Выбор машин и определение расчетной траектории движения

Выбор машин в общем случае производится в зависимости от объема работ, рабочих отметок, средневзвешенных расстояний транспортировки и вида грунта

Для транспортировки грунта со средней дальностью перемещения 55,61м рекомендуется выбрать бульдозер мощностью от 80 до 130 л.с.

Для данного курсового проекта был выбран гусеничный бульдозер CatD6K с полезной мощностью 93,2кВт, эксплуатационной массой 12886 кг и объемом ковша 3,31м³.

Расчетную траекторию для бульдозера выбираем без поворотов. Во всех случаях работы бульдозера набор и разгрузка грунта осуществляется на прямолинейном участке. Длина отдельных элементов траектории движения бульдозера зависит от среднего расстояния транспортирования грунта. Длина груженого (l_г.х.) и порожнего (l_п.х.) хода:

где l _ср – среднее расстояние транспортирования грунта (средневзвешенное расстояние);

l _н, l _р – длина пути набора и разгрузки грунта, м.

Для бульдозера соответственно:

где h _от – высота отвала бульдозера, м (берется из технических характеристик машин);

h_c – толщина стружки грунта (глубина резанья), м;

h _р – толщина слоя разгружаемого грунта (для бульдозера выбирается самостоятельно в пределах 0,2-0,5), м;

 – коэффициент потерь грунта при перемещении бульдозером

;

К_пр – коэффициент, принимаемый равным для связных грунтов 0,75-0,85, для несвязных – 1,15-1,5;

К_р – коэффициент первоначального разрыхления грунтов

где n – первоначальное разрыхление грунта, %.

Для данного курсового проекта принимаем вид грунта – супесь. Это несвязный грунт с коэффициентом К_пр = 1,3, n = 15%.

Для бульдозера CatD6K толщина стружки грунта h_с = 0,12 м, высота отвала грунта h_от=1,4 м, толщина слоя разгружаемого грунта h_р= 0,4 м.

.

Рис. 14. Траектория движения бульдозера

 Тяговые расчеты бульдозера

Для равномерного движения бульдозера необходимо, чтобы тяговое усилие Т было равно или больше общего сопротивления W.

Для бульдозера общее сопротивление W определяется лишь при наборе грунта и перемещении бульдозера в груженом направлении. При наборе грунта:

 - при движении в груженом направлении:

где W₂ – сопротивление резанию грунта;

W₃ – сопротивление от перемещения грунта вверх по отвалу;

W₄ – сопротивление перемещению призмы волочения.

где К – удельное сопротивление резанию грунта;

b – длина отвала бульдозера, м.

где  – объемная масса грунта, кг/м³;

 – коэффициент трения грунта по металлу (для связных грунтов 0,47-0,7, для несвязных – 0,36-0,47).

где  – коэффициент трения грунта по грунту (для связных грунтов 0,5, для несвязных –

0,7).

Для бульдозера CatD6K длина отвала составляет b = 3,68 м, объемная масса супеси  тогда:

Общее сопротивление при работе бульдозера CatD6K:

· при наборе грунта:

· при движении в груженом направлении: .

Тягового усилия бульдозера CarD7K на первой передаче (Т = 13300 кГ) достаточно для преодоления сопротивления:

.

Окончательно приняты следующие режимы работы бульдозера:

· при наборе грунта: T = 6840 кГ>W = 6503,17 кГ, II передача V_II= 4,21 км/ч = 1,169 м/с;

· при движении в груженом направлении: Т = 4930 кГ>W = 3411,97 кГ, III передача V_III= 5,8 км/ч = 1,611 м/с;

· при движении в порожнем направлении может быть принята максимальная задняя скоростьV = 6,82 км/ч = 1,894 м/с; при разгрузке, как и в груженом направлении – скорость на III передаче V_III= 5,8 км/ч = 1,611 м/с.

 

 Определение количества ведущих машин для земляных работ

Вначале определяется эксплуатационная производительность выбранных ранее землеройно-транспортных машин, а затем необходимое их количество.

Сменная эксплуатационная производительность (м³/смену) рассчитывается по формуле:

где 8 – продолжительность рабочей смены, ч;

П_ч – часовая эксплуатационная производительность машины, м³/ч.

Для бульдозера:

где Т_ц – продолжительность цикла машины, сек;

q – количество грунта в плотном теле, перемещаемое машиной к месту разгрузки за один цикл, м³;

К_в – коэффициент использования рабочего времени машины (для бульдозера – 0,8).

где длина пути соответственно набора, груженого хода, разгрузки грунта и

порожнего хода землеройно-транспортной машины, м;

скорость передвижения землеройно-транспортной машины, м/с,

соответственно при наборе, груженом ходе, при разгрузке и порожнем ходе;

время на переключение передач (принимается для бульдозера 4-5 сек);

время на один поворот (принимается равным 0);

время на опускание отвала (принимается 1-2 сек).

 

По известным объемамV, срокам производства земляных работ на строительной площадкеТ, а также сменной производительностиП_с и сменности К, землеройно-транспортных машин определятся их необходимое в комплекте N по формуле:

Срок производства земляных работ Т задан 1 рабочий день и допускается одновременная работа всех машин, то необходимое их количество в комплектах составит:

Устройство стены в грунте

Метод «стена в грунте» – это технология крепления стен котлована и устройство постоянного фундамента здания на его основе. Она состоит в возведении железобетонных стен подземных сооружений в траншеях-щелях до рытья котлована. Применяется при строительстве городских подземных сооружений (транспортных тоннелей и станций метрополитена, парковок и гаражей, многоярусных подземных комплексов и т. п.), фундаментов домов и мостов, подпорных стен, противофильтрационных завес. Метод применим практически в любых типах грунтов. Ограничение: скальные, текучие и плывунные, дисперсные насыпные, грунты с крупными пустотами.

Перед началом устройства стены в грунте необходимо экскаватором выработать пионерную шахту для создания и замоноличивания направляющей форшахты. Ширина форшахты принимается больше ширины рабочего органа грейферной установки.

Экскаватором, оборудованным грейфером на напорной штанге, разрабатывается захватка № 1 под глинистым (бентонитовым) раствором, уровень которого должен постоянно поддерживаться не ниже низа форшахты путем добавления глинистого (бентонитового) раствора из резервной емкости. Разрабатываемый грунт грузится в автосамосвалы и вывозится в установленные места.

Краном устанавливаются железобетонные разделительные элементы или временные трубы—ограничители. В этом случае сначала опускают в траншею и подвешивают с опиранием на форшахту нижнюю секцию, жестко стыкуют ее с верхней секцией, поддерживая краном в вертикальном положении, а затем опускают в проектное положение. При этом разделительные элементы должны заглубляться в дно траншеи на 0,2 - 0,4 м. Если же под действием собственной массы разделительный элемент не достигает проектной отметки, допускается кратковременное включение вибропогружателя при условии сохранения устойчивости стен траншеи и допустимости его применения в местных условиях.

Перед установкой разделительные элементы должны быть очищены от бетона и смазаны антиадгезионной смазкой.

Арматурный каркас устанавливается тем же краном. Проектное положение каркасов обеспечивается путем подвешивания на специальныхэлементах, опирающихся на форшахту. Если каркасы состоят из двух секций по высоте, то сначала подвешивают нижнюю секцию, стыкуют ее с верхней, а затем опускают до проектного положения.

Бетонируется захватка № 1 методом ВПТ в следующем порядке:

— вверху бетонолитной трубы устанавливается мягкий пыж, а в горловину воронки - конический клапан. При отсутствии клапана пыж удерживается в верхнем положении при помощи подвески;

— бункер загружается бетонной смесью и краном подается к воронке. Если бетонолитная труба не имеет специального подъемного механизма, то бункер прикрепляется к воронке стропами для возможности вертикального перемещения бетонолитной трубы;

— воронка заполняется бетонной смесью;

— извлекается конический клапан или освобождается от подвески пыж. Бетонная смесь, вытесняя из трубы глинистый раствор, поступает в траншею;

— бетонная смесь подается из бункера равномерно, не допуская полного опорожнения воронки. Для этого бункер должен оборудоваться винтовым затвором с регулируемым открытием. После опорожнения бункера и до опорожнения воронки бетонолитная труба опускается в уложенную бетонную смесь до прекращения движения бетонной смеси в трубе.

В результате по периметру территории строительства образуется железобетонная «обойма», которая является защитной фильтрационной завесой и системой откосов, которую необходимо заанкеровывать в процессе откапывания глубокого котлована.

Рис. 15. Схема сооружения «стена в грунте»:

1-форшахта; 2- разработка грунта в траншейных захватках; 3- установка армокаркасов; 4- бетонирование методом вертикально перемещаемой трубы (ВПТ); 5- устройство обвязочного пояса по периметру; 6- готовая стена; 7- глинистый раствор.