Составление технологических карт и подбор комплекта машин для производства земляных работ

Производство земляных работ должно быть максимально механизированным. Все основные и вспомогательные процессы выполняются при помощи машин и механизмов.

Технологической картой называется документ, определяющий технологию одного строительного процесса.

При составлении технологических карт используют нормативно-справочную литературу (инструкцию о порядке составления и утверждения проектов организации строительства и проекта работ, сборник единых и ведомственных норм и расценок, указания по составлению типовых технологических карт, нормативные материалы по охране труда, пожарной безопасности и другие).

Форма технологической карты представлена в приложении Д.

Технологические карты используют на стадии проектирования и в процессе организации производства земляных работ для сравнения и окончательного выбора вариантов и подсчета потребных ресурсов.

В составе технологических карт отражаются:

- назначение и область применения;

- технико-экономические показатели;

- технология строительного процесса;

- содержание строительных процессов;

- типы и марки используемых машин;

- условия производства работ, влияющие на производительность механизмов и труда рабочих;

- нормы выработки для механизмов и рабочих;

- необходимые материалы;

- потребные материально – технические ресурсы по отдельным простым процессам и в целом на весь объем работ, рассматриваемой технологической картой.

По нормативному источнику находят норму машинного времени (маш.-ч) и объем работ , норму рабочего времени (чел.-ч) и объем работ (м³,м²,м), выполненный за время .

На основании подобранных норм и объемов работ по каждой операции определяют потребное количество ресурсов: количество машино-смен (маш.-см) и человеко-дней (чел.-дн.):

потребное количество машино-смен М:

(25)

где - норма машинного времени на выполнение объема работ применительно к фактическим условиям работы, отличными от условий нормативных источников, маш.-ч; 8 – продолжительность смены, ч.

Например, при бульдозерных и скреперных работах вычисляют следующим образом:

, (26)

где - норма машинного времени на выполнение объема работ при перемещении грунта на нормативное расстояние , маш.-ч; - фактическое расстояние транспортирования (перемещения) грунта, м; - нормативное расстояние перемещения грунта, м; - расстояние перемещения грунта сверх нормативного на которое в нормативных источниках содержится добавочное время , м; - добавочное время на выполнение объема работ при перемещении грунта на расстояние сверх нормативного расстояния , маш.-ч.

При выполнении работ, связанных с уплотнением грунта:

(27)

где n – фактическое число проходов катка по одному следу; n_н- нормативное число проходов по одному следу за время Н_вр.

Нужно быть внимательным при выборе норм из нормативных источников, чтобы не ошибиться при пересчете норм на выполнение работ при условиях, отличных от нормативных.

Потребное количество человеко-дней определяется по формуле:

Е=n_ч М (28)

где n_ч – число рабочих в звене, работающих с помощью машины, чел.

Стоимость работ С определяется исходя из стоимости машино-смены или агрегата:

С=С_м-см М (29)

где С_м-см=С_м-ч 8- стоимость одной машино-смены, руб.; С_м-ч-стоимость одного машино-часа, руб

После составления технологических карт проводится подсчет общих затрат труда и потребного количество машино-смен по каждой машине и общей стоимости работ.

По технологической карте суммируем затраты труда по всем технологическим операциям. Для каждой строительной машины также суммируем количество машино-смен, отработанных данной машиной на всех строительных операциях. После чего определяют показатели затрат труда машино-емкости на 1000 м³ проектного объема. Для чего суммарные затраты труда или суммарные затрату машино-смен по каждой конкретной машине делят на проектный объем и умножают на 1000 м³.

Стоимость 1 м³ проектного объема определяют по формуле (руб):

(30)

где -суммарная стоимость реконструкции данного участка канала, руб.;V_пр – проектный объем, м³;

Выработка на 1 человеко-день определяется по следующей формуле (м³):

(31)

Ведомость объемов земляных работ составляется на основании данных к курсовой работе и выполненных в главе 3 расчетов отдельно для котлована или траншеи.

Выполненные расчеты необходимо свести в таблицу 1.

Таблица 1 - Ведомость объемов земляных работ

Определенное по техническим картам потребное количество машино-смен можно использовать для количественного комплектования механизмов. Для этого все рабочие операции следует распределить на группы операций независимо друг от друга по времени, но с абсолютным соблюдением необходимой технологической последовательности.

Такое разделение позволит проще увязать количество машин в составе каждой группы операций, каждую из них можно выполнить одной машиной после завершения предыдущего процесса.

Полная загрузка всех машин в комплекте может быть получена при условии обеспечения равенства:

М₁ М₂ М₃ М_n

— = — = — = … = — , (32)

n₁ n₂ n₃ n_n

где М₁, М₂, М₃, … М_n – число рабочих машино-смен, которое должна отработать каждая машина, входящая в состав комплекта; n₁, n₂, n₃,… n_n – количество составляющих машин в составе комплекта, при котором все они загружены работой, шт.

Для определения необходимого числа машин каждого типа следует принять за единицу ту машину, потребность в которой по числу машино-смен М_n меньше всех других. Пусть в написанном выше равенстве минимальному количеству машино-смен соответствует М_n. Тогда необходимые количества всех других машин определяются так:

М₁ M₂ M₃

n₁ = n_n · — ; n₂ = n_n · — ; n₃ = n_n · — (33)

М_n M_n M_n

В данном разделе курсовой работы необходимо выбрать ведущую машину для разработки грунта в котловане и вспомогательные – для транспортирования грунта, срезки растительного слоя и т.д. Работу вспомогательных машин необходимо чётко увязать с производительностью ведущей машины.

Срезку растительного слоя и его транспортирование, доработку грунта в котловане и планировку его дна в городских условиях строительства производят бульдозером.

Тип бульдозера определяют в зависимости от расстояния транспортирования грунта, которое зависит от схемы работы бульдозера при срезке растительного слоя грунта. При дальности 10-30 м назначают малогабаритный (тяговое усилие до 40 кН) бульдозер, 30-50 м - легкий (до 60 кН), при 50-70 м - средний (до 100кН) и при 100-150 м - тяжелый (до 150-250 кН). Марку бульдозера и технические характеристики подбирают из справочной литературы. Растительный грунт сдвигается бульдозером, грузится в автосамосвалы и вывозится за пределы строительной площадки при необходимости.

При выборе марки ведущего экскаватора в зависимости от объема грунта в траншее или котловане с въездной выездной траншеей (V_к + V_в), определяют емкость ковша экскаватора, марку и его технические характеристики.

Экскаватор обратная лопата разрабатывает грунт ниже уровня стоянки экскаватора. Транспортные средства для вывоза грунта могут располагаться как на уровне стоянки экскаватора, так и на дне котлована, однако наибольшее распространение получила первая схема.

Существует несколько видов забоя одноковшового экскаватора:

- лобовой забой для экскаватора прямая лопата (торцевой забой для экскаватора обратная лопата): движение по прямой; движение по зигзагу; поперечно-лобовой (поперечно-торцевой)

- боковой забой.

При расчете забоя экскаватора обратная лопата необходимо вычислить ширину торцевой проходки движения по прямой (рисунок 14), по зигзагу (рисунок 15) и ширину боковой проходки.

Ширина торцевой (лобовой) проходки по прямой определяется по выражению:

В_л(П)=2(R_в- 0,5bа-1) (34)

R_в– радиус выгрузки грунта экскаватором, м (принимается по техническим характеристикам).

Ширина торцевой (лобовой) проходки движения по зигзагу определяется по формуле:

В_л(З) = R _р2 - L _п2 +( R _в-0,5ba-1) (35)

где R_р- радиус резания грунта на уровне дна котлована, м; L _п– длина рабочей передвижки экскаватора, зависящая от типа оборудования (прямая/обратная лопата) и от ёмкости ковша, м.

Ширина боковой проходки определяется по формуле:

В _б=(R_в– 0,5*ba-1) + - mhp (36)

На основании проведенных расчетов определяется схема разработки грунта в котловане.

Грунт из котлована и траншеи вывозится автосамосвалами. При проектировании производства земляных работ необходимо определить требуемое количество автосамосвалов для непрерывной работы ведущей машины - экскаватора. Марку и грузоподъемность автосамосвала определяют по емкости ковша ведущего экскаватора.

Количество автосамосвалов для транспортирования грунта определяют из следующих выражений:

N = t_ц / t_п , (37)

где t_ц – продолжительность работы цикла автосамосвала, ч.:

t_ц = t_п + 2L/ V_ср + t_р + t_{м ,}

Рисунок 14 – Схема к расчету лобового забоя одноковшового экскаватора:

1- экскаватор; 2- автосамосвал; 3- ось движения экскаватора;

4- ось движения автосамосвала.

t_п – время погрузки автосамосвала, ч.:

t_п =Н_вр·V_к / (100·К_пр) + t_м

L – расстояние перевозки грунта, км; V_ср – средняя скорость автосамосвала, км/ч; t_р – время разгрузки автосамосвала, ч. (принимается равной 0,017 ч.); t_м - продолжительность маневров транспортных средств при выгрузке или установке под погрузку, ч. (принимается равной 0,017 ч.); Н_вр – норма машинного времени на разработку грунта ведущей машиной с погрузкой в транспортное средство, маш-ч.; V_к – объем кузова автосамосвала, м³; К_пр – коэффициент первоначального разрыхления грунта.

Полученное число автосамосвалов округляют до целого значения в большую сторону.

Рисунок 15 – Схема к расчету уширенного торцевого забоя экскаватора: 1- экскаватор;

2- автосамосвал; 3- ось движения экскаватора; 4- ось движения автосамосвала