Лекции и пособия / Организация строительства. Календарное и сетевое планирование Михайлов

1.7.4. Расчет забоя одноковшового экскаватора

Расчет забоя одноковшового экскаватора, оборудованного прямой лопатой. Технологическая схема разработки грунта зависит от ширины выемки и направления движения экскаватора. За одну проходку экскаватора грунт разрабатывают в случаях:

- Если ширина выемки по верху составляет Вв ≤ 1,5R, то экскаватор перемещается по оси забоя. В этом случае ширина забоя Вл составляет:

Bл 2 R02 lп2

Где R0 - оптимальный радиус резания грунта (R0 = 0,8R), м; R – наибольший радиус резания грунта, м (табл. 1.37; 1.40); lп - длина рабочей передвижки экскаватора, м.

Рис. 1.44. Лобовой забой экскаватора

Где 1 – экскаватор; 2 – автосамосвал; 3 – ось движения экскаватора; 4 – ось движения автосамосвала.

Т а б л и ц а 1.49

Длина передвижки экскаватора, м

- Если ширина выемки в его верхней части находится в пределах 1,5 R < Вв ≤ 2,5R, то стоянки экскаватора смещают от оси забоя к

151

его краям (экскаватор перемещается по дну выемки зигзагом). Ширина уширенного забоя по верху составляет:

Bл 2[ R02 lп2 (0,3 0,8)R]

Рис. 1.45. Уширенный лобовой забой экскаватора

- При ширине выемки 2,5R < Вв ≤ 3,5R, экскаватор разрабатывает грунт поперечно-лобовым забоем, ширина которого определяется:

Bл 2[ R02 lп2 (0,8 0,9)R]

Рис. 1.46. Поперечно – лобовой забой экскаватора

При ширине выемки более 3,5R первая проходка экскаватора принимается лобовой, а все последующие – боковыми проходками.

152

При боковом забое ось движения экскаватора смещается к ранее выработанному забою (проходке) под углом не более 450 . Ширину бокового забоя определяют:

Bб 2 Rст2 lп2 0,7Rст

Где Rст - минимальный радиус копания грунта на уровне стоянки экскаватора (табл. 1.37).

Рис. 1.47. Боковой забой экскаватора

Расчет забоя одноковшового экскаватора, оборудованного об-

ратной лопатой и драглайном. Экскаватор, оборудованный обратной лопатой или драглайном, предназначен для разработки грунта ниже уровня стоянки. Транспортные средства для вывоза грунта могут располагаться на уровне стоянки экскаватора или на дне котлована.

Рис. 1.48. Торцевой забой экскаватора

153

Где 1- экскаватор; 2 – автосамосвал; 3 – ось движения экскаватора; 4

– ось движения автосамосвала.

При погрузке грунта в автосамосвалы, расположенные по обе стороны от оси движения экскаватора, ширину торцевой (лобовой) проходки по верху определяют:

Bл 2(Rв 0,5ba 1)

Где Rв радиус выгрузки грунта экскаватором, м; Для экскаваторов

с гидравлическим приводом радиус выгрузки принимается равным оптимальному радиусу копания (Rв=0,8R). Радиус копания принимается по справочным данным или по табл.1.38; 1.40 и 1.43; ba

ширина автосамосвала (2,1 – 2,65 м).

При выгрузке грунта в одну сторону ось движения экскаватора смещают в сторону стоянки автосамосвала, ширину торцевой (лобовой) проходки по верху определяют:

Bл Rp2 lп2 (Rв 0,5ba 1)

Где Rp радиус резания грунта на уровне дна котлована (табл. 1.50);

Рис. 1.49. Уширенный торцевой забой экскаватора

Rmin Rб m hp

Rmin минимальный радиус резания на уровне подошвы откоса, м

(для экскаватора с емкостью ковша V – 0,25 м3 Rб – 2,5 м; для V –

0,5 м3 Rб – 3,0 м; для V – 1,0 м3 Rб – 3,5 м; для V – 2,0 м3 Rб – 4,0

м; другие значения определяются по интерполяции).

154

Т а б л и ц а 1.50 Радиус резания грунта экскаватором с обратной лопатой

Ширину боковой проходки по верху определяют:

Bб (Rв 0,5ba 1) Rp lп2 m hp

Рис. 1.50. Боковой забой экскаватора драглайн

155

Пример. Подобрать тип экскаватора и запроектировать разработку котлована при следующих исходных данных: ширина котлована по верху – 11,2 м; ширина котлована по дну 3,2 м; глубина котлована 4,0 м; грунт – песок (крутизна откосов 1:1 табл. 1.25). Погрузка грунта производится в транспортное средство, имеющего ширину 2,5 м.

Решение

- Принимаем экскаватор отечественного производства с обратной лопатой. Технические характеристики выбираем по справочной литературе или табл. 1.38. Для нашего случая подходят экскаваторы с близкими характеристиками:

-Так как ширина котлована по верху составляет 11,2 м (Вв ≤ 1,5R), то экскаватор перемещается по оси забоя, т.е. разработка котлована должна вестись лобовой проходкой по прямой (рис. 1.48).

-Определяем ширину лобовой проходки для ЭО 3221 при выгрузке грунта в обе стороны от оси движения экскаватора:

Bл 2(Rв 0,5ba 1) 2(0,8 R 0,5 2,5 1)2(0,8 7,9 0,5 2,5 1 12,14м

Для экскаватора ЭО 4321Б эта величина соответственно составит – 13,74 м что больше требуемой ширины котлована.

При выгрузке грунта в одну сторону ось движения экскаватора смещают в сторону стоянки автосамосвала, ширину торцевой (лобовой) проходки по верху определяют:

Bл Rp2 lп2 (Rв 0,5ba 1)

- lп = 1,55 м - величину перемещения экскаватора определим как разницу между максимальными и минимальными радиусами копания или по табличным данным (табл. 1.49);

- ширина проходки по низу, для экскаватора ЭО 3221 составит: b = 12,14 – 2∙1∙4 = 4,12 м;

а для экскаватора ЭО 4321Б - b = 13,74 – 2∙1∙4 = 5,74 м;

Очевидно, что экскаватором ЭО 4321Б будет разработан котлован большего объема, следовательно, принимаем ЭО 3221.

156

1.7.5.Выбор землеройно-транспортных машин

Кземлеройно-транспортным машинам относятся автогрейдеры, бульдозеры, скреперы и погрузчики. Область применения указанных машин разнообразна, но имеются ряд ограничений по применению тех или иных машин, обусловленных геометрическим размерами и пространственной формой земляного сооружения, дальностью транспортировки грунта, принятой схемой разработки грунта и другими факторами.

Грейдеры и автогрейдеры используются для профилирования грунтовых дорог с устройством канав, планировки земляного полотна, откосов, возведения дорожных насыпей, дамб, оснований дорог

идругих планировочных работ. Грейдеры бывают прицепные и полуприцепные (в практике современного строительства достаточно большая редкость). Автогрейдеры – самоходные планировочные машины на пневматическом ходу, подразделяются на легкие, средние и тяжелые.

Грейдеры-элеваторы предназначены для послойного резания и перемещения грунта при возведении дорожных насыпей и дамб с использованием грунта из боковых резервов, разработке выемок, отрывке котлованов и каналов. Грейдер-элеватор представляет собой землеройную машину непрерывного действия с транспортным устройством в виде метателя или ленточного транспортера, они могут перемещать грунт в отвал или транспортное средство.

Бульдозеры применяются для перемещения грунта из выемки в насыпь на расстояние до 100 м (иногда до 200 и более м). Область применения бульдозеров достаточно широка: снятие растительного слоя, зачистка дна котлована, разравнивание и планировка грунта, разработка небольших котлованов и траншей, обратная засыпка пазух. Перемещение грунта производится отвалом, а возврат к месту набора грунта осуществляется обычно задним ходом.

Скреперы – землеройно-транспортные машины цикличного действия. Эксплуатационные характеристики скреперов позволяют использовать их для разработки котлованов и планировки поверхностей. Оптимальная дальность перемещения грунта зависит от емкости ковша и типа ходового устройства и может составлять от 300 до 5000 м. Скреперы бывают прицепные, полуприцепные и самоходные. Наибольшее распространение в настоящее время получили автоскреперы. Легкие грунты разрабатываются сразу, а грунты плотного сложения предварительно разрыхляют.

157

Заполнение емкости ковша при разработке несвязных грунтов происходит не полностью, обычно 60-70 %. Для более полного и быстрого заполнения емкости ковша для скреперов стандартной конструкции широко применяются тракторы-толкачи (предпочтительнее с тросовым управлением рабочего органа). Для повышения производительности разработаны скреперы с принудительной загрузкой ковша, двухмоторные скреперы, скреперные поезда. Они могут работать без толкачей, что существенно снижает стоимость разработки грунта.

Взависимости от конкретных условий – протяженности транспортировки грунта, объемов перемещаемых земляных масс, взаимного расположения выемок и насыпей, уклона планируемой территории – применяются различные схемы движения скреперов.

Одноковшовые погрузчики позволяют механизировать широкий спектр работ: снятие и перемещение растительного грунта; подготовка забоя; зачистка дна выемок; погрузка грунта; перемещение грунта до 200 м; послойное разравнивание грунта; планировка и обратная засыпка выемок и пазух.

Взависимости от трудности разработки и вида используемых машин грунты подразделяются на группы.

При разработке грунта бульдозерами грунты делятся на три группы (I, II, III). Грунты III группы предварительно разрыхляют рыхлителями (сменное оборудование к бульдозерам).

При разработке грунта скреперами грунты делятся на четыре группы (I, II, III, IV). Грунты IV группы – тяжелые глинистые грунты, содержащие валуны и камни размером до 300 мм. Грунты, разработка которых затруднена, предварительно разрыхляют на всю толщину разрабатываемого слоя рыхлителями.

Та б л и ц а 1.51

Количество скреперов, обслуживаемых одним толкачом

158

Т а б л и ц а 1.53 Распределение не мерзлых грунтов на группы в зависимости от трудности их разработки механизированным способом

Выбор скреперного или бульдозерного комплекта начинают с выбора ведущей машины, т.е. скрепера или бульдозера.

159

Затем для выбранной машины определяется общая трудоемкость работ:

Нвр V

Tмаш.см 8 Eизм

Где V – объем работ в м3; Нвр – норма времени, маш-час, и Еизм – 1000 м3 единица измерения, принимаемая по ГЭСН (или ЕниР).

Сменная производительность машины Псм. выр рассчитывается:

Псм.выр T V

маш.см

Где V – объем работ в выемке м3; Тмаш-см – число машино-смен, или

Количество машин на объем работ рассчитывается:

160