифру.
4. Определяем распределение земляных масс в м3 с учетом направления транспортировки и зоны обеспечения. Для этого вначале строим график распределения земляных масс (строка 17 табл. 7.1).
4.1. Построение графика начинаем с выемки, для этого выписывают из строки 8 объемы выемки по пикетам и записываем в строку 17. Полученные объемы грунта должны быть перемещены в насыпь из близлежащих пикетов.
4.2. Объем насыпи выписываем из строки 6 и переносим в строку 17. Эти объемы должны быть отсыпаны из грунта выемок, сосредоточенных резервов или кюветов. Перераспределение грунта обозначаем стрелками.
4.3. Если грунта из выемки на пикете больше, чем необходимо для отсыпки насыпи на соседнем пикете, то излишек грунта перемещается на следующий пикет.
Если грунта из выемки недостаточно для возведения насыпи, то в него добавляется грунт из другого пикета выемки.
Данная технология комментируется схемой, изображенной на рис. 7.3.
4.4. После распределения грунта из выемки остальной недостающий грунт для возведения насыпей доставляется из сосредоточенных резервов (карьеров), притрассовых резервов и кюветов.
4.5. Грунт для устройства присыпных обочин доставляем из сосредоточенных резервов или из кюветов, если грунт соответствует предъявляемым требованиям.
Объем грунта, доставленный для отсыпки насыпи из выемки, кювета, притрассовых резервов, сосредоточенных резервов, из недобора записываем в строки табл. 7.1 соответственно 10, 11, 12, 13 и 14 по каждому пикету.
В конце строк записываем суммарную цифру каждого объема.
5. Определяем количество растительного грунта, удаляемого на ширину подошвы насыпи.
5.1. Определяем ширину подошвы насыпи с учетом ширины дорожного
полотна, высоты насыпи, заложения откоса
B′= B +2∙H∙m =
где В - ширина дорожного полотна (см. табл. 7.2). Для II категории В =
H - высота откоса (из исходных данных H= ___ м);
m - заложение откоса (принимаем 1 : 1,5).
5.2. Определяем площадь, с которой удаляется растительный грунт:
Fраст.гр = (Lраст.гр ∙ В′) =
где Lраст.гр - длина полосы, с которой снимается растительный грунт. Определяют по формуле
Lраст.гр = L – Lболота =
где L - длина всего участка (принимаем 1000 м);
Lболота - длина заболоченного участка (принимаем 100 м).
5.3. Определяем объем удаляемого растительного слоя. Растительный грунт удаляют на глубину 0,12-0,25 м. Принимаем толщину снимаемого слоя равную 0,2 м. Объем удаляемого грунта определяют по формуле
Vраст.гр =Fраст.гр ∙ hраст.гр =
Объем растительного грунта записываем в строку 15 табл. 7.1 каждого пикета, кроме заболоченного участка.
5.4. Определяют количество болотного грунта, удаляемого с участка, на котором отсыпается насыпь дорожного полотна. Объем удаляемого грунта зависит от глубины болота и протяженности участка. Ширина полосы выторфовывания зависит от ширины насыпи понизу. Объем торфа определяем по формуле
Vторфа =B'∙ hболота∙ Lболота =
где В - ширина подошвы насыпи, м;
hболота - глубина болота (исходные данные);
Lболота - длина заболоченного участка (принимаем 100 м).
Результаты расчета заносим в строку 16 табл. 7.1. В конце строки выставляют суммарную цифру.
6. На график распределения земляных масс наносим ситуационный план трассы и расположение карьеров. Ситуация переносится из продольного профиля. В случае отсутствия данных о ситуации строка 18 заполняется произвольно по расположению леса, кустарника, пашни. Расположение болота указано в исходных данных.
7. Распределяют объемы земляных работ с учетом транспортировки грунта землеройными машинами или автомобилями-самосвалами и предварительного выбора ведущей машины.
При распределении объемов необходимо учитывать расстояние перемещения грунта, которое принимается с учетом технических возможностей и производительности ведущей машины.
7.1. Автогрейдер применяют для отсыпки насыпи на дорогах низких технических категорий и небольших объемов работ (высота насыпи до 0,8 м).
В данном примере автогрейдер применяют при устройстве кювета. Поэтому объем грунта из строки 4 переносят на соответствующие пикеты строки 19. Все объемы грунта, перемещенные с помощью автогрейдера, складывают и определяют общий объем автогрейдерных работ.
7.2. Бульдозер в качестве ведущей машины применяют при сооружении земляного полотна из выемок в насыпь и из боковых резервов в насыпь высотой до 1-1,5 м. Расстояние перемещения грунта достигает до 100 м. Поэтому в строку 23 переносят объемы из крайних пикетов выемки (строка 8). Все объемы складываем и определяем общий объем бульдозерных работ.
7.3. Скрепер в качестве ведущей машины применяют при высоте насыпи более 1,5 м и расстоянии перемещения от 100 до 600 м. В данном примере скрепер применяем на работах по перемещению грунта из выемки в насыпь, где расстояние транспортирования грунта превышает 100 м. Объемы грунта записываем в строки 24-28. Все объемы складываем и определяют общий объем скреперных работ.
7.4. При транспортировании грунта на расстояние более 1 км в качестве ведущей машины применяют экскаватор. Грунт погружают в кузов автомобиля-самосвала и перевозят на любое расстояние.
В ситуационном плане трассы указаны места расположения карьеров и их расстояние от строящейся дороги. С учетом этого расстояния переносим объемы грунта из сосредоточенных карьеров (строка 13) в соответствующую строку 29-32.
Недобор перевозится автомобилями-самосвалами, поэтому объемы из строки 14 переносим в строку 33.
Суммарные значения всех объемов грунта, записанные в строки 19-33, помещаем в конце каждой из строк. Все объемы складывают и определяют общий объем экскаваторных работ.
8. Определяем объемы торфа, удаляемого с участка в отвал при посадке основания насыпи на минеральное дно. Объемы болотного грунта переносим из строки 16 в строку 34. В конце строки выставляем суммарную цифру.
9. Определяем объем оплачиваемых земляных работ. Для этого складываем суммарные объемы, вычисленные для автогрейдерных, бульдозерных, скреперных и экскаваторных работ.
10. Определяем объем планировочных работ.
10.1. Вычерчивают схему дорожного полотна с дорожной одеждой (рис. 7.4).
10.2. Определяем ширину подошвы дорожной одежды
В" = В+ 2 ∙ h ∙ m =
где В - ширина дорожного полотна, м;
h - толщина дорожной одежды равная
10.3. Определяем площадь планировки верха дорожного полотна
Fдор. пл = В"∙ Lпк =____________________м2;где Lпк - длина пикета, м.
Полученное значение записывают в каждом пикете строки 36. В конце строки ставится сумма.
10.4. Определяем длину откоса
где Н' - высота насыпи без дорожной одежды, определяемая по формуле
Н' = Н - h =
10.5. Определяем площадь планировки откоса
Fоткос =2 ∙ Lоткос ∙ Lпк =
Площадь планировки откоса заносят в каждый пикет строчки 37. В конце
строки проставляется сумма.
11. Составляют ведомость объемов работ по форме, представленной в табл. 7.3.
Окончание табл. 7.3
Заключение
Определен объем присыпной обочины равный ____ м3 на одном пикете.
Профильный объем определен с учетом коэффициента относительного уплотнения равным.
Определен объем недобора из расчета ___ от объема выемки.
Составлен график распределения земляных масс.
Объем удаляемого растительного слоя составляет
Объем выторфовывания составляет
Объем планировочных работ для верха дорожного полотна равен ____ м3, для откоса м3. Составлена ведомость объемов работ.
|
