Проектирование производства работ нулевого цикла (тип грунта – глина, глубина выемки меньше 1,5 м)

Определение объемов работ по отрывке котлована и обратной засыпке:

Производственное здание:

Под каждый стакан, расположенный на перекрестии осей здания роется котлован. Котлованы разрабатываются с откосами, но так как по заданию тип грунта –глина и глубина выемки меньше 1,5м, то по (таблица1[1]) (крутизна откосов 1:0) принимаем траншеи без откосов.

Расчет объема котлована производится по формуле:

V_к=h•(F_к + F_от)/2

F_к- площадь котлована по низу

F_от- площадь котлована по верху с учетом величины откосов

h–глубина котлована (h=1,2 м)

F_от= F_к= а² =3•3=9 м²

Т.к расстояние между котлованами меньше 3м, то принимаем отдельные котлованы

V_к=1,2•(9+9)/2=10,8 м³

Общее число котлованов равно числу стаканов - 52:

V_общ = V_к•52 = 10,8•52=561,6 м³

Объем обратной засыпки:

V_{обр.зас} = V_общ  - V_ст•52= 561,6–2,352•52=439,296 м³

Административное здание:

Для устройства фундамента разрабатываем котлован под всем зданием.

Глубина заложения h=3,0 м..

Крутизна откосов по табл. 1[1] – H/В=1/0,25.

Заложение откосов:

Расчет объема котлована производится по формуле:

F_к- площадь котлована по низу; F_к = (18+1,6+1,2)•(48+1,6+1,2)=1056,64м²

F_от- площадь котлована по верху с учетом величины откосов;

F_отк =(20,8+1,5)•(50,8+1,5)=1166,29м²

Объем обратной засыпки:

V_{обр.зас} = V_к – V_ф

V_ф =(18+0,6)•(48+0,6)•3=2711,88 м³

V_{обр.зас} = -2711,88 =622,52 м³

При производстве работ в котловане для въезда механизмов устраивается въездная траншея. Ширину траншеи принимаем равной 3,5 м, т.к. одностороннее движение.

Длина траншеи:

Объем грунта въездной траншеи равен:

3.Выбор способов производства работ и комплектов машин для разработки котлована.

Варианты комплектов машин выбираются с учетом структуры работ по отрывке котлована. Ведущей машиной является экскаватор. Для обратной засыпки грунта необходимо подобрать бульдозер. Ёмкости ковшей экскаваторов будем выбирать в соответствии с табл.3[1]

Рассмотрим два варианта:

1)  Экскаватор с обратной лопатой, объем ковша V_к=0,15 м³. Разрабатывает объем грунта V_г=561,6 м³ под производственное здание.

Экскаватор с обратной лопатой, объем ковша V_к=0,5 м³. Разрабатывает объем грунта V_г=м³ под административное здание.

2)  Экскаватор с обратной лопатой, объем ковша V_к=0,25 м³. Разрабатывает объем грунта V_г=561,6 м³ под производственное здание.

Экскаватор с прямой лопатой, объем ковша V_к=0,65 м³. Разрабатывает объем грунта V_г=м³ под административное здание.

4.Установление последовательности работ и расчет транспортных средств.

Определение числа ковшей грунта, вмещаемое в кузов в соответствии с грузоподъемностью машины.

Q - Техническая грузоподъемность транспортного средства из табл. 4[1]:

            Вариант 1: при V_к=0,15 м³.=> Q=2,25т

 при V_к=0,5 м³.=> Q=7т

Вариант 2: при V_к=0,25 м³.=> Q=2,25т

 при V_к=0,65 м³.=> Q=10т

γ = 1,9 т/м³- плотность грунта из табл. 5[1], т.к берем легкую глину

к_р = 1,2 – коэф. первоначального разрыхления грунта из табл. 5[1] т.к берем легкую глину

к_н = 1,06- коэф. наполнения ковша обратной лопатой из табл. 6[1] т.к берем среднюю глину

к_н = 1,18- коэф. наполнения ковша прямой лопатой из табл. 6[1] т.к берем среднюю глину

q – емкость ковша экскаватора; м³

Округляя полученное число ковшей надо иметь в виду, что перегруз автосамосвала может быть до 5%, а недогруз до 10% грузоподъёмности.

Вариант 1:

            При экскаваторе с объемом ковша V_к=0,15 м³

М = (2,25•1,2)/(1,9•0,15•1,06)=8,94 – 9 ковшей

При экскаваторе с объемом ковша V_к=0,5 м³

М = (7•1,2)/(1,9•0,5•1,06)=8,34 – 8 ковшей

Т.к полученные значения не удовлетворяют рациональному числу ковшей, то уменьшим грузоподъемность транспортного средства: для V_к=0,15 м³ оставляем эту грузоподъемность т.к она минимальная                            для V_к=0,5 м³ принимаем Q=4,5т

Тогда при экскаваторе с объемом ковша V_к=0,5 м³

М = (4,5•1,2)/(1,9•0,5•1,06)=5,36 – 5 ковшей

Вариант 2:

            При экскаваторе с объемом ковша V_к=0,25 м³

М = (2,25•1,2)/(1,9•0,25•1,06)=5,36 – 5 ковшей

При экскаваторе с объемом ковша V_к=0,65 м³

М = (10•1,2)/(1,9•0,65•1,18)=8,23 – 8 ковшей

Т.к полученные значения не удовлетворяют рациональному числу ковшей, то уменьшим грузоподъемность транспортного средства для V_к=0,65 м³ на Q=7т

М = (7•1,2)/(1,9•0,65•1,18)=5,76 – 6 ковшей

Расчет длительности погрузки самосвала.

М – число ковшей грунта

n - число циклов экскавации в минуту                 

t_ц. – продолжительность цикла работы экскаватора (с) табл.7[1]

к_т –коэф. ,зависящий от организации работ по погрузке грунта табл.8[1]

Вариант 1:

            При экскаваторе объемом ковша V_к=0,15 м³

К_T =0,92, t_ц =18 с

n = 60/18=3,333 цикла в мин.

t_n=9/(3,333•0,92)=2,94 мин. = 176,4 с

При экскаваторе с объемом ковша V_к=0,5 м³

К_T =0,9, t_ц =21 с

n = 60/21=2,857 цикла в мин.

t_n=5/(2,857•0,9)=1,95 мин. = 117 с

Вариант 2:

            При экскаваторе с объемом ковша V_к=0,25 м³

К_T =0,9, t_ц =18 с

n = 60/18=3,333 цикла в мин.

t_n=5/(3,333•0,9)=1,67 мин. = 100,2 с

При экскаваторе с объемом ковша V_к=0,65 м³

К_T =0,92, t_ц =16 с

n = 60/16=3,75 цикла в мин.

t_n=6/(3,75•0,92)=1,74 мин. = 104,4 с

Расчет длительности цикла работы самосвала.

Λ = 2600 м –среднее расстояние перевозки грунта.

 =35км/ч = 9,72 м/с – средняя скорость движения самосвала табл. 9[1]

t_рм – время разгрузки с маневрированием табл. 10[1]

t_м  – время маневр. в забое табл. 10[1]

Вариант 1:

            При грузоподъемности самосвала Q=2,25 т.

t_рм =64 с

t_м  =32 с

Т_ц = 176,4 + (2•2600)/9,72 + 64+ 32=807,38 с.

При грузоподъемности самосвала Q=4,5 т.

t_рм =96 с

t_м  =33 с

Т_ц = 117 + (2•2600)/9,72 + 96+ 33=780,98 с.

Вариант 2:

            При грузоподъемности самосвала Q=2,25 т.

t_рм =64 с

t_м  =32 с

Т_ц = 100,2 + (2•2600)/9,72 + 64+ 32=731,18 с.

При грузоподъемности самосвала Q=7 т.

t_рм =78 с

t_м  =51 с

Т_ц = 104,4 + (2•2600)/9,72 + 78+ 51=768,38 с.

Определение числа транспортных средств.

Вариант 1:

При экскаваторе с объемом ковша V_к=0,15 м³

N = 807,38/176,4=4,58 – 4 машины

При экскаваторе с объемом ковша V_к=0,5 м³

N = 780,98/117=6,68– 7 машин

Вариант 2:

При экскаваторе с объемом ковша V_к=0,25 м³

N = 731,18/100,2=7,3 – 8 машин

При экскаваторе с объемом ковша V_к=0,65 м³

N = 768,38/104,4=7,36 – 8 машин

5.Расчет производительности основных и комплектующих машин.

Эксплутационная производительность экскаваторов.

Т = 8,2 ч – количество рабочих часов в смене

q – емкость ковша экскаватора , м³

к_н = 1,18- коэф. наполнения ковша экскаватора для прямой лопаты табл. 6[1]

к_н = 1,06- коэф. наполнения ковша экскаватора для обратной лопаты табл. 6[1]

к_в = 0,8 – коэф. использования экскаватора в смену

к_р = 1,2 – коэф. первоначального разрыхления грунта табл.5[1]

t_ц – продолжительность цикла работы экскаватора табл.7[1]; (с)

Вариант 1:

При экскаваторе с объемом ковша V_к=0,15 м³ =>t_ц =18 с

П_э = (3600•8,2•0,15 •1,06•0,8)/(18•1,2)=173,84 м³/см

При экскаваторе с объемом ковша V_к=0,5 м³  =>t_ц =21 с

П_э = (3600•8,2•0,5 •1,06•0,8)/(21•1,2)=496,69 м³/см

Вариант 2:

При экскаваторе с объемом ковша V_к=0,25 м³  =>t_ц =18 с

П_э = (3600•8,2•0,25 •1,06•0,8)/(18•1,2)=289,73 м³/см

При экскаваторе с объемом ковша V_к=0,65 м³  =>t_ц =16 с

П_э = (3600•8,2•0,65 •1,18•0,8)/(16•1,2)=943,41 м³/см

Эксплутационная производительность бульдозера для срезки и перемещения грунта.

Т = 8,2 ч – продолжительность смены

к_в = 0,8 – коэф. использования во времени

к_у = 1 – коэф., зависящий от уклона местности, при срезке недобора

к_с - коэф. сохранения грунта во время транспортировки:

к_с=1-0,005 l_ср =0,896; где

l_ср  =18+0,8+0,8+1,2=20,8 м – среднее расстояние перемещения грунта принимается в зависимости от принятой схемы

t_ц – продолжительность цикла работы бульдозера

Q – объем срезаемого и перемещаемого грунта определяется по формуле:

a – ширена отвала (2,52м)

h – высота отвала по паспортным данным бульдозера (0,8м)

j - угол естественного откоса грунта (40°)

к_р  =1,2 – коэф. первоначального разрыхления грунта табл.5[1],т.к глина легкая

, где:

 – время набора грунта

 – длина пути набора грунта

где:     V_н=5,1 км/ч=1,417 м/c – скорость набора грунта

h_р=10см – толщина резания, при срезке недобора из табл.12[1]

 – время перемещения грунта

 – длина пути перемещения грунта

где:     V_г=5,1 км/ч=1,417 м/c – скорость бульдозера при перемещении грунта

 – время движения порожнего бульдозера

где:     l_п=l_ср=20,8 м – длина пути перемещения порожнего бульдозера

V_г=5,1 км/ч=1,417 м/c – скорость движения порожнего бульдозера

6.Определение технико-экономических показателей вариантов производства работ.

Потребное число машино-смен.

V_i – объем работ выполняемый экскаватором

П_i – эксплуатационная производительность экскаватора

Вариант 1:

При экскаваторе с объемом ковша V_к=0,15 м³

Т_см=561,6/173,84 =3,23 смен

При экскаваторе с объемом ковша V_к=0,5 м³

Т_см=3334,4/496,69 =6,8 смен

Вариант 2:

При экскаваторе с объемом ковша V_к=0,25 м³

Т_см=561,6/289,73 =1,94 смен

При экскаваторе с объемом ковша V_к=0,65 м³

Т_см=3334,4/943,41 =3,58 смен

 

Трудоемкость разработки единицы объема грунта.

Qдоп и Qр в нашем случае не учитываются.

V_i – объем разрабатываемого грунта в котловане

T_см ⁱ – потребное число машино-смен

N – количество механизмов, занятых на i-й работе

n_i – число людей, занятых в механизмах для производства i-й работе