Приклад підрахунку об’ємів ґрунту в укосах насипу й виїмки

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).

(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).

(7.33)

— сумарний об’єм ґрунту в укосах насипу або виїмки;

— сума всіх робочих відміток, розташованих по периметру насипу або виїмки;

n — кількість відміток;

— довжина основи всіх укосів насипу або виїмки;

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):

(7.34)

2. Для фігури (б) (рис. 7.14):

(7.35)

Приклад:

1)Визначити об’єм ґрунту в укосах насипу (в межах квадрата 2)
(рис. 7.12).

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 з робочими 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:

(7.36)

де x₁ —відстань від вершини до нульової точки, м;

а — сторона квадрата (трикутника), м;

і — робочі відмітки (їх абсолютні значення) 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:

(7.37 а)

для трикутників:

(7.37 б)

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.

(7.38 а)

(7.38 б)

де V_H —об’єм насипу м³;

V_b —об’єм виїмки, м³.

h_H — середня робоча відмітка ділянки насипу, м;

h_b — середня робоча відмітка ділянки виїмки, м;

F_H — 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:

 

(7.39 а)

де а —сторона квадрата, м;

Р_H і Р_b — величини середньої ширини трапецій, м;

і ­—середні робочі відмітки для кожної частини квадрата, 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:

(7.40 а)

для п’ятикутної ділянки:

(7.40 б)

де d і l —катети прямокутного трикутника.

Рис. 7.17. До визначення площ ділянок виїмки і насипу в перехідних
квадратах (змішаних квадратах)

Для скорочення кількості обчислень при визначенні об’ємів виїмки і насипу в межах перехідних квадратів може бути використана форму­ла Стрельчевського.

(7.41)

де V_H — об’єм насипу, м³;

V_b — об’єм виїмки, м³;

а — сторона квадрата, м,

— 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.

Обчислення об’ємів земляних робіт зводять в табл. 7.9.

Таблиця 7.9

Підрахунок об’ємів земляних робіт при плануванні майданчика

№ квадрата	h1	h2	h3	h4					Об’єм виїмки (–)	Об’єм насипу (+)

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:

(7.42)

де — сторона квадрата, м;

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:

(7.43)

де — сторони квадрата, м;

— робоча відмітка, що має знак, протилежний двом іншим робочим відміткам вершин трикутника, м;

— робочі відмітки однакового знаку, м.

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:

(7.44)

Об’єм клину може бути визначений також по формулі:

, (7.45)

де — різниця об’ємів виїмки і насипу, м³;

— об’єм піраміди, підрахований по формулі 7.43, м³.

Значення (баланс) може бути визначене за формулою 7.43, якщо робочі відмітки підставити з їх знаками. По отриманому знаку встанов-люється переважання виїмки або насипу.

Для визначення абсолютної величини виїмки і насипу в перехідному трикутнику підраховується об’єм піраміди по формулі 7.43.

Значення і підставляються у формулу 7.45 з урахуванням їх знаку. Обчислення об’ємів земляних робіт також зводиться в таблицю.

7.3.8. Визначення середньої дальності переміщення
земляних мас

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:

(7.46 а)

(7.46 б)

(7.46 в)

(7.46 г)

де Хь, Yь — координати центру тяжіння виїмки;

Х_H,Y_H — координати центру тяжіння насипу;

V_b, V_H — 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:

(7.47)

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.

Рис. 7.19. Графічний метод визначення відстані транспортування ґрунту.

7.3.9. Визначення дальності переміщення ґрунту
при плануванні ділянки

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).

(7.48)

V₁; V₂.... V_n — 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 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.

Відстань між центрами об’ємів насипу й виїмки визначається в масштабі.

Рис. 7. 20. Схема для визначення відстані переміщення ґрунту при
вертикальному плануванні ділянки

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).

 

13* Кизима В. Технологія виконання та проектування земляних робіт в будівництві

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
(у масштабі) 67 метрів.

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 , проектних , робочих .

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.

Розробка котлованів здійснюється, головним чином, одноківшевими екскаваторами. Вид робочого устаткування (пряма або зворотна лопата, драглайн) вибирається залежно від розмірів котловану і харак­теру ґрунту.

Котловани під житлові і промислові будівлі риють, екскаваторами з ковшем ємністю від 0,25 до 1,0 м³.

При розосереджених об’ємах робіт в сухих ґрунтах слід віддавати перевагу пневмоколісним екскаваторам як маневренішим. При висо­кому рівні залягання, ґрунтових вод доцільно застосовувати екскава­тори на гусеничному ходу, обладнані переважно зворотною лопатою або драглайном. Екскаватори з прямою лопатою рекомендується вико­ристовувати на розробці ґрунту головним чином з завантаженням в тра­нспортні засоби при рівні ґрунтових вод нижче за підошву забою і при висоті забою, що забезпечує повне завантаження ковша. При рівні ґрунтових вод вище за підошву забою для розробки екскаватором з прямою лопатою потрібно організувати водовідлив або водопониження.

Орієнтовна ємність ковша прямої лопати залежно від об’єму робіт, зосередженого в одному місці, може бути прийнята за табл.10, і залежно від найменшої висоти забою, що забезпечує запов­нення ковша «з шапкою» за табл. 8.1.

Таблиця 8.1

Орієнтовна ємність ковша прямої лопати залежно від об’єму робіт,
зосередженого в одному місці

 

Ємність ковша, м3	Мінімальний об’єм роботи в ґрунтах (тис.м3) категорії
І–III	ІV–VI
0,25		–
0,5

 

Продовження таблиці 8.1

1,0
1,5
2,0
3,0

Котловани під окремі опори при глибині до 3,5 м успішно відрива­ють екскаватором із зворотною лопатою.

При невеликій глибині котлованів, значній протяжності, близькому розташуванні місць відвалів і особливо при використанні ґрунту в ко­рисних насипах розробка котлованів успішно виконується тракторними скреперами.

Таблиця 8.2

Найменша висота забою, що забезпечує наповнення ковша
прямої лопати ґрунтом «з шапкою»

Вигляд ґрунту	Категорія ґрунту	Ємність ковша, м
0,25	0,5	0,75	1,0	1,5	2,0	3,0
Легкий	І–ІІ	1,5	1,5	2,5	3,0	3,0	2,5	2,5
Середній	III	2,5	2,5	4,5	4,5	4,5	4,0	4,0
Важкий	ІV	3,0	3,5	3,5	6,0	6,0	6,0	6,0

Котловани для підвальних поверхів протяжних будівель з перемі­щенням ґрунту на невеликі відстані (до 50 м) риють бульдозерами, починаючи від поперечної осі котловану шарами на глибину 0,6–0,8 м.

В даний час на операції по зачистці котлованів і траншей витрача­ється велика кількість ручної праці. Тому в технологічній карті слід розробити заходи, які сприяли б розробці ґрунту по заданому контуру з мінімальними витратами ручної праці.

Для зачистки дна котловану і траншей доцільно застосовувати струг, змонтований на ковші зворотної лопати і керований машиніс­том з кабіни екскаватора (журнал «Будівельник» № 2, 1971, стор. 26). Доцільно використовувати і мікробульдозери.

Для зачистки дна котловану можуть бути також застосовані буль­дозери з оптичним приладом управління променем (ПУЛ), екскавато­ри, обладнані зворотною лопатою з глибиноміром ГОГ-2 і ін. машини із спеціальними контрольними пристроями і пристосуваннями.

Вертикальне планування території кварталів або окремих буді­вель, що будуються, доцільно виконувати при глибині ґрунту до 0,5 м і дальності його переміщення не більше 100 м бульдозерами або скре­перами. При глибині зрізання ґрунту більше 0,5 м або дальності його переміщення більше 100 м доцільно для планування застосовувати одноківшеві екскавато­ри (з прямою або зворотною лопатою). Зачистка запланованої терито­рії після зрізання ґрунту екскаваторами повинна здійснюватися буль­дозерами.

При вертикальному плануванні майданчиків великих розмірів може виявитися доцільним застосування різних способів розробки і перемі­щення ґрунту екскаваторів з автосамоскидами, скреперів і бульдозе­рів. В цьому випадку на плані проектованого майданчика указуються зони, що відводяться для розробки ґрунтів різними способами.

Підрахунок об’ємів робіт по розробці котлованів і траншей

Підрахунок об’ємів земляних робіт по розробці котлованів визначається по відповідних формулах геометричних фігур. При підрахунку об’ємів земляних робіт по розробці котлованів необхідно підрахувати:

Загальний об’ємів земляних робіт —

Об’єм механізованої розробки —

Об’єм ручного підчищення дна котловану —

Об’єм грунту, що витісняється спорудою —

Об’єм зворотного засипання —

Визначення необхідних параметрів землерийних машин для розробки котлованів. Необхідними параметрами землерийних машин (екскаваторів) для розробки котлованів і траншей є:

1. Необхідна глибина копання;

2. Необхідний радіус різання;

3. Необхідний радіус вивантаження;

4. Необхідна висота вивантаження в транспорт.

Необхідна глибина копання визначається відміткою закладання фундаментів; необхідний радіус різання — призначається залежно від проектованих розмірів проходок екскаватора при розробці котловану;

необхідного вивантаження ґрунту в транспорт або у відвал; необхідна висота вивантаження залежить від висоти транспортних засобів або висоти відвалу ґрунту.

Вибір по технічних характеристиках машин для планування ділянки й розробки котлованів і траншей. Перш ніж приступити до вибору типу й марки машин для планування ділянки й розробки котлованів і траншей необхідно визначити для зведення запроектованої земляної споруди вид землерийних або землерийно-транспортних машин. При цьому необхідно враховувати:

1. Бульдозери раціонально застосовувати при плануванні ділянок при дальності переміщення ґрунту до 100 м;

2. Причіпні скрепери — до 800 м;

3. Самохідні скрепери до 5 км;

4. Екскаватори «Пряма лопата» — для розробки широких, але глибоких котлованів;

5. Екскаватори «Зворотна лопата» — для розробки окремо розташованих котлованів під фундаменти будинку й розробки траншей;

6. Екскаватори «Драглайн» для розробки глибоких котлованів і широких траншей з укосами;

7. Багатоковшеві ланцюгові й роторні екскаватори — для розробки траншей.

Вибір по технічних характеристиках машин для розробки котлованів. На підставі вихідних даних, отриманих при розрахунку необхідних параметрів по технічних характеристиках землерийних машин ([10] додатки 35, 36, 37) для виробництва земляних робіт по розробці котлованів підбираються також екскаватори, робочі параметри яких (глибина копання, радіус різання, радіус вивантаження й висота вивантаження) відповідають необхідним параметрам (тобто рівні або більші за них).

8.3. Розрахунок кількості машин для розробки ґрунту

Після вибору способу виробництва робіт і призначення по кожному варіанту провідних і комплектуючих машин необхідно визначити їх кількість, режим роботи і склад обслуговуючого персоналу.

Якщо термін виконання робіт заданий, то початковою величиною для розрахунку необхідної кількості машин і транспортних засобів служить змінний потік робіт, що отримується шляхом ділення загаль­ного об’єму земляних робіт на заданий термін їх виконання. В цьому випадку кількість машин визначається діленням змінного потоку робіт на продуктивність механізму в зміну, визначену по єдиних нормах і розцінках на земляні роботи. Якщо термін виконання робіт не заданий, то він визначається шляхом ділення загального об’єму робіт на змінну продуктивність провідної машини.

Підбір комплекту машин проводиться з урахуванням повного за­безпечення передбаченої продуктивності провідної машини і макси­мального використання допоміжних машин.

Якщо максимальна продуктивність однієї провідної машини недо­статня для повного завантаження наявних допоміжних машин (таких, як автогрейдер, бульдозер, ґрунтоущільнювачі і ін.), то в комплект вводять декілька провідних машин.

У пояснювальній записці повинна бути приведена технічна харак­теристика прийнятого устаткування (ємність ковша, робочі параметри, вага машини, вантажопідйомність і ін.), склад і кількість обслуговую­чого персоналу. Механізовані земляні роботи ведуться, як правило, в дві-три зміни.

8.4. Розрахунок необхідності в транспортних засобах

Для визначення типу й необхідної кількості транспортних засобів, що забезпечують безперебійну роботу землерийної машини при виборі оптимального комплекту системи (экскаватор-автосамоскид) необхідно до кожного прийнятого для розгляду можливого для виконання даного технологічного процесу типу землерийної машини розрахувати необхідну кількість транспортних засобів різних можливих модифікацій.

Для безперебійної роботи з екскаватором необхідно підібрати такі транспортні засоби (автосамоскиди), у кузов яких входить 4–6 ковшів ґрунту даного екскаватора.

Коли земляні роботи проводяться екскаваторами з відвезенням ґрунту, необхідно вибрати транспортні засоби розрахувати їх кількість.

Вибирання транспортних засобів проводиться залежно від об’єму і виду земляних робіт і від дальності перевезення ґрунту. На земляних роботах в будівництві ширше застосування має безрейковий транспорт — автомобільний і тракторний.

При невеликій дальності переміщення ґрунту — до 1 км слід засто­совувати саморозвантажні тракторні візки (причепи) в зчепі з тракто­ром, при дальності переміщення більше 1 км — автосамоскиди. При розрахунку транспорту повинна бути визначена не тільки кількість транспортних засобів, але і така підібрана їх вантажопідйомність, щоб була забезпечена висока продуктивність екскаватора. Практикою встановлено, що найбільша продуктивність екскаватора досягається при співвідношенні між ємністю ковша екскаватора і кузова автосамо­скида в межах від 1:5 до 1:8. Із зменшенням цього співвідношення продуктивність екскаватора знижується із-за необхідності частої зміни транспортних засобів, точнішої установки ковша над кузовом і дуже обережного розвантаження ґрунту.

Вантажопідйомність транспортних засобів залежно від ємності ковша екскаватора може бути орієнтовано прийнята по табл.8.3.

Таблиця 8.3

Вантажопідйомність транспортних засобів, що рекомендується, залежно від ємності ковша екскаватора

Ємність ковша екскаватора, м3	Вантажопідйомність транспортних засобів, т
Автосамоскидів	Тракторних причепів
0,15–0,25 0,4–0,65 1,25–2,5 3–4 5–8	2,5–4 5–8 9–13 14–20 22–36	– 5–10 10–15 15–25 25–36

8.5. Розрахунок кількості транспортних одиниць
(самоскидів) для завозу (відвозу) розробляючого
екскаватором ґрунту

При розрахунку транспортних засобів для перевезення ґрунту, проектування кавалерів необхідно враховувати коефіцієнт початкового розпушування (К_п, [10] додаток 27). Слід враховувати і ті обставини, що виробництво екскаватора значно знижується при розробці ґрунту з завантаженням на транспортні засоби, що мають малу ємкість кузова.

Зазвичай самоскиди підбирають до екскаватора таким чином, щоб число ковшів завантажуваних в кузов ґрунту складало 4–6.

Для того, щоб визначити число ковшів (п) для конкретного типу самоскиду, треба розділити ємкість його кузова (q_куз) на ємкість ковша екскаватора (q_екс):

п=q_куз /q_екс (8.1)

 

Для забезпечення неперервної роботи екскаватора необхідно додержуватись рівності:

N × П_а = П_ек, (8.2)

де N — кількість автосамоскидів;

П_а — виробництво автосамоскида за зміну, м³;

П_ек — продуктивність екскаватора за зміну, м³. Обчислюється за формулою:

П_ек = Т60qnK_eK_в (8.3)

де Т — тривалість зміни в годинах; q — геометрична ємність ковша;
n — кількість циклів в захватці; K_e — коефіцієнт наповнення ковша;
K_в — коефіцієнт використання змінного часу.

 

Виробництво автосамоскиду за зміну (П_а) визначається за формулою:

П_а = п _р×Е, (8.4)

де Е — ємкість кузова транспортного засобу, м³;

п _р — кількість рейсів автосамоскиду за зміну:

п _р = t_см / t_ц, (8.5)

Число транспортних одиниць при циклічному завантаженні (N) встановлюють з умови забезпечення неперервної роботи навантажувально-розвантажувальних засобів за формулою:

N = / , (8.6)

де N — число транспортних одиниць;

t_ц — тривалість виконання циклу рейсу транспортної одиниці, хв.;

t_п — тривалість завантаження транспортного засобу, хв

Тривалість виконання циклу (t_ц) визначається за формулою:

t_ц = t_уст.з + t_н + t_тр + t_уст.р +t_р + t_м, (8.7)

де t_уст.з — тривалість установки транспортної одиниці під завантаження, час маневрування, хв. (табл. 8.5, 8.6);

t_н — тривалість завантаження транспортного засобу, год/хв.

t_н = (Е / П_ек.год) × 60, (8.8)

де Е — ємкість кузова транспортного засобу, м³;

П_ек.год. — годинна продуктивність екскаватора, м³/год:

t_тр — тривалість пробігу транспортної одиниці на відстані ℓ, при середній швидкості V_ср, в завантаженому та порожньому напрямках, хв.:

t_тр = (2ℓ / V_ср ) ×60, (8.9)

V_ср — середня швидкість руху автосамоскиду в місті
V_ср=25–30 км/год, за містом (див. табл.8.4).

Таблиця 8.4

Швидкість руху транспорту в залежності від покриття доріг

Тип дороги (покриття)	Група дороги	Середня допустима швидкість руху (км/год) при відповідній дальності перевезення
0,5		2 і більше
Асфальтове, бетонне, залізобетонне (плити)   Щебінкове Кам’яне Ґрунтове	І     ІІ ІІІ ІV

2ℓ;— відстань між пунктами завантаження і розвантаження в обидва кінці, км;

t_уст.р — тривалість установки (маневрування) транспортної одиниці під розвантаження, хв. (табл.8.5)

t_р — тривалість розвантаження транспортної одиниці, хв. (табл. 8.6)

t_м — тривалість технологічних переривів, що виникають на протязі рейсу (табл. 14).

Підставивши значення можна визначити середню орієнтовну розрахункову кількість автосамоскидів (N) в залежності від відстані перевезення ґрунту за формулою (8.10):

N = (t_уст.н + t_н + t_тр + t_уст.р + t_р + t_м) / t_н + (8.10)

Таблиця 8.5

Час маневрування автосамоскидів

Тимчасові показники	Одиниці виміру	Марка автосамоскида
ГАЗ- 93 А	ЗИЛ-ММЗ-555 ЗИЛ-ММЗ-585	МАЗ-205 КамАЗ-5510	ВАЗ-222 БелАЗ-256 А	БелАЗ-540 А МАЗ-525	БелАЗ-548 А МАЗ-530
Час маневрування при завантаженні (tм)	хв.			2,33			2,4
Час розвантаження з маневруванням (tр)	хв.	1,9	1,2	1,9	1,9		2,2

Норма часу простою автомобілів-самоскидів (автопоїздів) в пунктах завантаження і розвантаження, робота яких оплачується по виключним тарифам.

Таблиця 8.6

Час завантаження та розвантаження автосамоскидів

№ п/п.	Вантажопідйомність автомобіля-самоскида (автопоїзда), т	Завантаження (хвилин)	Розвантаження (хвилин)
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.	До 3,5 включно Більше 3,5 до 5,0 … Більше 5,0 до 10,0 … Більше 10,0 до 25,0 … Більше 25,0 до 30,0 … Більше 30,0 до 40,0 … Більше 40,0	2,0 2,2 3,0 3,2 5,0 7,0 10,0	1,0 1,8 2,0 2,8 3,0 4,0 5,0

Тривалість виконання робіт (Т_см) на об’єкті можна визначити за формулами (8.11), (8.12) з врахуванням розробки, і завантаження на транспорт і в відвал (3–4 варіанта).

Собівартість одиниці робіт (продукції С_е) за формулою (8.13).

Удільні капітальні вклади (К_уд)

Граничні удільні затрати (П_у.з.)

8.6. Економічне порівняння варіантів засобів|коштів| механізації для вертикального планування майданчика.
Вибір остаточного варіанту виробництва робіт

Остаточний варіант виробництва робіт по влаштуванню|устрою| земляної споруди|спорудження| вибирають на підставі порівняння економічної ефективності технологічно можливих (3–4) варіантів комплексно-механізованого виконання заданих об’ємів|обсягів| робіт у встановлені|установлені| терміни.

Основними показниками при економічній оцінці вибраного варіанту виробництва робіт є|з'являються,являються|:

Ø тривалість виконання робіт (Т_см) бульдозером на об’єкті, змін:

(8.11)

 

 

де — експлуатаційна змінна продуктивність провідної машини, м³;

— тривалість зміни; — коефіцієнт зберігання ґрунту;
— коефіцієнт впливу уклону; — годинний коефіцієнт використання машини; V – загальний|спільний| об’єм|обсяг| робіт, м³|, м²|, Т;

Ø тривалість виконання робіт (Тсм) на об’єкті можна визначити по трудомісткості|трудомісткий| виробництва робіт, машино-год по формулі:

(8.12)

Н_вр — норма витрат|затрат| часу на одиницю вимірювання|виміру|, м|м-код|-годину, ч-час|;

t_см| — тривалість робочої зміни, год (8 год).

Ø собівартість одиниці робіт (продукції) С_е, грн|:

(8.13)

де |Т_см.пл — тривалість роботи кожної машини на одному майданчику, змін;

1,08 і 1,5 — коефіцієнти накладних витрат;

1,08 — на витрати|затрати| по експлуатації машин і інші прямі витрати|затрати|;

1,5 — на заробітну плату робочих|робітників,робітник-трелювальників|, що виконують ручні процеси протягом зміни;

З_р — заробітна плата робочих|робітників,робітник-трелювальників| на виконання всіх ручних операцій, пов’язаних із загальним|спільним| об’ємом|обсягом| робіт, гривень;

С_п — витрати|затрати| на підготовчі роботи і допоміжні пристрої|устрої| з урахуванням|з врахуванням| вартості необхідних для цього матеріалів (кріплення укосів, виїмок, влаштування щитового покриття для руху екскаватора в забої при зволожених ґрунтах і ін.), гривень;

С_м.см — вартість машино-зміни| експлуатації кожній з машин, що входять в комплект.

До 1993 р. витрати|затрати| на експлуатацію машин визначалися по ціннику №2 машино-змін| будівельних машин і устаткування|обладнання||застосува в учбових цілях.

Нормативи для визначення собівартості машино-змін| розраховувалися з урахуванням|з врахуванням| оптових цін на машини, устаткування|обладнання|, ремонтні матеріали і змінне оснащення машин, введених в дію в 1984р. При виконанні розрахунку визначення вартості машино-зміни| експлуатації будівельних машин і механізмів за договірною ціною, що діє в даний час|нині|, слід керуватися наступними|слідуючими| нормативними документами:

- СНіРу-93 (збірка|збірник| місцевих норм і розцінок на експлуатацію будівельних машин і механізмів, вживаних на території України).

- Порядок|лад| визначення вартості будівництва, здійснюваного на території України в 1995 році і Доповнення №1 до «Порядку|ладу|», затвердженого наказом|наказ-інструкцією| Держкомградобудівництва України від 23.01.96 №10.

Витрати|затрати| на експлуатацію будівельних машин і механізмів відповідно до системи визначення вартості будівництва, що діє на Україні, полягають|перебувають,складаються|:

а) базисній вартості м|м-коду|-зміни в нормах і цінах 1993 р. (для даного прикладу|зразка| прийнята базисна вартість м|м-коду|-зміни в нормах і цінах 1984 р [15].

б) надбавок до базисної вартості|згідно з||застосув| (Надб.).

У даному прикладі|зразку|, щоб|аби| отримати|одержувати| базисну вартість м|м-коду|-зміни в нормах і цінах 1997 р., слід застосувати поправочні коефіцієнти механізму в цінах 1984 р. до базисної вартості 1 м|м-коду|-зміни|.|тепер

Надб. — надбавки (витрати|затрати|), пов’язані з впливом ринкових відносин:

1) дорожчання вартості машин і механізмів, експлуатації машин і механізмів у зв’язку із збільшеною вартістю запасних частин|часток|, ГСМ, оснащення, гідравлічної рідини, придбаних|набутих| по вільних цінах.

2) зміна тарифів на послуги зв’язку, електроенергії, теплову енергію, воду, заробітну плату, амортизаційні відрахування.

3) витрат|затрат| і доплат, викликаних|спричиняти| умовами ринкових відносин.

З урахуванням|з врахуванням| вказаних груп витрат|затрат|, розрахункова договірна ціна (вартість однієї машино-зміни| експлуатації будівельних машин може бути визначена по формулі (8.14).

(8.14)

|де Г — річні витрати|затрати|, що включають амортизаційні (Ам_{вост к.р.}) суми на реновацію, тобто на повне|цілковите| відновлення (Ам_вост) і капітальний ремонт (Ам_к.р) машин.

(8.15)

де С_і.р — інвентарно-розрахункова вартість механізму (приймаємо по [15], дод|. 15,28, кол. 2, чисельник) з|із| поправочним коефіцієнтом (К_ст.м)|.

С_і.р. — складається з відпускної для гуртової ціни, вартості транспортування механізму із заводу-виготівника в будівельну організацію і заготовчо-складські нарахування (приймаємо 10%):

С_і.р.= С_опт × 1,1 (за бухгалтерськими даними С_і.р – це фактична балансова вартість механізму на період розрахунку – С_бал)

С_бал = С_прейск × К_удор|;

К_ст.м і К_нм — коефіцієнти, що враховують переоцінку основних фондів|фундацій|, встановлених|установлених| директивними органами|застосува;

Ам_вост — нормативний відсоток|процент| (%) амортизаційних відрахувань на повне|цілковите| відновлення механізму ([10] додаток|застосування| 31 м.у.);

Ам_кр — нормативний відсоток|процент| (%) амортизаційних відрахувань на капітальний ремонт машин і механізмів. Приймаємо по «Єдиних нормах амортизаційних відрахувань на повне|цілковите| відновлення основних фондів|фундацій|»;

Т_г.см — число змін використання машини протягом року, яке встановлюється для різних машин і механізмів залежно від кліматичних і ін. умов, в яких вони працюють;

Е — одноразові витрати|затрати|, що виконуються до початку експлуатації машин на майданчику. Вони включають витрати|затрати| на вантаження|навантажування| і розвантаження (С_пр) машини при перевезенні трайлером, витрати|затрати| на 1 км. дальності перевезення (С_тр),

(L_км|) — дальність перевезення, приймаємо 10 км., і на монтаж машини перед початком робіт і демонтаж її після закінчення робіт (С_мд):

|із| (8.16)

де Т_см.пл — число змін роботи механізму на майданчику;

Витрати|затрати| на перебазування можна визначити по ф-лі|:

З_пб=(2Рп×С_м.ч) /V + Зм (8.17)

де З_пб — витрати|затрати| на перебазування;

Рп — відстань перебазування в один кінець, км;

С_м.ч — вартість машино-години| машини, грн;

V — середня швидкість пересування машини, км/ч;

Зм — заробітна плата машиніста за 1 годину, що витрачається на підготовку машини до переїзду і приведення її в робочий стан|достаток| після|потім| переїзду, грн.

С_те — поточні експлуатаційні витрати|затрати|, пов’язані з роботою машини протягом зміни, визначається по формулі:

С_те = Н₁ × (Сто_рем. + С_осн + С_ен + С_см) × 8 + (Н₂ х З_пер) × 8, (8.18)

де H₁ | — коефіцієнт, що враховує нарахування накладних витрат на матеріали (Н₁=1,08);

Сто_рем — вартість технічного обслуговування і всіх ремонтів, окрім|крім| капітального (поточний, дрібний|мілкий|, середній). У виробничих умовах розраховується окремо;

С_осн — вартість зносу і ремонт змінного оснащення (у виробничих умовах розраховується за бухгалтерськими даними) – шини, шланги;

* 14 Кизима В. Технологія виконання та проектування земляних робіт в будівництві

С_ен — вартість енергоресурсів (бензину, дизпалива, електроенергії), що витрачаються протягом 1 зміни. У виробничих умовах вартість бензину, дизпаливо, електроенергії приймається за прейскурантом з|із| коефіцієнтами К_уд, що враховують зміни вартості. У учбових цілях С_ен і С_см приймаємо по [14,15] дод|. 2, кол. 13 з|із| поправочним коефіцієнтом по дод|. 29 (К_ОСН);

С_см — вартість змащувальних|мастильних| матеріалів, що витрачаються протягом однієї зміни. У виробничих умовах приймається за прейскурантом з|із| кое|фіцієнтом| К_уд;

Н₂ — коефіцієнт, що враховує нарахування накладних витрат на заробітну плату персоналу (Н₂ приймаємо 1,5);

З_пер — заробітна плата обслуговуючого| персоналу (машиніста, по|мічників|). У виробничих умовах в розрахунок приймається, що в період укладення договору середньомісячна заробітна плата машиніста складала
n грн. Середньогодинна заробітна плата машиніста складає n грн| /173,1;
де 173,1 — місячний фонд|фундація| робочого часу одного робочого|робітника,робітник-трелювальника|, Z;

Накл — нормативний відсоток|процент| накладних витрат на вище перелічені прямі витрати|затрати|, встановлюється відповідно до системи визначення відсотка|процента| накладних витрат, що діє на Україні (величина змінна): Накл = 17,6% –18,1%;

П_л.н — планові накопичення, встановлені|установлені| у розмірі 30% від загальної|спільної| суми прямих витрат|затрат| і накладних витрат;

Ф_отч — обов’язкові відрахування, збори і платежі, передбачені чинним законодавством:

а) до фонду Чорнобиля — 12% від суми фонду|фундації| споживання|вжитку| (зар|. плати) (Ф_Чорн);

б) до Фонду охорони праці — 1% від договірної ціни (Ф_охр.тр);

в) відрахування засобів|коштів| на розвиток доріг загального|спільного| користування — 0,8% від договірної ціни (Отч.дор.);

г) до інноваційного фонду — 1% від договірної ціни (Іннов.ф.);

д) податок на додану вартість (ПДВ) — 20% від договірної ціни;

Фотч. = Ф_черн + Ф_охртр. + Отч.дор. + ПДВ і ін.

Розрахувавши і підсумувавши вище перелічені показники, отримаємо|одержуватимемо| договірну розрахункову ціну вартості 1 м|м-коду|-см механізму (Дог.ч.). У розгорненому вигляді|виді| формула вартості однієї машино-зміни| механізму має наступний|слідуючий| вигляд|вид|:

(8.19)

 

Цифровий приклад|зразок| за визначенням вартості 1 машино-зміни| експлуатації будівельних машин і механізмів див. [10] додаток|застосування| 12.

Вартість машино-зміни| автосамоскида визначається також розрахунком, як і вартість основних типів будівельних машин. В даному випадку
(у учбових цілях) См–см автосамоскида визначається по формулі (8.20):

См–см = Э₁+Э₂×К (8.20)

де Э₁ | — експлуатаційні витрати I групи на машино-зміну|. При цьому в кол. 6 (приймаємо по дод.16, кол. 8–14) амортизаційних відрахувань обчислені на рік. Для визначення суми амортизаційних відрахувань на 1 годину необхідно суми в кол. 6 (додаток 16) розділити на 2750 – число годин роботи автомобіля в році;

Э₂ —експлуатаційні витрати|затрати| II групи на 1 км. пробігу автомобіля, грн.

К — змінний пробіг автомобіля, км.:

К = n_p ×2ℓ|,

де n_p — кількість рейсів автосамоскида в зміну:

n_p=t_cm /| t_ц