Определение площади откосов

Дальневосточный государственный технический университет

Строительный институт

Кафедра гидротехники

Курсовой проект

по производству земляных работ

Руководитель: Корнюшин П.С.

Выполнила студентка гр. С-041

Боровская М. Н.

Владивосток 2004

Содержание

Введение
1. Определение объемов земляных работ
1.1 Определение объемов плотины
1.2 Определение площади основания
1.3 Определение площади откосов
2. Выбор способа производства работ
2.1 Определение сроков строительства
2.2 Выбор комплектов машин
2.3 Определение производительности ведущей машины
2.4 Выбор и расчет транспорта
2.5 Определение марки и числа бульдозеров
2.6 Определение марки и необходимого количества катков
2.7 Срезка растительного слоя
2.8 Планировка откосов
2.9 Укрепление откосов в нижнем бьефе
3. Технико-экономическое сравнение
3.1 Выбор варианта комплектов машин
3.2 Определение размеров карт отсыпки грунта
3.3 Проектирование графика производства работ
4. Указания по технике безопасности
4.1 Техника безопасности при работе экскаватором
4.2 Техника безопасности при работе бульдозера
Заключение
Литература

Введение

Объект строительства - глухая земляная плотина. Преимуществом такой плотины является, то, что для ее возведения используются местные материалы, что значительно сокращает стоимость сооружения.

Грунт отсыпки - суглинок

1. Определение объемов земляных работ

1). Срезка и уборка растительного слоя

2). Разработка в карьере и погрузка

3). Перевозка грунта

4). Отсыпка грунта

5). Разравнивание грунта

6). Уплотнение грунта

7). Планировка откосов

8). Укрепление откосов в нижнем бьефе

1.1 Определение объемов плотины

Общий объем сооружения определяется как сумма отдельных участков по формуле:

, (1)

где n - число сечений;

V_i - объем отдельных участков.

(2)

, (3)

где F_i - площадь сечения, перпендикулярного к оси плотины;

L - расстояние между сечениями.

Площади отдельных сечений находятся методом разбиения на простейшие фигуры, а сами разрезы представлены на рисунке 1.

Таблица 1

Определение объемов плотины

№ п/п	Площадь Fi, м2	Объем Vi, м3
	21,7	520,8
811,2
	45,9
1193,16
	53,53
1157,16
	42,9
	100,1
2995,2
	149,³
	97,75
1597,68
	35,39
650,28
	18,8
451,2
Суммарный объем плотины	14059,68

1.2 Определение площади основания плотины

Площадь основания определяем, деля ее, на участки по характерным переломам площади вычисляем по формуле площади трапеции и треугольника:

, (4)

, (5)

где В, В₁, В₂ - основания трапеции;

L - расстояние между основаниями.

Расчет площади основания сводим в таблицу 2.

Таблица 2

Расчет площади основания

№ п/п	Основание В1, м	Основание В2, м	Расстояние L, м	Площадь Fосн, м2

Суммарная площадь основания составила 20038 м².

Вычисляем объем растительного слоя, который подлежит удалению по формуле:

, (6)

где F_осн - суммарная площадь основания;

а - глубина растительного слоя, равная 0,6 м.

Исходя из этого:

Вычисляем полный объем грунта в теле плотины, который необходимо разработать экскаватору, по формуле:

, (7)

где V_n - объем насыпи;

V_р.с. - объем растительного слоя.

1.3 Определение площади откосов

Площадь откосов вычисляется по формуле:

, (8)

где L_отк1, L_отк2 - длины откосов;

Н - высота трапеции.

, (9)

где L_пр - длина проекции откоса Н;

m - заложение откоса (низового - m₂=2,6, верхового - m₁=2,4).

Расчеты сведены в таблицу 3.

Таблица 3

Определение площади откосов

№ п/п	, м	cosα	, м	, м	H, м	F, м2	, м	cosα	, м	, м	H, м	F, м2
		0,95	0,00	24,2		12,1		0,94		25,³		12,8
		24,2	42,2		273,6		25,³	44,7		280,8
		44,2	48,4		416,7		44,7	48,9		421,2
		48,4	51,6	9,³			48,9		9,³	469,8
		51,6	84,2					72,3		611,³
		84,2	88,4		1380,8		72,3	89,4		1243,6
		88,4	77,9	17,³	1455,1		89,4		17,³	1508,³
		77,9	36,8		802,9
		36,2	7,4		44,2			34,1		100,1
		7,4	1,2		4,3		34,1	12,8		23,5

Суммарная площадь откосов: низового = 5764,8м², верхового = 5543,7 м², общая = 11308,5 м².

2. Выбор способа производства работ

2.1 Определение сроков строительства

В срок строительства входит:

- срезка растительного слоя;

- отсыпка тела плотины;

- уплотнение грунта катками;

- планировка откосов.

Общий срок строительства определяем согласно объему грунта в твердом теле.

(10)

где W_т - объем грунта в твердом теле, м³;

W - полный объем грунта в теле плотины;

К_уп - коэффициент остаточного разрыхления для песка по приложению 2 [1] К_уп=5%.

Принимаем общий срок строительства 17 месяцев. Отсюда срок возведения плотины:

(11)

где Т_д - директивный срок строительства, месяцев;

Т_общ - общий срок строительства, месяцев;

k_p - районный коэффициент равный 1,2

Перед началом отсыпки необходимо снять растительный слой. Принимаем, что растительный слой снимается с 1/3 всей площади и на этом участке начинается отсыпка, а бульдозер уходит дальше. Планировка откосов и посев трав производится в процессе возведения, однако окончательная планировка и посев трав выполняются по завершению отсыпки.

Отсюда срок отсыпки определяется как срок возведения без учета снятия растительного слоя, планировки и посева трав.

2.2 Выбор комплектов машин

В состав основных работ по возведению насыпной плотины входит:

- подготовка и разработка карьера;

- транспортировка грунта;

- отсыпка;

- разравнивание и уплотнение грунта.

Весь процесс должен быть полностью механизирован, то есть должен выполняться системой механизмов и транспортных средств, связанных между собой по производительности, основополагающей является производительность ведущей машины, в данном случае экскаватора, по ней подбираются самосвалы, бульдозеры, катки. Мы рассматриваем несколько комплектов механизмов для сравнения стоимости и продолжительности производства работ.

2.3 Определение производительности ведущей машины

Требуемая сменная производительность ведущей машины, определяется по формуле:

(12)

где W_т - объем грунта в твердом теле, м³;

Т_д - директивный срок строительства, часов;

β- количество смен в день, равное 1.

Производительность экскаватора определяется по [1] в зависимости от группы грунта.

Песок по таблице 1 [1] принадлежит к I группе грунтов.

Подбор заключается в том, чтобы .

I. Для первого варианта принимаем экскаватор с прямой лопатой с емкостью ковша 0,15 м³ Э0-1621 по [1] Е2-1-8.

(13)

где п - норма времени на 100 м³ по таблице 3 Е2-1-8 [1], п=8,4;

Количество работающих машин:

II. Для второго варианта принимаем экскаватор с прямой лопатой с емкостью ковша 0, 5 м³ Э-504 (Э-1251) по [1] Е2-1-8.

п=2,1;

Количество работающих машин:

2.4 Выбор и расчет транспортных средств

Для перевозки грунта применяются наиболее распространенные средства - автосамосвалы.

Дальность транспортировки грунта: 1,5км - по асфальту, 3 км - по грунту.

Количество самосвалов на один экскаватор находим по формуле:

(14)

где Т_н - время нагрузки самосвала, мин.;

Т_ун - время установки самосвала под нагрузку, мин.;

Т_р - время разгрузки, мин.;

Т_ур - время установки под разгрузку, мин.;

Т_п - перерыв в течении рейса, мин.;

Т_пр - время пробега самосвала, мин.

Время нагрузки самосвалов:

(15)

где t_ц - время продолжительности цикла экскавации;

п₁ - число ковшей в кузове

(16)

где Q - грузоподъемность самосвала, т;

ρ - плотность грунта, равная 1700т/м³;

q - геометрический объем ковша, м³;

k_н - коэффициент наполнения, равный 0,85.

(17)

где l_асф, l_гр - расстояние транспортировки, км;

υ_гр, υ_п - средние скорости движения, км/час.

1-ый комплект: принимаем САЗ-3504 с грузоподъемностью 20 тонн.

Т_р =0,3 мин, Т_ун =0,2 мин, Т_ур =,0,4 мин, Т_п =³,8 мин, Т_пр =11,7 мин.

t_ц=35,7сек,

Таким образом, принимаем 45 самосвалов на 5 экскаваторов.

2-ой комплект: принимаем ЗИЛ-555 с грузоподъемностью 10 тонн.

Т_р =1 мин, Т_ун =0,3 мин, Т_ур =0,6 мин, Т_п =³,2 мин, Т_пр =18 мин.

t_ц=35,7сек,

Таким образом, принимаем 14 самосвалов на 2 экскаваторов.

2.5 Определение марки и необходимого числа бульдозеров

Определим производительность:

(18)

где П_э - производительность экскаватора;

т_э - количество экскаваторов.

1-ый комплект:

Принимаем бульдозер на базе трактора ЭО-1621Д.

Н=0,87, согласно Е2-1-28 [1].

количество бульдозеров: .

2-ой комплект:

Принимаем бульдозер на базе трактора Э-153.

Н=0,87 согласно Е2-1-28 [1].

количество бульдозеров: .

2.6 Определение марки и необходимого количества катков

Требуемая производительность

П_к.тр=П_б.тр

Толщина уплотняемого слоя 0,6 м.

Число проходов по одному месту - 8.

1-ый комплект:

Самоходный каток Ду-39А

количество катков: .

2-ой комплект:

Самоходный каток ДУ-39А

количество катков: .

2.7 Срезка растительного слоя

Толщина срезаемого слоя за один проход 0,15 м, требуемая глубина срезки 0,6 м, количество проходов: 0,6/0,15=4прохода.

Принимаем бульдозер ДЗ-53

Н=0,43 по Е2-1-5[1]

Срок выполнения работы:

2.8 Укрепление откосов в нижнем бьефе

Предусмотрено укрепление откосов земляных сооружений способом гидросева многолетних трав гидросеялкой с цистерной вместимостью 5 м³, смонтированной на базе поливомоечной машины ПМ-130Б

2.9 Планировка откосов

Планировка откосов производится бульдозером ДЗ-53. При рабочем ходе в одном направлении Н=0,43 по Е2-1-36 [1].

Время, требуемое для выполнения работы:

3. Технико-экономические сравнения

3.1 Выбор варианта комплекта машин

Для того чтобы выбрать наиболее экономически выгодный комплект машин, необходимо произвести технико-экономические расчеты.

Основным экономическим критерием для выбора варианта механизации являются приведенные затраты, определяемые по формуле:

(19)

где С_у - себестоимость данного вида машины в течении года

(20)

С_мч - стоимость машино-часа машины;

Т_г - количество машино-часов работы в год;

(21)

В - годовая производительность, м³/год;

П_Э - производительность машины в час;

k_у - капитальные затраты;

(22)

Ц₁- оптовая цена вида машин;

Е_п- нормативный коэффициент эффективности, Е_п=0,15;

Таблица 4