Разработка котлована

 

 

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА НА РАЗРАБОТКУ ГРУНТА В КОТЛОВАНЕ 

 

 

 

     1. ОБЛАСТЬ  ПРИМЕНЕНИЯ      

 

 

     1.1. Объект - жилое 5-этажное кирпичное  здание размером осей в плане  32,1х12 м.     

 

 

     

Рис.1. План 1-го этажа      

 

 

          

1.2. Технологическая  карта подготовлена на разработку грунта в котловане размером в плане 37,41х17,17 м, глубиной 2,5 м для устройства фундаментов.      

 

 

     1.3. Строительство ведется в  г.Ижевске. Климатический район  I, подрайон Iв, зона сухая, расчетная  температура наружного воздуха -34 °С. Глубина промерзания грунта 1,70 м. Грунт - тяжелый суглинок, 1800 кг/м , группа грунта II, угол естественного откоса 63°.     

 

 

     1.4. Работы выполняются в две  смены.     

 

 

     1.5. В состав работ, рассматриваемых  картой, входят:     

 

 

     - разработка  и транспортирование грунта;     

 

 

     - подчистка дна  котлована.     

 

 

           

2. ОРГАНИЗАЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ  СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА      

 

 

     2.1. До начала разработки грунта  в котловане должны быть выполнены  следующие работы:     

 

 

     очистка территории;      

 

 

     снятие растительного  слоя грунта;     

 

 

     планировка площадки в зоне расположения котлована;     

 

 

     отвод поверхностных  вод;     

 

 

     геодезическая разбивка;     

 

 

     устройство временных  дорог.     

 

 

     2.2. Разработка котлована  ведется одноковшовым экскаватором  ЭО-4321 с навесным оборудованием  обратная лопата емкостью 0,65 м .     

 

 

     2.3. Подчистка  дна котлована ведется бульдозером  и вручную.      

 

 

     При подчистке  дна бульдозером грунт изымается из котлована экскаватором с торца котлована.      

 

 

     2.4. Грунт для  обратной засыпки размещается  вдоль длинных сторон котлована.      

 

 

     2.5. Лишний грунт  вывозится за пределы строительной  площадки автосамосвалами КамАЗ-5511.      

 

 

     2.6. Котлован разрабатывается в 2 торцевые проходки.      

 

 

     2.7. Все работы по отрывке  котлована производить в соответствии  со СНиП 3.02.01-87 "Земляные сооружения, основания и фундаменты".     

 

 

     2.8. Расчет N 1. Определение объемов  земляных работ.          

 

 

     Объем прямоугольного в плане котлована  определяется по формуле:     

 

,                                                (1)     

 

где 2,5 м - глубина котлована;     

 

 

      ,  - длины сторон котлована поверху, м;     

 

 

      ,  - длины сторон котлована понизу, м.     

 

 

     Крутизна откосов для суглинка - 1:0,5 т.4 [3].          

 

 

     Объем земляных работ для устройства въездной траншеи:     

 

 

  ,                                                  (2)     

 

где 2,5 м - глубина котлована;      

 

 

      3 м - ширина въездной траншеи  по дну;      

 

 

      ,  - коэффициенты заложения откосов, соответственно, дна траншеи и котлована.     

 

 

     

Рис.2. План котлована      

 

 

          

          

Объем грунта при зачистке котлована:     

 

,                                                                      (3)     

 

где 427,43 - площадь фундаментов понизу;     

 

 

      0,15 м (при объеме ковша 0,65 м ) - величина недобора грунта экскаваторами.      

 

 м .     

 

 

     Объем грунта для  засыпки пазух котлована определяется по формуле:     

 

 

      ,                                                                  (4)     

 

где  - объем фундаментов, м ;     

 

 

      =1,07 - коэффициент остаточного разрыхления.      

 

 м .     

 

 

     Объем лишнего  грунта, подлежащего вывозке:     

 

.                                                                 (5)     

 

 м .     

 

 

          

Таблица 1. Ведомость объемов земляных работ     

 

N п/п	Объем котлована  , м	Объем грунта при зачистке котлована  , м	Объем грунта обратной засыпки  , м	Объем лишнего грунта , м
1	2	3	4	5
1	1464,08	64,11	369,63	1094,45

 

          

 

 

     2.9. Расчет N 2. Выбор  машин и механизмов для производства  земляных работ     

 

 

     Определим размеры  отвала. Отвалы размещаем вдоль длинных сторон котлована.     

 

 

     Площадь поперечного  сечения отвала определяется по формуле:      

 

,                                                                      (6)     

 

где 369,63 м - объем грунта обратной засыпки;      

 

 

      1,2 (для II группы) - коэффициент разрыхления  грунта в ковше;     

 

 

      74,82 - длина отвала.     

 

 м .

 

 

     Требуемая высота и ширина отвала:     

 

 м,

 

.      

 

 

     Принимаем 3,5 м; 3,45 м.     

 

 

     Для разработки котлована применяется гидравлический экскаватор ЭО-4321 с навесным оборудованием обратная лопата, с емкостью ковша 0,65 м .     

 

 

     Для зачистки дна  котлована применяется бульдозер  ДЗ-42 на тракторе Т-75.     

 

 

     2.10. Расчет N 3. Выбор  транспортных средств для транспортирования грунта     

 

 

     Исходя из условий  табл.6.3 [2] принимаем автомобиль КамАЗ-5511 грузоподъемностью 10 т.     

 

 

     Число автомобилей, необходимых для бесперебойной  работы землеройной машины, определяется по формуле:     

 

,                                                      (7)     

 

где 0,3 мин - продолжительность установки под погрузку;     

 

 

      - продолжительность нагрузки, мин;     

 

 

      - продолжительность пробега автомобиля  от места загрузки до места  разгрузки и обратно, мин;     

 

 

      0,6 мин - продолжительность установки  под разгрузку;     

 

 

      1 мин - продолжительность разгрузки;      

 

 

      1,25 мин - продолжительность маневрирования  машины в течение рейса.     

 

,                                                               (8)     

 

где 3 км - расстояние транспортирования;      

 

 

      22 км/ч - средняя скорость движения  автомобиля.     

 

 мин.     

 

 

     Продолжительность нагрузки автосамосвала  определяется по формуле:     

 

,                                                             (9)     

 

где  - число ковшей грунта, погружаемого в кузов;     

 

 

      0,45 мин - продолжительность цикла.      

 

,                                                               (10)

 

где 10 т - грузоподъемность автосамосвала;      

 

 

      1,8 т/м - плотность грунта;     

 

 

      0,65 м - объем ковша;      

 

 

      0,8 - коэффициент наполнения.     

 

.     

 

 

     Принимаем число ковшей грунта, погружаемых  в кузов, 10.     

 

 мин.     

 

 

     Число автомобилей для обеспечения бесперебойной работы:     

 

.      

 

 

      2.11. Расчет N 4. Проектирование забоя  и расчет эксплуатационной производительности  экскаватора     

 

 

     Гидравлический экскаватор ЭО-4321 с навесным оборудованием обратная лопата, с емкостью ковша 0,65 м .     

 

 

     Максимальный  радиус копания на уровне стоянки - 9,1 м.     

 

 

     Наибольшая глубина копания - 6 м.     

 

 

     Продолжительность цикла - 27 сек.     

 

 

     Радиус разгрузки при высоте 3 м - 7,5 м.     

 

 

     Оптимальный радиус резания  =0,9·9,1=8,19 м.     

 

 

     Длина передвижки принимается не более 0,75 длины рукояти экскаватора [1]: 0,75·3 м=2,25 м; принимаем длину передвижки =2 м.          

 

 

     При торцевой проходке при выгрузке грунта на одну сторону ширина проходки по верху (2.6) [1]:     

 

,                        (11)     

 

где =9,1 м - максимальный радиус резания на уровне стоянки;     

 

 

      2 м - длина передвижки;     

 

 

      7,5 м - радиус выгрузки в транспортное  средство;     

 

 

      2,63 м (КамАЗ-5511) - ширина колеи транспортного средства;     

 

 

      4 м - расстояние от бровки котлована  до колеи транспортного средства.      

 

 м;     

 

 м;

 

 м.     

 

 

     Окончательно принимается: 10 м; 8 м; 2 м.      

 

 

     При боковой проходке ее ширина определяется по формуле (4.7) [1]:     

 

,                       (12)

 

где 0,5 - коэффициент откоса;     

 

 

      2,5 м - глубина котлована;     

 

 

      - наибольший радиус резания на  уровне подошвы забоя, величина  которого определяется по формуле:      

 

 

  ;                                                         (13)      

 

 м;     

 

 м.     

 

 

     Учитывая размеры котлована, принимаем: 7,17 м; 5,17 м.      

 

 

     Эксплуатационная производительность экскаватора определяется по формуле:      

 

,                                                            (14)     

 

где 3600 - число секунд в часе;     

 

 

      8 час - продолжительность смены;     

 

 

      0,65 м - объем ковша;     

 

 

      0,8 - коэффициент наполнения ковша;      

 

 

      0,7 - коэффициент использования экскаватора  по времени;     

 

 

      1,2 - коэффициент разрыхления грунта  в ковше;     

 

 

      27 сек - продолжительность рабочего  цикла.     

 

 

          

2.12. Производство работ в зимнее  время     

 

 

     При глубине  промерзания грунта менее допустимой глубины для разработки одноковшовым экскаватором разработку котлована можно осуществлять без применения каких-либо других мероприятий. При этом производительность землеройных машин снижается.     

 

 

     Так как экскаваторный  забой промерзает с кровли и откоса забоя, а также с его лобовой части, то разработка мерзлого грунта одноковшовым экскаватором ведется по четырем схемам:     

 

 

     1. Вдоль мерзлого  грунта (при различной глубине  ковша от открытой поверхности);      

 

 

     2. Поперек мерзлого  грунта (в пределах его);     

 

 

     3. Поперек мерзлого  слоя (начиная с мерзлого слоя, т.е. с подбоем);     

 

 

     4. Под углом к мерзлому слою  в откосе забоя.     

 

 

      Допустимая для разработки одноковшовыми  экскаваторами глубина мерзлого слоя ориентировочно определяется по следующей формуле:      

 

,                                                         (15)     

 

где 0,4 (для II группы) - коэффициент, зависящий от группы грунта в немерзлом состоянии;      

 

 

      0,65 м - емкость ковша;     

 

 

      - коэффициент, зависящий от схемы копания мерзлого грунта в забое (1 0,5).     

 

 м.     

 

 

     При глубине промерзания грунта более допустимой глубины для  разработки одноковшовым экскаватором, а также учитывая объем земляных работ и климатические условия  при производстве работ в зимнее время, наиболее эффективно применение следующих методов разработки мерзлых грунтов.     

 

 

     1. Рыхление мерзлых грунтов  гидромолотами.