Спосо бом квадратних призм з нульовим балансом земляних мас

Уточнення даних для проектування

виробництва земляних робіт

Приступаючи до виконання курсового проекту необхідно встановити:

- групу грунту при механізованій обробці (див. ЕНиР на земляні роботи, зб.2, вип. 1, М., 1988, табл.1, стор. 6-12 (немерзлі грунти) і табл.2, стор. 13-14 (мерзлі грунти); при ручних земляних роботах стор. 34-39);

- середню щільність грунту в природному заляганні (ЕНиР, 1988, додаток 1, стор. 196-200);

- значення кута природного укосу (прил.2 метод, вказівок; СНиП III-4-80^*);

-показники розпушування грунтів, додаток 7.

Всі знайдені показники заносяться в табл. 1.

Якщо виконання земляних робіт повинне виконуватись в зимовий час, необхідно встановити додаткові дані:

- температурну зону будівництва (загальна частина ЕНіР, табл. 2, стор. 21-26);

- глибину сезонного промерзання грунту;

- середню глибину промерзання грунтів по районах будівництва (рекомендується приймати по таблиці 2).

Т а б л и ц я 1

Показники	Найменування ґрунтів по шарах
глина	суглинок	супісок	пісок	лесовий сухий	насипний
Група ґрунту:	при механізованій розробці (екскаватором)		II
при механізованій розробці (бульдозером)		II
при розробці вручну (лише підчищання)		II
Середня щільність ґрунту в природному заляганні кг/м3
Кут природного укосу (модуль укосу)		м = 0,5
Кн ср.		27%
Кост. ср.		6,5%
Рівень ґрунтових вод, м
Глибина закладання фундаменту, м		3,05

Т а б л и ц я 2

Район будівництва	Середня глибина промерзання ґрунту, м	Район будівництва	Середня глибина промерзання ґрунту, м
	1,4		1,9
	1,2		1,9
	0,9		1,4
	0,9		2,0
	1,8		1,6
	1,5		1,2
	1,2		0,3
	1,3		2,0
	0,8		1,4
	0,5		1,0

Рис. 1. Геологічний розріз ґрунтової товщі

де 1 – рослинний шар;

2 – пісок;

3 – глина жирна м'яка;

ГПГ – глибина промерзання ґрунту;

РГВ – рівень ґрунтових вод

Умовні позначення ґрунтів необхідно прийняти відповідно до додатку 1.

ІІІ. Проектування виробництва земляних робіт

Послідовність структури проектних робіт наступна: збір даних для проектування; визначення об'ємів запланованих робіт; вибір способів виробництва робіт; порівняння комплектів машин по технічним параметрам і економічним показникам, що розглядаються; вибір остаточного варіанту; виконання технологічних розрахунків; складання калькуляції трудових витрат і вартості виробництва робіт; розробка заходів щодо техніки безпеки; контроль якості при виконанні робіт; оформлення розрахункової і графічної частини проекту.

Вертикальне планування майданчика

Вертикальне планування майданчика полягає у виїмці грунту (в зоні виїмок), переміщенні його до зон насипу, відсипання і ущільненні в насипі відповідно до вимог проекту планування і забудови, забезпечення стоку води, влаштування проїздів і т.ін.

Планування майданчика може виконуватися під природний ухил, задану відмітку, заданий ухил, нульовий баланс.

При плануванні під природний ухил необхідно тільки зрізати невеликі горби і засипати западини.

При плануванні під задану відмітку - на плані ділянки указують відмітку проектної площини в якій-небудь точці майданчика.

При плануванні під нульовий баланс – червону відмітку знаходять таким чином, щоб об'єми виїмок і насипів були рівними. Такий спосіб планування є найбільш економічним, оскільки весь грунт, вироблений на виїмці, укладається в насип.

Проектні відмітки майданчиків, будівель і споруд, належить визначати з урахуванням:

а) збереження, по можливості, природного рельєфу;

б) якнайменшої різниці між об'ємами виїмок і насипів по чергам будівництва і по майданчику в цілому;

в) рівня грунтових вод на майданчику будівництва;

г) відведення атмосферних вод з майданчика будівництва;

Ухили майданчика повинні прийматися не менше 0,003 і не більше: для грунтів глинистих - 0,05, піщаних - 0,03, для тих, що легко розмиваються (лес, дрібні піски) - 0,01.

Рівень підлоги першого поверху будівель повинен бути, як правило, вище планувальної відмітки примикаючих до будівель ділянок не менше, ніж на 15см.

3.1.1. Підрахунок об'ємів земляних мас при

вертикальному плануванні майданчика

Для підрахунку земляних мас у фігурах виїмки і насипу, при плануванні майданчика, необхідно визначити чорні, планувальну червону, робочі і середні робочі відмітки.

Визначення чорних відміток вершин квадратів

На план майданчику наносять планувальну сітку, яка ділить майданчик на квадрати з розмірами сторін від 10 до 100 м в залежності від величини планувального майданчика, рельєфу місцевості і необхідної точності підрахунку. Чим спокійніше рельєф, тим більшою може бути сторона квадрата. Квадрати нумеруються. Вершини квадратів позначаються буквою «Н» з числовым індексом в якому перша цифра позначає номер горизонтального ряду, а друга - порядковий номер точки в горизонтальному ряді, наприклад Н11 Н12 і т.д. (див. рис. 2).

Рис. 2. Визначення відміток вершин квадратів

В кутках планувальної сітки виставляють чорні відмітки (відмітки місцевості), їх визначають шляхом інтерполяції, користуючись горизонталями.

ПРИКЛАД: Визначити чорну відмітку вершини Н₁₁ квадрату 1 (рис.3).

Рис. 3. Визначення чорних відміток вершин квадрату

Чорні відмітки, що знаходяться між двома горизонталями, визначають таким чином.

Через вершину Н₁₁ проводимо пряму лінію аb, (перпендикулярно до го-горизонталі) що сполучає дві суміжні горизонталі 21 і 22 і вимірюємо відрізок х і l. Якщо на відстані l перевищення складає z (тобто різниця у высотах між горизонталями, рівну 22-21=1м), то на відстані х від горизонталі 21 до точки Н₁₁ перевищення визначається з відношення (1).

; (1)

Чорна відмітка вершини Н₁₁ буде дорівнювати

Окрім чорних відміток, в тих же кутках (в чисельнику) виставляють червоні (планувальні) і робочі відмітки.

Величина червоних відміток залежить від виду планування. Вид, у свою чергу, визначається умовами рельєфу, економічними міркуваннями або спеціальними вимогами і може бути наступним: під природний

нахил, задану відмітку, нульовий баланс.

3.1.2. Визначення середньої відмітки площини планування

спосо бом квадратних призм з нульовим балансом земляних мас

При плануванні з нульовим балансом земляних мас, використовуючи спосіб квадратних призм, планувальна відмітка (Н_сер) визначається по формулі:

(2)

де - сума відміток вершин квадратів, що знаходяться в кутах майданчику, м;

- сума відміток вершин квадратів, що розміщені по периметру майданчику (без кутових) кожна пара яких має спільну вершину (сходяться два кути), м;

- сума відміток вершин всіх інших квадратів, кожна з яких має спільну позначку, що належить чотирьом суміжним квадратам, м;

- кількість квадратів.

Планувальна відмітка (Нсер) наноситься на план майданчика (рис.2) пунктирною лінією (MN), чим визначається межа виїмок і насипів планування - лінія нульових робіт. Квадрати нумеруються, площа виїмки покривається косим штрихуванням.

При плануванні майданчика з нахилом в одну сторону, планувальні відмітки в кутках квадратів ( ) визначаються за формулою (3):

(3)

де: – планувальна відмітка майданчика без ухилу;

і - запланований ухил майданчика;

- відстань від планувальної відмітки (Нсер) до точки, в якій визначається уточнена планувальна відмітка .

При плануванні майданчика з ухилом в обидві сторони планувальні відмітки в кутках квадратів визначаються за формулою (4):

(4)

3.1.3. Визначення робочих відміток вершин квадратів

Робочі відмітки кожної вершини квадрата (рис.4) визначаються як різниця між червоною ( ) і чорною ( ) відмітками за формулою (5):

(5)

Рис. 4. Схема визначення середньої робочої відмітки

Прийнято вважати позитивними (+) робочі відмітки насипів і негативними (-) робочі відмітки виїмок. Отже, при позитивних відмітках необхідно робити підсипання, при негативних – виїмку грунту. Дані за визначенням робочих відміток і об'ємів земляних робіт заносяться в табл. 3.

Середня робоча відмітка квадрата або фігури визначається по формулі (6):

(6)

де - робочі позначки вершин квадрату або фігури.

– кількість позначок в квадраті чи фігурі.

3.1.4. Підрахунок основних об'ємів земляних мас у фігурах

Об'єм фунта в окремих квадратах або фігурах визначається за формулою (7), а результати заносяться в табл. 3.

V=h_cеp х F (7)

де hcеp - середня робоча відмітка квадрата або фігури;

F - площа квадрата або фігури, м².

Ураховуючи неточності і помилки при обчисленні чорних відміток методом інтерполяції, розбіжність в об'ємах насипу і виїмки вважати допустимим в межах ±5%.

або

Т а б л и ц я 3

Підрахунок основних об'ємів земляних мас

при вертикальному плануванні майданчика

№ фігури	Робочі відмітки вершин квадратів або фігур	середня робоча відмітка фігури hсер, м	Площа фігури, м2	Об'єм грунта, м3
h1	h2	h3	h4	h5	Виїмка	Насип	Виїмка	Насип
	Σ	Σ
Баланс грунту
Розбіжність в об'ємах

Якщо розбіжність в об'ємах виїмки і насипу склала більше ±5%, робиться поправка до планувальної відмітки, обчисленої по формулі (2).

Ця поправка до планувальної відмітки визначається по формулі (8):

- уточнена планувальна відмітка для майданчиків;

- планувальна відмітка;

- надмірний або бракуючий об'єм грунту, м3;

- площа майданчику, що планується.

Якщо переважає насип, то необхідно брати із знаком мінус (-), а якщо переважає виїмка - із знаком плюс (+).

Після знаходження уточненої планувальної відмітки всі розрахунки за визначенням робочих відміток і об'ємів грунту проводять повторно.

3.1.5. Підрахунок об'ємів грунту в укосах насипу і виїмках

Для підрахунку об'ємів фунта в укосах насипу і виїмки, по периметру планованого майданчика в кутках квадратів наносяться робочі відмітки (h_p) і відповідно до модуля укосу m для даного грунту визначаємо величину закладання укосу l в кожній вершині квадрату, шляхом множення перетинів робочих відміток h_p на модуль укосу m ( ) і в масштабі відкладаємо отримані значення по периметру майданчика у вершинах квадратів. Потім плавною ламаною лінією викреслюємо контур укосів, з'єднавши вершини отриманих значень для насипу і виїмки (мал. 6).

Для даного майданчика прийнятий грунт суглинок з модулем укосу m=0,5.

Об'єм грунту в укосах насипу або виїмки в межах кожної фігури або квадрата можна підраховувати по формулах (9, 10 і 11).

1. Для кутових укосів (тип 1) рис. 6

(9)

де m - крутизна укосу (модуль укосу);

h - робоча відмітка кута майданчика, м;

2. Для укосів типу 2 (рис. 6)

(10)

де а - сторона квадрата, м;

h₁, h₂ – робочі відмітки вершин квадратів (сусідніх), розташованих по периметру майданчика, м;

3. Для укосів з однією нульовою робочою відміткою (тип 3).

(11)

де а₁ - частина сторони квадрата від робочої відмітки до нульової точки, м.

Складаємо таблицю 4 загальних об'ємів земляних мас по вертикальному плануванню майданчика.

Т а б л и ц я 4

№ п/п	Найменування об'ємів	Кількість
Виїмка	Насип
	Основні об'єми на майданчику
	Додаткові об'єми в укосах
	всього
	Баланс грунту
	Розбіжність в об'ємах

Грунт, якого бракує для насипу, завозиться автосамоскидами з суміжної ділянки. Зайвий грунт вивозиться. В разі рівності об'ємів вийде, так званий «нульовий баланс». При влаштуванні насипу, грунтової подушки, зворотної засипки грунт треба ущільнити до середнього значення коефіцієнта щільності грунту (γ_ск) ρ_d=l,65 - 1,7 т/м³) в цілях отримання мінімального значення коефіцієнта фільтрації. Необхідна кількість грунту за об'ємом розраховується виходячи з середнього значення густини (об'ємної ваги скелета).

Необхідний об'єм (V_Т) грунтового матеріалу при розробці в кар'єрі
обчислюється за формулою:

(12)

де V_T - необхідний об'єм грунту для влаштування насипу, грунтової подушки, ущільнення грунту при зворотній засипці, м³;

- об'єм насипу ґрунтової подушки, зворотної засипки, м³;

- коефіцієнт ущільнення грунту(К_у) К_у = 1,15÷1,21;

- коефіцієнт первинного збільшення об'єму даного грунту після розробки %;

- залишкове розпушування фунта % ;

(ЕНиР, 2 стор. 206): (додаток 7).

В практиці будівництва для більшої наочності виконання загальних об'ємів земляних робіт по вертикальному плануванню майданчика складається таблиця 5 і картограмма земляних мас, що є планом ділянки, на якій рельєф зображений горизонталями, з нанесеною сіткою квадратів і вказівкою чорних, червоних і робочих відміток вершин квадратів, а також об'ємів земляних мас, у фігурах виїмки, насипу і укосах, із зображенням лінії (MN) нульових робіт (рис. 7).

По вертикалі в межах квадратів виконується підсумовування всіх приватних об'ємів виїмок, насипів і укосів. Результати записуються в зведену таблицю 5.

Для визначення меж земляних робіт при вертикальному плануванні майданчику, що виражається у визначенні ліній зрізання і підсипання, організації їхніх способів згідно ухваленому проектному рішенню, виконується побудова розрізів І-І, II-II, ІІІ-ІІІ (рис. 5) на плані земляних мас.

Рис.5. Розрізи будмайданчику

Т а б л и ц я 5

№ п/п	Найменування робіт і об'ємів грунту	Кількість, м3
Виїмка	Насип
	Зняття (зрізання) родючого шару грунту
	Вертикальне планування майданчику
	Надмірний грунт від влаштування фундаментів і підвалів будівель - підземних сітей
	Корита під одяг покриттів
	Заміна грунту родючим грунтом на ділянках озеленення
	Підсипання під підлоги
	Поправка на ущільнення грунту при влаштуванні насипу
	Всього В т.ч. рослинний грунт
	Брак родючого грунту
	Брак грунту
	Баланс

3.1.6. Розподіл об'ємів земляних мас

Для раціональною виконання планувальних робіт необхідно скласти схему розподілу земляних мас (рис. 6), що виключає повторні перевали грунту і передбачає доставку грунту з виїмки в насип найкоротшими шляхами.

При розподілі земляних мас на майданчику складають таблицю шахового балансу (табл. 6).

Т а б л и ц я 6

№ квадрату	Виїмка
	2в	3в	5в	6в	Баланс насипу	Незбалансований грунт
		об'єм, м3
н а с и п	1н 2н 3н 4н 5н
баланс виїмки
незбалансований грунт

Рис. 6. Схема розподілу земляних мас

3.1.7. Визначення середньої дальності переміщення

грунту механізованими способами

1-й варіант. Середня відстань переміщення вантажів, що розробляються, механізованим способом визначається (див. ЕНиР, сб.2, Земляні роботи, М. 1979 стор. 25):

а) при роботі скреперів, як полусума відстаней набору грунта, робочого ходу, розвантаження і порожнього, тобто як половина всього шляху за один цикл (рис. 10).

Рис. 7. Схема роботи скрепера

б) при роботі бульдозерів, грейферів і грейфер-екскаваторів, як середня відстань між осями (серединою) розробляємого і відсипаємого об'єму грунту (рис. 7а)

Рис. 7а.

Відстань переміщення грунту бульдозером, грейфером і грейфер-екскаватором (L) дорівнює середній відстані між серединами об'єму грунту, що розробляється та відсипається, за ураховуваний період.

2-й варіант: середню дальність транспортування грунта при плануванні майданчики визначають графічно:

- на плані майданчика з сіткою квадратів проводять лінію MN нульових
робіт;

- визначають центр ваги для кожної фігури (виїмки і насипу);

- центри ваги фігур (виїмки і насипу) сполучають прямою, що відповідає середньій дальності транспортування грунту в масштабі майданчику.

3.1.8. Методи ущільнення грунту в насипу при вертикальному плануванні майданчика

Одночасно з розробкою грунту у виїмці, транспортуванням і відсипання в насип, його необхідно пошарово ущільнювати для забезпечення стійкості, міцності і мінімально допустимого осідання насипу, що зводиться.

Відомо чотири основні засоби механізованого ущільнення насипних грунтів: укочування, трамбування, вібрація і комбінований.

Вибір способу ущільнення залежить від конструкції споруди, вигляду і стану грунту, форми і розмірів ущільнюваного масиву, прийнятого методу укладання грунту, цілі ущільнення і ін. конкретних умов.

Вважається, що укочуванням можна ущільнювати будь-які грунти шарами 15-45см. Трамбування - вигідне для ущільнення зв'язних і незв'язних грунтів при товщині шара до 1,2 - 1,5 м. Вібрація - доцільна для ущільнення незв'язних грунтів шарами до 40 см.

Грунт відсипають, планують і ущільнюють з дотриманням певних технологічних вимог. Ущільнювати свіжовідсипаний насип слід уздовж осі споруди від краю насипу до середини, щоб уникнути зсувів грунту у бік укосів.

Перед відсипанням насипу необхідно установити: товщину ущільнюваного шара, числа проходів по одному сліду, відносної вогкості грунту. Доданий на поверхню земляного полотна грунт розрівнюється бульдозером (Е2-1-22) на всю ширину полотна шаром необхідної товщини. У разі необхідності грунт зволожують.

Частіше всього в насипах грунт ущільнюють за допомогою різних типів катків, працюючих в зчепі з трактором.

Основні показники для катків при ущільненні земляного полотна приведені в додатку 4, табл. 2 і ЕНиР Е2-1-29.

Для трамбування застосовують трамбуючі пристрої - плити на екскаваторах і трамбуючі машини.

Тривалість ущільнення грунту в насипі відповідає тривалості роботи комплекту машин по вертикальному плануванню майданчика (бульдозерами, скреперами або екскаваторами), що необхідно враховувати у формулі (16).

IV. Вибір механізмів і способу виробництва робіт

Одне і та ж земляна споруда може бути влаштована з більшою або меншою ефективністю різними способами і комплектами машин і механізмів. Вибір способу виробництва земляних робіт, типу і видів машин, залежить від рельєфу місцевості, об'єму, вигляду і розмірів земляних споруд, що виконуються, вживаних транспортних засобів для перевезення грунту, гідрогеологічних умов, пори року, дальності транспортування грунту, заданих термінів виробництва робіт. Вибір способу виробництва робіт і комплекту машин для конкретних виробничих умов розв'язується на підставі варіантного проектування і виборі найбільш ефективного розв'язання.

При виборі способів виробництва будівельних процесів повинна забезпечуватися комплексна механізація, при цьому дотримують таку послідовність проектування:

- визначають склад і об'єм робіт з урахуванням конкретних умов виробництва, встановлюють технічні параметри необхідних
будівельних машин;

- розглядають можливі варіанти комплексної механізації із застосуванням відповідних ведучих і допоміжних машин, що мають необхідні параметри;

- визначають експлуатаційну продуктивність намічених варіантів комплектів по машині, що є ведучою;

- визначають, відповідно до продуктивності ведучої машини, для кожного варіанту необхідне число допоміжних машин, причому їхня сумарна продуктивність приймається на 10-15 % вище продуктивності ведучої машини.

Комплект машин вибирають в два етапи.

Спочатку підбирають комплекти машин по технічних параметрах, найбільш прийнятних для конкретних умов будівництва.

Потім визначають економічні показники по кожному варіанту і приймають найбільш раціональний варіант.

4.1. Вибір комплектів механізмів для вертикального

планування майданчика

При вертикальному плануванні майданчика, виходячи з об'ємів робіт і термінів їхнього виконання, необхідно ураховувати:

1. При плануванні майданчиків з дальністю переміщення грунту до 100 м рекомендується застосовувати бульдозери. При цьому найбільша ефективність досягається при переміщенні грунта на наступні відстані:

для бульдозерів на тракторах ДТ-54 і Т-75 - 25-40 м;

для бульдозерів на тракторах С-80 і С-100 -40-60 м;

для бульдозерів на тракторах Т-140 і ДЭТ-280 - 70-100 м.

2. При дальності переміщення грунту більше 100 м до 800 м -причіпні скрепери, до 5 км - самохідні скрепери. При цьому слід ураховувати, що всі щільні грунти при розробці їх скреперами заздалегідь розпушуються (див. Е2. 2-1-1, стор. 25, Т.2 п. 16) і при виборі скрепера для розробки грунту, розпушувач включається до складу комплекту машин, а тривалість його роботи на майданчику буде такою ж, як скрепера, що слід ураховувати у формулі (16).

3. При більшій відстані (5 км) - застосовується екскаватор з автосамоскидами.

Після того, як при попередньому виборі комплекту машин (по варіантах) знайдені типи провідної і допоміжних машин, уточнені об'єми основних і допоміжних робіт, приступають до визначення кількості необхідних засобів механізації для виконання проектного об'єму робіт в задані терміни будівництва. При цьому спочатку підраховують необхідну змінну продуктивність комплекту.

(13)

де - необхідна змінна продуктивність комплекту провідних машин, м³/ зміну;

- нормативний термін будівництва, днів;

V - загальний об'єм робіт по розробці виїмки або відсипання насипу, м³;

- прийнята змінність роботи машин.

Знаючи необхідну змінну продуктивність машин, на підставі довідкових даних, підбирають декілька можливих (2-3) комплектів основних і допоміжних машин. Потім, за допомогою економічного порівняння намічених варіантів, встановлюють найбільш раціональний.

4.2. Техніко-економічне порівняння варіантів засобів механізації

Остаточний варіант виробництва робіт по влаштуванню земляної споруди вибирають на підставі порівняння економічної ефективності технологічно можливих (3-4) варіантів комплексно-механізованого виконання заданих об'ємів робіт у встановлені терміни.

Основним показником при економічній оцінці вибраного варіанту виробництва робіт є собівартість одиниці продукції . Для чого визначаємо:

- тривалість виконання робіт (Тзм) на об'єкті, змін:

; (14)

де V - загальний об'єм робіт, м³ , м², Т;

- експлуатаційна змінна продуктивність провідної машини, м^З;

- норма витрат часу на одиницю вимірювання, м-год, л-год;

t_зм - тривалість робочої зміни, год (8 год).

- тривалість виконання робіт (Тзм) на об'єкті можна визначити:

(15)

- собівартість одиниці робіт (продукції) С_с, грн:

(16)

де - тривалість роботи кожної машини на майданчику, змін;

1,5 - коефіцієнт накладних витрат;

Зр - заробітна платня робочих на виконання всіх ручних операцій, пов'язаних із загальним об'ємом робіт, гривень;

С_м-зм - вартість машино-зміни експлуатації кожної з машин, що входять в комплект:

(17)

де С_м-год - вартість машино-години експлуатації машини, грн. (див. додаток 8);

- тривалість робочої зміни в годинах, = 8годин

Заробітна платня робочих, що беруть участь в процесі, визначають за формулою:

, (18) де: - фактична усереднена вартість людино-години конкретного виду робіт, яка відповідає середньому розряду ( ) цього виду робіт, грн (див. табл.7);

- трудомісткість виконання відповідного виду робіт, л-дн.

Фактична усреднена вартість л-год визначається за формулою:

, (19)

де: - міжрозрядный коефіцієнт для відповідного показника середнього розряду ( ), виду робіт, що розраховується.

, (20)

де: - середня заробітна платня в будівництві (станом на 21.04.08р.), = 2300грн;

- усреднена норма робочого часу на одного робітника; =167,64 год.

Т аб л и ц я 7

Усереднена вартість людино-години

за розрядами робіт у будівництві*

За станом на 21.04.2008

Середній розряд роботи, яка виконується	Вартість люд./год., грн.	Середній розряд роботи, яка виконується	Вартість люд./год., грн.	Середній розряд роботи, яка виконується	Вартість люд./год., грн.
1,0	10,49	3,4	13,08	5,8	18,32
1,1	10,57	3,5	13,25	5,9	18,59
1,2	10,66	3,6	13,41	6,0	18,85
1,3	10,74	3,7	13,56	6,1	19,14
1,4	10,83	3,8	13,72	6,2	19,44
1,5	10,91	3,9	13,89	6,3	19,72
1,6	10,99	4,0	14,05	6,4	20,01
1,7	11,08	4,1	14,26	6,5	20,31
1,8	11,16	4,2	14,48	6,6	20,60
1,9	11,25	4,3	14,69	6,7	20,90
2,0	11,33	4,4	14,90	6,8	21,18
2,1	11,44	4,5	15,12	6,9	21,47
2,2	11,55	4,6	15,33	7,0	21,77
2,3	11,66	4,7	15,54	7,1	22,10
2,4	11,77	4,8	15,75	7,2	22,44
2,5	11,89	4,9	15,97	7,3	22,77
2,6	12,00	5,0	16,18	7,4	23,11
2,7	12,11	5,1	16,45	7,5	23,45
2,8	12,22	5,2	16,71	7,6	23,77
2,9	12,33	5,3	16,98	7,7	24,11
3,0	12,44	5,4	17,25	7,8	24,44
3,1	12,60	5,5	17,52	7,9	24,78
3,2	12,77	5,6	17,78	8,0	25,11
3,3	12,92	5,7	18,05

* Вартісні показники, наведені в таблиці, обчислені виходячи з середньомісячної заробітної платні 2300 грн., що відповідає середньому розряду складності робіт в будівництві в цілому - 3,8.

Т аб л и ц я 8

Міжрозрядні коефіцієнти для розрахунку заробітної платні

Середній розряд роботи, що виконується	Між розрядний коефіцієнт	Середній розряд роботи, що виконується	Між розрядний коефіцієнт	Середній розряд роботи, що виконується	Між розрядний коефіцієнт
	1,09	3,7	1,29	5,4	1,64
2,1	1,10	3,8	1,31	5,5	1,67
2,2	1,11	3,9	1,32	5,6	1,70
2,3	1,12		1,34	5,7	1,72
2,4	1,13	4,1	1,36	5,8	1,74
2,5	1,14	4,2	1,38	5,9	1,77
2,6	1,15	4,3	1,40		1,79
2,7	1,16	4,4	1,42
2,8	1,16	4,5	1,44
2,9	1,17	4,6	1,46
	1,18	4,7	1,48
3,1	1,20	4,8	1,50
3,2	1,22	4,9	1,52
3,3	1,23		1,54
3,4	1,24	5,1	1,57
3,5	1,26	5,2	1,59
3,6	1,28	5,3	1,62

Отримані дані зводимо в таблицю 9.

Т аб л и ц я 9

№ п/п	Найменування варіантів	Тм-зм	Сод , грн..	Машини та механізми
1 вар. 2 вар. 3 вар.

V. Виробництво земляних робіт

Після вибору способу виробництва робіт і механізмів приступають до виробництва земляних робіт.

До початку основних робіт по вертикальному плануванню майданчика, відривки котлованів і траншей повинні бути проведені підготовчі роботи, до числа яких відносяться: підготовка території (валяння дерев, корчування пнів, прибирання каменю, зрізання чагарників, руйнування будівель), перенесення діючих підземних і надземних комунікацій, змонтовані інвентарні тимчасові приміщення для виробника робіт, обогріву робочих, прийому їжі, зберігання робочого одягу, інвентаря, запасних частин і ін., проведення тимчасового електроосвітлення, телефонного зв'язку, водопровід, дороги, роботи по зняттю і складуванню родючого рослинного шара грунту; забезпечення водовідведення і геодезичне розбиття.

Горизонтальне планування майданчика і зняття рослинного шара

грунту звичайно здійснюється бульдозером (див. ЕНиР E2-І-5).

Рослинний шар грунту повинен бути знятий в межах, встановлених проектом, і укладений у відвали. Пізніше його використовують для зміцнення укосів і рекультивації порушених або малопродуктивних земель.

Виїмки всіх видів повинні бути захищені від стоку поверхневих вод до початку основних земляних робіт за допомогою постійних або тимчасових захисних обвалувань або нагірних канав водовідведень.

Подовжній уклон майданчика слід витримувати не менше 0,003.

5.1. Визначення об'ємів земляних робіт при відриванні

котлованів і траншей.

Вибір раціонального контура котлованів

під проектовану споруду

На схему проектованої споруди наносять контур дна котлована, траншеї або котлованів, під колони, що окремо стоять (рис.8-11).

Розробка котлованів і траншей з вертикальними стінами без кріплень в нескальних і не замерзлих грунтах вище рівня грунтових вод і при відсутності поблизу підземних споруд допускається на глибину не більше: 1 м - в насипних, піщаних і крупно-уламкових грунтах; 1,25 м - в супісках; 1,5 м - в суглинках і глинах. (СНиП Ш-4-80 - Техніка безпеки в будівництві).

У всіх інших випадках виїмки розробляються з укосами або з кріпленням вертикальних стін.

Знаючи робочі відмітки (h_p) та коефіцієнт укосу (m), визначають горизонтальну проекцію укосів b = h_p m і наносять їх у відповідних місцях на план. Лінія, що сполучає крайні точки , указує контур укосів (мал. 8, 9, 10). Залежно від розмірів котлованів з укосами проектуємо їх розробку.

При проектуванні траншей і котлованів з укосами ширина по дну a₁ приймається рівній ширині підошви фундаменту з додаванням по 0,2 м з кожної сторони фундаменту для улаштування піщаної подушки або бетонної підготовки. Для встановлення дощатого кріплення розміри траншей і котлованів в плані повинні бути збільшені на b=15 см на кожну сторону кріплення. При улаштуванні шпунтової огорожі це розширення повинне скласти b=20 см .

При необхідності влаштування вертикальної гідроізоляції фундаментів і стін підвалів для зручності виконання робіт необхідно розширити котлован на 0,7 м з кожної сторони.

5.2. Підрахунок об'ємів розробки і транспортування грунту при відриванні котлованів та траншей

Визначивши глибину і розміри в плані (рис. 8-11) котлованів і траншей, можна підрахувати об'єм земляних робіт по формулах розрахунку об'ємів різних геометричних фігур.

При складній конфігурації земляних споруд слід розбити їх на окремі прості фігури, об'єми яких знаходять роздільно.

При проектуванні котлованів і траншей з укосами, об'єм грунта визначається по наближеній формулі об'єму призми з трапецеїдальним перетином

Котловани відриваються екскаваторами з недобором грунту (h) до 10 см з подальшою підчисткою його дна.

Для траншей

, (21)

де -ширина траншеї по верху;

а₁ – ширина траншеї по низу;

h- глибина траншеї;

l- довжина траншеї;

b=h m; m- модуль укосу;

(22)

Для котлованів

(23)

де F₁- площа нижньої основи

F₂- площа верхньої основи

Обсяг підчистки дна котловану складе:

, м³ (24)

де F_к - площа дна котловану, м²

h_n – товщина недобору грунту, м

При великих розмірах котловану рекомендується підчищання котловану виконувати механізованими способами, використовуючи для цієї цілі спеціальні планувальники або бульдозери.

Планування дна котловану або траншей, видритих під фундаменти будівель, виконується лише в тих місцях, де буде влаштовуватися підготовка під фундаменти.

Дно постійних котлованів захищається і планується на всій площі.

Об'єм робіт по улаштуванню з'їздів в котловани визначається додатково (V₂).

Ширина з'їздів приймається: при односторонньому русі - 3,5 м, при двосторонньому - 7,0 м. Уклон з'їзду і = 10÷15 %. Довжина з'їзду L = h / і, де h -глибина розробки котлована, м (наприклад, h≈2,8 м; L = 2,8/0,15 = 18,6 м).

Обсяг грунту при влаштуванні з'їзду складе:

, (25)

де b- ширина з'їзду.

Загальний об'єм розробки грунту: . Обсяг бетону в кожному фундаменті визначається із запроектованих розмірів фундаментів.

Рис.8. План котловану будівлі, що проектується

Рис. 9 Переріз будівлі на плані фундаментів

Рис 10. Розріз 1-1, 2-2, 3-3 на плані фундаментів

Рис 11.

1. Екскаватор-драглайн Е=1,1 м³; 2. Автосамоскиди КрАЗ-222Б;

3. Вішка 4. Драбина 5. Стоянки екскаватора ; 6. Огорожа.

Рис.12. Схема розробки котловану екскаватором-драглайном.

Рис.13. Схема розробки котлованів під окремо розташовані фундаменти екскаватором, обладнаним зворотною лопатою

Об'єм грунту для зворотної засипки (V_звор.з) одиночного фундаменту; підраховується як різниця між об'ємами котлована (V_котл) і об'ємом конструкції фундаменту (V_ф), тобто

(26)

де, V_котл- об'єм грунту в котловані, м³

V_підч - обсяг підчистки дна котловану, м³

V_ф - обсяг конструкції фундамента, м³.

К_у-коефіціент ущільнення грунту ( )

Таким же чином можна підрахувати об'єм засипки пазух траншей при влаштуванні стрічкових фундаментів або зведенні підвального поверху будівлі. Іноді для зворотної засипки доводиться завозити весь об'єм необхідного грунту. Це буває в тих випадках, коли будівництво об'єкту здійснюється в обмежених умовах буд майданчика. Для слабих грунтів можно проводити ущільнення дна котлованів та траншей з допомогою трамбуючи плит та машин (рис.14-15)

Рис.14. Схема ущільнення грунту трамбуючою плитою

Рис.15. Схема ущільнення грунту трамбуючою машиною

5.3. Вибір механізмів для відриття котлованів і траншей

Вибір комплекту механізмів для розробки котлованів і траншей залежить від їхніх розмірів в плані, глибини копання, висоти вивантаження грунту в транспортні засоби, радіусу різання і радіуса вивантаження.

При розробці грунта в транспортні засоби приймаємо можливі варіанти (2-3) комплектів землеройних механізмів і залежно від місткості ковша і безперервної роботи екскаватора, розрахунком визначаємо кількість автосамоскидів.

Частіше використовують для розробки котлованів і траншей екскаватори з прямою та зворотною лопатою і драглайни, іноді-грейфери та скрепери.

5.4. Розрахунок кількості транспортних одиниць (самоскидів) дли завезення (відвезення) грунту, що розробляється екскаватором

При розрахунку транспортних засобів для перевезення грунту, проектування кавалерів 1 необхідно враховувати коефіцієнт первинного розпушування (К_п). Слід ураховувати і ту обставину, що продуктивність екскаватора значно знижується при розробці грунту з вантаженням у транспортні засоби, які мають малу місткість кузова.

Звичайно самоскиди підбирають до екскаватора так, щоб кількість погрузки ковшів в кузов склало 4-6.

Для того, щоб визначити число ковшів (п) для конкретного типу автосамоскида, потрібно розділити місткість його кузова (q_куз,) на місткість ковша экскава тора (q_екск):

(27)

Рекомендована вантажопідйомність самоскида при роботі з одноковшовими екскаваторами приведена в додатку 3, 5, 6 цих метдичних вказівок.

Для забезпечення безперервної роботи екскаватора необхідно додержувати рівність

(28)

де N - кількість автосамоскидів;

П_а - продуктивність автосамоскида в зміну, м³

П_екск - продуктивність екскаватора в зміну, м³ . Обчислюється за формулою:

(29)

де t_см-тривалість зміни в годинах;

Н_вр-норма часу на 100 м³ грунту.

Продуктивність автосамоскида в зміну (П_а) визначається за формулою:

(30)

де п_р - кількість рейсів автосамоскида за зміну:

(31)

Кількість транспортних одиниць при циклічному завантаженню (N) встановлюют iз умови забезпечення безперебійної роботи навантажувально-розвантажувальних засобів за формулою:

При роботі екскаватора поперемінно на транспорт і в відвал кількість автотранспорта для вивозки грунту обчислюють по формулі:

(32)

де N - число транспортних одиниць;

t_ц - тривалість виробничого циклу рейса транспортної одиниці, хв;

t_п - тривалість навантаження транспортного засобу, хв.

П_отв-продуктивність роботи екскаватора в відвал. Визначається по формулі:

(33)

Н_ч-норма часу роботи екскаватора в відвал.

П_тр-продуктивність роботи екскаватора, що розробляє грунт на транспорт. Визначається по формулі:

(34)

Н_ч-норма часу роботи екскаватора, що навантажує транспорт.

V_отв-обсяг грунту, що вивантажується в відвал

V_тр-обсяг грунту, що навантажується на транспорт

Тривалість виробничого циклу (t_ц ) визначається по формулі:

(35)

де t_п - тривалість навантаження транспортного засобу, хв.

(36)

де Е - місткість кузова транспортного засобу, м³;

П_{екск.год} - годинна продуктивність екскаватора, м /год:

або (37)

де Н_ч - норма часу екскаватора на розробку 100 м³ грунта в щільному стані, м-зм (приймається по табл. ЕНіР, зб 2. Земляні роботи. Випуск І, 1979);

t_ч = 1 година;

t_тр ^вант , t^бвант _тр, - тривалість пробігу транспортної одиниці з вантажем та без вантажу на відстань l, при середній швидкості V_сер з вантажем та без, хв:

(38)

V_сер-середня швидкість руху автосамоскидів в місті , V_сер=19 км/год, та за містом-див табл.10.

Т а б л и ц я 10

Тип дороги (покриття)	Група дороги	Середня швидкість руху (км/год) при відповідній дальності перевезення
0,5		2 і більше
Асфальтове, бетонне, залізобетонні плити	І
Щебінне	ІІ
Булижне	ІІІ
Грунтове	ІV

2*l –відстань між пунктами навантаження та розвантаження в два кінці, км

t_р-тривалість розгрузки транспортної одиниці, хв. (приймається за табл.12)

t_м-тривалість маневрування при навантаженні та розвантаженні протягом рейсу (маневри, чекання, пропускання зустрічного транспорта при роз’їзді та втрати часу на прискорення та втрати швидкості на початку та в кінці шляху), приймається за табл.11.

Середня розрахункова кількість автосамоскидів(N) в залежності від відстані перевезення грунту

(39)

(ЕНіР, Земляні роботи, 1979, стор.24)

Т а б л и ц я 11

Тимчасові показники	Одиниці виміру
ГАЗ-93А	ЗИЛ-ММЗ-555 ЗИЛ-ММЗ-585	МАЗ-205 КамАЗ-5510	БелАЗ-540А МАЗ-525	БелАЗ-548А МАЗ-530
Час маневрування при навантаженні(tм)	хв			1,33		2,4
Час розвантаження з маневруванням	хв	0,9	1,2	1,9		2,2

Норма часу простою автосамоскидів (автопотягів) в пунктах навантаження та ровантаження, робота яких оплачується по виключним тарифам

Т а б л и ц я 12

№ п.п	Вантажопідйомність автосамоскида(автопотягу), т	Навантаження (хвилини)	Розвантаження (хвилини)
	До 3,5 включно	2,0	1,0
	Більш 3,5 до 5,0	2,2	1,8
	Більш 5,0 до 10,0	3,0	2,0
	Більш 10,0 до 25,0	3,2	2,8
	Більш 25,0 до 30,0	5,0	3,0
	Більш 30,0 до 40,0	7,0	4,0
	Більше 40,0	10,0	5,0

Тривалість виконання робіт (Т_зм) на об’єкті можно визначити з урахуванням розробки, й навантаженням в транспорт й в відвал (3-4 варіанти)

Собівартість одиниці робіт (продукції С_о) за формулою (16)

Данні по розрахунку техніко-економічних показників варіантів механізації робіт по відриванню грунту зводимо в таблицю 13.

Т а б л и ц я 13

№ варіанту	Тм-зм	Сод.вант	Машини та механізми
І
ІІ
ІІІ

До виробництва приймається комплект механізмів з найкращим показником собівартості одиниці продукції.

5.5. Підрахунок трудомісткості робіт по зворотній засипці пазух котлованів й ущільненню грунту

а) Зворотня засипка пазух фундаментів.

Засипку пазух фундаментів виконуємо бульдозером.