Производство Земляных работ традиционным методом. Построение схемы котлована и определение его размеров

4.3. Производство Земляных работ традиционным методом.

4.3.1. Исходные данные.

В проекте необходимо выкопать котлован глубиной 1,57 метров для заложения фундамента на естественном основании.

  Геологические данные: грунт – супесь твердая со строительным мусором, мощность слоя составляет 1,4-1,5 м.

Глубина прохождения грунтовых вод составляет 2,1 м.

Характеристики грунта                                                                          Таблица 4.3.1

4.3.2. Построение схемы котлована и определение его размеров

 Рис. 4.3.1 Схема котлована под проектируемое здание.

 Рис. 4.3.2. Поперечный разрез кавальера.

Размеры котлована приняты с учётом следующих условий: привязка внешней грани фундаментной подушки к оси здания составляет 500 мм; расстояние от края подушки до нижней бровки откоса составляет 200 мм; заложение откоса равно h×m=1,57×0,67=1,05 м.

Для бульдозера, который после завершения работы экскаватора будет производить зачистку дна котлована до проектной отметки отвалом предусматривается съезд в котлован шириной 4 м с уклоном 15%.

4.3.3. Определение параметров земляного сооружения

Объем котлована вычисляем по формуле:

, где F₁ – площадь дна котлована, F₂ – площадь котлована поверху, а h – глубина котлована.

Определение геометрических характеристик кавальера

Объем грунта обратной засыпки:

, где V_котл – объём котлована, V_ф – объём фундамента, К₀ – коэффициент остаточного разрыхления, а К_П – коэффициент предварительного разрыхления.

Площадь поперечного сечения кавальера:

    где V_оз  – объём отвала, м³, а L – длина кавальера (удвоенная длина кавальера).

Высота кавальера треугольного сечения определяется по формуле:

, где F_кав – площадь поперечного сечения кавальера, м²; m₁ – заложение откоса кавальера

Тогда ширина кавальера будет равна:

  м  

4.3.4. Выбор экскаватора.

Требуемый радиус выгрузки равен:

 м, где В_кн – расстоянии от оси движения экскаватора до нижней бровки откоса, h – глубина котлована, т – заложение откоса в естественном состоянии, В_б  - ширина бермы 1м, В_кав  - ширина кавальера понизу.

По расчетному  радиусу выгрузки  м и глубине выемки (h=1,57 м) предварительно выбираем одноковшовый гидравлический экскаватор с оборудованием обратная лопата ЭО – 4322.

Технические характеристики экскаватора ЭО – 4322                        Таблица 4.3.2

Для предотвращения обрушения откоса, сползания или опрокидывания экскаватора задаётся минимальное расстояние от его опоры до ближайшей  бровки откоса выемки . Принимаем

Наименьшее расстояние от оси вращения поворотной части экскаватора до бровки откоса разрабатываемой лобовой проходкой траншеи

R=+= 1,4 + 1=2,4 м,

где  - расстояние от оси вращения до передней опоры экскаватора; у машин на пневмоколёсном ходу

 м, где Б – база экскаватора (см. табл. 4.3.2).

Наименьший радиус копания понизу (дну траншеи):

м, где h – глубина выемки, м; m – заложение откоса выемки (см. табл. 4.3.1).

Для определения реального шага перемещения L экскаватора в забое, наименьшее значение которого рекомендуется из условий производительной  работы L=1,55 м, необходимо определить наибольший радиус копания по низу R:

м,

при м, где  - рабочий радиус копания ( м);  - высота до оси пяты стрелы;  -  расстояние от пяты стрелы до оси вращения (см. табл. 4.2.2).

Тогда

м  > L=1,55 м

Следовательно, выбираем шаг перемещения экскаватора в забое через 4,5 м.

Для окончательного выбора экскаватора необходимо определить фактический радиус выгрузки грунта в кавальер и транспорт и сравнить их с радиусами полученными из геометрии котлована и кавальера