Politechnika Wrocławska

Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego

Zakład Geotechniki i Budownictwa Podziemnego

ĆWICZENIE PROJEKTOWE

Z

BUDOWNICTWA ZIEMNEGO

Projekt robót ziemnych związany z realizacją dużego centrum handlowego.

Rok Akademicki Konrad Kuczkowiak

2010/2011 nr albumu: 154670

1. Wstęp.

Podstawa formalna opracowania, opis warunków wodno-gruntowych terenu, założenie.

1.1.1. Podstawa formalna opracowania.

Niniejszy projekt został wykonany w ramach ćwiczenia projektowego z przedmiotu Budownictwo ziemne.

1.1.2. Cel i zakres.

Przedmiotem pracy jest opracowanie szeregu zagadnień, składających się na projekt robót ziemnych związanych z realizacją obiektu dużego centrum handlowego. Zakres materiału obejmuje etapy umożliwiające sporządzenie w końcowym stadium harmonogramu prac ziemnych.

1.1.3. Wykorzystane materiały.

1.1.3.1. Założenia.

- warunki wodno-gruntowe terenu rozpoznano wierceniami. Lokalizację otworów

przedstawiono na mapie. Wykorzystano profile otworów badawczych do sporządzenia

przekrojów geotechnicznych.

- założono wykonanie głównie z miejscowych materiałów. Zadana rzędna niwelacji

144,50 m n.p.m

1.1.3.2. Literatura, normy i rozporządzenia.

- PN-B-06050:1998 Geotechnika,

- PN-B-06050:1999 Geotechnika Roboty ziemne,

- Z. Wiłun „Zarys Geotechniki”

- S. Pisarczyk „Gruntoznawstwo Inżynierskie”

- L. Rowiński „Zmechanizowane roboty budowlane, poradnik” L. Rowiński, Warszawa

1976r., wyd.Arkady.

- Dziennik Ustaw z roku 1998 nr 126 poz. 839

1.2. Charakterystyka terenu planowanej inwestycji.

1.2.1. Morfologia terenu.

Teren pod inwestycje jest pochylony ok. 2,5% w kierunku północnym. W południowej części terenu przechodzi istniejąca droga o rzędnej 145,5 m n.p.m. Maksymalna różnica poziomu terenu w obszarze inwestycji wynosi ok. 5,5 m.

1.2.2.Wytyczne projektu badań geologicznych.

Wytyczne do projektu przyjęto z załącznika graficznego do projektu:

- rzędne terenu siatki niwelacji i położenie otworów wiertniczych

- rzędna reperu roboczego

- profile otworów

1.2.3.Budowa geologiczna podłoża.

1.2.3.1.Przekroje geotechniczne.

Trzy główne przekroje geologiczne powstały na podstawie danych z otworów wiertniczych. Dodatkowo sporządzono sześć przekrojów geologicznych biegnących wzdłuż obszaru roboczego na podstawie interpolacji głównych przekrojów geologicznych.

Po wykonaniu głównych przekrojów geologicznych stwierdzono:

- obecność wód gruntowych na głębokości 7,9 - 10,9 m pod pow. terenu

- obecność torfów w północnej części inwestycji na głębokości 2,9 m pod pow.

terenu, nad warstwą torfu postanowiono umiejscowić parking

1.2.3.2.Opis wydzielonych warstw gruntów.

Grunty sypkie:

Ia – Gr Id=0,29

I – Gr ID=0,60

saGr Id=0,55

IIb - MSa Id=0,55

MSa Id=0,42

MSa Id=0,35

IIb - FSa Id=0,52

FSa Id=0,60

Grunty spoiste:

B2b - sasiCl Ic=0,75

D - siCl Ic=0,68

D - Cl Ic=0,48

Cl Ic=0,45

Grunty organiczne:

O2 –torf

1.2.4.Opis warunków wodnych.

Obecność wód gruntowych wg odwiertów na głębokości 7,9 - 10,9 m pod pow. terenu. Zwierciadło wody jest nachylone, swobodnie. Kierunek spływu, północny.

1.2.5.Określenie stopnia złożoności warunków gruntowych.

Warunki gruntowe oceniono na złożone:

- występowanie gruntów nie nośnych, organicznych

- występują warstwy gruntów niejednorodnych, nieciągłych

- brak niekorzystnych zjawisk geologicznych

1.3.Charakterystyka obiektu.

1.3.1.Lokalizacja obiektu.

Lokalizacja nizinna, strefa ekonomiczna przy mieście powyżej 50tys. mieszkańców

1.3.2.Założenia rozwiązania architektonicznego.

Rysunek numer 1.

Rozmieszczenie budynków wg koncepcji architektonicznej umieszczonej w projekcie.

Powierzchnia terenu przeznaczona do prowadzenia prac ziemnych to 202,90 x 159,90 m.

1.3.3.Określenie sposobu posadowienia budowli ziemnych oraz obiektów budowlanych.

Posadowienie budowli ziemnych może nastąpić bez wymiany gruntów, z zastosowaniem specjalistycznych maszyn.

Posadowienie obiektów budowlanych musi być poprzedzone dodatkowymi badaniami geologicznym w celu sprawdzenia stopnia konsolidacji gruntów organicznych i ich zasięgu. pod terenem planowych obiektów. Na tej podstawie należy przyjąć odpowiedni sposób posadowienia.

1.4.Ustalenie kategorii geotechnicznej.

Przyjęto drugą kategorię geotechniczną dla złożonych warunków gruntowych:

-posadowienie na fundamentach bezpośrednich bądź głębokich,

-nasypy do 3,5 m

-wykopy do 0,5 m

2. Zestawienie parametrów geotechnicznych warstw.

Grupa	Symbol wg ISO	Symbol wg PN	ID/IC	IL	wilg	ρ	ρs	c	Ф	Wn	E0	M0	M
-	-	-	-	-	-	g/cm^3	g/cm^3	kPa	˚	%	kPa	kPa	kPa
IIb	MSa	Ps	0,55	-	w	1,85	2,65	-	33,3	14	87043	103215	114683
					m	2,0		-	33,3	22
			0,42	-	mw	1,7		-	32,5	5	69380	82218	91354
			0,35	-	mw	1,7		-	32,1	5	61081	72494	80549
IIb	FSa	Pd	0,52	-	w	1,75	2,65	-	30,5	16	47939	64256	80320
					m	1,9		-	30,5	24
			0,60	-	w	1,75		-	30,9	16	55385	74369	92961
					m	1,9		-	30,9	24
I	Gr	Ż	0,6	-	mw	1,75	2,65	-	39,2	4	156155	173849	173849
IIb	saGr	Po	0,55	-	w	1,9	2,65	-	38,8	12	146696	163240	163240
D	Cl	I	0,45	0,55	-	1,75	2,72	33,03	5,7	50	6285	11124	13905
			0,48	0,52	-	1,75		34,3	6,1	50	6730	11911	14889
D	siCl	Iπ	0,68	0,32	-	1,8	2,75	43,23	8,7	42	10484	18556	23194
B2b	sasiCl	Gπ	0,75	0,25	-	2,0	2,68	29,73	17,3	25	24904	32769	43681
O2	T	T	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-

3.Projekt badań geotechnicznych. Przekroje geotechniczne i robocze.

3.1. Orientacyjny plan sytuacyjny warstwicowy.

Rysunek numer 2.

Mapę warstwicową terenu stworzono za pomocą programu Surfer Golden Software, w oparciu o załącznik graficzny tematu projektu. Skala 1:1500

3.2. Plan sytuacyjny warstwicowy terenu.

Rysunek numer 3.

Plan z zaznaczonymi projektowanymi nasypami i wykopami, naniesioną siatka przekrojów roboczych i głównych. Zaznaczonymi obszarem robót ziemnych.

3.3. Przekroje geotechniczne i robocze terenu.

Przekroje geotechniczne: Przekroje robocze:

I - Rysunek numer 4. 1-1 Rysunek numer 7.

II - Rysunek numer 5. 2-2 Rysunek numer 8.

III - Rysunek numer 6. 3-3 Rysunek numer 9.

4-4 Rysunek numer 10.

5-5 Rysunek numer 11.

6-6 Rysunek numer 12.

7-7 Rysunek numer 13.

4. Optymalna rzędna planowania.

Zadano optymalną rzędną planowania równą 144,50 m n.p.m.

Przedstawienie graficzne linii zerowych robót ziemnych.

Rysunek 14.

5. Obliczenie objętości humusu przeznaczonego na odkład.

humus do wymiany [m^3]
śr dł
śr wys.
śr szer

humus do usunięcia [ m^3]
śr dł
śr wys.
śr szer

6. Bilans mas ziemnych.

Bilans mas ziemnych został przeprowadzony za pomocą metody kwadratów.

Wykonano go dla rzędnych terenu po zdjęciu warstwy humusu. Poziom plantowania założony został na wysokości 144,50 m n.p.m.

nasyp	A - B	B - C	C - D	D - E	E - F	F - G	G - H	H - I
	1319,500	1894,680	1877,010	1803,195	1787,520	2114,700	2055,990	1222,144	1 2
	1353,750	2168,708	2119,973	2063,115	2014,380	2205,259	2383,954	1972,200	2 3
	1075,875	1632,623	1535,153	1543,275	1502,663	1506,724	1717,909	1103,805	3 4
	633,270	1015,313	893,475	893,475	885,353	840,679	980,792	458,850	4 5
	0,000	217,166	167,346	190,568	219,593	227,088	257,896	0,000	5 x
wykop	0,000	22,914	25,604	0,000	0,000	0,000	0,000	0,000	x 6
	109,330	245,786	232,796	161,225	76,410	0,000	0,000	9,149	6 7

Pow. robót plantowniczych	32434 m^2
Objętość humusu	12300 m^3
Objętość nasypu	49854,9 m^3
Objętość gruntu nadającego się do wbud.	883,21 m^3
Objętość gruntu nienadając. się do wbud.	12300 m^3
Objętość nasypów z gruntu z dowozu	48971,7 m^3

Obliczenie najkorzystniejszego rozkładu mas ziemnych. Funkcja celu.

Wariant 1

1. Objętości humusu do wymiany/usunięcia

humus do wymiany [m3]

śr dł

śr wys.

śr szer

Vij
1319,5
1353,8
1075,9
523,9
0,0
0,0
Lij
142,5
114,0
85,5
57,0
0,0
0,0
Σ Vij * Lij
188028,8
154327,5
91987,3
29864,6
0,0
0,0

Wariant 2

Vij
1319,5
1353,8
1075,9
523,9
0,0
0,0
Lij
145,2
117,4
90,1
63,6
0,0
0,0
Σ Vij * Lij
191591,4
158930,3
96893,3
33322,6
0,0
0,0

Wariant 3

Vij
1319,5
1353,8
1075,9
523,9
0,0
0,0
Lij
153,4
127,3
102,7
80,5
0,0
0,0
Σ Vij * Lij
202345,3
172332,4
110492,4
42177,2
0,0
0,0

8. Obliczenie czasu usuwania humusu:

8.1. Dobór sprzętu:

Zgarniarka Caterpillar G27G.

Dane techniczne:

-Pojemność skrzyni - q = 17m³q=17m³

-Maks. głębokość poniżej poziomu gruntu - 0,33 [m]

- Głębokość rozściełania maks - 0,52m

-Prędkości jazdy:

1. bieg do przodu : 5 km/h=1,39m/s

3.1 mph

2. bieg do przodu ; 7.6 km/h=2,11m/s

4.7 mph

3. bieg do przodu ; 10.9 km/h=3,03m/s

6.8 mph

4. bieg do przodu ; 14.8 km/h=4,11m/s

9.2 mph

5. bieg do przodu ; 19.9 km/h=5,33m/s

12.4 mph

6. bieg do przodu ; 26.9 km/h=7,47m/s

16.7 mph

7. bieg do przodu ; 36.4 km/h=10,11m/s

22.6 mph

8. bieg do przodu ; 51.5 km/h=14,31m/s

- Szerokość wybierania – 3,023m

8.2. Plan sytuacyjny, koncepcja rozplanowania składowisk humusu:

8.3. Przykładowe obliczenia dla przemieszczenia 496,18m³ z pola numer 7 do składowiska humusu numer 1.

Obliczenia wykonane zostały na podstawie książki „Zmechanizowane roboty budowlane, poradnik” dr inż. L. Rowiński, Warszawa 1976r., wyd.Arkady.

8.3.1. Schemat pracy maszyny:

Grunt podlegający odspajaniu to humus. Jest to grunt kategorii I.

8.3.2. Wydajność eksploatacyjną oblicza się za pomocą wzoru:

$$Q_{e} = \frac{3600}{T_{c}} \bullet q \bullet S_{n} \bullet S_{s} \bullet S_{w}\text{\ \ }\left\lbrack \frac{m^{3}}{\text{godz.}} \right\rbrack$$

gdzie:

T_c − czas cyklu pacy,  s

q − geometryczna pojemnosc skrzyni,  m³

S_n − wspolczynnik napelnienia skrzyni gruntem,  grunt kat. I = 1, 05

S_s − wspolczynnik spoistosci gruntu

S_w − wspolczynnik wykorzystania czasu pracy w pkresie zmiany roboczej

8.3.2.1 Obliczenie czasu cyklu T_c:

T_c = t_st + t_zm

gdzie :

t_st = t_zb + t_zk + t_n + t_w

t_st − czas wykonania stalych czynnosci,  s 

t_zb − strata czasu na zmiane biegow,  s

  t_zk − czas nawracania,  s

t_n −  czas skrawania i napelniania skrzyni gruntem,  s

$$t_{n} = \frac{L_{n}}{v_{n}}$$

L_n − droga skrawania i napelniania skrzyni urobkiem,   m

$$\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ v}_{n} - predkosc\ jazdy\ przy\ skrawaniu,\ \ \frac{m}{s}$$

t_w −  czas wyladunku skrzyni,  s

t_zm − czas zalezny od odleglosci przewozu urobku

$$t_{\text{zm}} = \frac{L_{t}}{v_{t}} + \frac{L_{p}}{v_{p}}$$

$$\text{\ \ }\text{\ \ \ \ \ \ L}_{t},v_{t} - odleglosc\ i\ predkosc\ jazdy\ przy\ transporcie\ urobku,\ m\ i\ \frac{\text{\ m}}{s}$$

$$\text{\ \ \ \ \ \ \ \ }L_{p},v_{p} - odleglosc\ i\ predkosc\ jazdy\ z\ oprozniona\ skrzynia,\ m\ i\ \frac{m}{s}$$

8.3.2. 2. Obliczenie czasu trwania czynności stałych:

t_st = t_zb + t_zk + t_n + t_w

t_zb = 0 ,   nowoczesna zgarniarka typu kolowego

t_zk = 0,   j.w.

przyjęto grubość zbieranej warstwy na h=0,3m, prędkość na 1 biegu 1,38m/s:

$$t_{n} = \frac{L_{n}}{v_{n}}$$

$$L_{n} = \frac{q}{S \bullet h}\ \ \ \ \ ,\ gdzie\ S - szerkosc\ skrawania,\ h - wysokosc\ skrawania$$

$$t_{n} = \frac{q S_{n}}{v_{n} S h} = \frac{17,0 1,05}{1,38 \bullet 3,02 \bullet 0,3} = 14,3s$$

przyjęto grubość rozściełanej warstwy na b=0,3m , prędkość na 3 biegu 3,03m/s:

$$t_{w} = \frac{q S_{n}}{v_{n} S b} = \frac{17,0 1,05}{3,03 \bullet 3,02 \bullet 0,3} = 6,51s$$

t_st = 14, 3 + 6, 51 ≅ 21s

8.3.2. 3. Obliczenie czasu trwania czynności zmiennych:

$$t_{\text{zm}} = \frac{L_{t}}{v_{t}} + \frac{L_{p}}{v_{p}}$$

L_t − srednia dlugosc drogi przemiaszczania gruntu,   z pola numer 7 do skladowiska humusu numer 1

L_t = 50m

v_t −   srednia predkosc przemieszczania gruntu z pola numer 17 do skladowiska humusu numer 1,   przyjeto predkosc jak dla 5 biegu

v_t = 5, 33m/s

L_p − srednia dlugosc drogi bez urobku z pola numer 17 do skladowiska humusu numer 1 ,

L_t = 50m

v_t −  srednia predkosc przemieszczania sie pojazdu,  bez urobku,   z pola numer 17 do skladowiska humusu numer 1,  przyjeto predkosc jak dla 6 biegu ∖ n

v_p = 7, 47m/s

$$t_{\text{zm}} = \frac{50}{5,33} + \frac{50}{7,47} = 16,1 \cong 17s$$

Czas trwania cyklu:

T_c = 21 + 17 = 38s

8.3.3. Wydajność eksploatacyjna:

Odczytano następujące wartości współczynników z tab.4-29 z ww. pozycji dla gruntu kat.I:

S_n = 1, 05        S_s = 0, 87         S_w = 0, 8

$$Q_{e} = \frac{3600}{38} \bullet 17,0 \bullet 1,05 \bullet 0,87 \bullet 0,8 = 1177\ \ \frac{m^{3}}{\text{godz.}}$$

496, 18m³ z pola numer 17 do składowiska humusu numer 1 zostanie przemieszczone w czasie 0,42 h.

8.3.4. Obliczenia dla pozostałych przemieszczeń humusu wykonano w programie Excel na podstawie ww. obliczeń:

LP	punkt dostaw	punkt odbioru	L [m]	tst [s]	tzm [s]	Tc [s]	Qe [m3/h]	V [m3]	V/Qe [s]
1	1	1	60,6	21	19	40	1104,8	496,2	0,45
2	2	1	92,5	21	30	51	881,5	476,1	0,54
3	3	1	126,9	21	41	62	723,7	469,4	0,65
4	7	1	50	21	16	38	1177,0	496,2	0,42
5	8	1	84,9	21	27	48	926,1	476,1	0,51
6	9	1	121,5	21	39	60	744,7	455,95	0,61
7	13	1	60,6	21	19	40	1104,8	509,59	0,46
8	14	1	92,5	21	30	51	881,5	489,47	0,56
9	15	1	126,9	21	41	62	723,7	479,42	0,66
10	4	3	126,9	21	41	62	723,7	455,95	0,63
11	5	3	92,5	21	30	51	881,5	429,13	0,49
12	6	3	60,6	21	19	40	1104,8	409,01	0,37
13	10	3	121,5	21	39	60	744,7	455,95	0,61
14	11	3	84,9	21	27	48	926,1	429,13	0,46
15	12	3	50	21	16	37	1206,4	409,01	0,34
16	16	3	126,9	21	41	62	723,7	466,01	0,64
17	17	3	92,5	21	30	51	881,5	442,54	0,50
18	18	3	60,6	21	19	40	1104,8	422,42	0,38
19	19	2	60,6	21	19	40	1104,8	529,70	0,48
20	20	2	92,5	21	30	51	881,5	509,59	0,58
21	21	2	126,9	21	41	62	723,7	489,47	0,68
22	25	2	50	21	16	37	1206,4	566,58	0,47
23	26	2	84,9	21	27	48	926,1	569,94	0,62
24	27	2	121,5	21	39	60	744,7	566,58	0,76
25	31	2	60,6	21	19	40	1104,8	653,75	0,59
26	32	2	92,5	21	30	51	881,5	670,51	0,76
27	33	2	126,9	21	41	62	723,7	693,98	0,96
28	22	4	126,9	21	41	62	723,7	482,77	0,67
29	23	4	92,5	21	30	51	881,5	479,42	0,54
30	24	4	60,6	21	19	40	1104,8	476,06	0,43
31	28	4	121,5	21	39	60	744,7	579,99	0,78
32	29	4	84,9	21	27	48	926,1	593,40	0,64
33	30	4	50	21	16	37	1206,4	596,76	0,49
34	34	4	126,9	21	41	62	723,7	720,80	1,00
35	35	4	92,5	21	30	51	881,5	724,15	0,82
36	36	4	60,6	21	19	40	1104,8	707,39	0,64
								SUMA	21,20

Zakładając 8,0h zmianę:

$$\frac{21,2h}{8h} = 2,65\ zmiany \cong 3\ zmiany\ robocze$$

9. Ustalenie czasu wykonania robót ziemnych.

Obliczenia wykonane zostały na podstawie książki „Zmechanizowane roboty budowlane, poradnik” dr inż. L. Rowiński, Warszawa 1976r., wyd.Arkady.

Ze względu na duże odległości transportowanego urobku przyjęto transport gruntu zgarniarkami.

9.1 Dobranie odpowiedniego typu zgarniarki.

Zgarniarka Caterpillar G27G.

Dane techniczne:

-Pojemność skrzyni - q = 17m³

-Maks. głębokość poniżej poziomu gruntu - 0,33 [m]

- Głębokość rozściełania maks - 0,52m

-Prędkości jazdy:

1. bieg do przodu : 5 km/h=1,39m/s

3.1 mph

2. bieg do przodu ; 7.6 km/h=2,11m/s

4.7 mph

3. bieg do przodu ; 10.9 km/h=3,03m/s

6.8 mph

4. bieg do przodu ; 14.8 km/h=4,11m/s

9.2 mph

5. bieg do przodu ; 19.9 km/h=5,33m/s

12.4 mph

6. bieg do przodu ; 26.9 km/h=7,47m/s

16.7 mph

7. bieg do przodu ; 36.4 km/h=10,11m/s

22.6 mph

8. bieg do przodu ; 51.5 km/h=14,31m/s

- Szerokość wybierania – 3,023m

9.2. Przykładowe obliczenia dla przemieszczenia 3034m³ z pola numer 3 do pola nr 11 na odległość 183,1m.

9.2.1. Wydajność eksploatacyjną oblicza się za pomocą wzoru:

$$Q_{e} = \frac{3600}{T_{c}} \bullet q \bullet S_{n} \bullet S_{s} \bullet S_{w}\text{\ \ }\left\lbrack \frac{m^{3}}{\text{godz.}} \right\rbrack$$

gdzie:

T_c − czas cyklu pacy,  s

q − geometryczna pojemnosc skrzyni,  m³

S_n − wspolczynnik napelnienia skrzyni gruntem

S_s − wspolczynnik spoistosci gruntu

S_w − wspolczynnik wykorzystania czasu pracy w pkresie zmiany roboczej

9.2.2. Schemat pracy maszyny:

9.2.3. Obliczenie czasu cyklu T_c:

T_c = t_st + t_zm

gdzie :

t_st = t_zb + t_zk + t_n + t_w

t_st − czas wykonania stalych czynnosci,  s 

t_zb − strata czasu na zmiane biegow,  s

t_zk − czas nawracania,  s

t_n −  czas skrawania i napelniania skrzyni gruntem,  s

$$t_{n} = \frac{L_{n}}{v_{n}}$$

L_n − droga skrawania i napelniania skrzyni urobkiem,   m

$$\text{\ \ }\text{\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ v}_{n} - predkosc\ jazdy\ przy\ skrawaniu,\ \ \frac{m}{s}$$

t_w −  czas wyladunku skrzyni,  s

t_zm − czas zalezny od odleglosci przewozu urobku

$$t_{\text{zm}} = \frac{L_{t}}{v_{t}} + \frac{L_{p}}{v_{p}}$$

$$\text{\ \ \ \ }\text{\ \ \ L}_{t},v_{t} - odleglosc\ i\ predkosc\ jazdy\ przy\ transporcie\ urobku,\ m\ i\ \frac{\text{\ m}}{s}$$

$$\text{\ \ \ \ \ \ }L_{p},v_{p} - odleglosc\ i\ predkosc\ jazdy\ z\ oprozniona\ skrzynia,\ m\ i\ \frac{m}{s}$$

9.2.4. Obliczenie czasu trwania czynności stałych:

t_st = t_zb + t_zk + t_n + t_w

t_zb = 0 ,   nowoczesna zgarniarka typu kolowego

t_zk = 0,   j.w.

przyjęto grubość zbieranej warstwy na h=0,3m, prędkość na 1 biegu1,38m/s:

$$t_{n} = \frac{L_{n}}{v_{n}}$$

$$L_{n} = \frac{q}{S \bullet h}\ \ \ \ \ ,\ gdzie\ S - szerkosc\ skrawania,\ h - wysokosc\ skrawania$$

$$t_{n} = \frac{q S_{n}}{v_{n} S h} = \frac{17,0}{1,38 \bullet 3,02 \bullet 0,3} = 13,6s$$

przyjęto grubość rozściełanej warstwy na b=0,3m , prędkość na 3 biegu 3,03m/s:

$$t_{w} = \frac{q S_{n}}{v_{n} S b} = \frac{17,0}{3,03 \bullet 3,02 \bullet 0,3} = 6,2s$$

t_st = 13, 6 + 6, 2 ≅ 20s

9.2.5. Obliczenie czasu trwania czynności zmiennych:

$$t_{\text{zm}} = \frac{L_{t}}{v_{t}} + \frac{L_{p}}{v_{p}}$$

L_t − srednia dlugosc drogi przemiaszczania gruntu z pola numer 3 do pola nr 11,

L_t = 85, 5m

v_t − srednia predkosc przemieszczania gruntu z pola numer 3 do pola nr 11, przyjęto prędkość jak dla 5 biegu

v_t = 15, 33m/s

L_p − srednia dlugosc drogi bez urobku z pola numer 11 do pola nr 3,

L_t = 85, 5m

v_t −  srednia predkosc przemieszczania sie pojazdu,  bez urobku,  z pola nr 11 do pola nr 3  ∖ n

v_t = 7, 47m/s

$$t_{\text{zm}} = \frac{85,5}{5,33} + \frac{85,5}{7,47} = 27,5 \cong 28s$$

Czas trwania cyklu:

T_c=28+20=48s

9.2.6. Wydajność eksploatacyjna:

Odczytano następujące wartości współczynników z tab.4-29 z ww. pozycji dla gruntu kat.II:

S_n = 1, 00

S_s = 0, 83

S_w = 0, 75

$$Q_{e} = \frac{3600}{79} \bullet 17,0 \bullet 1,0 \bullet 0,83 \bullet 0,75 = 482\ \ \frac{m^{3}}{\text{godz.}}$$

3034m³ z pola numer 3 do pola nr 11 na odległość 85,5m zostanie przemieszczone w czasie 6,29 h.

9.3 Obliczenia dla pozostałych przemieszczeń mas gruntu wykonano w programie Excel na podstawie ww. obliczeń:

LP	punkt dostaw	punkt odbioru	L [m]	tst [s]	tzm [s]	Tc [s]	Qe [m3/h]	V [m3]	V/Qe [s]
1	1	25	146,48	20	47	67	567,8	701	1,23
2	1	31	183,1	20	59	79	483,1	2699	5,59
3	2	21	115,84	20	37	57	665,6	202	0,30
4	2	22	132,08	20	42	62	609,9	12	0,02
5	2	27	151,03	20	49	69	555,7	1794	3,23
6	2	33	186,78	20	60	80	475,9	1187	2,49
7	3	22	115,84	20	37	57	665,6	732	1,10
8	3	28	151,03	20	49	69	555,7	1240	2,23
9	4	23	115,84	20	37	57	665,6	970	1,46
10	4	29	151,03	20	49	69	555,7	2108	3,79
11	5	24	115,84	20	37	57	665,6	314	0,47
12	5	30	151,03	20	49	69	555,7	322	0,58
13	5	35	183,1	20	59	79	483,1	2422	5,01
14	6	36	183,1	20	59	79	483,1	3034	6,29
15	7	25	109,89	20	35	55	688,6	788	1,14
16	7	26	105,85	20	34	54	705,1	1596	2,26
17	7	32	151,03	20	49	69	555,7	124	0,22
18	8	32	146,48	20	47	67	567,8	1190	2,10
19	8	33	151,03	20	49	69	555,7	982	1,77
20	9	28	105,84	20	34	54	705,2	513	0,73
21	9	34	151,03	20	49	69	555,7	1488	2,68
22	10	23	81,91	20	26	46	822,2	177	0,22
23	10	34	146,48	20	47	67	567,8	1788	3,15
24	11	29	109,89	20	35	55	688,6	246	0,36
25	11	35	146,48	20	47	67	567,8	1735	3,06
26	12	30	109,89	20	35	55	688,6	2152	3,13
27	13	32	115,84	20	37	57	665,6	1344	2,02
28	14	33	115,84	20	37	57	665,6	878	1,32
29	15	28	81,91	20	26	46	822,2	657	0,80
30	16	34	109,89	20	35	55	688,6	536	0,78
31	17	29	73,26	20	24	44	874,7	543	0,62
32	18	30	73,26	20	24	44	874,7	87	0,10
33	18	36	109,89	20	35	55	688,6	862	1,25
34	19	20	36,62	20	12	32	1199,0	39	0,03
35	19	32	81,91	20	26	46	822,2	11	0,01
								SUMA	61, 52 ≅ 62

Zakładając 8h zmianę:

$$\frac{62h}{8h} = 7,75 \cong 8\ zmian$$

Czas realizacji: 8 zmian roboczych.

10. Dobór sprzętu do zagęszczania gruntu.

Obliczenia wykonane zostały na podstawie książki „Zmechanizowane roboty budowlane, poradnik” dr inż. L. Rowiński, Warszawa 1976r., wyd.Arkady.

Walec wibracyjny do gruntu CP54 firmy Caterpillar. Bęben gładki.

- szerokość bębna : B=2,134m

- masa pojazdu: m=12360kg

- moc maksymalna P=97 kW

- prędkość w czasie pracy V=2,5 km/h=0,69m/s

10.1. Wydajność eksploatacyjna:

$$Q_{e} = \frac{1000 \bullet V \bullet (B - b)}{n} \bullet S_{\text{cz}}\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \lbrack m^{2}/h\rbrack$$

V = 2, 5 km/h

B = 2, 1 m

b = 0, 2 m

n = 4 przejazdow po jednej warstwie

S_cz = 0, 80

$$Q_{e} = \frac{1000 \bullet 2,5 \bullet (2,1 - 0,2)}{4} \bullet 0,8 = 950\ m^{2}/h$$

10.2. Przykładowe obliczenia dla pola numer 14:

Potrzebne dane:

- grunt : piasek średni (bęben gładki)

- objętość walcowanego gruntu : V=2635m³

- grubość rozściełanej warstwy : d=0,3m

Obliczenie powierzchni walcowanego gruntu:

$$A = \frac{V}{d} = \frac{2635}{0,3} = 8996,67m^{2}$$

Obliczenie czasu potrzebnego na walcowanie obszaru całego pola:

$$T = \frac{A}{Q_{e}} = \frac{8996,67}{950} = 9,47h$$

Pole numer 14 zostanie zagęszczone w czasie 9,47h

10.3. Obliczenia dla pozostałych przemieszczeń mas gruntu wykonano w programie Excel na podstawie ww. obliczeń:

LP	punkt	Qe [m2/h]	V [m3]	A [m2]	T [h]
1	20	950	39	130	0,14
2	21	950	202	673	0,71
3	22	950	744	2480	2,61
4	23	950	1147	3823	4,02
5	24	950	314	1047	1,10
6	25	950	1489	4963	5,22
7	26	950	1595	5317	5,60
8	27	950	1794	5980	6,29
9	28	950	2410	8033	8,46
10	29	950	2897	9657	10,16
11	30	950	2561	8537	8,99
12	31	950	2699	8997	9,47
13	32	950	2669	8897	9,36
14	33	950	3047	10157	10,69
15	34	950	3812	12707	13,38
16	35	950	4157	13857	14,59
17	36	950	3896	12987	13,67
					124,46

W pracy zostaną wykorzystane dwa walce, pozwoli to na zachowanie ciągłość pracy.

Zakładając 8h zmianę:

$$\frac{124,46h}{8h} \bullet 0,5 = 7,78 \cong 8\ zmian$$

Czas realizacji: 8 zmian roboczych.

11. Obliczenie nakładu pracy na załadowanie i wywiezienie gruntu na odległość 5km.

Obliczenia wykonane zostały na podstawie książki „Zmechanizowane roboty budowlane, poradnik” dr inż. L. Rowiński, Warszawa 1976r., wyd.Arkady.

11.1. Objętość piasku średniego do usunięcia z pola numer 42:

V_Ps = 245, 08 • 1, 04 = 254, 88 m³

11.2. Dobór odpowiedniego typu koparki.

Koparka Volvo EC140C, koparka jednonaczyniowa, podsiębierna.

-pojemność naczynia roboczego: q = 0, 5m³

-maksymalna głębokość kopania poniżej gąsienic 6,0m

-maksymalna wysokość załadunku : 6,3m

-prędkość jazdy: 3,3km/h=0,92m/s

11.2.1 Czas cyklu maszyny:

T_c = t_on + t_ob + t_op + t_p

t_on −  czas odspajania i zapelniania naczynia roboczego

t_ob −  czas obrotu nadwozia koparki na czas transportu

t_op −  czas wyladunku

t_p −  czas obrotu naczynia roboczego

T_c = t_on + t_ob + t_op + t_p = 24s

[odczytano z tablicy 4-23; L. Rowiński.” Zmechanizowane roboty budowlane. Poradnik.”]

11.2.2. Obliczenie wydajności eksploatacyjnej koparki:

$$Q_{c} = \frac{3600 \bullet q \bullet S_{n} \bullet S_{t} \bullet S_{w1} \bullet S_{w2}}{T_{c}}$$

Współczynniki dla gruntu kategorii II [odczytano z L. Rowiński.” Zmechanizowane roboty budowlane. Poradnik.”]:

- Sn = 0,85 - współczynnik napełnienia naczynia roboczego

- St = 0,95 - trudności wynikające z odspajania gruntu

- Sw1 = 0,92 - współczynnik wykorzystania pracy

- Sw2 = 0,80 - współczynnik wykorzystania pracy maszyny w okresie zmiany roboczej odkładając urobek na pojazd transportowy

Wydajność koparki:

$$Q_{c} = \frac{3600 \bullet 0,5 \bullet 0,85 \bullet 0,95 \bullet 0,92 \bullet 0,80}{24} = 44,5\frac{m^{3}}{h}$$

$$T = \frac{V_{\text{wykopu}}}{Q_{e}} = \frac{1163,76\ }{44,6} = 26,15 \cong 27h$$

11.3. Dobór odpowiednich środków transportu zakładając nieprzerwany środek transportu.

Wywrotka Scania G-420

Dane:

Pojemność użyteczna jednostki: V= 16,3m³

Nośność załadunkowa: N=13470 kg

Gęstość piasku średniego : ρ=1620 kg/m³

Czas załadunku wywrotki:

$$t_{z} = \frac{N}{\rho Q_{e}} = \frac{13470}{1620 44,5} = 0,187h = 11,21min \cong 12min$$

11.3.1. Czas cyklu pracy jednostki transportowej:

Tj = tp + tz + tw + 2tj

tp - czas podstawienia pod załadunek

tz- czas załadunku

tw – czas wyładunku

tj= czas przejazdu w celu wyładowania urobku i powrotu

$$tj = \frac{60L}{V_{sr}} = \frac{60 \bullet 5,0}{25,0} = 12\ minut$$

Tj = 2 + 12 + 2 + 212 = 40minut

Potrzeba 3 wywrotek. Czas pracy każdej wywrotki to 27h

Zakładając 8h zmianę:

$$\frac{27h}{8h} = 3,38 \cong 3,5\ zmiany$$

Czas realizacji: 11 zmian roboczych.

11.3.2. Wykres pracy ciągłej wywrotek:

12. Roboty wykończeniowe:

12.1. Plantowanie powierzchni skarp, humusowanie i obsiew traw na powierzchni skarp:

Do obliczeń przyjęto wartości z KNR 2-01 tablica 506.

Prace zostana wykonane prze brygadę 8 robotników

Powierzchnia skarp: 1626,5m²

Plantowanie pow. 100m² zajmie 16,62 r-g

Humusowanie i obsiew pow. 100m² zajmie 24,64 r-g

$$T_{s} = \frac{1626,5 \bullet (16,62 + 24,64)}{100} = 672h$$

Zakładając 8h zmianę:

$$\frac{672h}{8h} \bullet \frac{1}{8} = 10,6 \cong 11\ zmian$$

Czas realizacji: 11 zmian roboczych.

13. Harmonogram realizacji robót i pracy sprzętu.

13.1. Zestawienie maszyn.

Nazwa maszyny	funkcja		łącznie
		ilość	czas pracy
		szt.	dni
Caterpillar G27G	zgarniarka	1	11
Caterpillar CP54	walec gładki	2	16
Volvo EC140C	koparka	1	3,5
Scania G-420	wywrotka	3	3,5