ПРИКЛАД 13 страница

Для автосамоскидів або тракторного поїзда необхідно визначити продуктивність і їх число на один екскаватор.

На початку обчислюють експлуатаційну продуктивність автосамоскиду або тракторного поїзда за формулою:

(13.6)

де Q_K — об’єм грунту в кузові, приведений до обсягу в щільному тілі, м³;

К_т — коефіцієнт нерівномірності подачі транспортних засобів під навантаження, що дорівнює 0,9;

Т — тривалість рейсу машини, хв;

К_в — коефіцієнт, що враховує використання машин протягом зміни.

Значення Q_к визначаэться за формулою:

(13.7)

де G — вантажопідйомність машини, тс;

γ_к — щільність грунту в кар’єрі, т/м³.

 

Тривалість рейсу однієї машини визначається за формулою:

(13.8)

де t₁ — час подачі машини під навантаження, t₁=2хв;

t₂ — час навантаження, хв;

t₃ — час навантаженого ходу машини від кар’єра до греблі, хв;

t₄—час розвантаження, t₄=2хв;

t₅ — час порожнього ходу, який визначається так само, як і t₃, але при швидкостях порожньої машини, хв.

 

Значення t₂ – визначається за формулою:

(13.9)

де К_н — коефіцієнт збільшення тривалості навантаження у разі випадкових затримок (К_н=1,1);

П_е — експлуатаційна продуктивність екскаватора в кар’єрі, м³/год, яка визначається за формулою:

 

(13.10)

 

(13.11)

де L₁, L₂,…, L_n — довжини ділянок шляху з різними умовами (ухили,
прохідність, тощо), м;

v₁, v₂, … v_n — швидкості навантаженої машини на цих ділянках шляху, м/хв;

К₃ — коефіцієнт, що враховує уповільнення автотранспорту у зв’язку з затримками на дозаправку, ремонт тощо (К₃ = 1,05…1,1).

Кількість автосамоскидів або тракторних візків на один екскаватор буде:

(13.12)

Число транспортних засобів заокруглюється до цілого числа з запасом в бік збільшення.

Для створення ефективних умов роботи екскаватора при навантаженні грунту потрібно облік вести повними ковшами. Число повних ковшів грунту т на одну транспортну одиницю визначається за формулою:

(13.13)

де q — геометрична місткість ковша екскаватора, м³;

К_нап і К_р — коефіцієнти наповнення та приведення обсягу пухкого грунту до обсягу в природному стані.

Приймається ціле число ковшів, дотримуючись умови:

(13.14)

Де V — об’єм кузова транспортного засобу, м³, а

Q_K = mqK_напK_р, (13.15)

Значення швидкостей автосамоскидів при задовільному стані грунтового шляху дані в таблиці 13.1

Таблиця 13.1

Значення швидкостей автосамоскидів при задовільному стані грунтового шляху

Ухил	Швидкість в км / год при вантажопідйомності в тс
	2,5
0…0,5
0,06…0,1
Більше 0,1

 

Трасу шляху від кар’єру до греблі потрібно вибирати більш короткою з відповідним допустимим ухилом і радіусом поворотів. Влаштування і підтримка шляху в робочому стані полягає в профілюванні її грейдером і ущільненні грунту полотна котками.

Ширину смуги руху автомобільних землевозних шляхів призначають залежно від габаритів транспортних засобів (табл. 13.2):

Таблиця 13.2

Ширина смуги руху залежно від габаритів транспортного засобу

Ширина смуги руху, м	Ширина транспортного засобу, м
2,4	2,7	3,4
3,5	3,8	4,7

Радіуси заокруглень шляхів призначають у межах 60…100 м. Кількість смуг руху залежить від пропускної здатності шляху. Керівний ухил шляху приймають рівним не більше 5%. Поверхневі води відводяться кюветами з поздовжнім ухилом 0,2%. Проїжджа частина автомобільних землевозних шляхів залежно від інтенсивності руху повинна мати наступне покриття:

а) грунтові профільовані, поліпшені добавками і укріплені в’яжучими матеріалами;

б) грунтові-щебеневі та грунтогравійні, оброблені в’яжучими матеріалами;

в) щебеневі, гравійні, шлакові;

г) щебеневі чорні, гравійні чорні;

д) бетонні збірні і монолітні (при дуже інтенсивному русі).

Утримання шляхів у справному стані нормують згідно ДБН 02.2-1-99.

13.4. Укладання грунту в тіло дамб і гребель

До початку відсипання грунту в тіло дамб і гребель необхідно здійснити підготовку основи споруди, а саме: видалити дерева, чагарники, корчі, а також верхній рослинний і мінеральний шар грунту на глибину до 1 м.

Розробку та переміщення верхнього шару грунту, як і в кар’єрі, виконують
бульдозерами або скреперами. Знятий грунт складають у верхньому або
нижньому б’єфі у тимчасові відвали.

Перед відсипанням першого шару грунту в греблю основу розпушують
за допомогою тракторних розпушувачів або оранкою плугом на глибину 0,2…0,3 м. Потім грунти основи ущільнюють так само, як і кожен наступний шар грунту в греблі. Це забезпечує поступовий перехід штучного тіла греблі або дамби в природню основу, зменшує фільтрацію води в площині їх контакту. Якщо гребля або дамба зводиться не відразу після розкриву і до настання зими, то в основі залишають захисний шар грунту товщиною не менше 20…30 см. Якщо ж зведення греблі відкладається до весни, то за наявності глинистих грунтів в основі залишають захисний шар товщиною до 1…1,5 м.

Всі шурфи, свердловини та колодязі в основі греблі тампонують, а ключі каптують і виводять в нижній б’єф.

На місці зведення греблі, крім робіт з підготовки основи, можуть виконуватися і інші будівельні процеси: пропуск будівельних витрат, будівництво водоскидних споруд, влаштування шпунтових рядів, замків, екранів, ядра, зворотних фільтрів і дренажів. Розглянемо провідний будівельний процес, а саме — укладання грунту. Він складається з чотирьох будівельних операцій: розвантаження грунту; розрівнювання грунту відповідним шаром; зволоження (іноді потрібно, навпаки, підсушування) грунту до оптимальної вологості; ущільнення кожного шару грунту до проектної щільності. Провідна будівельна операція серед них — ущільнення грунту.

Перераховані чотири операції є замкнутим циклом, які взаємопов’язані в часі і повинні виконуватися одночасно та безперервно. Щоб організувати роботу за цим принципом, насип по висоті розбивають через 2…4 м на яруси, а площа на кожному ярусі розбиваються на ділянки карти укладання. За кількістю операцій на кожному горизонті бажано мати чотири карти. На всіх чотирьох картах одночасно працюють машини, виконуючи по одній операції, потім машини через певний інтервал часу (година, зміна, доба, кілька діб), згідно з прийнятим потоком грунту, в певній послідовності міняються картами і знову виконують ту ж операцію (рис. 13.7)

На першій карті, наприклад, автосамоскиди розвантажують грунт, на другій — розрівнюють грунт шаром певної товщини (бульдозери, грейдери); на третій — дозволожують шар грунту до оптимальної вологості, (поливальні машини), на четвертій карті ущільнюють шар грунту з оптимальною вологістю (котки).

Площа карти повинна бути такою, щоб на ній розмістився весь грунт, який надходить з кар’єра за годину, зміну, добу або кілька діб, шаром, який повністю б змогла опрацювати по глибині ущільнююча машина.

Обсяг грунту, що поступає в насип за одиницю часу, називається потоком грунту. Він може бути годинним, змінним, добовим, багатодобовим і залежить від тривалості виконання операції на карті (протягом години, зміни, доби, кількох діб).

 

Рис. 13.7. Схема укладання грунту при зведенні дамби або земляної греблі:
а – план насипу з чотирма картами укладання на яруси з відміткою +4;
б – поперечний переріз насипу з розбивкою на яруси через 2 м по висоті;
А – автосамоскиди; Б – бульдозери; П – поливальні машини; К – котки.

Потік грунту (П) можна визначити множенням продуктивності однієї транспортної машини (наприклад автосамоскиду продуктивністю П_а) на їх кількість:

(13.16)

де А – кількість транспортних машин на один екскаватор;

N_e – кількість одночасно працюючих у кар’єрі екскаваторів.

Товщина шару грунту на карті залежить від здатності ущільнюючої машини опрацювати його на всю глибину і може змінюватися від 0,1 м для гладких котків і до 2 м для віброкотків. Отже, площа карти F_кр залежить від прийнятого потоку грунту (П) та товщини шару грунту укладання на карті (h):

(13.17)

 

Кількість карток на будь-якому горизонті насипу (N_K) визначається шляхом ділення площі греблі на яруси (F_r) на площу однієї карти:

(13.18)

Площа насипу по ярусам знаходиться по поздовжньому і поперечному профілі множенням довжини греблі на горизонті на її ширину.

Приймаючи різні потоки грунту і різну товщину ущільнюючого шару, можна отримувати на одному і тому ж горизонті насипу різну кількість карт різних розмірів. Якщо площа на горизонті невелика або малий потік грунту, то і площа карт може виявитися незначною. На таких картах машини змушені будуть працювати в обмежених умовах, а це знижує їх продуктивність. У цьому випадку замість чотирьох карт можна розбити площу на ярусі на дві-три великі карти, поєднавши окремі операції. Наприклад, на одній і тій же карті одночасно можна розвантажувати і розрівнювати або розрівнювати і дозволожувати грунт. Приймати треба таку кількість карт і таких розмірів, щоб ефективніше використовувати всі машини, особливо ущільнюючі. Довжина карт може змінюватися від 10 м для моторних котків до 200 м для причіпних. Грунт, що доставляється з кар’єру на карту автосамоскидами, розвантажується в купи в шаховому порядку, а тракторними візками і скреперами – рівномірним шаром по всій площі карти.

Грунт на карті розрівнюють грейдером або бульдозерами шаром, прийнятим для вибраного типу ущільнюючої машини. Дозложують грунт на карті або в кар’єрі. Перед ущільненням по всій товщині шару грунт повинен мати оптимальну вологість.

Оптимальну вологість визначають в ґрунтових лабораторіях на спеціальних приладах при різних витратах механічної роботи. Орієнтовно вона може бути прийнята наступною табл. 13.3.

 

 

Таблиця13.3.

Межі оптимальної вологості грунтів

№пп	Найменування грунтів	Межі оптимальної вологості, %
	Піщані, супіщані	8…15
	Пилуваті	16…22
	Суглинисті	12…15
	Суглинисті пилуваті	18…21
	Глинисті	19…23

 

Грунт дозволожують водою, рівномірно розливаючи її по поверхні карти з шлангів або з поливальних машин. Воду подають з тимчасового водопроводу або підвозять автоцистернами і поливальними машинами.

Між закінченням поливу і початком ущільнення грунту потрібно зробити технологічну перерву (очікування) для вбирання води і рівномірного зволоження шару по глибині. Така перерва виключається, якщо грунти зволожуються не на карті, а в кар’єрі. Для цього ділянку кар’єра заливають водою шаром 10…20 см окремими картами і витримують їх до повного всмоктування води в грунт. Зволожують грунт у кар’єрі також, за допомогою траншеї і свердловини. У кар’єрі рекомендується зволожувати зв’язні грунти.

Необхідна кількість води для зволоження грунту визначається за формулою:

(13.19)

де V_г — обсяг ущільнюючого грунту, м³;

γ_г — щільність скелета грунту до ущільнення, т/м³;

γ₀ ­— щільність води, що дорівнює 1 т/м³;

W₀ — оптимальна вологість грунту, %;

W_к — вологість грунту перед зволоженням, %.

 

Ущільнення грунту. У процесі ущільнення під дією статичних та динамічних навантажень відбувається зближення частинок грунту і одночасне витіснення води і повітря. При цьому дрібні частинки грунту переміщаються в пори між великими. Від цього щільність грунту збільшується, а пористість і водопроникність грунту зменшуються.

Необхідна щільність грунту в тілі греблі (γ_г) або коефіцієнт фільтрації (К_ф) звичайно вказуються в проекті.

Для конкретних грунтів ці показники встановлюються шляхом лабораторних випробувань зразків грунту різної щільності на водопроникність.

За графіком зв’язку К_ф = f (γ_г) по допустимій величині коефіціента фільтрації знаходять потрібну щільність грунту в тілі насипу.

Необхідна кількість проходок котка або ударів трамбуванням по одному сліду для досягнення необхідної щільності знаходять шляхом дослідного ущільнення шару насипу і відбору проб грунту на щільність.