Производство земляных работ

9. Складання загальної відомості об’ємів земельних мас під час планування площадки

Після закінчення всіх обчислень  об’ємів земляних робіт складають  загальну відомість об’ємів земляних мас під час планування площадки (табл. 3)

Об’єм надлишкового ґрунту з урахуванням залишкового розпушення становить (з табл. 3):   

Таблиця 3.

Місце об'ємів	Геометричні об'єми, м3				Додатковий V грунта  внаслідок зал. Розпушення
	насип	виїмка	розходження
Планування  в межах квадратів	21610,2	21611,24	-1,04	0,004%	1296,674
Укоси площадки	2372,917	1712,847	660,07	27,8%	102,77
Разом	23983,117	23324,087	659,03	2,74%	1399,44

 

23983,117-23324,087-1399,44=-740,41 м³.

Оскільки приклад розв’язується  з нульовим балансом то  надлишкового об’єму (709,63 м³) не повинно залишитись. Вирахуваний надлишок розподіляємо тонким шаром по площадці, у межах квадратів від чого скоректуємо середню відмітку планування площадки:

 

Отже надлишку не буде, якщо проектні відмітки насипу та виїмки збільшити  на величину h₀ :

 

Коригуємо об’єми виїмок та насипу для кожного квадрата: до значення об’єму насипу в квадраті додаємо добуток h₀ і площі насипу, а від значення об’єму виїмки віднімаємо відповідний добуток h₀ і площі виїмки:

Кореговані  об’єми виїмок та насипу

Таблиця 4.

Номер    квадрата	Об'єми  робіт		Об'єми  відкосів				Разом
			між перетинами		кутових пірамід
	насип	виїмка	насип	виїмка	насип	виїмка	насип	виїмка
1	-	4178,096	-	440,58	-	19,16	-	4639,2
2	92,54	1246,28	1,028	27,0	-	-	92,5	1278,4
3	2412,8	-	125,61	-	-	-	2534	-
4	6146,4	-	1440,59	-	144,67	-	7728,6	-
5	-	3980,3	-	248,24	-	-	-	4232,1
6	83,04	1083,57	-	-	-	-	81	1087,5
7	1956,8	-	-	-	-	-	1954,8	-
8	4572,8	-	442,41	-	-	-	5010,2	-
9	-	4294,27	-	328,25	-	-	-	4628,5
10	40,8	1098,16	-	-	-	-	40,8	1107,6
11	1500,8	-	-	-	-	-	1500,8	-
12	3193,2	-	176,6		-	-	3364,8	-
13	-	4692,83	-	618,6	-	30,34	-	5346,8
14	0,54	1834,86	-	60,27	-	-	0,5	1897, 3
15	345,69	149,34	-	10,31	-	-	341,6	159,65
16	1660,846	0,04876	75,56	0,00022	0,62	-	1732	0,49
Разом:							24381,6	24377,54

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Розподіл земляних мас по площадці

Розв’язуємо задачу розподілу земляних мас графоаналітичним способом. Тепер, за наростаючими підсумками вертикальних колонок квадратів, зліва на право будуємо графіки зміни об’ємів окремо для насипу та виїмки. Те ж саме виконуємо для вертикальної сторони площадки підсумовуючи об’єми у горизонтальних рядах квадратів.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.5.

Для визначення середньої  відстані переміщення графоаналітичним способом використовують графіки зміни об’ємів насипу та виїмок, побудовані підсумками вертикальних колонок і горизонтальних рядів квадратів (Рис.5.)

Площі фігур w₁ і w₂ між ламаними лініями об’ємів насипу та виїмки представляють собою добуток об’ємів ґрунту, який переміщують та відповідної проекції середньої відстані переміщення ґрунту, а тому ми можемо визначити горизонтальну та вертикальну (по відношенню до площі площадки) проекцію відстані переміщення в межах площадки:

  (14,15)

Середню відстань переміщення, знаючи проекції, можна визначити за формулою:  (16)

Отже, маємо:

 

Тоді середня відстань переміщення  буде:                                                     (17)

 

 

4. Розрахунок тривалості різання та переміщення ґрунту для двох варіантів механізації процесу

При відстані переміщення ґрунту 102,96 м можна використати для різання та переміщення ґрунту при плануванні площадки бульдозери або скрепери. Нами прийнято для першого варіанту – бульдозери, а для другого варіанту – скрепери.

Варіант 1.  Розробка ґрунту бульдозерами.

Оскільки у завданні не має директивного терміну виконання  робіт, то приймаємо бульдозер з таблиці застосування бульдозерів та скреперів, Д-384А на базі трактора ДЗТ-250 з розмірами відвала довжина = 4,5 м , ширина = 1,55 м .

Змінна експлуатаційна продуктивність бульдозера, м³ за зміну визначається за формулою:

(18)

де С=8 годин – тривалість зміни;  V - об’єм ґрунту у щільному тілі, зрізаного відвалом, м³; k_з – коефіцієнт збереження ґрунту під час його переміщення;  k_ух – коефіцієнт впливу ухилу рельєфу де працює бульдозер; k_в – коефіцієнт використання бульдозера у часі; t_ц – тривалість циклу бульдозера, с.

Об’єм ґрунту у щільному тілі, зрізаного  відвалом, м³:

(19)

де a – довжина відвала, м; Н – його висота, м; - кут природного відкосу ґрунту; K_р – коефіцієнт розпушування ґрунту.

При значеннях а=4,5м; H=1,55 м; К_р = 1,13 ; tg = 0,839099 при =40^о маємо :

 

Тривалість циклу, с :

(20)

де  - час відповідно різання, переміщення, зворотного руху та повороту, с.

Величини t_р, t_п, t_зв обчислюють за формулою, с:

(21)

 

де 3,6 – переведення одиниць 1 км/год в м/с; L – довжина шляху відповідно різанню, переміщенню та зворотному шляху, м ; К_а – коефіцієнт, що враховує прискорення, уповільнення, перемикання передач, підйом і спуск відвала; приймаємо  К_а =1,5 ; - швидкість руху, км/год, яка залежить від вимкненої на тракторі передачі (різання і переміщення ведуться на першій передачі, повернення порожняком – на третій та четвертій передачі, або заднім ходом).

Довжина різання при товщині стружки h=0,2 м і клиноподібному способі різання, м :

(22)

Ґрунт розробляють човниковим способом без повороту бульдозера (t_пов=0).

 З довідників приймаємо К_ух =1,8

Тривалість циклу бульдозера

   

Швидкість переміщення υ=2,6 м/с; υ_зв= 9,1м/с.

Коефіцієнт збереження ґрунту під час транспортування:

де L_n= 102,96 м – відстань переміщення ґрунту.

Продуктивність бульдозера при К_в=0,75

   

Тривалість роботи бульдозера рівна:

Варіант 2.  Розробка ґрунту скреперами.

Для розробки ґрунту приймаємо причіпний скрепер Д-511 з тягачем ДЗТ-250.

Змінна експлуатаційна продуктивність скрепера в м³ визначається за формулою:

(23)

де q – місткість ковша скрепера, м³; для Д-511 q=15 м³; К_в=0,8 – коефіцієнт використання скрепера у часі;

(24)

де К_н – коефіцієнт наповнення ковша пухким ґрунтом, приймається з довідників, в залежності від виду ґрунту.

Тривалість циклу скрепера, с :

(25)

де  - час, відповідно: завантаження ковша, вантажного та порожнього ходів скрепера, розвантаження скрепера та повороту, с.

Тривалість окремих елементів  циклу, с:

(26)

де L – відстань, яку проходить скрепер при виконанні окремих елементів циклу, м; - швидкість руху взято із довідників, км/год. При цьому вантажний хід виконують по горизонтальній і катаній поверхні на четвертій передачі, по розпушеній поверхні з підйомом – на третій передачі; повернення порожняком – на четвертій передачі.

Тривалість вантажного та порожнього ходів розраховують, маючи на увазі розгін, уповільнення і перемикання передач. Для цього  час окремих елементів вантажного та порожнього ходів множать на коефіцієнт К_у.

Довжина завантаження скрепера для клиновидної стружки, м :

де m=0,32 – коефіцієнт, який враховує втрату зрізаного ґрунту, що не попав у ківш скрепера, а залишився на ґрунті у призмах волочіння; a =2,85м – ширина ножа скрепера; h=0,35 м – найбільша товщина стружки.

Час завантаження

Час вантажного ходу

Тут прийнято довжину вивантаження – L_в=15м; К_у=1,2; υ₂=5,34 км/год.

 

Тут К_у=1,4.

Час розвантаження приймаємо t_р=20с; час на повороти t_пов=45с.

Тоді тривалість циклу 

Зміна продуктивності скрепера рівна:

 

Тривалість роботи скрепера:

 

Щоб штовхач не простоював збільшимо кількість скреперів.

Кількість скреперів, що обслуговуються одним штовхачем визначаємо за формулою:

(27)

де t_ц,шт. – тривалість циклу штовхача, с:

(28)

t₁ – час завантаження скрепера, с; t₂ – час повернення у вихідне положення, приймаємо t₂ =30с; t₃ – час підходу до чергового скрепера, приймаємо t₃ =20с; t₄ –   тривалість переключення передач, зупинки перед початком поштовху, приймаємо t₄ =15с.

Тоді            

Кількість скреперів:

Приймаємо ланку з двох скреперів Д-511 і одного трактора-штовхача        ДЗТ-250.

Тривалість роботи ланки скреперів Т=30,08/2=15,04 змін.

Приймаємо Т₀=15 змін.

           За  першим варіантом бульдозер Д-384А на базі трактора ДЗТ-250 виконує роботу за 62 зміни. За другим варіантом два скрепери Д-511 із штовхачем       ДЗТ-250 виконують роботу за 15 змін. Для рівних умов економічного порівняння вирахуємо кількість бульдозерів Д-384А на базі трактора ДЗТ-250, які виконують роботу також за 15 змін. Тоді необхідна кількість бульдозерів рівна:

 

Остаточно приймаємо чотири бульдозера Д-384А на базі трактора ДЗТ-250.

                   

                              

5. Визначення техніко-економічних показників варіантів.

Оскільки при бульдозерному і скреперному варіантах попереднє розпушування, розрівнювання ґрунту на відвалі, ущільнення і остаточне планування у обох варіантах може бути виконано одними і тими ж машинами і може мати однакові техніко-економічні показники, то для вибору остаточного рішення нами вирахувано для порівняння техніко-економічні показники тільки для ведучих(основних) машин комплектів.

Основними техніко-економічними показниками прийнято вважати:

1. Собівартість робіт
2. Трудомісткість робіт
3. Тривалість виконання робіт

Визначення ТЕП для  варіанта – І. Розробка ґрунту бульдозерами.

1. Собівартість розробки 1м³ ґрунту:

Собівартість 1 маш.-год. бульдозера Д-384А:

Собівартість виконання земляних робіт

 

Зведені питомі витрати на 1м³

 

 

2. Трудомісткість розробки 1м³ ґрунту:

 

де 4 – машиніст VI-го розряду; 15 – тривалість роботи (зміни); 4 -  склад ланки бульдозерів.

3. Тривалість роботи  Т=15 змін (визначено раніше).

Визначення ТЕП для варіанта – ІІ.  Розробка ґрунту скреперами.

1. Собівартість розробки 1м³ ґрунту:

 

Собівартість 1 маш.-год. скрепера Д-511:

 

Собівартість 1 маш.-год. трактора штовхача:

 

Собівартість виконання  земляних робіт

2. Трудомісткість розробки 1м³ ґрунту:

 

3. Тривалість роботи  Т=15 змін (визначено раніше).

 

 

 

 

 

 

Розрахунки зводимо в таблицю 4.

Таблиця 4.

Техніко-економічні показники  варіантів розробки грунту
№п./п.	Найменування показників	Значення показників для:
		варіанту І	варіанту ІІ
1	Собівартість розробки 1м3 ґрунту, грн.	0,22	0,19
2	Трудомісткість розробки 1м3 ґрунту, люд.-год.	0,078	0,014
3	Тривалість роботи основних машин, зміни	15	15