POLITECHNIKA WARSZAWSKA Wydział Inżynierii Lądowej
INSTYTUT INŻYNIERII PRODUKCJI BUDOWLANEJ I ZARZĄDZANIA Zakład Inżynierii Procesów Budowlanych i Inwestycyjnych
Ćwiczenia Projektowe z Technologii i Organizacji Robót Budowlanych
Zespół nr 5 :	PRACA PROJEKTOWA nr 1
Temat :	Technologia i organizacja wykonania robót ziemnych
Imię i nazwisko:
Data wykonania: 22.10.2006 r.		Grupa dziekańska	2	Rodzaj studiów	Zaoczne
				Rok akademicki	2006/07	Semestr	V
Prowadzący zajęcia: dr inż. Elżbieta Stefańska
Ocena:

Ćwiczenia Projektowe z Technologii i Organizacji Robót Budowlanych

1. Charakterystyka i warunki realizacji budowy

1. Informacje ogólne o inwestycji

1. Przedmiot projektu

Przedmiotem projektu jest wykonanie robót ziemnych pod budynek biurowy.

2. Lokalizacja

Działka na której posadowiony będzie budynek biurowy zlokalizowana jest w miejscowości Pogorzel w gminie Celestynów przy ul. Leśnej nr 10 .

3. Inwestor

Inwestorem jest Przedsiębiorstwo Produkcyjno - Usługowo - Handlowe „DREWNOBLOK” z siedzibą w Celestynowie przy ul. Jerzego Wisiorka 4

4. Podstawowy zakres robót ziemnych do wykonania

• zdjęcie humusu - z całej powierzchni działki i złożenie go po obu stronach działki w równych hałdach o wysokości 1,2 m

• niwelacja całej powierzchni działki zgodnie z niweletą o rzędnej 18,00 m podstawą wykonania niwelacji jest mapka wysokościowa podzielona na kwadraty o boku, a=22,0 m z wyznaczonymi rzędnymi terenu. Uwaga rzędne podane na mapce są rzędnymi terenu po zdjęciu humusu.

• wykop szerokoprzestrzenny - pod obiekt o wymiarach 30,0 x 15,0 m i głębokości posadowienia fundamentów h_pos= -2,20 m

• obsypanie fundamentów - po wykonaniu stanu „0” budynku z nasypów pozostawionych na terenie działki

• ułożenie humusu - na terenie działki zgodnie z projektem zagospodarowania przestrzennego działki

1. Specjalne wymogi realizacji robót

Prace należy prowadzić pod nadzorem uprawnionego geodety. Wszystkie pomiary geodezyjne, a w szczególności dotyczące niwelacji terenu oraz tyczenia budynku należy potwierdzić wpisem do dziennika budowy oraz załączyć szkice robocze. W przypadku wątpliwości należy bezzwłocznie skontaktować się z geodetą.

W przypadku pojawienia się w wykopie szerokoprzestrzennym wody gruntowej należy bezzwłocznie o tym fakcie poinformować autora projektu budynku biurowego.

Wykonawca robót ziemnych jest zobowiązany do utrzymania porządku na drodze przylegającej do terenu budowy przy wyjeździe z budowy.

Zwałka znajduje się w odległości 6 km od terenu budowy, w kierunku Otwocka. Dojazd do zwałki drogami o utwardzonej nawierzchni. Wysypisko przyjmuje tylko ziemię z wykopów, gruz oraz materiały organiczne. W przypadku konieczności wywozu innych materiałów, wykonawca robót ziemnych usunie je na wysypisko do tego przeznaczone, na koszt Inwestora, na podstawie protokołu konieczności potwierdzonego przez Inspektora nadzoru inwestorskiego.

2. Wrażliwość robót na atmosferyczne oddziaływania losowe

Roboty ziemne planowane są na okres wiosenny (kwiecień-maj). Nie przewiduje się w związku z tym specjalnych trudności atmosferycznych.

3. Warunki finansowania robót oraz kary za ich nieterminową realizację

Roboty ziemne rozliczane będą bezpośrednio z Wykonawcą robót ziemnych. Szczegółowe warunki rozliczenia zawarte będą w umowie. Załącznikiem do umowy będzie harmonogram rzeczowo-finansowy. Wstępnie określa się wysokość kar za niedotrzymanie terminu wykonania robót na 0,1% za każdy dzień zwłoki.

4. Forma organizacyjna realizacji inwestycji

Inwestycja realizowana będzie w systemie Generalnego Wykonawstwa. Inwestor zastrzegł sobie jednak, że roboty ziemne wykonywane będą jako osobny etap rozliczany bezpośrednio z Wykonawcą robót ziemnych.

1. Warunki topograficzne, geologiczne i hydrologiczne terenu robót:

1. Warunki topograficzne placu i rejonu budowy

Plac budowy stanowi działka o wymiarach 132 x 132 m o łącznej powierzchni: 17.424,0 m². Działka bezpośrednio przylega do drogi powiatowej. Teren stanowią nieużytki rolne. Grunt - piasek wilgotny o gęstości pozornej 1700 N/m³ i współczynniku spulchnienia = 1,2.

Spadek terenu jest równomierny w kierunku północnym o nachyleniu ok. 0,65%. Miejsca składowania humusu wyznaczono na sąsiednich działkach przyległych od strony wschodniej i zachodniej, stanowiących własność Inwestora.

2. Warunki geologiczne i hydrologiczne placu budowy:

Podczas badań geologicznych wykonano odwierty kontrolne. Wody gruntowe znajdują się na głębokości od 3,0 do 4,5 m poniżej poziomu terenu tj. minimum 80 cm poniżej głębokości posadowienia budynku.

• rzędna poziomu posadowienia fundamentów: 2,20 m

• grubość warstwy ziemi urodzajnej: h_hum= 22 cm

• grunt kat: II

1. Usytuowanie najbliższej zwałki: 6 km.

Dojazd do miejsca zwałki odbywać się będzie drogą powiatową.

1. Urządzenia i uzbrojenie placu budowy

1. Istniejące, dostępne dla wykonawcy obiekty zagospodarowania placu budowy

Na terenie działki nie ma żadnych budynków. Nie ma uzbrojenia terenu w żadne instalacje i media. Wykonanie docelowych przyłączy nie wchodzi w zakres niniejszego projektu. Działka jest niezagospodarowana. Inwestor nie gwarantuje zaplecza budowy w czasie prowadzenia robót ziemnych. Zaplecze socjalne i magazynowe zapewni wykonawca robót ziemnych.

2. Niezbędne dla wykonawcy, jako warunkujące rozpoczęcie robót

Teren budowy jest niezabudowany i nie posiada, żadnych przeszkód, które należałoby usunąć. W przypadku stwierdzenia podczas prowadzenia robót ziemnych jakichkolwiek nieprzewidzianych trudności, należy bezzwłocznie poinformować Inspektora nadzoru inwestorskiego i potwierdzi to wpisem do dziennika budowy.

2. Charakterystyka zdolności realizacyjnych oraz doświadczeń wykonawcy w zakresie przygotowywanych do realizacji robót

Wykonawcą robót ziemnych jest „MAXKOP” Spółka cywilna z siedzibą w Pograbku nr 14 gmina Celestynów, specjalizująca się w wykonywaniu robót ziemnych i transportowych.

1. Robocizna (R)

Wykonawca robót ziemnych dysponuje fachową kadrą techniczną oraz robotniczą.

Obsługa geodezyjna placu budowy zostanie zlecona specjalistycznej firmie geodezyjnej.

2. Sprzęt (S)

Wykonawca robót ziemnych dysponuje parkiem maszyn gwarantującym wykonanie prac własnym sprzętem.

2. Identyfikacja ilościowa robót ziemnych

1. Określenie ilości zdejmowanej ziemi roślinnej

W obliczeniach przyjęto wysokość nasypu z ziemi urodzajnej na 1,20 m .

V_hum = P * h_hum

gdzie:

P - powierzchnia działki w m2

h_hum - grubość warstwy ziemi roślinnej (humusu) w m

V_hum = 17424 m² * 0,22 m = 3833,28 m³

Obliczenie powierzchni składowisk dla ułożenia ziemi roślinnej:

P_hum =

= 3194,40 m³

Ponieważ będą dwa składowiska humusu powierzchnia jednego składowiska wyniesie 1597,2 m2

Przyjęto wymiary składowisk 100,0 m x 12,0 m powiększone o 0,60 m z każdej strony (skarpowanie).

Ostateczne wymiary składowisk: 2 x 101,20m x 13,20 m

2. Określenie ilości niwelowanego gruntu

Ozna-czenie pola	A [m]	Pn [m]	Pw [m]	Hs [m]	Rzędne wierzchołków pól kwadratowych [m]				Hn	Hn-Hs	Ilość mas ziemi
												1	2	3	4			Wykop [m^3]	Nasyp [m^3]
1	22	-	-	18,00	17,73	17,69	17,86	17,85	17,78	-0,22	-	-105,27
2	22	-	-	18,00	17,69	17,67	17,85	17,76	17,74	-0,26	-	-124,63
3	22	-	-	18,00	17,67	17,66	17,76	17,75	17,71	-0,29	-	-140,36
4	22	-	-	18,00	17,66	17,67	17,75	17,76	17,71	-0,29	-	-140,36
5	22	-	-	18,00	17,67	17,67	17,76	17,78	17,72	-0,28	-	-135,52
6	22	-	-	18,00	17,67	17,7	17,78	17,83	17,75	-0,25	-	-123,42
7	22	-	-	18,00	17,86	17,85	17,95	17,93	17,90	-0,10	-	-49,61
8	22	-	-	18,00	17,85	17,76	17,93	17,94	17,87	-0,13	-	-62,92
9	22	-	-	18,00	17,76	17,75	17,94	17,94	17,85	-0,15	-	-73,81
10	22	-	-	18,00	17,75	17,76	17,94	17,93	17,85	-0,16	-	-75,02
11	22	-	-	18,00	17,76	17,78	17,93	17,92	17,85	-0,15	-	-73,81
12	22	-	-	18,00	17,78	17,83	17,92	17,92	17,86	-0,14	-	-66,55
13N	22	9,74	-	18,00	17,95	17,93	18,00	18,00	17,97	-0,03	-	-6,43
13W	22	-	12,26	18,00	18,00	18,00	18,09	18,08	18,04	0,04	11,46	-
14N	22	9,38	-	18,00	17,93	17,94	18,00	18,00	17,97	-0,03	-	-6,71
14W	22	-	12,62	18,00	18,00	18,00	18,08	18,07	18,04	0,04	10,41	-
15N	22	9,38	-	18,00	17,94	17,94	18,00	18,00	17,97	-0,03	-	-6,19
15W	22	-	12,62	18,00	18,00	18,00	18,06	18,06	18,03	0,03	8,33	-
16N	22	10,19	-	18,00	17,94	17,93	18,00	18,00	17,97	-0,03	-	-7,29
16W	22	-	11,81	18,00	18,00	18,00	18,06	18,06	18,03	0,03	7,79	-
17N	22	12,12	-	18,00	17,93	17,92	18,00	18,00	17,96	-0,04	-	-10,00
17W	22	-	9,88	18,00	18,00	18,00	18,06	18,05	18,03	0,03	5,98	-
18N	22	13,72	-	18,00	17,92	17,92	18,00	18,00	17,96	-0,04	-	-12,07
18W	22	-	8,28	18,00	18,00	18,00	18,05	18,05	18,03	0,02	4,55	-
19	22	-	-	18,00	18,09	18,08	18,25	18,22	18,16	0,16	77,44	-
20	22	-	-	18,00	18,08	18,07	18,22	18,19	18,14	0,14	67,76	-
21	22	-	-	18,00	18,07	18,06	18,19	18,17	18,12	0,12	59,29	-
22	22	-	-	18,00	18,06	18,06	18,17	18,16	18,11	0,11	54,45	-
23	22	-	-	18,00	18,06	18,05	18,16	18,17	18,11	0,11	53,24	-
24	22	-	-	18,00	18,04	18,05	18,17	18,18	18,11	0,11	53,24	-
25	22	-	-	18,00	18,25	18,22	18,43	18,35	18,31	0,31	151,25	-
26	22	-	-	18,00	18,22	18,19	18,35	18,28	18,26	0,26	125,84	-
27	22	-	-	18,00	18,19	18,17	18,28	18,27	18,23	0,23	110,11	-
28	22	-	-	18,00	18,17	18,16	18,27	18,26	18,22	0,22	104,06	-
29	22	-	-	18,00	18,16	18,17	18,26	18,32	18,23	0,23	110,11	-
30	22	-	-	18,00	18,17	18,18	18,32	18,38	18,26	0,26	127,05	-
31	22	-	-	18,00	18,43	18,35	18,55	18,48	18,45	0,45	219,01	-
32	22	-	-	18,00	18,35	18,28	18,48	18,35	18,37	0,37	176,66	-
33	22	-	-	18,00	18,28	18,27	18,5	18,34	18,35	0,35	168,19	-
34	22	-	-	18,00	18,27	18,26	18,34	18,36	18,31	0,31	148,83	-
35	22	-	-	18,00	18,26	18,32	18,36	18,46	18,35	0,35	169,40	-
36	22	-	-	18,00	18,32	18,38	18,46	18,52	18,42	0,42	203,28	-
Razem :											2179,21	-1219,96
Wielkość zwałki : 2179,21 - 1219,96 = 959,25 m^3

3. Określenie objętości wykopu szerokoprzestrzennego

Wymiary projektowanego budynku biurowego wynoszą 30,0 x 15,0 m. Projektuje się poszerzenie dna wykopu o 60 cm z każdej strony, dla zapewnienia pola manewrowego dla ustawienia deskowań fundamentów.

W gruncie kategorii II (piasek wilgotny) przyjęto pochylenie skarpy wykopu jako stosunek 1:1.

Ostateczne wymiary wykopu do podstawienia danych do wzoru Simpsona wg. rys. 2

a = 30,00 m + 2*0,60 m = 31,20 m

b = 15,00 m + 2*0,60 m = 16,20 m

c = 31,20 m + 2*0,60 m = 35,60 m

d = 16,20 m + 2*0,60 m = 20,60 m




Wzór Simpsona na objętość wykopu:



* [(2a+c)*b + (a+2*c)*d]


=
*((2*31,20+35,60)+(31,20+2*35,60)*20,60) = 1355,58 m3

Objętość mas ziemnych z wykopu szerokoprzestrzennego pod projektowany budynek biurowy wynosi: 1355,58 m³.

4. Określenie ilości gruntu do zasypania fundamentów

Objętość budynku pod poziomem terenu:

V₀ = 30,00 m * 15,00 m * 2,20 m = 990,00 m³

Ilość ziemi potrzebna do obsypania budynku:

V_w - V₀ = 1355,58 - 990,00 = 365,58 m²

5. Bilans mas ziemnych (ujęcie tabelaryczne)

Lp.	etap	Rodzaj robót	Wykop [m^3]	Ukop [m^3]		Nasyp [m^3]	Odkład [m^3]	Zwałka [m^3]
1	1	Zdjęcie humusu	3833,28	-		-	3833,28	-
2			Niwelacja	2179,21	-		1219,96	-	959,25
3			Wykop pod budynek	1355,58	-		-	365,58	990,00
			Razem:	7368,07	-		1219,96	4198,86	1949,25
				Razem etap 1 :	7368,07		=	7368,07
4	2	Obsypanie fundamentów	-	365,58		365,58	-	-
5	3	Ułożenie humusu	-	3833,28		3833,28	-	-
		Razem etap 1-3	7368,07	4198,86		5418,82	4198,86	1949,25
				Ogółem :	11566,93		=	11566,93

3. Koncepcje realizacji poszczególnych robót ziemnych oraz wybór rozwiązań uznanych za optymalne

1. Koncepcje zdejmowania ziemi roślinnej

Do dalszych prac koncepcyjnych przyjęto dwie wersje zdjęcia ziemi urodzajnej: 1) za pomocą zgarniarek szybkobieżnych; 2) za pomocą spycharek.

Przyjęto sposób składowania ziemi na dwóch równych hałdach znajdujących się przy wschodniej i zachodniej granicy działki, na sąsiednich działkach, przylegających do terenu budowy.

Wybrana opcja została ujęta w pkt. 4.1 niniejszego opracowania.

2. Koncepcje niwelacji gruntu

Do dalszych prac koncepcyjnych przyjęto dwie wersje zdjęcia ziemi urodzajnej: 1) za pomocą zgarniarek szybkobieżnych; 2) za pomocą spycharek.

Do bezpośredniego wywozu ziemi z części południowej działki przyjęto wykorzystanie ładowarki i wywrotek.

Wybrana opcja została ujęta w pkt. 4.2 niniejszego opracowania.

3. Koncepcje wykonania wykopu (w tym wywiezienia nadmiaru gruntu)

Wykop pod projektowany obiekt wykonany zostanie za pomocą koparki podsiębiernej. Do dalszych prac koncepcyjnych przyjęto dwie wersje zdjęcia ziemi urodzajnej przedstawione na poniższych schematach pracy koparki.

I. wersja




II wersja




Wybrana opcja została ujęta w pkt. 4.3 niniejszego opracowania.

4. Koncepcje zasypywania wykopu

Do dalszych prac koncepcyjnych przyjęto dwie wersje zdjęcia ziemi urodzajnej: 1) za pomocą spycharek; 2) za pomocą ładowarki.

W obu sposobach przyjęto zagęszczenie warstw ziemi zagęszczarkami spalinowymi.

Wybrana opcja została ujęta w pkt. 4.4 niniejszego opracowania.

5. Koncepcje ułożenia warstwy humusu

Sposób ułożenia na całym terenie działki uzależniony jest od rozstrzygnięcia sposobu zdjęcia humusu ujętego w pkt. 3.1. Roboty te wykonane będą tym samym sprzętem, którym zostanie zdjęta warstwa ziemi urodzajnej.

Wybrana opcja została ujęta w pkt. 4.5 niniejszego opracowania.

6. Określenie rozwiązania uznanego za optymalne

Wybrana kompleksowa organizacja robót ziemnych została ujęta w punktach 4.1 - 4.5 niniejszego projektu.

4. Organizacja i technologia prowadzenia poszczególnych robót ziemnych

1. Organizacja zdejmowania humusu

Zdjęcie warstwy humusu wykonane będzie za pomocą dwóch zgarniarek szybkobieżnych D-357 P. Zdjęta ziemia w ilości 3833,28 m³ będzie składowana wzdłuż wschodniej i zachodniej granicy działki na dwóch równych hałdach. Przyjęto wymiary składowisk 100,0 m x 12,0 m powiększone o 0,60 m z każdej strony (skarpowanie).

W celu zminimalizowania drogi transportowej działkę podzielono na dwa równe prostokąty o wymiarach 66,0 x 132,0 m każdy. Średnią drogę transportu obliczono metodą graficzną, jako odległość między środkami ciężkości pól z których zbierany będzie humus oraz polami hałd. Średnia odległość wynosi 46,6 m. Zgarniarki rozpoczną pracę wzdłuż zachodniej i wschodniej granicy działki i będą poruszać się ku środkowi działki. Skrawanie ziemi urodzajnej będzie się odbywa podczas jazdy w kierunku północnym.

Schemat pracy zgarniarek podczas zdejmowania warstwy ziemi roślinnej przedstawiono na Rysunku nr 3 w części rysunkowej projektu.

2. Organizacja niwelacji

Wyrównanie powierzchni terenu przeprowadzone będzie w trzech fazach:

Faza I - niwelacja części południowej działki za pomocą ładowarki 530E z załadunkiem na wywrotki i wywiezieniem na zwałkę. Objętość mas ziemi wynika z bilansu ziemi i wynosi 959,25 m³.

Faza II - Zgarniarki równają pas ziemi szerokości ok. 20 m, wzdłuż linii przecięcia terenu z niweletą.

Faza III - Zgarniarki poszerzają „pas niwelety” w kierunku południowym i północnym. Na południe od niwelety znajduje się ziemia do zgarnięcia (W) i przetransportowania na północ (N). Średnia droga transportu mas ziemi wyznaczona metodą graficzną na zasadzie równoważenia mas ziemnych w przekroju poprzecznym działki wynosi 76,0 m.

Do prac niwelacyjnych przewidziane są zgarniarki szybkobieżne D-357 P o pojemności skrzyni 8,0 m3 oraz ładowarka kołowa 530E produkcji HSW Stalowa Wola o standardowej pojemności łyżki 3,5 m³. Wywóz ziemi z wykopu (Faza I) odbędzie się za pomocą wywrotek TATRA 148/81 o pojemności skrzyni ładunkowej 9,0 m³.

Schemat niwelacji przedstawiono na Rysunku nr 4 w części rysunkowej projektu.

3. Organizacja wykonania wykopu

Wykop szerokoprzestrzenny wykonany zostanie koparką podsiębiernej o pojemności łyżki 1,50 m³. Z wykopu o objętości 1355,58 m³ , 365,58 m3 zostanie złożone na terenie działki z przeznaczeniem na obsypanie fundamentów i ścian stanu „0”, a 990,0 m³ zostanie wywieziona za pomocą wywrotek TATRA 148/81.

Ziemia z wykopu będzie składowana na działce w odległości ok. 15 m od wykopu.

4. Organizacja obsypania fundamentów

Zasypanie stanu „0” budynku wykonane zostanie za pomocą ładowarki kołowej 530E produkcji HSW Stalowa Wola o standardowej pojemności łyżki 3,5 m³ oraz wywrotek TATRA 148/81. Sposób wykonania robót wynika z konieczności dowozu ziemi z nasypu wykonanego podczas wykonania wykopu pod obiekt. Zagęszczenie mas ziemnych wykonane będzie warstwami grubości 40 cm za pomocą zagęszczarek płytowych spalinowych CR 3-60 firmy WEBER o wydajności roboczej (wg. karty producenta) równej 720 m²/h, przy 40 cm grubości warstwy zagęszczanej gruntu.

Objętość ziemi do obsypania stanu „0” zgodnie z bilansem ziemi wynosi: 365,58 m³.

5. Organizacja rozłożenia ziemi urodzajnej na terenie działki.

Rozłożenie ziemi urodzajnej na terenie całej działki, podobnie jak jej zdjęcie odbędzie się za pomocą dwóch zgarniarek szybkobieżnych D-357 P.

Objętość ziemi urodzajnej, zgodnie z bilansem ziemi wynosi 3833,28 m³

5. Dobór maszyn, określenie wydajności (W_ek) oraz czasu realizacji (t_r) poszczególnych robót

1. Obliczenie wydajności eksploatacyjnej (W_ek) zgarniarek D-357 P przy zdejmowaniu warstwy ziemi roślinnej.

Wydajność zgarniarki w okresie jednej zmiany roboczej oblicza się wg wzoru:

We = 8 * 3600/t * q * Sn * Sz * Sw

gdzie: q - pojemność geometryczna skrzyni (q = 8.0 m³)

Sn - współczynnik napełnienia (Sn= 1.0 )

Sz - współczynnik zagęszczenia (Sz= 0.87 )

Sw - współczynnik wykorzystania czasu roboczego(Sw= 0.8 )

Długość cyklu (t) wyrażona wzorem:

t = (lsk /Vsk) + (lt /Vt) + (lwył /Vwył) + (lp /Vp) + 4tzb + 2tzk

gdzie: tzb - straty czasu przy zmianie biegów (tzb= 6 s )

tzk - czas nawracania (tzk=20 s )

Długość drogi skrawania (l_sk), wyraża się wzorem:




gdzie:

Sst - współczynnik strat (Sst = 1,1 )

b - szerokość warstwy skrawanej (b = 2,80 m )

ds - grubość warstwy skrawanej (ds= 22 cm )

po podstawieniu otrzymamy więc :

lsk = 12,4 m

lwył - droga wyładunku którą wyraża się wzorem




gdzie:

dw - grubość warstwy układanej (dw= 22 cm )

po podstawieniu otrzymujemy:

lwył = 13,0 m

lt - droga transportu urobku (lt= 46,6 m )

lp - droga powrotu (lp= 46,6 m )

Podstawiając parametry pracy zgarniarki które wynoszą:

Vsk - prędkość skrawania (Vsk = 1,25 m/s )

Vt - prędkość jazdy z urobkiem (Vt = 2.77 m /s )

Vp - prędkość jazdy luzem (Vp = 11 m/s )

Vwył - prędkość wyładunku (Vwył = 1.25 m/s )

do wypisanych powyżej wzorów otrzymamy odpowiednio:

t = (12,4/1,25) + (46,6/2,77) + (24,2/1,24) + (46,6/11,0) + 4*6 + 2*20 = 154,5 s.

We = 8 * 3600/154,5 * 8 * 1.0 * 0.87 * 0.8 = 1037,9 m3 / zmianę

Ponieważ równocześnie pracują dwie zgarniarki, a każda zbierze taką samą ilość ziemi więc czas zbierania ziemi roślinnej wyniesie:

T = 3833,28 / ( 2*1037,9 ) = 1,85 - w zaokrągleniu 2 zmiany

Wniosek:

Czas trwania zerwania i wywiezienia na hałdy ziemi urodzajnej wyniesie dwie zmiany robocze (dwa dni).

2. Obliczenie wydajności eksploatacyjnej (W_ek) zgarniarek D-357 P przy bezpośredniej niwelacji terenu.

Niwelacja terenu w Fazie II i III odbędzie się tymi samymi zgarniarkami szybkobieżnymi co zdjęcie ziemi urodzajnej dlatego też wszystkie parametry zgarniarek pozostają bez zmian.

Dla gruntu kategorii II przyjęto:

S_n= 1,1 S_w=0,8 S_z=0,83 S_st=1,1

d_s= (18,40+18,00)/2 = 0,20 m

d_w=(18,00+17,66)/2 = 0,12 m

zatem:

Długość drogi skrawania (l_sk), wyraża się wzorem:




po podstawieniu otrzymujemy:

lsk = 14,35 m

lwył - droga wyładunku którą wyraża się wzorem




po podstawieniu otrzymujemy:

lwył = 26,19 m

Długość drogi transportu

lt = lp = 76,0 m

długość cyklu wynosi:

t = (lsk /Vsk) + (lt /Vt) + (lwył /Vwył) + (lp /Vp) + 4tzb + 2tzk

t = (14,35 / 1,25) + (76,0/ 2,77) + (26,19 / 1,25) + (76,0 / 11) + 4*6 + 2*20 = 131 s

Wydajność maszyn przy niwelacji terenu:

We = 8 * 3600/t * q * Sn * Sz * Sw

We = 8 * 3600/ 131 * 8 * 1,1 * 0,83 * 0,8 = 1284,61 m3 na zmianę

Do odspojenia i przemieszczenia mas ziemnych podczas niwelacji użyto dwóch zgarniarek, które będą pracować:

Tn = 1219,96 / * 1284,61 = 0,95 zmiany (w zaokrągleniu 1 zmiana)

Wniosek:

Czas trwania zerwania i wywiezienia na hałdy ziemi urodzajnej wyniesie jedną zmianę roboczą (jeden dzień) jednej zgarniarki szybkobieżnej D-357 P.

3. Obliczenie wydajności eksploatacyjnej (W_ek) ładowarki i wywrotek

Droga z terenu działki na zwałkę wynosi L = 6 km. Ilość ziemi do wywiezienia wynosi: Vz = 959,25 m³ . Przyjęto jako maszynę główną odspajającą grunt i ładującą urobek na środki transportu ładowarkę kołową 530E produkcji HSW Stalowa Wola o standardowej pojemności łyżki 3,5 m³. Do współpracy z tą maszyną wybrano samochody - wywrotki Tatra 148/81.

Czas trwania cyklu pracy jednostki transportowej:

Tj = tp + tz + tw + 2tj

gdzie

tp - czas podstawienia pod załadunek wraz z podjazdem oraz manewrowaniem (tp= 2 min)

tw - czas wyładunku wraz z manewrowaniem (tw= 3 min)

tj - czas jazdy, przy czym: tj= (60 * L) / Vśr

gdzie:

L - odległość przewozu

Vśr - średnia prędkość jazdy w obu kierunkach.

Przyjmując drogę kat. II, Vśr = 30 km/h - zatem tj = 12 min.

tz = (nc * t) / ( Sw1 * Sw2 )

gdzie:

nc - liczba cykli pracy ładowarki wyrażona wzorem:

nc =Pn / (q * Sn )

gdzie:

P_n - pojemność wywrotki (P_n = 9,0 m³)

q - pojemność osprzętu ładowarki (q = 3,5 m³)

Sn - współczynnik napełnienia (Sn = 1,0 )

zatem:

nc = 2,57 - przyjęto 3 cykle

t - długość cyklu pracy ładowarki ( t = 0,50 min )

Sw1 - wsp. wykorzystania czasu pracy + przerwy technologiczne (Sw1=0,8)

Sw2 - wsp. czasu wykorzystania czasu pracy w okresie zmiany (Sw2=0,7)

Zatem czas załadunku:

tz = (3*0,50) / ( 0,8 * 0,7 ) = 2,68 min (w zaokrągleniu 3 min.)

Długość cyklu pracy samochodu wynosi ostatecznie:

Tj = 2 + 3 + 3 + 2 * 12 =32 min

Liczba potrzebnych samochodów zapewniająca nieprzerwaną pracę ładowarki dla ( k = 0,7 ):

n = Tj * k / tz = 32 * 0,7/ 3 = 7,47 - przyjęto 8 samochodów

Liczba pełnych cykli podczas zmiany:

m = n * Sw * 60 / Tj

gdzie:

Sw - współczynnik wykorzystania czasu pracy podczas zmiany przez maszynę główną (Sw =0,8 )

zatem:

m = 8 * 0,8 * 60 / 32 = 12 cykli na zmianę

Wydajność wywrotki podczas jednej zmiany :

Ww = m * Pn * Sn

gdzie:

Sn - współczynnik napełnienia (Sn = 1,0 )

zatem:

Ww = 12 * 9,00 * 1,0 = 108 m3 na zmianę

Wydajność zespołu 8 wywrotek pracujących w ruchu ciągłym podczas jednej zmiany jest równa:

Wwz = Ww * n = 108,0 * 8 = 864,0 m3/ zmianę

Założono pracę ładowarkę kołową 530E, z zestawem 8 wywrotek. Ziemia przeznaczona na zwałkę zostanie więc wywieziona w czasie:

T = 959,25 / 864,0 = 1,11 zmiany (przyjęto jedną zmianę wydłużoną)

Wniosek:

Czas trwania zerwania i wywiezienia na zwałkę ziemi wyniesie jedną zmianę roboczą wydłużoną z 8 do 9 godzin (jeden dzień).

4. Obliczenie wydajności eksploatacyjnej (W_ek) koparki podsiębiernej K-608 przy wykonywaniu wykopu szerokoprzestrzennego.

5.4.1. Czas pracy wywrotek

1. Przy wywozie ziemi z wykopu na zwałkę - 990,0 m³.

Czas trwania cyklu pracy jednostki transportowej:

Tj = tp + tz + tw + 2tj

gdzie

tp - czas podstawienia pod załadunek wraz z podjazdem oraz manewrowaniem (tp= 2 min)

tw - czas wyładunku wraz z manewrowaniem (tw= 3 min)

tj - czas jazdy, przy czym: tj= (60 * L) / Vśr

gdzie:

L - odległość przewozu

Vśr - średnia prędkość jazdy w obu kierunkach.

Przyjmując drogę kat. II, Vśr = 30 km/h - zatem tj = 12 min.

tz = (nc * t) / ( Sw1 * Sw2 )

gdzie:

nc - liczba cykli pracy koparki wyrażona wzorem:

nc =Pn / (q * Sn )

gdzie:

P_n - pojemność wywrotki (P_n = 9,0 m³)

q - pojemność osprzętu koparki (q = 1,5 m³)

Sn - współczynnik napełnienia (Sn = 1,0 )

zatem:

nc = 6,0 - przyjęto 6 cykli

t - długość cyklu pracy koparki ( t = 0,46 min )

Sw1 - wsp. wykorzystania czasu pracy + przerwy technologiczne (Sw1=0,8)

Sw2 - wsp. czasu wykorzystania czasu pracy w okresie zmiany (Sw2=0,7)

Zatem czas załadunku jednej wywrotki:

tz = (6*0,46) / ( 0,8 * 0,7 ) = 4,93 min (w zaokrągleniu 5 min.)

Długość cyklu pracy samochodu wynosi więc ostatecznie:

Tj = 2 + 5 + 3 + 2 * 12 =34 min

Liczba potrzebnych samochodów zapewniająca nieprzerwaną pracę koparki dla ( k = 0,7 ):

n = Tj * k / tz = 34 * 0,7/ 5 = 4,76 - przyjęto 5 samochodów

Liczba pełnych cykli podczas zmiany:

m = n * Sw * 60 / Tj

gdzie:

Sw - współczynnik wykorzystania czasu pracy podczas zmiany przez maszynę główną (Sw =0,8 )

zatem:

m = 5 * 0,8 * 60 / 34= 7.06 cykli na zmianę przyjęto 8 pełnych cykli

Wydajność wywrotki podczas jednej zmiany :

Ww = m * Pn * Sn

gdzie:

Sn - współczynnik napełnienia (Sn = 1,0 )

zatem:

Ww = 8 * 9,00 * 1,0 = 72,0 m3 na zmianę

Wydajność zespołu 5 wywrotek pracujących w ruchu ciągłym podczas jednej zmiany jest równa:

Wwz = Ww * n = 72,0 * 5 = 360,0 m3/ zmianę

Założono pracę koparki podsiębiernej K 608, z zestawem 5 wywrotek. Ziemia przeznaczona na zwałkę zostanie więc wywieziona w czasie:

T₁= 990,0 / 360 = 2,75 zmiany

2. Przy wywozie ziemi z wykopu na odkład - 365,58 m³.

Wykorzystujemy wzory z części 1.

z zastrzeżeniem, że L= 0.05 km i V_śr.= 10 km/h

nc = 6,0 ; tz = 5,0 min; tj= 0,3 min (przyjęto 0,5 minutę)

Zatem długość cyklu pracy samochodu:

Tj = 2 + 5 + 3 + 2 * 0,5 =13 min

Liczba potrzebnych samochodów zapewniająca nieprzerwaną pracę koparki dla ( k = 0,7 ):

n = Tj * k / tz = 13 * 0,7/ 5 = 1,82 - przyjęto 2 samochody

Liczba pełnych cykli podczas zmiany:

m = 2 * 0,8 * 60 / 13 = 7.38 cykli na zmianę przyjęto 8 pełnych cykli

Wydajność wywrotki podczas jednej zmiany :

Ww = 8 * 9,00 * 1,0 = 72,0 m3 na zmianę

Wydajność zespołu 2 wywrotek pracujących w ruchu ciągłym podczas jednej zmiany jest równa:

Wwz = 72,0 * 2 = 144,0 m3/ zmianę

Założono pracę koparki podsiębiernej K 608, z zestawem 5 wywrotek. Ziemia przeznaczona na zwałkę zostanie więc wywieziona w czasie:

T₂ = 365,58 / 144,0 = 2,54 zmiany

3. Podsumowanie. Łączny czas pracy:

T = T₁+T₂ = 2,75 + 2,54 = 5,29 zmiany (przyjęto 6 zmian)

Wniosek:

Czas trwania wykopania i wywiezienia oraz złożenia na odkład ziemi z wykopu wyniesie sześć zmian roboczych (sześć dni).

5.4.2. Wydajność eksploatacyjna koparki

Przyjęto jako maszynę główną odspajającą grunt koparkę K 608 z osprzętem podsiębiernym .

We = (8*60/t)*q*Sn*Sz*Sw = (8*60/0,46) *1,5*1.0*0.8*0.9 =1126,96 m³ / zmianę

5. Obliczenie wydajności eksploatacyjnej (W_ek) ładowarki 530E i wywrotek TATRA 148/81 przy zasypywaniu fundamentów.

Droga po terenie działki wynosi L = 0,05 km. Ilość ziemi do przewiezienia i zasypania wynosi: Vz = 365,58 m³ . Przyjęto jako maszynę główną odspajającą grunt i ładującą urobek na środki transportu ładowarkę kołową 530E produkcji HSW Stalowa Wola o standardowej pojemności łyżki 3,5 m³. Do współpracy z tą maszyną wybrano samochody - wywrotki Tatra 148/81.

Czas trwania cyklu pracy jednostki transportowej:

Tj = tp + tz + tw + 2tj

gdzie

tp - czas podstawienia pod załadunek wraz z podjazdem oraz manewrowaniem (tp= 2 min)

tw - czas wyładunku wraz z manewrowaniem (tw= 3 min)

tj - czas jazdy, przy czym: tj= (60 * L) / Vśr

gdzie:

L - odległość przewozu

Vśr - średnia prędkość jazdy w obu kierunkach.

Przyjmując jazdę po terenie z Vśr = 10 km/h - zatem tj = 0,5 min.

tz = (nc * t) / ( Sw1 * Sw2 )

gdzie:

nc - liczba cykli pracy ładowarki wyrażona wzorem:

nc =Pn / (q * Sn )

gdzie:

P_n - pojemność wywrotki (P_n = 9,0 m³)

q - pojemność osprzętu ładowarki (q = 3,5 m³)

Sn - współczynnik napełnienia (Sn = 1,0 )

zatem:

nc = 2,57 - przyjęto 3 cykle

t - długość cyklu pracy ładowarki ( t = 0,50 min )

Sw1 - wsp. wykorzystania czasu pracy + przerwy technologiczne (Sw1=0,8)

Sw2 - wsp. czasu wykorzystania czasu pracy w okresie zmiany (Sw2=0,7)

Zatem czas załadunku:

tz = (3*0,50) / ( 0,8 * 0,7 ) = 2,68 min (w zaokrągleniu 3 min.)

Długość cyklu pracy samochodu wynosi ostatecznie:

Tj = 2 + 3 + 3 + 2 * 0,5 = 9 min

Liczba potrzebnych samochodów zapewniająca nieprzerwaną pracę ładowarki dla ( k = 0,7 ):

n = Tj * k / tz = 9 * 0,7/ 3 = 2,1 - przyjęto 2 samochody

Liczba pełnych cykli podczas zmiany:

m = n * Sw * 60 / Tj

gdzie:

Sw - współczynnik wykorzystania czasu pracy podczas zmiany przez maszynę główną (Sw =0,8 )

zatem:

m = 8 * 0,8 * 60 / 9 = 42,67 przyjęto 43 cykle na zmianę

Wydajność wywrotki podczas jednej zmiany :

Ww = m * Pn * Sn

gdzie:

Sn - współczynnik napełnienia (Sn = 1,0 )

zatem:

Ww = 43 * 9,00 * 1,0 = 387,0 m3 na zmianę

Wydajność zespołu 2 wywrotek pracujących w ruchu ciągłym podczas jednej zmiany jest równa:

Wwz = Ww * n = 387,0 * 8 = 774,0 m3/ zmianę

Założono pracę ładowarki kołowej 530E, z zestawem 2 wywrotek. Ziemia przeznaczona na zasypanie fundamentów zostanie więc wywieziona w czasie:

T = 365,58 / 774,0 = 0,47 zmiany (przyjęto jedną zmianę)

Wydajność eksploatacyjna ładowarki:

We = (8*60/t)*q*Sn*Sz*Sw = (8*60/0,50) *3,5*1.0*0.8*0.9 =691,2 m³ / zmianę

Wniosek:

Czas trwania zasypania fundamentów z zagęszczeniem wyniesie jedną zmianę roboczą wydłużoną z 8 do 9 godzin (jeden dzień).

6. Obliczenie czasu pracy zagęszczarek płytowych przy zasypywaniu fundamentów.

Zagęszczenie mas ziemnych wykonane będzie warstwami grubości 40 cm za pomocą zagęszczarek płytowych spalinowych CR 3-60 firmy WEBER o wydajności roboczej (wg. karty producenta) równej 720 m²/h, przy 40 cm grubości warstwy zagęszczanej gruntu.

Średnia szerokość: (0,60+2,80)*0,5 = 1,70 m

Obwód wykopu: 2*30,0 + 2*(15,0+2*2,80) =101,20 m

Ilość warstw : 2,20/0,40 = 5,5 przyjęto 6 warstw

Łączna powierzchnia warstw wykopu do zagęszczenia:

1,70*101,20*6 = 1754,80 m²

Biorąc pod uwagę średnią wydajność pracy jednej zagęszczarki wg karty producenta = 720m²/h i pomniejszając ją o współczynnik S_w= 0,8 otrzymujemy:

720*0,8 = 576 m²/h

Zatem wydajność eksploatacyjna zagęszczarki wyniesie:

W_ek = 576,0 * 8 = 4608,0 m²/zmianę

Czas potrzebny na zagęszczenie warstw zasypywanego gruntu:

T = 1754,89/4608,00 = 0,38 zmiany (przyjęto jedną zmianę)

Wniosek:

Potwierdzenie wniosku z pkt. 5.5

6. Diagram przebiegu robót ziemnych

C Z Ę Ś Ć R Y S U N K O W A

20

Roboty ziemne - Ćwiczenie projektowe nr 1 - TiORB - Zespół nr 5

---