Расчет земляных работ

2.1. Технологическая карта на земляные работы.

2.1.1.Исходные данные для ведения земляных работ:

1. Грунт – супесь, суглинок.

2. Трубы – стальные ГОСТ 10704-91 о 159х4,5

3. Протяженность трубопровода - l = 346 км.

4. Время строительства - лето

5. Район строительства - п.Южный г.Барнаул

6. Физико - механические свойства грунта

1) Супесь, суглинок.

2) Средняя плотность в естественном залегании -  = 1,65 т/ м³, -  = 1,8 т/ м³

3) Коэффициент первоначального разрыхления - 20 % ( К_пр = 1,2 ).

4) Группа грунта для работ:

бульдозер - I;

Экскаватор одноковшовый - П;

2.1.2. Определение объемов земляных работ.

1. Подсчет объемов по разработке траншеи.

а) Ширина траншеи по низу:

а =  + 2 = 0,159 + 2х0,2 = 0,559 м.

В связи с тем, что разработка траншеи ведётся многоковшовым роторным экскаватором со сменным оборудованием и шириной разработки 0,6 м принимаем ширину траншеи понизу и поверху 0,6 м. В местах, где необходимо заложение откосов, вертикальные стенки крепят специальными временными крепями, щитами с опорными стойками.

г) Объем траншеи:

V_транш = (a + В_ср)/2*h_ср*l;

где В_ср – ширина траншеи средняя между двумя пикетами;

h_ср – высота траншеи средняя между двумя пикетами;

l - длина участка траншеи между двумя пикетами.

Расчет объемов земляных работ по разработке траншеи.

Таблица 1

№ ПК	a	h	hср	Bср	L	Vтр
83+93	0,6	1,39	1,395	0,6	73	61,101
84+66	0,6	1,4	1,41	0,6	74	62,604
91+40	0,6	1,42	1,435	0,6	60	51,66
92	0,6	1,45	1,485	0,6	64	57,024
92+64	0,6	1,52	1,53	0,6	86	78,948
93+50	0,6	1,54	1,5	0,6	50	45
94	0,6	1,46	1,44	0,6	100	86,4
95	0,6	1,42	1,45	0,6	300	261
98	0,6	1,48	1,47	0,6	100	88,2
99	0,6	1,46	1,73	0,6	170	176,46
102+70	0,6	2	2	0,6	30	36
103	0,6	2	1,77	0,6	116	123,192
104+16	0,6	1,54	1,575	0,6	184	173,88
106	0,6	1,61	1,57	0,6	100	94,2
107	0,6	1,53	1,525	0,6	100	91,5
108	0,6	1,52	1,56	0,6	200	187,2
110	0,6	1,6	1,59	0,6	100	95,4
111	0,6	1,58	1,58	0,6	28	26,544
111+28	0,6	1,58	2,23	0,6	76	101,688
112+4	0,6	2,88	2,86	0,6	94	161,304
112+98	0,6	2,84	2,21	0,6	102	135,252
114	0,6	1,58	1,6	0,6	100	96
115	0,6	1,62	1,605	0,6	100	96,3
116	0,6	1,59	1,63	0,6	100	97,8
117	0,6	1,67	1,67	0,6	200	200,4
119	0,6	1,67	1,67	0,6	300	300,6
122	0,6	1,67	1,62	0,6	100	97,2
123	0,6	1,57	1,605	0,6	65	62,595
123+65	0,6	1,64	1,605	0,6	35	33,705
124	0,6	1,57	1,67	0,6	33	33,066
124+33	0,6	1,77	1,695	0,6	77	78,309
125	0,6	1,62	1,67	0,6	100	100,2
126	0,6	1,72	1,645	0,6	100	98,7
127	0,6	1,57	1,495	0,6	18	16,146
127+18	0,6	1,42	1,495	0,6	63	56,511
отв.9	0,6	1.46	1,405	0,6	20	16,86
	0,6	1,35
отв. 7	0,6	1,45	1,405	0,6	79	66,597
		1,36
						3645,546

2. Объем трубопровода:

V_труб = (*d²*l)/4,

V_труб ( 225Х12,8 мм) = 148,6 м³.

V_труб ( 110Х6,3 мм) = 0,2 м³.

V_труб ( 63Х4,5 мм) = 0,25 м³.

V_{труб общ.} = 149,05 м³.

2. Объем грунта под приямки:

V_пр = 0.05*V_транш = 182,28 м³.

2. Объем грунта по обратной засыпке:

а) Подбивка пазух:

V_подб = V_{подб транш} - V_труб = 948,1-149,05 = 799,05м³.

ширина подбивки пазух поверху:

В_под = а_ср + 2* (d+0,2)*m = 600 + 2*0,425*0 = 0,6 м;

объём подбивки траншеи:

V_{подб транш} = (d+0,2)*L*(A+B_под)/2=(0,6 +0,6)/2*0,425*1800 = 948,1 м³.

б) Обратная засыпка:

V_засып.=V_{сум. транш} - V_труб. - V_{подб пазух} = 3645,546 – 149,05 – 799,05= 2697,446 м³.

V_{сум. транш} = V_транш + V_пр = 3645,546 + 182,28 = 3827,826 м³.

5) При устройстве кавальеров для обратной засыпки, площадь его сечения рассчитывается по формуле:

S_кав =V_кав /L=3237/3817=0.848, м².

Объем грунта в кавальере с учетом его первоначального разрыхления

V_кав =V_зас *К_пр =2697,446 4.2=3237, м³

Ели сечение кавальера будет в виде равнобедренного треугольника с крутиз­ной откосов 1:1,5, что соответствует крутизне откосов насыпного грунта, то высота Н и основание В в м такого кавальера выражаются формулами:

Н= S_кав/1.5=0.848/1.5=0.57, м ;

В=3*Н=3*0.0,57=1.7,м

6) Подсчет объемов работ по срезке растительного слоя:

F_ср= A₁*l = 9,025*3817 = 34448,425, м²

A₁=1.7+1+0.6+1+0.225+1+3.5=9,025, м

3. Подбор автосамосвалов для доставки песка при устройстве основания трубопровода:

а) Объем грунта в плотном теле в ковше экскаватора:

V_гр. = (V_ков.* К_нап )/К_пр.=(0,12*0,8)/1,2= 0,08 м³.

где V_ков – принятый объём ковша экскаватора, м³;

К_нап-коэффициент наполнения ковша, принимаемый: для роторного экскаватора 0,8…1; драглайна 0,9…1,15;

б) Масса грунта в ковше экскаватора:

Q = V_гр. * = 0,08*1,7 = 0,136 т.

где  - плотность грунта при естественном залегании, т/м³.

в) Количество ковшей в кузове автосамосвала:

Для дальности транспортирования 3 км выбираем автосамосвал КРАЗ - 222 грузоподъемностью 10 тонн.

n = П/Q=10/0,136 = 74 ковша

г) Объем песка в плотном теле, загружаемый в кузов самосвала:

V = V_гр.*n = 0,08*74 = 5,92 м³.

д) Продолжительность одного цикла работы самосвала:

Т_ц = t_n + 60*l/ V_г + t_n + 60*1/ V_п +t_м = 7,6 + 60*3/19 + 2 + 60*3/30 +2 = 27.57 мин.

t_n = V*H_вp/100 = 5,92*1,8/100 = 7,6 мин- время погрузки грунта, мин;

Н_вр- норма машинного времени, учитывающая разработку экскаватором 100м³ грунта и погрузку в транспортные средства, маш.мин, определяемая поЕНиР2-1;Н_вр=1.8

L - расстояние транспортировки грунта, км;

V_г - средняя скорость автосамосвала, км/ч, в загруженном состоянии, определяемая по табл.7;

V_п = 25...30 км/ч - средняя скорость автосамосвала в порожнем состоянии;

t_p = 1...2 мин - время разгрузки;

t_м = 2…3 мин – время маневрирования перед погрузкой и разгрузкой.

е) Требуемое количество самосвалов:

N=T_ц/t_n = 25,57/7,6 =4 самосвала.

2.1.4. Выбор комплектов землеройно - транспортных машин.

Технико-экономическое сравнение комплектов машин.

Выполняется с учетом следующих показателей:

1. Себестоимость разработки 1 м³ грунта.

С = (1.08*С_{маш. Смен} + 1.5 Зп)/ П_{смен. Выр.}

1.08 - коэффициент, учитывающий накладные расходы;

С_{маш. смен} - стоимость машино- смены, входящей в комплект;

П_{смен. выр.}- сменная выработка экскаватора, учитывающая разработку грунта навымет и погрузка в транспортные средства;

Зп - сумма заработной платы, не учтенной в стоимости машино- смены;

5. - коэффициент накладных расходов на зарплату.

П_{смен. выр.}= (8/H_вр)*100, м³/см,

где 8 –количество часов работы машины в смену;

H_вр – норма машинного времени, учитывающая разработку экскаватором 100м³ грунта и погрузку в транспортные средства, маш. час, определяемая по ЕниР 2-1.

2. Определяют удельные капитальные вложения на разработку 1 м³ грунта.

К_уд.= 1.07/ П_см.*( ( С_опт./ Т_год.)

1,07 - коэффициент затрат на доставку машин завода- изготовителя на базу механизации;

С_опт.- инвентарно- расчетная стоимость машин, входящих в комплект;

Т_год.- нормативное число смен работы машин в год.

3. Приведенные затраты на разработку 1 м³ грунта.

П_уд.= С + Е* К_уд.

Е - нормативный коэффициент эффективности вложений.

4. Трудоемкость разработки 1 м³ грунта.

Т =  Т_{маш. см}/ V_{вед. маш}

 Т_{маш. см}- общая трудоемкость комплекта машин;

V_{вед. маш} - объем разработки грунта по ведущей машине.

Подбираем комплекты машин.

Таблица 2

I вариант	П вариант
Ведущая машина	Ведущая машина
Роторный экскаватор ЭТР-161 емкость ковша 0,12 м3	Драглайн Э - 505 емкость ковша 0.5 м3
Для срезки растительного слоя	Для срезки растительного слоя
Бульдозер ДЗ - 18 (Т-100М)	Грейдер ДЗ - 14 (Д - 395)
Обратная засыпка	Обратная засыпка
Бульдозер ДЗ - 18 (Т-100М) Трамбовки ИЭ-4502	Бульдозер ДЗ - 18 (Т-100М) Трамбовки ИЭ-4502
Планировка площадки	Планировка площадки
Бульдозер ДЗ - 18 (Т-100М)	Бульдозер ДЗ - 18 (Т-100М)

Расчетная стоимость машин и себестоимость машино-смен механизмов

Таблица 3

Наименование машины	Средняя стоимость машино- Смены Смаш.см, руб	Инвентарно- расчетная стоимость машины Сопт, тыс.руб	Нормативное число смен работы машины в год Тгод
		I вариант
Роторный экскаватор ЭТР - 161	44,22	23,62	300
Бульдозер ДЗ - 18 (Т-100)	24.50	7.21	300
		П вариант
Драглайн Э - 505	23.78	16.4	350
Грейдер ДЗ - 14 (Д - 395)	50,94	38.2	270
Бульдозер ДЗ - 18 (Т-100)	24.50	7.21	300

Расчитываем технико- экономические показатели:

Для роторного экскаватора ЭТР – 161 с разработкой грунта в отвал.

П_{смен. выр.}= 8/1.8*100 = 444,4 м³/см

С = (1.08*(44,22+3*24,5))/444,4 = 0,28 руб.

К_уд.= 1.07/444.4*(23620/300+7210/300) = 0,25

П_уд.= 0,28+0,15*0,25 = 0,607

Полученные данные сводим в таблицу и сравниваем:

Таблица 4

Наименование показателя	I вариант	П вариант
С	0,28	0,484
Куд	0,25	0,82
Пуд	0,32	0,607

Принимаем для производства работ комплект машин и механизмов I варианта, так как показатели этого комплекта выгоднее и экономичнее по сравнению с комплектом машин и механизмов П варианта.

2.1.5. Указания по производству земляных работ.

1. Срезка растительного слоя.

Процесс срезки растительного слоя производится бульдозером ДЗ - 18 на базе трактора Т – 100М, с гидравлическим приводом поворотного отвала. Набор грунта осуществляется прямоугольным способом, на глубину зарезания 0.15 м. Схема движения бульдозера - полоса рядом с полосой.

Схема набора грунта: Схема движения бульдозера:

2. Разработка траншеи.

Разработка траншеи производится многоковшовым экскаватором марки ЭТР - 161. Разработка ведется в отвал по лобовой схеме, так как работы ведутся в нестесненных условиях за пределами строений.

Технические характеристики экскаватора ЭТР - 161:

1) Вместимость ковша - 0,12 м³

2) Количество ковшей – 10 шт;

3) Наибольшая глубина копания – 2,4 м;

4) Ширина разработки – 0,61 м;

5) Наибольшая высота выгрузки - 5.6 м;

6) Мощность 86 (118) кВТ (л.с.);

7) Масса – 13,1 т;

8) Производительность 600м в смену

Схема забоя экскаватора:

Ручная доработка производится бригадой рабочих - землекопов с целью удаления лишнего грунта, не убранного экскаватором, из траншеи и выравнивания основания. Убираемый грунт складируется в кавальер на бровке траншеи.

Устройство основания траншеи производится той же бригадой - землекопов на высоту 15 см от дна траншеи для укладки труб.

Схема ручной доработки траншеи:

Устройство основания траншеи.

5. Подбивка пазух с уплотнением.

Подбивка пазух производится с целью закрепления газопровода в траншее от сдвигов и перемещений. Грунт берется из кавальера. Уплотнение грунта производится на высоту 20 см от верхней точки газопровода. Уплотнение грунта ведется трамбовками марки ИЭ - 4502 вручную. Схема засыпки грунта в траншею аналогично схеме устройства основания.

5. Обратная засыпка.

Обратная засыпка производится бульдозером марки ДЗ -18 на базе трактора Т100М, с гидравлическим приводом поворотного отвала, под углом 45 к оси траншеи. Грунт перемещается из кавальера рядом с траншеей.

Схема обратной засыпки траншеи:

5. Планировка .

Планировка производится бульдозером ДЗ - 18 на базе трактора Т - 100 . Схема движения бульдозера - полоса рядом с полосой. По завершению планировки производится рекультивация почвенного покрова с высевом трав, которая должна быть осуществлена не позднее, чем через год по завершению производства работ.

Схема движения:

2.1.6. Мероприятия по технике безопасности при выполнении земляных работ.

1.6.1. Общие требования техники безопасности при производстве земляных работ:

1. Во избежании несчастных случаев и повреждений машин и механизмов, обслуживающий персонал обязан знать и строго соблюдать правила техники безопасности.

2. К управлению машиной (оборудованием) допускается машинист, прошедший специальную подготовку и получивший удостоверение на управление машиной .

3. Машина (оборудование) должна содержаться в исправном состоянии. Не разрешается приступать к работе на неисправной машине (оборудовании).

4. Пуск двигателя должен осуществлять старший по смене. Перед началом пуска он должен дать сигнал предупреждения.

5. Прежде, чем тронуться с места, машинист обязан убедиться в отсутствии в опасной зоне людей и посторонних предметов.

6. Запрещается работа строительно - монтажных машин под проводами действующих ЛЭП.

7. Складирование материалов, движение и установка строительных машин и транспорта в пределах призмы обрушения грунта запрещено.

1.6.2. Техника безопасности при эксплуатации одноковшового экскаватора.

1. При работе экскаватор должен стоять на горизонтальной площадке которую предварительно выравнивают.

2. При наличии людей в опасной зоне запрещается начинать работу экскаватора

3. При работающем двигателе запрещается проводить ТО экскаватора.

1.6.3. Техника безопасности при эксплуатации бульдозера.

1. При работе бульдозера необходимо соблюдать следующие требования:

а) останавливать машину, если перед режущей кромкой отвала встретилось препятствие которое бульдозер преодолеть не может;

б) не выдвигать нож отвала за бровку откоса;

в) опускать на землю отвал при его очистке или ремонте;

г) не приближаться гусеницами к бровке свеженасыпанной насыпи ближе чем на 1 м.

2. Машину оставленную при работающем двигателе необходимо надежно затормозить.

3. Запрещается оставлять бульдозер с работающим двигателем.

4. Бульдозеристу запрещается:

а) Начинать движение бульдозера без подачи предупредительного сигнала;

б) Выходить из кабины бульдозера во время его движения;

в) Принимать на грудь.

2.1.7.Операционный контроль качества.

Операционный контроль, выполняется в процессе производства работ и после их завершения. Осуществляется измерительным методом или техническим осмотром. Результаты контроля фиксируются в общих и специальных журналах работ, журналах геотехнического контроля.

Показатели операционного контроля при разработке выемок и устройстве

естественных оснований*.

Таблица 6

Технические требования	Предельное отклонение	Объем контроля
1	2	3
Отклонение отметок дна выемок от проектных(кроме выемок в валунах, скальных и вечномерзлых грунтах)при черновой разработке: одноковшовым экскаваторами, оснащенными ковшами с зубьями одноковшовыми экскаваторами, оснащенными планировочным ковшом, зачистным оборудованием, экскаваторами планировщиками: бульдозерами траншейными экскаваторами скреперами	Для экскаваторов с механическим приводом по видам рабочего оборудования: драглайн +25 см прямого копания +10 см обратная лопата +15 см для экскаваторов с гидравлическим приводом: + 10 см +5 см +10 +10 +10	Точки измерения устанавливаются случайным образом, число измерений должно быть не ниже: 20 15 10 5 15 10 10
Отклонение отметок дна выемок от проектных при черновой разработке в скальных грунтах и вечномерзлых грунтах, кроме планировочных Выемок Недоборы Недоборы	не допускаются по табл. 5 СНиП 3.02.01-87	При числе измерений на сдаваемый участок не менее20 в наиболее высоких местах, установленных визуальным осмотром
То же, без рыхления валунных и глыбовых грунтов: Недоборы Переборы	Не допускаются Не более величины максимального диаметра валунов(глыб), содержащихся в грунте в количестве свыше15 % по объему, но не более 0.4 м	То же
То же, планировочных выемок: Недоборы Переборы	10 см 20 см	То же

*Метод контроля - измерительный.

13. Калькуляция трудовых затрат и заработной платы.

На все виды работ составляется калькуляция трудовых затрат и заработной платы.

Таблица 7

№ п/п	Обоснование	Наименование	Единица изме-	Обем работы	На един изме	ицу рения	На весь ра-	объем боты
	ЕНиР; СНиП	работ	рения		Норма времени в час	Расценка руб.коп.	Затраты труда чел.дн.	Ст - сть затрат труда
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	2-1-5 № 2	Срезка растительного слоя ДЗ-18 (Т-100М)	1000 м2	34,49	0,69	0-73,1	2,97	25,21
2	2-1-11 № 5 ж	Разработка траншеи экскаватором обратная лопата, ковш 0,12 м3	100 м3	36,45	1,16	1 – 14	22,59	41,55
3	9-2-32 № 1	Устройство основания в траншее	1 м3	114,66	0,9	0 – 60,3	12,90	69,14
4	2-1-58 № 3 а	Подбивка пазух трамбовками ИЭ-4502	1 м3	799,05	0,73	0 – 44,9	72,9	358,77
5	2-1-34 № 2 б	Обратная засыпка бульдозером ДЗ-18 (Т-100М)	100 м3	38,28	0,31	0 – 32,9	1,48	12,59
6	2-1-36 № 3 а	Планировка бульдозером ДЗ-18 (Т-100М)	1000 м2	34,49	0,28	0 – 29,7	1,3	10,24
						Итого:	122,14	526,5

2.1.9. Материально - технические ресурсы.

Потребность в эксплуатационных материалах:

Таблица 8

Наименование	Единица измерения	Норма на 1 час работы	Количество машино-часов	Количество на весь объем работы
1	2	3	4	5
		Бульдозер ДЗ-18
Бензин Дизельное топливо Дизельное масло Трансмиссионное масло	кг кг кг кг	0.3 8.8 0.45 0.1	144	43,2 1267,2 64,8 14,4
		Экскаватор ЭТР-	161
Бензин Дизельное топливо Дизельное масло Трансмиссионное масло	кг кг кг кг	0.1 6,3 0,04 0,08	184	27,6 1196 55,2 18,4

2.2 Технологическая карта на сборку труб в нитку и стыковое соединение.

2.2.1 Исходные данные для ведения работ:

1. Условия строительства - нестесненные.

2. Трубы - полиэтиленовые (ПЭ-80)  225 X 12,8 мм,  110 X 6,3 мм,  63 X 4,5 мм.

3. Время строительства - лето

4. Район строительства - Павловский район.

2.2.2 Определение объемов работ.

1. Длина трубы -12м.

2. Длина трубопровода - 3822 м.

2.2.3 Выбор грузоподъемно-монтажных механизмов по монтажным параметрам.

Подбор грузоподъемных механизмов.

Для сборки и стыкового соединения труб на бровке траншеи в нитку используются автомобильные краны.

Грузоподъемность крана определяется:

Q=Pэ+q_осн.,

Р_э - вес монтируемого элемента;

q_осн. - вес оснастки (стропы, траверсы и т. п.).

Q= 102,6+27,3 =129,9 кг.

Монтажный кран для сборки труб в нитку на бровке траншеи: Монтаж­ный кран подбирается по фактическому весу опускаемой трубы, приходяще­муся на кран, при соответствующем вылете стрелы.

Расчетный вылет стрелы крана (от вертикальной оси вращения крана до центра траншеи) будет равен:

R = В/2+ a₁+ а₂+ а_з+b/2

В - ширина траншеи по верху;

b - ширина крана;

a₁ - расстояние от бровки траншеи до трубы;

а₂ - ширина места, занимаемого звеном;

а₃ - расстояние от трубы до оси крана (трубоукладчика).

R = 0,6/2 + 1,0 + 0,225 + 2 + 3,6/1 = 5 м

По нормативным данным вес труб:

Таблица 1

Длина, м	Диаметр, мм ^	Вес, кг
12	63	12,6
12	110	24,84
12	225	102,6

Для выполнения этих работ подходит кран КС - 1561 со следующими характеристиками :

1) Расчетный вылет стрелы -11м;

2) Грузоподъемность - 4 т;

3) Базовый автомобиль - МАЗ-200. Грузозахватное приспособление - мягкие полотенца ПМ-521.

2.2.4 Указания по производству работ.

1. Сборка труб в нитку.

Сборка труб в нитку производится на бровке траншеи. Трубы привозятся трубовозом марки ЗИЛ - 131 и складируются с последующей сборкой. Число привозимых труб одним трубовозом  225 мм - 24 штук. Трубы меньших диаметров производятся в бухтах. При сборке труб в звенья используют наружные центраторы для удобства монтажа типа: ЦНЭ-8-15 для  110-160 мм; ЦНЭ-16-15 для  160-225 мм.

Схема производства работ:

2. Стыковое соединение звеньев.

Выполняется бригадой, состоящей из сварщиков 5 и 3 разрядов.

Сварка встык нагретым инструментом.

Сварку труб производят при температуре окружающего воздуха от -15°С до +40°С. Место сварки защищают от атмосферных осадков, пыли и песка. При сварке свободный конец трубы закрывают для предотвращения сквозняков внутри свариваемых труб.

Детали соединительные приваривают к трубам или отрезкам труб в

заготовительном цехе при температуре окружающего воздуха не ниже -5°С.

Стыковую сварку полиэтиленовых труб выполняют сварочной машиной «Видос-4600 СПА»