Разработка грунта с перемещением бульдозерами технологическая карта. Вертикальная планировка строительной площадки

Вертикальная планировка строительной площадки входит в состав подготовительного периода в строительстве. Вертикальная планировка – это искусственное изменение рельефа местности согласно проектным данным.

Полученную в итоге площадку с проектными отметками можно уже использовать для дальнейшего производства работ. До начала всех строительных процессов необходимо получить разрешение на производство работ и лишь затем приступать к освоению территории.

Планировка стройплощадки ведется путем срезки грунта и подсыпки его в необходимых объемах и местах. Она является обязательной составляющей перед началом сооружения объекта.

Территория под застройку выравнивается, устраиваются незначительные уклоны, служащие для удаления дождевых и талых осадков со стройплощадки.

При необходимости устраивают дополнительные земляные сооружения — водоотводные либо дренажные канавы, обваловки, прочее. Они препятствуют поступлению и скоплению атмосферной воды на стройплощадку с соседних территорий.

Основные этапы вертикальной планировки

Вертикальную планировку необходимо выполнять с максимальным сохранением естественного рельефа местности. При расчете оперируя наименьшими объемами земляных работ.

При этом правильным будет сохранение плодородного слоя почвы там, где это возможно. Если этого сделать нельзя, то гумусный слой почвы снимают и перемещают за пределы стройплощадки. Впоследствии срезанный слой пойдет на благоустройство территории.

Выполняется для подготовки участка под застройку. Она является начальной частью плана строительства.

Выполнение вертикальной планировки условно можно подразделить на несколько этапов:

1. Снятие и перемещение растительного слоя почвы;
2. Разработка земляных масс путем срезки насыпей и перемещение их в имеющиеся выемки;
3. Подсыпка проектной насыпи с разравниванием и уплотнением почвы;
4. Завершающая планировка площадей и откосов в насыпях и выемках.

В зависимости от грунтовых условий (высокий уровень подпочвенных вод, слабые грунты, прочее) планировкой достигается и решение других задач.

Например, соорудив насыпь (грунтовую подушку) под будущее строение, можно обеспечить расположение фундаментов выше уровня подпочвенных вод. Это дает возможность осуществлять строительство там, где это не представлялось возможным ранее.

Чертежи вертикальной планировки входят в раздел комплекта рабочих чертежей генерального плана, который включает:

• Сводные данные рабочих чертежей;
• План посадки сооружений на местности;
• План запроектированного рельефа (уклоны, горизонтали, нулевые отметки сооружений, прочее);
• План перемещаемых масс грунта (выемки, насыпи);
• Общий план инженерных коммуникаций;
• План благоустраиваемой территории (дороги, тротуары, малые архитектурные формы).

Являясь частью обустройства территории, вертикальная планировка решает определенные задачи:

Организует водосток с территории застройки – ливневых, дождевых, талых вод;

Решает задачу посадки зданий, сооружений, прокладку подземных коммуникаций при наименьшем объеме земляных работ;

Обеспечивает допустимые уклоны улиц, проездов, площадок, тротуаров для движения в безопасном режиме автотранспорта, пешеходов;

Организует запроектированный рельеф;

Не лишним будем отметить, что в , производства работ(ПОС, ППР) имеются требования по планировке строительной площадки.

Правильно выполненная вертикальная планировка строительной площадки необходима для точной установки стреловых и башенных кранов. А также лесов и подмостей на фасадах зданий, правильному складированию стройматериалов и конструкций.

Геодезические работы по вертикальной планировке

Проект по геодезии вертикальной планировки разрабатывается специалистами проектной фирмы. Существует два основных вида разработки проектов вертикальной планировки.

• Проектирование горизонтальной территории с сохранением баланса земляных масс.
• Проектирование наклонных площадок.

Баланс земляных масс – это условие, при котором разность между объемами срезки и подсыпки почвы должна быть максимально приближена к нулю.

Если объем грунта, добытый при разработке выемок, можно без остатка уложить в насыпь, возводимую на стройплощадке, то баланс называют нулевым.

Такой вариант можно назвать оптимальным, так как он не потребует дополнительных расходов по разработке грунта, его погрузке и транспортировке.

При проектировании за основу берется существующая топографическая поверхность строительной площадки. В общем виде наиболее простой и распространенной является следующая методика.

Производится геодезическая съемка (нивелировка) строительной площадки по сетке квадратов. Длина стороны квадрата принимается от 10 до 100метров.

Вершины квадратов отмечаются на местности колышками. На основании топографической съемки отметок вершин квадратов производят вычисление проектной отметки планируемой (горизонтальной) стройплощадки.

Затем рассчитываются рабочие отметки пересечений квадратов (плюс – подсыпать, минус – срезать), а также положение мест и линий нулевых работ. После этого рассчитывается объемы и картограмма земляных масс.

Похожая методика используется и при проектировании наклонных площадок. Вертикальная планировка строительной площадки выполняется уже с учетом заданного проектом уклона.

Выполнение вертикальной планировки

В состав подготовительных мероприятий входят работы по очистке строительной площади от деревьев, кустов, пней, валунов и прочего.

Кроме того, отвод поверхностных вод, осушение территории, разбивка строительной территории для производства планировочных мероприятий, срезка растительного слоя почвы.
Основные работы:

• Разработка грунта в местах, где его необходимо срезать с перемещением в места, где его нужно подсыпать;
• Разравнивание, уплотнение его в насыпях;
• Вывоз или завоз земляных масс на стройплощадку в случае необходимости;
• Заключительной является планировка площадки.

Вертикальная планировка осуществляется при помощи землеройных машин. При небольших объемах работ используют бульдозеры малой и средней мощности.

При перемещении грунта на расстояние 80-100метров – бульдозеры большой мощности либо небольшие скреперы с емкостью ковша до 3м3.

При перемещении земляных масс на расстояние свыше 120метров наиболее целесообразно применять скреперы с емкостью ковша 10м3 и более.

В отдельных случаях вместо скреперов целесообразней может быть применение экскаваторов в паре с транспортными единицами.

При расчетах объемов разработанного грунта следует знать, что разработанный (разрыхленный) грунт увеличивается в объеме. Разница колеблется в пределах 30% против объема в плотном состоянии.

Приемка выполненных земляных работ, производится геодезической службой генерального подрядчика от исполнителя. В необходимых случаях (оговаривается проектом) исполнитель представляет результаты анализов уплотнения грунтов. Вертикальная планировка строительной площадки является важным подготовительным этапом для возведения объекта.

Важным экологическим мероприятием при выполнении работ подготовительного цикла является срезка и сохранение для последующего использования растительного слоя грунта.

Растительный слой срезается землеройно-транспортными машинами: при сравнительно небольших площадях и дальности перемещения грунта – бульдозерами; при больших площадях, большой толщинœе растительного слоя и перемещении его на расстояние более 100 м – скреперами.

Разрабатываемый грунт перемещают во временный промежуточный отвал. Из отвала его отгружают экскаваторами или погрузчиками на автосамосвалы и отвозят к месту использования.

Срезку растительного слоя принимаем выполнять бульдозером при продольном перемещении грунта.

Состав работ:

1. Подготовка к срезке растительного слоя

2. Зарезание и укладка растительного грунта в продольный валик

3. Разворот на обратный ход

Срезку растительного слоя выполняют поперечными проходами бульдозера, перекрывая каждый предыдущий проход на 0,2…0,3 м. Грунт срезают на полную толщину почвенного слоя и перемещают за пределы полосы отвода.

Рис. 4. Схема организации рабочего места

Вертикальная планировка.

Вертикальную планировку выполняют только после удаления растительного слоя и вывоза его за пределы строительной площадки. Вертикальная планировка должна быть выполнена таким образом, чтобы был обеспечен беспрепятственный сток поверхностных грунтовых вод. Учитывая зависимость отдальности перемещения грунта͵ объёма земляных работ экономически обосновывается и подбирается комплект машин и механизмов. При дальности перемещения грунта до 20 м рекомендуется применять экскаваторы-планировщики и автогрейдеры, до 100 м - бульдозеры, более 100 м - скреперы и одноковшовые экскаваторы с автотранспортом. При стесненных условиях работ, а также при разработке грунта землеройными машинами непрерывного действия следует применять конвейерный транспорт.

Отклонение отметок планировки от проектных в нескальных грунтах допускается лишь в отдельных местах и при условии, в случае если при этом не нарушается заданное направление стока воды. При разработке планировочных выемок в скальных грунтах допускаются недоборы до 10 см, при этом места переборов засыпают местным мелким скальным грунтом, а в местах недоборов должен обеспечиваться сток поверхностных вод.

Вертикальная планировка на участках выемок должна производиться до прокладки подземных инженерных коммуникаций, а в местах подсыпки - после их устройства.

Срезка растительного слоя. - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Срезка растительного слоя." 2017, 2018.

Срезанный растительный грунт складируют на территории строительной площадки или перевозят к месту вторичного использования.

Исходя из этого условия, а также дальности транспортировки грунта выбирают один из следующих методов работ:

1. Срезка слоя землеройно-транспортной машиной, погрузка в автотранспортные средства землеройной машиной и транспортировка к месту складирования (использования).

2. Срезка слоя и транспортировка его землеройно-транспортной машиной.

В первом случае, как правило, основной землеройной машиной назначают бульдозер, вспомогательным – экскаватор и автосамосвалы. Во втором все операции выполняются скрепером.

Подбор комплекта механизмов начинают с выбора ведущей машины для разработки грунта. Затем, исходя из производительности, длительности цикла и основных параметров ведущей машины, подбираются вспомогательные машины для рыхления, транспортировки, разравнивания, уплотнения и др. возможных видов работ.

Учитывая, что одна и та же работа может быть выполнена разными комплектами машин, а один и тот же комплект может работать по различным технологическим схемам, при предварительном выборе комплектов руководствуются установленными практикой положениями.

Крупные машины с большой производительностью экономически выгодно использовать на работах со значительными объемами, а при малых объемах работ дешевле применить мелкие машины.

Разработку грунта бульдозерами выполняют преимущественно двумя способами: траншейным и послойным.

Рис. 2. Схема разработки грунта бульдозером:

а - траншейным; б - послойным; 1 , 2 , 3, - последовательность резания Траншейный способ разработки применяют для уменьшения потерь при перемещении грунта на расстоянии до 50 м. Параллельные полосы - траншеи глубиной от 0,4 до 0,6 м - получают путем нескольких проходов бульдозера по одному и тому же месту. Ширину траншей принимают равной длине отвала бульдо­зера, а перемычки, оставляемые между траншеями, шириной 0,4 м в связных грунтах и 0,6 м - в малосвязных. Перемычки разрабатывают после прохода каждой траншеи.

Рис. 3. Траншейный способ разработки грунта при отсыпке насыпи: 1 – траншеи проходок бульдозера; 2 – промежуточные валики; 3 – перемычкамежду траншеями; 4 – насыпь.

Придальности перевозки свыше 50 м через каждые 25 м устраивают промежуточные валы, которые затем перемещают двумя или тремя спаренными бульдозерами.

Метод устройства промежуточных валиков заключается в следующем. На пути транспортировки грунта через каждые 40…50 м намечают участки расположения промежуточных валиков грунта. Бульдозер разрабатывает и перемещает грунт отдельными захватками. Сначала грунт перемещается в первый валик, затем во второй, третий и далее за пределы выемки. При этом увеличивается количество холостых ходов бульдозера, но при каждом рабочем ходе бульдозер перемещает максимальный объем грунта. При траншейном способе разработки грунта потери его значительно сокращаются вследствие уменьшения осыпания с отвала бульдозера в процессе транспортировки грунта к месту его отсыпки.

При послойном способе выемка разрабатывается слоями на толщину снимаемой стружки за один проход бульдозера последовательно по всей ширине выемки или отдельным ее частям. Этот способ применяется при небольшой глубине срезки и сложном очертании площадок.

При послойной схеме разработку грунта производят параллельными полосами, причем каждая предыдущая полоса пере­крывается последующей от 0,3 до 0,5 м.

Рис.4. Расчетная схема срезки растительного слоя. L ср – среднее расстояние перемещения растительного грунта при обваловке, h – высота отвала грунта, А – полоса расчистки растительного грунта, В – ширина отвала растительного грунта по низу, b – ширина отвала растительного грунта по верху.

На полосе расчистки А (длиной до 150 м) движениями бульдозера от краев к центру формируется отвал растительного грунта шириной ; площадью , где b принимается в пределах 1,5…1,9R , причем R – радиус резания на уровне гусениц для экскаватора, используемого при погрузке (выбирается по ).

Высота отвала h принимается от 2 до 4 м. Среднее расстояние перемещения грунта L ср = А /4, м.

По для снятия растительного слоя подбирается бульдозер на базе трактора Т, Т-100, Т-130 и Т-180 по ширине траншеи соответственно 20-40 м, 40-60 м, 60-100 м. Главными характеристиками бульдозера являются марка бульдозера, длина отвала, высота отвала, тип отвала, управление, мощность.

Для разработки срезанного грунта с погрузкой в транспортное средство выбирается экскаватор. Наиболее предпочтителен экскаватор – прямая лопата. При объемах работ более 10 тыс. м 3 рекомендуется использовать машины с емкостью ковша 0,5 м 3 и более. Главными характеристиками являются марка экскаватора, вместимость ковша, длина стрелы, наибольший радиус копания, наибольший радиус выгрузки, наибольшая высота выгрузки, мощность.

Эксплуатационная производительность бульдозера П эб:

(17)

V п - объем призмы волочения, м 3 ,

где В 0 и Н -соответственно длина и высота отвала бульдозера, м; К р - коэффициент разрыхления грунта, по ; φ 0 - угол естественного откоса разрыхленного грунта; К у - коэффициент учета уклона местности (приложение 2); К с - коэффициент сохранения грунта на ноже при транспортировке, К с =1-0,005L ср ; К в - коэффициент использования бульдозера в смену по ; Т - единица времени, за которую определяется производительность бульдозера, 8 часов; Т ц - время рабочего цикла, сек;

Т ц =t p + t п+ t xx + t м , (19)

где t p - время резания грунта,

t п - продолжительность перемещения:

t xx - продолжительность холостого хода:

t м – время маневрирования.

Скорости резания, перемещения грунта и транспортирования приведены в приложении 2.

Необходимое для выполнения работ количество машино-смен определяется по формуле

V гр – объем разрабатываемого грунта, м 3 .

Количество бульдозеров и сменность их работы определяются в период составления графика производства работ, исходя из отрезка времени, отведенного для выполнения данного вида работ (исходные данные).

Эксплуатационная производительность экскаватора

, м 3 /см (25)

где q - вместимость ковша(м 3); К н - коэффициент наполнения ковша (приложение 3); t цп - время цикла при погрузке транспортного средства (мин) по (приложение 3); К р - коэффициент разрыхления грунта по ; Т - единица времени, за которую определяется производительность (8 часов); К им - коэффициент использования машин в смену, по в зависимости от группы грунта.

Нормативная производительность экскаватора:

где Н вр - норма времени, чел-час на 100 м 3 грунта по .

В дальнейшем расчёте используется наименьшая производительность.

Необходимое количество экскаваторных машино-смен определяется по формуле (24).

Расчет необходимого количества транспорта под экскаватор

Расчет начинаем с выбора типа автомашин по приложению 5. На выбор марки и числа автосамосвалов влияют следующие факторы: грузоподъемность автосамосвала и выработка экскаватора. С увеличением грузоподъемности автосамосвала уменьшается простой экскаватора и увеличивается его выработка. Но чем мощнее автосамосвал, тем дороже стоимость комплекта машин. Рациональное соотношение вместимости ковша q (м 3) к грузоподъемности автосамосвала Q ,т, 1:10, т.е. для экскаватора с емкостью ковша q =0,65 (м 3) целесообразнее использование автосамосвала Q =7 т и т.д. (приложение 3,5). Используются такие характеристики, как грузоподъемность, вместимость кузова, радиус поворота, высота до верха кузова, время маневрирования при погрузке, время маневрирования при разгрузке, скорость в груженом состоянии, скорость порожняком.

При выборе автотранспортных средств, следует соблюдать следующие условия:

Высота борта должна быть, как минимум, на 100 мм ниже погрузочной высоты экскаватора;

Необходимо стремиться, чтобы в одну машину погружалось от 4 до 7 ковшей грунта, т.к. при малом объеме грунта в кузове самосвала при движении возникают нежелательные динамические нагрузки, а при большом количестве ковшей увеличивается время погрузки.

Количество ковшей n к рассчитывается по формуле

, (27)

где V куз.сам – грузоподъемность автосамосвала, т; К н – коэффициент наполнения ковша; – емкость ковша экскаватора, м 3 ; К р – коэффициент разрыхления грунта.

Количество ковшей округляется до целого числа как в большую, так и в меньшую стороны с учетом возможной перегрузки или недогрузки транспорта в пределах 10%, при этом масса грунта в кузове, т:

γ ср – средняя плотность в естественном залегании, т/м 3 , по .

По формуле (27) количество ковшей, необходимых для заполнения транспорта, определяется исходя из грузоподъемности без учета емкости кузова, поэтому необходима проверка на вместимость грунта в кузове

(32)

При перевозе легких грунтов геометрическая емкость кузовов автосамосвалов может не обеспечить загрузку по грузоподъемности. В таких случаях рекомендуется наращивание бортов временными щитами.

Время рабочего цикла:

Т ц =t п +t пр.гр +t р +t m +t пр.п, (29)

где t п - время стоянки под погрузкой, мин, ; - продолжительность цикла экскавации одноковшового экскаватора (приложение 3); t пр.гр – время цикла экскаватора; t пр.гр - время пробега самосвала к месту разгрузки с учетом задержек в пути, мин; L - расстояние до места отвала (км); К п - коэффициент увеличения времени пробега вследствие замедления во время торможения и разгона по (приложение 5); t р - время разгрузки, мин (2-4 мин); t m - время маневрирования, мин (5-15 мин); t пр.п - время пробега порожняком, мин.

, – скорости автосамосвала порожняком и в груженом состоянии соответственно.

Исходя из выше сказанного, подбираем количество автотранспортных средств:

Вертикальная планировка площадки

Технологический процесс по вертикальной планировке площадки состоит из следующих операций: предварительное рыхление грунта (при необходимости); его срезка; транспортировка к месту укладки, разравнивание (при необходимости) и уплотнение.

За основную землеройно-транспортную машину рекомендуется принимать бульдозер или скрепер. Экскаватор для данного типа работ в промышленно – гражданском строительстве используется крайне редко.

Перемещение грунта из выемки в насыпь бульдозером рекомендуется производить при дальности перемещения до 50 м – по обычной схеме; 50- 100 м – с накоплением грунта в промежуточных валах; более 100 м – применение бульдозера нецелесообразно.

Построение картограммы земляных работ

Картограмма земляных работ – это графическое изображение выполняемых объемов работ. На ней указываются: разбивка участка на квадраты; рабочие, красные и черные отметки; объемы работ по квадратам; положение нулевой линии работ (ЛНР) и откосы строительной площадки.

Средняя дальность перемещения земляных масс определяет выбор типа землеройно-транспортных машин, область эффективного использования которых устанавливается по рациональному расстоянию транспортирования грунта. Кроме того, этот параметр необходим при нахождении норм времени и расценок. При сравнении нескольких вариантов производства планировочных работ дальность рассчитывается с точностью до 1 м.

Существует несколько способов нахождения среднего расстояния перевозки грунта. При этом на практике реализуются два подхода. Если объем работ невелик и площадка имеет одну незамкнутую нулевую линию, то средняя дальность перемещения грунта определяется в целом для всей площадки. В некоторых случаях сетка квадратов может пересекаться несколькими нулевыми линиями или иметь одну замкнутую линию. Тогда площадка разбивается на несколько участков при соблюдении нулевого баланса объемов выемки и насыпи на каждом участке, рассчитывается несколько расстояний перемещения грунта и находится средневзвешенное расстояние.

В курсовом проекте при наличии ведомости шахматного баланса земляных масс средняя дальность возки грунта L cp может быть определена по формуле

где v i – частный объем выемки, перемещаемый из i -го квадрата, м3; L i – расстояние, на которое перевозится данный объем, м.

Так как план распределения земляных масс по методу шахматного баланса не является оптимальным, то рассчитанная величина L cp будет иметь погрешности.

Также средняя дальность перемещения грунта ориентировочно может определяться как расстояние между центрами тяжести выемки и насыпи методом статистических моментов. Вычисляют моменты объемов относительно любых координатных осей:

Здесь V в ,V н – объемы грунта в пределах простейших фигур, м 3 ;

Х в, Х н, y в, y н – координаты центров тяжести простейших фигур, м 3 .

Разработка схемы перемещения грунта

При ориентировочном способе определения средне дальности перемещения грунта при планировке площадки плановые трудо- и машинозатраты значительно ниже фактических. Кроме того, перемещение грунта при производстве работ достаточно бессистемно, что в свою очередь увеличивает разрыв между плановыми и фактическими значениями затрат.

Для нормальной организации работ необходимо построить схему перемещения грунта.

При использовании бульдозера для вертикальной планировки площадки следует вести расчет по формулам (17)…(24).

При разработке схемы движения скреперов также следует помнить, что на их производительность влияет направление уклона площадки, а также то, что режут грунт и наполняют ковш только при прямолинейном движении скрепера.