1.2 Dane wyjściowe:

• Kategoria gruntu – piasek mało wilgotny γ=1,8 t/m³

• H:L = 1:1,25 – dla wykopu 3,5m

• H:L = 1:1,5 – dla wykopu 5,5m

• Odległość odwozu – 4km

• Czas robót ziemnych – 11 dni

• Brak humusu

• Współczynnik spulchnienia S_sp=1,12

1.3 Obliczenia ilości robót ziemnych

1.3.1 Objętość robót ziemnych - V_r

V_r = 3*1,9*38,5*0,1 + 2*1,9*37*0,1=36 m^3`

1.3.2 Objętość wykopu szerokoprzestrzennego – V_C = V_B +V_Z

1.3.2.1 Objętość wywozu - V_B

V_B = 162,9 m² * 38,5 m = 6270m³

1.3.2.2 Objętość odkładu – V_Z

V_Z = 45,06 m² * 38,5 m = 1735 m³

V_C = V_B +V_Z = 6270+ 1735= 8005m³

1.4 Dobór maszyn do robót ziemnych

1.4.1 Intensywność zmianowa robót

1.4.2 Dobór odpowiedniej koparki

Koparka gąsienicowa o pojemności naczynia roboczego Q = 1 m³

Przyjęto koparkę gąsienicowa Komatsu PC160LC-8 o wysięgniku jednoczęściowym.

Dane techniczne : zał. nr 1

1.4.3 Wydajność eksploatacyjna koparki

Gdzie:

Q – pojemność geometryczna naczynia roboczego

Q = 1 m³

n – liczba cykli roboczych koparki

S_n – współczynnik napełnienia naczynia roboczego

S_n = 0,9 dla gruntów kategorii I

S_s – współczynnik spoistości gruntu

S_w – współczynnik wykorzystania czasu roboczego koparki : S_w = 0,7

1.4.4. Intensywność godzinowa robót

1.4.5. Potrzebna liczba koparek

Przyjęto, że roboty zostaną wykonane przez 1 koparkę pracującą podcas 8h zmiany roboczej.

1.5 Schemat pracy koparki

2 skrajne pasy wykopu są wykonywane systemem bocznym ze względu na ułatwiony sposób odkładu. Wewnętrzne wykopy są wykonywane systemem podłużnym. Koparka zmienia stanowisko pracy co 0,61m. Zaplanowane są 2 poziomy wykopu: 1 – na głębokość 3,5m ; 2 – 2,5m.

Kąt stoku naturalnego α = 28°

Pierwszy przejazd – do głębokości 3,5 m.

R_K = 7, 8m     H_w = 9, 13 m      

3, 5m + 1m = h < H_k = 6, 25m

x = 2, 2 m    c = 2, 49    m = 0, 62 m 

B_podluznego ≤ 1, 5R_k = 1, 5 • 7, 8 = 11, 7m

$$B_{\text{bocznego}} = R_{k} - x - \frac{c}{2} = 7,8 - 2,2 - 1,2 = 4,4\ m$$

Przeliczenie Vz na objętości brył rozkładu:

V = 4, 4 • 55 • 3, 5m = 876, 5 m³

V_odkladu = 876, 5  : a = 21m;  b = 55m; h = 1, 5m

V_z = 1735 m³ 

A więc trzeba usypać a bryły odkładu o V = 876,5  m³

Drugi przejazd – do głębokości 5,5m na wybranym obszarze, czyli potrzebny będzie wykop o dodatkowe 2 m .. Koparka wjeżdża do wykopu o głębokości poprzez specjalnie skonstruowany wjazd o szerokości: szerokość koparki + 1m czyli 2, 49  +  1m  =  3, 49m  ≈ 3, 5 m oraz o kącie nachylenia 12% ze względu na to, że do wykopu będzie wjeżdżała koparka i samochód samowyładowczy.

R_K = 8, 5 m     H_w = 9, 13 m      

2 m + 1m = h < H_k = 6, 25m

x = 0, 76  m    c = 2, 49    m = 4, 14 m 

B_podluznego ≤ 1, 5R_k = 1, 5 • 8, 5 = 12, 75 m 

Cały wykop ma szerokość 55 a więc przyjmuję 5 podłużnych przejazdów o B_podluznego = 11 m

Wykop będzie w całości wykonywany systemem podłużnym ze względu na to iż nie potrzeba dodatkowo odkładać gruntu na budowie.

Długość wjazdu: $x = \frac{3,5}{\tan{12}} = 16,47m$

2.2. Transport

2.2.1. Wywóz V

V_wywoz = V_B • S_sp = 6270 • 1, 12 = 7023 m³

• Odległość wywozu - 4km

Dla pojemności naczynia roboczego Q=1 m³ należy przyjąć samochód samowyładowczy o ładowności Q_t = od 7 do 20 t

Przyjmuję wywrotkę MAZ 5516 o następujących parametrach:

- pojemność skrzyni ładunkowej P_Skrzyni = 10, 3 m³

- nośność N = 14, 4 t

- prędkość maksymalna z ładunkiem $88\frac{\text{km}}{h}$

• Pojemność użyteczna jednostki transportowej:

$$P_{\text{jt}} = \frac{N}{\gamma \bullet S_{s}} = \frac{14,4}{1,8 \bullet 0,89} = 9m^{3} \leq P_{\text{Skrzyni}} = 10\ m^{3}$$

• Czas podstawienia

t_p = 1, 2 min

• Czas załadunku

$$t_{z} = n_{c} \bullet \frac{T_{c}}{S_{w}} = \frac{P_{\text{jt}} \bullet T_{c}}{Q_{\text{Sn}} \bullet S_{w}} = \frac{9 \bullet 0,5}{1 \bullet 0,7} = 6,4\ min$$

• Czas jazdy

$t_{j} = \frac{60 \bullet l}{V_{j}} = \frac{60\ \bullet \ 4}{28} = 8,57\ min$

• Czas wyładunku

t_w = 3 min

• Cykl pracy jednostki transportowej

T_j = t_p + t_z + 2t_j + t_w = 1, 2 + 6, 4 + 17, 14 + 3 = 27, 75 min

Ilość jednostek transportu zapewniająca nieprzerwaną pracę:

$$n_{j} = \frac{T_{j}}{t_{z}} \bullet k = \frac{27,75}{6,4} \bullet 1,1 = 4,76 \approx 5\ samochodow\ samowyladowczych$$

Wykres nieprzerwanego transportu

3. ROBOTY BETONOWE

3.1. Wyznaczenie objętości robót betonowych

V_geomet = 3 • [(38,5•1,9•0,7)+(38,5•0,6•3,7)] + 2 • [(1,9•0,7•26,1)+(26,1•0,6•3,7)] + 2 • [(1,9•0,7•7,1)+(7,1•0,6•3,7)] = 645, 8 m³

3.2. Ilość potrzebnej mieszanki betonowej

V_bet = z • (V_geomet−V_zbr) = 1, 15 • (645,8−0,05•[(38,5•1,9•0,7)•3+(1,9•0,7•26,1)•2+(1,9•0,7•7,1)•2)] = 1, 15 • (632,9) = 727, 8 m³