 |
|
|
Архитектура Астрономия Аудит Биология Ботаника Бухгалтерский учёт Войное дело Генетика География Геология Дизайн Искусство История Кино Кулинария Культура Литература Математика Медицина Металлургия Мифология Музыка Психология Религия Спорт Строительство Техника Транспорт Туризм Усадьба Физика Фотография Химия Экология Электричество Электроника Энергетика |
Приклад підрахунку об’ємів ґрунту в укосах насипу й виїмки 1 страница
Для підрахунку об’ємів ґрунту в укосах насипу й виїмки, по периметру планованої ділянки в кутах квадратів наносяться робочі відмітки відповідно до коефіцієнта природного укосу для даного ґрунту перебуває обрис укосів насипу й виїмки (рис. 7.12). Для даної ділянки прийнятий ґрунт — суглинок. Модуль крутизни укосу для суглинку при глибині виїмки або висоті насипу до 3 м дорівнює 0,5. Величина закладання укосу насипу або виїмки визначається по формулі (7.32).
m — модуль крутизни укосу для даного ґрунту; l — величина закладання укосу насипу або виїмки; h — глибина виїмки або висота насипу. Сумарний об’єм ґрунту в укосах насипу або виїмки, розташованих по периметру планованої ділянки, можна підрахувати по середній робочій відмітці, користуючись наближеною формулою (7.33).
n — кількість відміток;
m — модуль крутизни укосу для даного ґрунту.
Рис. 7.12. План відкосів, насипів і виїмок
Рис. 7.13. План земляних мас Приклад: Визначити об’єм ґрунту в укосах насипу й виїмки для ділянки (рис. 7.12). Ґрунт — суглинок m = 0,5, формула 7.33.
Об’єм ґрунту в укосах насипу або виїмки в межах кожного квадрата більш точно можна підрахувати по формулах (7.34 і 7.35). 1. Для фігури (а) (рис. 7.14):
2. Для фігури (б) (рис. 7.14):
Приклад: 1)Визначити об’єм ґрунту в укосах насипу (в межах квадрата 2)
2) Визначите об’єм ґрунту в укосах виїмки (у межах квадрата 5).
Рис. 7.14. Ділянки укосів, насипів і виїмок 7.3.6. Визначення лінії нульових робіт Квадрати або трикутники зробочими відмітками однакового знаку називають однойменними, різних знаків — перехідними. На сторонах перехідних квадратів (трикутників) графічно або аналітично визначають положення нульових ліній. З’єднавши нульові крапки між собою, отримаємо лінію нульових робіт, тобто лінію, що розмежовує ділянки насипу і виїмки. Ця лінія перетинатиметься із сторонами квадратів (трикутників) між робочими відмітками різних знаків і на відстанях від них, прямопропорційних абсолютній величині цих відміток. При графічному визначенні нульових точок на сторонах квадратів (трикутників) в довільному масштабі відкладають робочі відмітки (рис. 7.15), причому відмітку з плюсом відкладають в один бік, а відмітку з мінусом в тому ж масштабі — в інший. З’єднавши крайні точки відміток прямою лінією, отримують в місці перетину її із стороною квадрата (трикутника) нульову точку. Знаки, що приймаються для позначення насипу і виїмки, у різних авторів різні. При графічному визначенні нульових крапок на сторонах квадратів (трикутників) в довільному масштабі відкладають робочі відмітки (рис. 7.15), причому відмітку з плюсом відкладають в один бік, а відмітку з мінусом в тому ж масштабі — в іншу. З’єднавши крайні точки відміток прямою лінією, отримують в місці перетини її із стороною квадрата (трикутника) нульову точку. Аналітично положення нульової точки 0 на стороні перехідного квадрата (трикутника) визначається з подібності трикутників (рис. 7.16) по формулі:
де x1 —відстань від вершини до нульової точки, м; а — сторона квадрата (трикутника), м;
Рис. 7.15. Визначення положення нульових точок графічним способом
Рис. 7.16. Визначення положення нульових точок аналітичним способом 7.3.7. Визначення об’ємів земляних робіт При підрахунку об’ємів земляних робіт способом квадратів об’єм земляного тіла насипу або виїмки визначається як сума об’ємів ґрунту, розташованих в межах окремих квадратів. Об’єм ґрунту в однойменних квадратах приймається рівним об’єму чотиригранної призми з однією основою, відповідною природному рельєфу, а іншим — поверхні планування. Вершинами цієї призми є робочі відмітки. Об’єм обчислюється як добуток середньої робочої відмітки (з чотирьох) на площу квадрата і може бути виражений наступними формулами: для квадратів:
для трикутників:
де а—сторона квадрата, м; h1, h2, h3, h4 —робочі відмітки вершин квадратів (трикутників), м. Ці формули застосовується тільки для квадратів, що мають все чотири робочих відмітки з однаковим знаком. При робочих відмітках із знаком «плюс» отримуємо об’єм насипу, із знаком «мінус» — об’єм виїмки. Визначення об’ємів виїмки і насипу в перехідних квадратах проводиться роздільно для виїмки і насипу по площах підстав і середніх арифметичних робочих відмітках, приймаючи робочі відмітки в точках переходу рівними нулю.
деVH—об’єм насипу м3; Vb —об’єм виїмки, м3 . hH — середня робоча відмітка ділянки насипу, м; hb — середня робоча відмітка ділянки виїмки, м; FH — площа ділянки насипу, м; Fь —площа ділянки виїмки, м . Якщо квадрат в плані розбитий лінією нульових робіт на дві трапеції (рис.7.17 а), об’єм насипу і виїмки визначають по формулах:
де а—сторона квадрата, м; РHі Рb — величини середньої ширини трапецій, м;
Якщо квадрат лінією нульових робіт розбитий на прямокутний трикутник і п’ятикутник (рис. 7.17 б), об’єм визначають по формулах для трикутної ділянки: для п’ятикутної ділянки: де dі l—катети прямокутного трикутника.
Рис. 7.17. До визначення площ ділянок виїмки і насипу в перехідних Для скорочення кількості обчислень при визначенні об’ємів виїмки і насипу в межах перехідних квадратів може бути використана формула Стрельчевського.
де VH — об’єм насипу, м3; Vb — об’єм виїмки, м3; а — сторона квадрата, м,
Обчислення об’ємів земляних робіт зводять в табл. 7.9. Таблиця 7.9 Підрахунок об’ємів земляних робіт при плануванні майданчика
Повний об’єм виїмок і насипів виходить підсумовуванням об’ємів земляних робіт по квадратах або трикутниках. При підрахунку об’ємів земляних робіт способом трикутних призм об’єм ґрунту з межах кожного однойменного трикутника приймається рівним об’єму тригранної призми з основою, рівною площі трикутника і вершинами, рівними робочим відміткам. Об’єм тригранної призми обчислюється за формулою:
де Визначення об’ємів виїмки і насипу в перехідних трикутниках проводиться роздільно для виїмки і насипу. Об’єм їх (рис.7.18) можна визначити за об’ємом тригранної піраміди АВСD і за об’ємом клину MNPLBC.
Рис. 7.18. Схема ділянок виїмок і насипів в межах перехідного трикутника Об’єм піраміди АВСD з однією робочою відміткою одного знаку визначається по формулі: де
У формулу входять абсолютні значення робочих відміток. Об’єм піраміди виражатиме виїмку або насип залежно від знаку робочої відмітки чисельника. Об’єм клину MNPLBC з двома робочими відмітками одного знаку визначається по формулі: Об’єм клину може бути визначений також по формулі: де
Значення Для визначення абсолютної величини виїмки і насипу в перехідному трикутнику підраховується об’єм піраміди по формулі 7.43. Значення 7.3.8. Визначення середньої дальності переміщення Результати підрахунку об’ємів робіт і план насипів і виїмок дають можливість розподілити земляні маси, намітити напрями і визначити відстані їх переміщення. При виборі компенсуючих один одного виїмок і насипів необхідно прагнути до мінімальних переміщень ґрунту з тим, щоб сума об’ємів виїмок на середині відстані була найменшою. Визначення середньої дальності транспортування ґрунту з виїмки в насип необхідне для подальшого вибору землерийно-транспортних машин або ж для визначення кількості транспортних засобів для землерийних машин залежно від того, який вид устаткування прийнятий для виконання земляних робіт. На незабудованих майданчиках середньою відстанню переміщення ґрунту прийнято вважати відстань між центрами тяжіння виїмки і насипу. Рішення задачі по знаходженню центрів тяжіння сумарних об’ємів виїмки і насипу і відстані між ними може бути проведене аналітичним, графоаналітичним або статичними методами. Аналітичний метод зводиться до знаходження координат центрів тяжіння об’ємів виїмки і насипу щодо якоїсь системи осей координат. За осі координат приймають дві сторони майданчика або дві взаємно перпендикулярні сторони нівелювальної сітки. Координати центру тяжіння виїмки або насипу обчислюють за наступними формулами: де Хь,Yь — координати центру тяжіння виїмки; ХH,YH — координати центру тяжіння насипу; Vb, VH — об’єми ґрунту в межах простих фігур, м3; Х'ь,Y'ь,Х'H,Y'H–координати центрів тяжіння простих фігур. Визначення положення центру тяжіння окремого об’єму насипу або виїмки для спрощення розрахунку зазвичай замінюється визначенням центру тяжіння площі ділянки, за яким виконується робота. При цьому допускається деяка похибка в рішенні задачі, оскільки центр тяжіння земляного об’єму і центр тяжіння площі ділянки співпадають тільки при постійній величині робочої відмітки на всій ділянці, що зустрічається досить рідко. Якщо ділянки мають форму трикутника, квадрата або трапеції, їх центр тяжіння легко знаходиться графічно, по правилах геометрії. Шукану величину дальності переміщення ґрунту обчислюють як відстань між центрами тяжкості виїмки і насипу по формулі: Середню дальність переміщення ґрунту можна визначити графоаналітичним методом, запропонованим Ф.Й. Кутиновим. Завдання оптимального розподілу земляних мас при плануванні майданчика, а саме, визначення об’єму ґрунту, що транспортується з одного квадрата в інший, може бути вирішене найкращим чином за допомогою методів лінійного програмування. При графічному методі центри ваги виїмки і насипу визначаються у слідуючій послідовності. Будуються базисні лінії за межами майданчика паралельно його сторонам. Проводимо перпендикуляр до базисних ліній в місцях сітки квадратів, на яких у вибраному масштабі відкладаємо відрізки, рівні по величині сумі об’ємів виїмки (насипу) всіх квадратів, розташованих по лінії сітки квадратів, навпроти якої відкладається цей відрізок. З’єднавши кінці цих відрізків, отримуємо криву зростаючих підсумків. Останній відрізок, що відповідає об’єму всієї виїмки (насипу), ділимо точкою Д на дві рівні частини. З цієї точки проводимо лінію, паралельну базисній, до перетину з кривою зростаючих підсумків (точка С). Через найдену точку С проводимо пряму, паралельну лініям сітки квадратів до перетину з аналогічно проведеною прямою з іншої точки С. Точка перетину таких ліній відповідає центру ваги виїмки (насипу), а відстань між знайденими центрами ваги – середній відстані переміщення ґрунту. Графічний метод доцільно використовувати при одній лінії нульових робіт на майданчику.
7.3.9. Визначення дальності переміщення ґрунту Дальність переміщення ґрунту з виїмки в насип визначається як середня відстань між центрами ваги об’ємів насипу й виїмки. Центр ваги об’ємів насипу й виїмки визначається аналітичним шляхом за допомогою статичних методів по формулі (7.48).
V1; V2 .... Vn — об’єми ґрунту окремих ділянок насипу або виїмки; 1(х,у) — відстань від осі «х» або від осі «у» до центра ваги насипу або виїмки;
Відстань між центрами об’ємів насипу й виїмки визначається в масштабі.
Рис. 7. 20. Схема для визначення відстані переміщення ґрунту при Приклад: Для площі (рис. 7.20)визначити дальність переміщення ґрунту при плануванні ділянки. Центр ваги насипу щодо осей «х» і «у» визначається по формулі (7.48).
Центр ваги виїмки відносно осей «х» і «у» також визначається по формулі (7.48).
Отримані координати центрів ваги насипу й виїмки щодо осей «х» і «у» наносимо на план ділянки (рис. 7.20). Відстань переміщення ґрунту дорівнює відстані між центрами ваги насипу й виїмки й становить Контрольні питання.
1. Підрахунки об’ємів робіт для лінійно-протяжних споруд. 2. Підрахунки об’ємів робіт при розробці котлованів. 3. Підрахунки об’ємів земляних робіт при плануванні майданчиків. 4. Визначення відміток поверхні землі 5. Визначення основних об’єктів земляних мас у фігурах, укосах. 6. Як вираховується лінія нульових робіт і дальність переміщення земляних мас? 8. Вибір способу виробництва земляних робіт і комплектів машин 8.1. Загальні положення Після визначення об’ємів робіт наступає найбільш відповідальний етап проектування — вибір способу виробництва можливих робіт і земляних комплектів машин. Земляні роботи є найбільш трудомісткими в будівництві і через це вимагають застосування комплексної механізації, при якій механізуються не тільки основні, але і допоміжні операції продуктивного процесу. При комплексній механізації роботи виконуються за допомогою комплектів машин, взаємно доповнюючи один одного і пов’язаних між собою по основних параметрах і розташуванні в механізованому ланцюзі. Правильно організована комплексна механізація робіт, виключаючи ручну непродуктивну працю, забезпечує в порівнянні з частковою механізацією досягнення вищих техніко-економічних показників по продуктивності праці, використанню машин і вартості робіт. Основні умови правильного комплектування машин для виробництва земляних робіт комплексно-механізованим способом наступні: · кількість машин, що беруть участь в технологічному процесі, повинна бути мінімальною, а конструкції і параметри їх повністю відповідними умовам роботи, характеру і габаритам споруди, що зводиться; · у складі кожного комплекту машин виділяється одна або декілька ведучих, які в основному визначають організацію робіт всього комплекту машин, його продуктивність і темпи виробництва робіт; · склад комплекту машин повинен забезпечувати безперервність потоку ґрунту від місця його розробки до місця відсипання в насип або відвал; продуктивність кожної вхідної в комплект машини повинна забезпечувати найбільш ефективну роботу провідної (або ведучих) машини. Вибір найбільш доцільного способу виробництва земляних робіт рекомендується виконувати по наступному плану: – встановлюють процеси, що входять в повний технологічний комплекс, і об’єми робіт по кожному процесу; – виходячи з об’ємів робіт і термінів їх виконання, характеристики земляної споруди (робочих відміток і розмірів в плані), ґрунтових умов, дальності переміщення ґрунту, рельєфу місцевості, сезону виробництва робіт, наявність води і енергоресурсів визначають можливі в даних умовах способи механізації окремих процесів (два варіанти); – призначають по кожному варіанту провідні і комплектуючі машини (комплекти машин), визначають кількість їх, встановлюють режим роботи машин, склад і кількість обслуговуючого персоналу; – порівнюють намічені способи комплексної механізації виробництва робіт за техніко-економічними показниками.
Рис. 8.1. Структура земляних робіт 8.2. Вибір способу виробництва земляних робіт При виборі способів механізації окремих процесів можуть бути використані наступні рекомендації. Для розробки траншей застосовують одноківшеві екскаватори, із зворотною лопатою і драглайни з ємністю ковша 0,15–0,5 м, а також багатоківшеві екскаватори-канавокопачі. Зворотною лопатою з ковшем ємністю 0,15 м3 можна розробляти ґрунт І і II групи, а з ковшем ємністю 0,5 м3 — до IV групи включно. Перевагою зворотних лопат в порівнянні з драглайнами є здатність їх відривати вузькі траншеї з вертикальними стінками. Цю здатність широко використовують при ритті траншей в обмежених умовах, коли треба до мінімуму скоротити об’єм вийнятого з траншеї ґрунту . Специфічна особливість зворотних лопат полягає в тому, що вони відривають вузькі траншеї значно більшої глибини, чим широкі виїмки. Це пояснюється тим, що при розробці ґрунту лобовими забоями в траншеях, ширина яких менше відстані між гусеницями або колесами ходового візка, екскаватор може опускати стрілу під великим кутом до горизонту. При розробці ґрунту бічними забоями в широких траншеях або котлованах кут опускання стріли обмежується деталями ходового пристрою. Драглайни з ковшами ємністю до 0,35 м3 розробляють ґрунт І, II і IIIгруп, а з ковшем ємністю 0,5 м3 — до ІV групи включно. Невелика ширина траншей дозволяє проводити виїмку лобовим забоєм. Така розробка забою дозволяє відрити траншею з крутими бічними відкосами, що має глибину, рівну найбільшій глибині різання. Для риття траншей при укладанні трубопроводів доцільно застосовувати багатоківшеві екскаватори. При значній протяжності траншей і м’яких ґрунтах ці екскаватори найбільш ефективні. Контур траншеї після проходу багатоківшевого екскаватора виходить правильнішим, ніж після проходу одноківшевого екскаватора. Одноківшеві екскаватори з прямою лопатою не добирають ґрунт в траншеях на наступну величину: при ємності ковша 0,25 м3 — на 10 см, при 0,35 м3 — на 15 см, 0,5 і 1 м3 — на 20 см і при ємності ковша 1м3 більше на 30 см. Риття траншей багатоківшевими екскаваторами (ланцюговими і роторними), в зв’язних ґрунтах (суглинках і глинах) без кріплення, для укладання трубопроводів плетами за допомогою кранів, допускається на глибину не більше 3 м. У місцях опускання робочих в траншею для стику трубопроводів і виконання інших робіт необхідно влаштувати місцеві укоси або кріплення. Ці роботи повинні бути враховані в загальній технологічній схемі виробництва земляних робіт. Для забезпечення проектного ухилу дна траншеї, що розробляється багатоківшевими або роторним екскаватором, поверхня ґрунту по трасі трубопроводу повинна бути спланована до початку риття. Якщо земляні роботи виконуються із значним випередженням подальших робіт, то траншеї слід відривати з укосами або ступінчастими стінками. Для цього на робочі органи ланцюгових багатоківшевих екскаваторів встановлюють спеціальні шнекові пристрої в траншеї, що дозволяють розширювати верхню частину. Для риття траншей з укосами роторними екскаваторами на їх робочий орган встановлюють укісники.
Поиск по сайту: |
(7.32)
(7.33)
— сумарний об’єм ґрунту в укосах насипу або виїмки;
— сума всіх робочих відміток, розташованих по периметру насипу або виїмки;
— довжина основи всіх укосів насипу або виїмки;
= 
(7.34)
(7.35)
(7.36)
і 
— робочі відмітки (їх абсолютні значення) м.
(7.37 а)
(7.37 б)
(7.38 а)
(7.38 б)
(7.39 а)
і 
—середні робочі відмітки для кожної частини квадрата, м.
(7.40 а)
(7.40 б)
(7.41)
— сума позитивних робочих відміток квадрата (при визначенні об’єму насипу) або сума негативних робочих відміток квадрата (при визначенні об’єму виїмці), м;
— сума абсолютних значень всіх робочих відміток перехідного квадрата, м.
(7.42)
— сторона квадрата, м;
(7.43)
— сторони квадрата, м;
— робоча відмітка, що має знак, протилежний двом іншим робочим відміткам вершин трикутника, м;
— робочі відмітки однакового знаку, м.
(7.44)
, (7.45)
— різниця об’ємів виїмки і насипу, м3;
— об’єм піраміди, підрахований по формулі 7.43, м3.
(7.46 а)
(7.46 б)
(7.46 в)
(7.46 г)
(7.47)
(7.48)
— відстань від центра ваги ґрунту окремих квадратів або фігур насипу або виїмки до осей «х» і «у»;
— сума об’ємів ґрунту окремих квадратів насипу або виїмки.
, проектних 
, робочих 
.