Проектирование забоя экскаватора

В зависимости от условий работы экскаватора применяются лобовой или боковой забои, характеризующие положение экскаватора по отношению к массиву разрабатываемого грунта и транспортным средствам.  В зависимости от вида забоя проходка бывает лобовая, торцевая или боковая. Правильный выбор проходки позволяет рационально организовывать работу экскаватора и транспортных средств.

Экскаватор с прямой лопатой разрабатывает грунт впереди себя и выше уровня стоянки движением ковша снизу-вверх.

При лобовой проходке транспорт подается на дно траншеи, разработанной экскаватором, и устанавливается позади него. Для удобства маневрирования транспорта в экскаваторной проходке можно применять широкий лобовой забой, при котором ширина его поверху достигает полуторного значения наибольшего радиуса копания экскаватора R_max. Преимуществом лобовой проходки является больший объем грунта, разрабатываемый экскаватором с одной стоянки, и меньшее количество его передвижек.

При боковой проходке выгрузку грунта экскаватор осуществляет на сторону в отвал или в транспорт, стоящий сбоку экскаватора.

При лобовой проходке экскаватора определяются: расстояния от оси проходки экскаватора до края забоя в наиболее ее широкой части В, и до начала откоса забоя на уровне стоянки экскаватора В_ст, минимальная глубина забоя Н_min и наибольшая высота копания Н_к

где R_к.пр – наибольший практический радиус копания (принимается равным 0,8-0,9 наибольшего радиуса копания на уровне напорного вала R_max);

l_п – длина рабочей передвижки экскаватора (может приниматься равной примерно 0,75Б);

R_с – наибольшей радиус копания на уровне стоянки экскаватора;

Б – длина рукояти.

 

Минимальная глубина забоя H_min необходимая для наполнения ковша, составляет: в грунтах Iи II группы около 0,3Н_в.

В случае боковых проходок, помимо значений В, В_ст, Н_min и Н_к устанавливается расстояние от оси движения экскаватора до начала откоса в сторону выгрузки на уровне стоянки экскаватора B_ст^”.

Отсюда:

Предусмотрено выполнить первую проходку лобовой, последующие – боковыми.

Рис. 16. Схема забоя экскаватора с оборудованием драглайна

 

Подбор машин и сравнение комплектов для возведения здания

Подбор башенного крана

При возведении монолитных многоэтажных зданий рекомендуется использовать башенные краны. На рис. 17 приведена схема возведения здания для односекционного объекта.

Рис.17 Схемы установки крана при возведении односекционного

Выбор типа башенного крана производят с учётом его параметров и монтажной характеристики здания. Основными параметрами являются:

 а) Максимальная высота подъема крюка башенного крана определяется по формуле:

Н_кр = h_о + h_зап + h_эл + h_стр =64,8+1,0+3,0+5,0 = 73,8 м,

где Нкр – расстояние от уровня верха головки рельса кранового пути до геометрического центра звена крюка, м;

hо – уровень верхнего монтажного горизонта (высота здания), м;

hзап – запас высоты при подъеме груза над самым высоким препятствием (1,0 м), м;

hэл – наибольшая из высот поднимаемых грузов (3 м);

hстр – расчетная высота стропы (5 м).

 

б) Вылет стрелы крана L, определяется по формуле:

L = а/2 + b + с + 2 = 7,5/2+1,5+28,2 = 33,45 м,

где а – ширина подкранового пути, м (справочник);

b – расстояние от ближнего к зданию подкранового рельса до ближайшей выступающей части здания, м;

с – наибольшая ширина здания, м.

 

в) Требуемая грузоподъемность крана:

P_кр = q_гр + q = 6 + 3,0 = 9 т,

где q_гр – наибольшая масса поднимаемого груза (6 т);

q – масса такелажного приспособления (3 т).

 

г) Грузовой момент крана:

Mкр = Ркр∙L = 9 ∙ 22 = 198тм

 

В соответствии с требуемыми параметрами выбираем башенный кран КБ-504.

 

Таблица 3 – Технические характеристики крана КБ-504

Параметр	Значение
Грузоподъемность максимальная, т	10
Вылет максимальный (горизонтальная стрела), м	40
Вылет максимальный (наклонная стрела), м	35
Высота подъема максимальная (горизонтальная стрела), м	60
Высота подъема максимальная (наклонная стрела), м	77
Грузовой момент, т·м	250
Колея × база, м	7,5х8

Рис.17 КБ-504

 

 

Подбор автобетононасоса

Автобетононасос — это насосная установка для подачи бетонной смеси, смонтированная на грузовое шасси, совместно с распределительной стрелой и бетоноводом. Для устойчивой работы оборудования, и равномерного распределения веса установки в рабочем положении, на шасси также смонтированы выносные опоры (аутригеры).

Выбор бетононасоса производится по требуемой длине бетоновода.

Данному требованию удовлетворяетавтобетононасос PutzmeisterВRF 36.09, годный для использования в монолитном домостроении.

Таблица 4 – Технические характеристика бетононасоса PutzmeisterВRF 36.09

Параметр		Значение
Объем подачи		90 м3/ч
Диаметр цилиндра		230 мм
Дальность подачи		16,1 м
Высота подачи		32,1 м
Глубина подачи		24,3 м
Количество секций распредстрелы		4
Размеры машины в транспортном положении, м	Длина	11,16 м
	Ширина	2,5 м
	высота	3,9 м
Диаметр бетоновода		125 мм

2.5.3 Сравнение вариантов комплектов строительных машин

В целях применения наиболее оптимальной схемы комплексной механизации работ необходимо рассматривать несколько комплектов машин, которые сравниваются по техническим и экономическим показателям. Учитывается экономический эффект от стоимости комплектов в течение определенного времени.

Таблица 5 – Характеристики строительных машин для сравнения

Наименование машины	Потребляемая мощность, кВт	Стоимость аренды, руб/ч	Стоимость 1 кВт*ч, руб
КБ-504	54	1600	3,14
PutzmeisterВRF 36.09	120	1800

Таблица 6 – Сравнение комплектов машин для подземной части и первых 5 этажей надземной части

Номер комплекта	Горизонтальные элементы	Вертикальные элементы
1	КБ-504	КБ-504
2	PutzmeisterВRF 36.09	КБ-504

Сравнивая комплекты строительных машин, рассмотрим только те элементы, бетонирование которых выполняется различными машинами (башенным краном с бадьей или бетононасосом), а именно – горизонтальные конструкции.

Таблица 7 – Затраты труда по бетонным работам

	Наименование работ	Объем работ	НД	Трудоемкость		Состав звена рабочих
				чел-см	маш-см
КБ-504	Бетонирование фундаментной плиты	610,85	ГЭСН 06-01-031-10	190,11	73,36	бетонщик 4р-1 бетонщик 2р-1 арматурщик 5р-1 арматурщик 2р-1
Putzmeister				158,06	79,4
КБ-504	Бетонирование фундаментной плиты	610,85	ГЭСН 06-01-091-08	190,11	73,36	бетонщик 4р-1 бетонщик 2р-1 арматурщик 5р-1 арматурщик 2р-1
Putzmeister				158,06	79,4
КБ-504	Бетонирование фундаментной плиты	610,85	ГЭСН 06-01-091-07	190,11	73,36	бетонщик 4р-1 бетонщик 2р-1 арматурщик 5р-1 арматурщик 2р-1
Putzmeister				158,06	79,4

Продолжительность работ:

где – общая трудоемкость рабочих, чел.∙дн.;

– общая трудоемкость машинистов, маш.∙см.;

– число машинистов в бригаде, чел.;

 – количественный состав бригады, чел.;

 – число смен в сутки.

Продолжительность процесса принимается не менее

Для комплекта строительных машин №1:

Для комплекта строительных машин №2:

Стоимость работ.

По стоимости сравним только эксплуатацию машин и заработную плату рабочих, связанных с данными машинами, затраты на электроэнергию при работе крана (бетоносмесителя).

Сокращение продолжительности строительства при условии соответствующего увеличения объема работ, выполняемого организацией в планируемый период, приводит к экономии условно-постоянных накладных расходов, к которым относятся административно-хозяйственные расходы, износ временных нетитульных сооружений и приспособлений, расходы по содержанию пожарной и сторожевой охраны, благоустройству строительной площадки, услугам органам рабочего снабжения, культурным мероприятиям, содержанию лаборатории, испытанию материалов и конструкций, содержанию проектной группы, рационализации и нормированию труда, сдаче работ, охране труда, технике безопасности и др.

Расчет экономии условно-постоянных накладных расходов производится по формуле (согласно СH423-71):

где  – экономический эффект, вызванный снижением условно- постоянных накладных расходов;

УПНР – условно-постоянные накладные расходы по варианту с продолжительностью строительства ,

 и  - продолжительность строительства по сравниваемым вариантам (соответственно большая и меньшая продолжительность строительства), относящаяся к рассматриваемым работам.

1) КБ-504

Затраты на электроэнергию при работе крана:

П_топл. = 54 кВт ∙ (110,04∙8) ч ∙ 3,14 кВт∙руб/ч = 149 267,06 р.

Зарплата рабочим-строителям и машинисту крана, задействованным в монолитных работах:

ЗП = ЗП_раб + ЗП_маш = (389,5 + 150,8) ∙ 1832,55 = 990 126,77 руб.

При работе в 2 смены стоимость аренды крана на рассчитываемый период составит:

1600 руб./ч ∙ 8 ∙ n ∙ t = 1600 ∙ 8 ∙ 2 ∙ 110,04 = 2 817 024 руб.

Условно-переменные расходы для комплекта №1 составят:

149 267,06 + 990 126,77 + 2 817 024 = 3 956 417,83 руб.

При укрупненных расчетах принимается доля условно-постоянных накладных расходов в размере 60 % суммы накладных расходов по общестроительным организациям (согласно СH 423-71):

где ФОТ – фонд оплаты труда:ФОТ = ЗП

ННР – норма накладных расходов на строительные работы, определенна (согласно МДС 81-33.2004) для жилищно-гражданского строительства при производстве монолитных работ.

Условно-постоянные накладные расходы для комплекта №1 составят:

УПНР = 0,6 ∙  руб. = 712 891,27 руб.

Экономический эффект:

Э_у=  = 54 230,02 руб.

Общие расходы для комплекта №1 составят:

ОР = 712 891,27 + 3 956 417,83 = 4 669 309,1 руб.

 

1) PutzmeisterВRF 36.09

Затраты на электроэнергию при работе бетононасоса:

П_топл. = 120 кВт ∙ (119,1∙8) ч ∙ 3,14 кВт∙руб/ч = 359 015,04 р.

Зарплата рабочим-строителям и машинисту крана и бетононасоса, задействованным в монолитных работах:

ЗП = ЗП_раб + ЗП_маш = (323,85 + 199,07) ∙ 1832,55 = 958 277,05 руб.

При работе в 2 смены стоимость аренды бетононасоса на рассчитываемый период составит:

1800 руб./ч ∙ 8 ∙ n ∙ t = 1800 ∙ 8 ∙ 2 ∙ 119,1 = 3 430 080 руб.

Условно-переменные расходы для комплекта №2 составят:

359 015,04 + 958 277,05 + 3 430 080 = 4 747 372,09 руб.

При укрупненных расчетах принимается доля условно-постоянных накладных расходов в размере 60 % суммы накладных расходов по общестроительным организациям (согласно СH 423-71):

где ФОТ – фонд оплаты труда:ФОТ = ЗП

 

 

ННР – норма накладных расходов на строительные работы, определенна (согласно МДС 81-33.2004) для жилищно-гражданского строительства при производстве монолитных работ.

Условно-постоянные накладные расходы для комплекта №2 составят:

УПНР = 0,6 ∙  руб. = 689 959,48 руб.

Общие расходы для комплекта №2 составят:

ОР = 689 959,48 + 4 747 372,09 = 5 437 331,57 руб.

Таблица 8 – Сравнение затрат на бетонирование

№ комплекта	ОР, руб.	Эу, руб.	Итого, руб., с учетом сокращения УПНР
1	4 669 309,1	54 230,02	4 615 079,08
2	5 437 331,57	–	5 437 331,57

Анализируя результаты вычислений, можно сказать, что использование только башенного крана экономически выгоднее для бетонирования горизонтальных конструкций подземных этажей и 5ти надземных этажей.