UNIWERSYTET ZIELONOGÓRSKI
WYDZIAŁ INŻYNIERII LĄDOWEJ I ŚRODOWISKA
INSTYTUT BUDOWNICTWA
ĆWICZENIE PROJEKTOWE nr 1
Z TECHNOLOGII I ORGANIZACJI BUDOWY
Wykonał
Rok akademicki 2006 / 2007
1. Opis Techniczny
Niwelowana działka jest kwadratem o boku 200 m. Dla potrzeb niwelacji podzielona została na kwadraty o boku 25 m. Najniższy punkt działki jest na poziomie 58,2 m a najwyższy punkt leży na wysokości 61,3 m n.p.m. Projektowa rzędna niwelacji jest na poziomie 59,9 m n.p.m. Przy tej wysokości rzędnej niwelacji należy wywieźć nadmiar gruntu który wynosi 251,64m3. Optymalna rzędna niwelacji wynosi 59,94 m n.p.m. Na terenie działki znajduje się grunt kategorii IV. Znajduje się w nim iłołupek miękki, andezyt lub rogowiec w ławicach. Ciężar objętościowy gruntu wynosi 2000 kg/m3. Najlepiej odspajać koparkami przedsiębiernymi lub chwytakowymi o pojemności naczynia większej niż 0,25m3. Odległość transportowa urobku wynosi 4,5 km, po drodze asfaltowej.
2. Obliczenie objętości robót ziemnych
H1=61,3m h1=61,3-59,9=1,4m
H2=61,1m h2=61,1-59,9=1,2m
H3=60,9m h3=60,9-59,9=1m
H4=60,7m h4=60,7-59,9=0,8m
H5=60,6m h5=60,6-59,9=0,7m
H6=60,4m h6=60,4-59,9=0,5m
H7=60,2m h7=60,2-59,9=0,3m
H8=60m h8=60-59,9=0,1m
H9=59,8m h9=59,8-59,9=-0,1m
H10=61,1m h10=61,1-59,9=1,2m
H11=60,8m h11=60,8-59,9=0,8m
H12=60,6m h12=60,6-59,9=0,7m
H13=60,4m h13=60,4-59,9m0,5m
H14=60,3m h14=60,3-59,9=0,4m
H15=60,1m h15=60,1-59,9-0,2m
H16=59,9m h16=59,9-59,9=0m
H17=59,7m h17=59,7-59,9=-0,2m
H18=59,5m h18=59,9-59,9=-0,4m
H19=60,7m h19=60,7-59,9=0,8m
H20=60,6m h20=60,6-59,9=0,7m
H21=60,4m h21=60,4-59,9=0,5m
H22=60,2m h22=60,2-59,9=0,3m
H23=60m h23=60-59,9=0,1m
H24=59,8m h24=59,8-59,9=-0,1m
H25=59,6m h25=59,6-59,9=-0,3m
H26=59,4m h26=59,4-59,9=-0,5m
H27=59,1m h27=59,1-59,9=-0,8m
H28=60,5m h28=60,5-59,9=0,6m
H29=60,3m h29=60,3-59,9=0,4m
H30=60,1m h30=60,1-59,9=0,2m
H31=59,9m h31=59,9-59,9=0m
H32=59,6m h32=59,6-59,9=-0,3m
H33=59,4m h33=59,4-59,9=-0,5m
H34=59,2m h34=59,2-59,9=-0,7m
H35=59m h35=59-59,9=-0,9m
H36=58,7m h36=58,7-59,9=-1,2m
H37=60,4m h37=60,4-59,9=0,5m
H38=60,2m h38=60,2-59,9=0,3m
H39=59,9m h39=59,9-59,9=0m
H40=59,2m h40=59,2-59,9=-0,7m
H41=59,4m h41=59,4-59,9=-0,5m
H42=59,1m h42=59,1-59,9=-0,8m
H43=58,9m h43=58,9-59,9=-1m
H44=58,6m h44=58,6-59,9=-1,3m
H45=58,4m h45=58,4-59,9=-1,5m
H46=60,6m h46=60,6-59,9=0,7m
H47=60,3m h47=60,3-59,9=0,4m
H48=60m h48=60-59,9=0,1m
H49=59,8m h49=59,8-59,9=-0,1m
H50=59,6m h50=59,6-59,9=-0,3m
H51=59,4m h51=59,4-59,9=-0,5m
H52=59m h52=59-59,9=-0,9m
H53=58,7m h53=58,7-59,9=-1,2m
H54=58,5m h54=58,5-59,9=-1,4m
H55=60,8m h55=60,8-59,9=0,9m
H56=60,6m h56=60,6-59,9=0,7m
H57=60,4m h57=60,4-59,9=0,5m
H58=60m h58=60-59,9=0,1m
H59=59,8m h59=59,8-59,9=-0,1m
H60=59,6m h60=59,6-59,9=-0,3m
H61=59,4m h61=59,4-59,9=-0,5m
H62=59,1m h62=59,1-59,9=-0,8m
H63=58,8m h63=58,8-59,9=-1,1m
H64=61m h64=61-59,9=1,1m
H65=60,8m h65=60,8-59,9=0,9m
H66=60,7m h66=60,7-59,9=0,8m
H67=60,4m h67=60,4-59,9=0,5m
H68=60,2m h68=60,2-59,9=0,3m
H69=59,9m h69=59,9-59,9=0m
H70=59,7m h70=59,7-59,9=-0,2m
H71=59,5m h71=59,5-59,9=-0,4m
H72=59,2m h72=59,2-59,9=-0,7m
H73=61,3m h73=61,3-59,9=1,4m
H74=61,1m h74=61,1-59,9=1,2m
H75=60,9m h75=60,9-59,9=1m
H76=60,7m h76=60,7-59,9=0,8m
H77=60,5m h77=60,5-59,9=0,6m
H78=60,3m h78=60,3-59,9=0,4m
H79=60m h79=60-59,9=0,1m
H80=59,8m h80=59,8-59,9=-0,1m
H81=59,5m h81=59,5-59,9=-0,4m
2.1. Metodą kwadratów
Kwadrat 1
h1, h2, h10, h11
Kwadrat 2
h2, h3, h11, h12
Kwadrat 3
h3, h4, h12, h13
Kwadrat 4
h4, h5, h13, h14
Kwadrat 5
h5, h6, h14, h15
Kwadrat 6
h6, h7, h15, h16
Kwadrat 9
h10, h11, h19, h20
Kwadrat 10
h11, h12, h20, h21
Kwadrat 11
h12, h13, h21, h22
Kwadrat 12
h13, h14, h22, h23
Kwadrat 17
h19, h20, h28, h29
Kwadrat 18
h20, h21, h29, h30
Kwadrat 19
h21, h22, h30, h31
Kwadrat 25
h28, h29, h37, h38
Kwadrat 26
h29, h30, h38, h39
Kwadrat 33
h37, h38, h46, h47
Kwadrat 34
h38, h39, h47, h48
Kwadrat 41
h46, h47, h55, h56
Kwadrat 42
h47, h48, h56, h57
Kwadrat 49
h55, h56, h64, h65
Kwadrat 50
h56, h57, h65, h66
Kwadrat 51
h57, h58, h66, h67
Kwadrat 57
h64, h65, h73, h74
Kwadrat 58
h65, h66, h74, h75
Kwadrat 59
h66, h67, h75, h76
Kwadrat 60
h67, h68, h76, h77
Kwadrat 61
h68, h69, h77, h78
Kwadrat 15
h16, h17, h25, h26
Kwadrat 16
h17, h18, h26, h27
Kwadrat 22
h24, h25, h33, h34
Kwadrat 23
h25, h26, h34, h35
Kwadrat 24
h26, h27, h35, h36
Kwadrat 28
h31, h32, h40, h41
Kwadrat 29
h32, h33, h41, h42
Kwadrat 30
h33, h34, h42, h43
Kwadrat 31
h34, h35, h43, h44
Kwadrat 32
h35, h36, h44, h45
Kwadrat 36
h40, h41, h49, h50
Kwadrat 37
h41, h42, h50, h51
Kwadrat 38
h42, h43, h51, h52
Kwadrat 39
h43, h44, h52, h53
Kwadrat 40
h44, h45, h53, h54
Kwadrat 45
h50, h51, h59, h60
Kwadrat 46
h51, h52, h60, h61
Kwadrat 47
h52, h53, h61, h62
Kwadrat 48
h53, h54, h62, h63
Kwadrat 54
h60, h61, h69, h70
Kwadrat 55
h61, h62, h70, h71
Kwadrat 56
h62, h63, h71, h72
Kwadrat 64
h71, h72, h80, h81
Kwadrat 7
a=25m b=20m
Kwadrat 8
c=5m d=18m
Kwadrat 13
C=9m d=8m
Kwadrat 14
b=12m
Kwadrat 20
b=20m
Kwadrat 21
c=5m d=5m
Kwadrat 27
Kwadrat 35
b=12m
Kwadrat 43
c=13m d=13m
Kwadrat 44
c=19m d=12m
Kwadrat 52
c=8m d=6m
Kwadrat 53
b=17m
Kwadrat 62
b=19m
Kwadrat 63
c=8m d=6m
2.2. Metodą trójkątów
Trójkąt 1
h1, h2, h10
Trójkąt 1`
h2, h10, h11
Trójkąt 2
h2, h3, h11
Trójkąt 2`
h3, h11, h12
Trójkąt 3
h3, h4, h12
Trójkąt 3`
h4, h12, h13
Trójkąt 4
h4, h5, h13
Trójkąt 4`
h5, h13, h14
Trójkąt 5
h5, h6, h14
Trójkąt 5`
h6, h14, h15
Trójkąt 6
h6, h7, h15
Trójkąt 6`
h7, h15, h16
Trójkąt 7
h7, h8, h16
Trójkąt 9
h10, h11, h19
Trójkąt 9`
h11, h19, h20
Trójkąt 10
h11, h12, h20
Trójkąt 10`
h12, h20, h21
Trójkąt 11
h12, h13, h21
Trójkąt 11`
h13, h21, h22
Trójkąt 12
h13, h14, h22
Trójkąt 12`
h14, h22, h23
Trójkąt 13
h14, h15, h23
Trójkąt 17
h19, h20, h28
Trójkąt 17`
h20, h28, h29
Trójkąt 18
h20, h21, h29
Trójkąt 18`
h21, h29, h30
Trójkąt 19
h21, h22, h30
Trójkąt 19`
h22, h30, h31
Trójkąt 20
h22, h23, h31
Trójkąt 25
h28, h29, h37
Trójkąt 25`
h29, h37, h38
Trójkąt 26
h29, h30, h38
Trójkąt 26`
h30, h38, h39
Trójkąt 27
h30, h31, h39
Trójkąt 33
h37, h38, h46
Trójkąt 33`
h38, h46, h47
Trójkąt 34
h38, h39, h47
Trójkąt 34`
h39, h47, h48
Trójkąt 41
h46, h47, h55
Trójkąt 41`
h47, h55, h56
Trójkąt 42
h47, h48, h56
Trójkąt 42`
h48, h56, h57
Trójkąt 49
h55, h56, h64
Trójkąt 49`
h56, h64, h65
Trójkąt 50
h56, h57, h65
Trójkąt 50`
h57, h65, h66
Trójkąt 51
h57, h58, h66
Trójkąt 51`
h58, h66, h67
Trójkąt 57
h64, h65, h73
Trójkąt 57`
h65, h73, h74
Trójkąt 58
h65, h66, h74
Trójkąt 58`
h66, h74, h75
Trójkąt 59
h66, h67, h75
Trójkąt 59`
h66, h75, h76
Trójkąt 60
h67, h68, h76
Trójkąt 60`
h68, h76, h77
Trójkąt 61
h68, h69, h77
Trójkąt 61`
h69, h77, h78
Trójkąt 8`
h9, h17, h18
Trójkąt 14`
h16, h24, h25
Trójkąt 15
h16, h17, h25
Trójkąt 15`
h17, h25, h26
Trójkąt 16
h17, h18, h26
Trójkąt 16`
h18, h26, h27
Trójkąt 21`
h24, h32, h33
Trójkąt 22
h24, h25, h33
Trójkąt 22`
h25, h33, h34
Trójkąt 23
h25, h26, h34
Trójkąt 23`
h26, h34, h35
Trójkąt 24
h26, h27, h35
Trójkąt 24`
h27, h35, h36
Trójkąt 27`
h31, h39, h40
Trójkąt 28
h31, h32, h40
Trójkąt 28`
h32, h40, h41
Trójkąt 29
h32, h33, h41
Trójkąt 29`
h33, h41, h42
Trójkąt 30
h33, h34, h42
Trójkąt 30`
h34, h42, h43
Trójkąt 31
h34, h35, h43
Trójkąt 31`
h35, h43, h44
Trójkąt 32
h35, h36, h44
Trójkąt 32`
h36, h44, h45
Trójkąt 36
h40, h41, h49
Trójkąt 36`
h41, h49, h50
Trójkąt 37
h41, h42, h50
Trójkąt 37`
h42, h50, h51
Trójkąt 38
h42, h43, h51
Trójkąt 38`
h43, h51, h52
Trójkąt 39
h43, h44, h52
Trójkąt 39`
h44, h52, h53
Trójkąt 40
h44, h45, h53
Trójkąt 40`
h45, h53, h54
Trójkąt 45
h50, h51, h59
Trójkąt 45`
h51, h59, h60
Trójkąt 46
h51, h52, h60
Trójkąt 46`
h52, h60, h61
Trójkąt 47
h52, h53, h61
Trójkąt 47`
h53, h61, h62
Trójkąt 48
h53, h54, h62
Trójkąt 48`
h54, h62, h63
Trójkąt 54
h60, h61, h69
Trójkąt 54`
h61, h69, h70
Trójkąt 55
h61, h62, h70
Trójkąt 55`
h61, h62, h70
Trójkąt 56
h62, h63, h71
Trójkąt 56`
h63, h71, h72
Trójkąt 64
h71, h72, h80
Trójkąt 64`
h72, h80, h81
Trójkąt 63
Trójkąt 63`
Trójkąt 20`
Trójkąt 21
Trójkąt 13`
Trójkąt 62
Trójkąt 62`
Trójkąt 35
Trójkąt 35`
Trójkąt 43
Trójkąt 43`
Trójkąt 14
Trójkąt 7`
Trójkąt 8
Trójkąt 44
Trójkąt 44`
Trójkąt 52
Trójkąt 52`
Trójkąt 53
Trójkąt 53`
3. Bilans mas ziemnych
|
Metoda |
Metoda |
|
Kwadratów |
Trójkątów |
Wykop [m3] |
10544,88 |
10542,07 |
Nasyp [m3] |
10198,19 |
10290,43 |
V0 [m3] |
346,53 |
251,64 |
4. Obliczenie optymalnej rzędnej niwelacji
a. Dla metody kwadratów:
Wysokości w środkach ciężkości poszczególnych kwadratów
H1=61,1m h1=61,3-59,9=1,2m
H2=60,9m h2=60,9-59,9=1m
H3=60,7m h3=60,7-59,9=0,8m
H4=60,5m h4=60,5-59,9=0,6m
H5=60,4m h5=60,4-59,9=0,5m
H6=60,2m h6=60,2-59,9=0,3m
H7=59,9m h7=59,9-59,9=0m
H8=59,8m h8=59,8-59,9=-0,1m
H9=60,8m h9=60,8-59,9=0,9m
H10=60,6m h10=60,6-59,9=0,7m
H11=60,4m h11=60,4-59,9=0,5m
H12=60,2m h12=60,2-59,9=0,3m
H13=60m h13=60-59,9=0,1m
H14=59,9m h14=59,9-59,9=0m
H15=59,6m h15=59,6-59,9=-0,3m
H16=59,4m h16=59,4-59,9=-0,5m
H17=60,5m h17=60,5-59,9=0,6m
H18=60,3m h18=60,3-59,9=0,4m
H19=60,1m h19=60,1-59,9=0,2m
H20=59,9m h20=59,9-59,9=0m
H21=59,8m h21=59,8-59,9=-0,1m
H22=59,5m h22=59,5-59,9=-0,4m
H23=59,3m h23=59,3-59,9=-0,6m
H24=59,1m h24=59,1-59,9=-0,8m
H25=60,4m h25=60,4-59,9=0,5m
H26=60,1m h26=60,1-59,9=0,2m
H27=59,9m h27=59,9-59,9=0m
H28=59,6m h28=59,6-59,9=-0,3m
H29=59,4m h29=59,4-59,9=-0,5m
H30=59,2m h30=59,2-59,9=-0,7m
H31=58,9m h31=58,9-59,9=-1m
H32=58,7m h32=58,7-59,9=-1,2m
H33=60,4m h33=60,4-59,9=0,5m
H34=60,1m h34=60,1-59,9=0,2m
H35=59,8m h35=59,8-59,9=-0,1m
H36=59,6m h36=59,6-59,9=-0,3m
H37=59,4m h37=59,4-59,9=-0,5m
H38=59m h38=59-59,9=-0,9m
H39=58,8m h39=58,8-59,9=-1,1m
H40=58,5m h40=58,5-59,9=-1,4m
H41=60,5m h41=60,5-59,9=0,6m
H42=60,3m h42=60,3-59,9=0,4m
H43=60m h43=60-59,9=0,1m
H44=59,8m h44=59,8-59,9=-0,1m
H45=59,6m h45=59,6-59,9=-0,3m
H46=59,3m h46=59,3-59,9=-0,6m
H47=59,1m h47=59,1-59,9=-0,8m
H48=58,7m h48=58,7-59,9=-1,2m
H49=60,8m h49=60,8-59,9=0,9m
H50=60,6m h50=60,6-59,9=0,7m
H51=60,3m h51=60,3-59,9=0,4m
H52=60,1m h52=60,1-59,9=0,2m
H53=59,9m h53=59,9-59,9=0m
H54=59,7m h54=59,7-59,9=-0,2m
H55=59,5m h55=59,5-59,9=-0,4m
H56=59,2m h56=59,2-59,9=-0,7m
H57=61,1m h57=61,1-59,9=1,2m
H58=60,9m h58=60,9-59,9=1m
H59=60,7m h59=60,7-59,9=0,8m
H60=60,5m h60=60,5-59,9=0,6m
H61=60,2m h61=60,2-59,9=0,3m
H62=59,9m h62=59,9-59,9=0m
H63=59,7m h63=59,7-59,9=-0,2m
H64=59,5m h64=59,5-59,9=-0,4m
n=64
F=40000m2
hp0=0
V0=173,35m3
K0=0,09
b. Dla metody trójkątów:
5. Opracowanie technologii robot niwelacyjnych
a. Koparka
Koparka kołowa M320B CAT
Łyżka o szerokości 1,5 m, pojemności 1,35 m3, i ciężarze 895 kg
Wydajność eksploatacyjna
Pojemność geometryczna naczynia roboczego q=1,35
Współczynnik napełnienia naczynia Sn=0,8
Współczynnik trudności odspojenia gruntu St=0,7
Współczynnik wykorzystania czasu pracy
uwzględniający przerwy technologiczne,
oraz zmianę stanowisk pracy koparki Sw1=0,96
Współczynnik wykorzystania czasu pracy
w trakcie zmiany roboczej Sw2=0,8
Liczba cykli pracy koparki w minucie efektywnej
Czas cyklu pracy
Czas odspojenia gruntu i jednoczesnego napełnienia naczynia ton=10 [s]
Czas obrotu nadwozia koparki do miejsca wyładunku tob=9 [s]
Czas opróżnienia naczynia top=12 [s]
Czas powrotu naczynia do pozycji wyjściowej tp=11 [s]
Tc= 10+9+12+11=42 [s]
b. Dobór jednostek transportowych
Samochód Mercedes 33.40
ładownośc 13500kg,
wymiary ładunkowe: dł/sze/wys):4.5 x 2.42 x 1.0 m,
wywrotka trzystronna o napędzie 6x6
Obliczenie pojemności użytecznej jednostki transportowej
Nośność jednostki transportowej N=13500 kg
Współczynnik spoistości 1/Ss=1/1,3
Gęstość gruntu w stanie rodzimym γo=2000
Obliczenie liczby cykli pracy koparki niezbędnej do napełnienia skrzyni samochodu
Czas trwania załadunku samochodu
Czas trwania cyklu pracy samochodu
Czas podstawienia pod załadunek wraz
z podjazdem pod zasięg pracy koparki tp=1 [min]
Czas wyładunku w miejscu kształtowania nasypu tw=3 [min]
Czas przejazdu
Droga w obie strony L=9 km =9000 m
Średnia prędkość jazdy Vśr=25 km/h
Liczba samochodów potrzebna do przewiezienia urobku
Współczynnik zwiększający uwzględniający trudności przejazdu K=1,07
Całkowity czas przewiezienia gruntu
c. Zgarniarka
Zgarniarka ZgSH-201
Wydajność eksploatacyjna
Pojemność skrzyni q=8
Współczynnik napełnienia skrzyni gruntem Sn=0,85
Współczynnik spoistości gruntu Ss=0,77
Współczynnik wykorzystania czasu pracy w trakcie zmiany roboczej Sw=0,8
Czas cyklu
Czas wykonania czynności niezależnej od odległości przemieszczenia urobku
tst=tzb+tzk+tn+tw
Czas potrzebny do zmiany biegów tzb=5 s
Czas zmiany kierunku jazdy tzk=40 s
Czas wyładunku skrzyni tw=25 s
Czas skrawania i napełniania skrzyni urobkiem
Droga skrawania i zapełnienia skrzyni Ln= 20 m= 0,02 km
Prędkość jazdy przy skrawaniu Vn= 3 km/h
tn=0,02/3=0,007godzin=25,2 s
tst=5+40+25,2+25=95,2 s
Czas zależny od odległości przewozu urobku
Odległość i prędkość jazdy przy transporcie urobku LN=95m, i VN=4,16 m/s
Odległość i prędkość jazdy z opróżnioną skrzynią LP=105m, i VP6,94 m/s
Tc=95,2+39=134,2s
Czas pracy zgarniarki
d. Walec
Wydajność eksploatacyjna
Średnia prędkość jazdy roboczej walca v=8 km/h
Liczba przejazdów walca po pasie dla
uzyskania maksymalnego bądź
wymaganego zagęszczenia n= 15
Grubość zagęszczanej warstwy tw= 20 cm= 0,2 m
Współczynnik wykorzystania czasu
pracy walca w trakcie zmiany roboczej Sw=0,8
Szerokość wałowania B=2,95 m
Czas pracy walców
6. Schemat pracy maszyn
a. Schemat pracy koparki
Koparka pracuje sposobem poprzecznym
b. Schemat pracy zgarniarki
Zgarniarka wykonuje wykop systemem w szachownicę
7. Harmonogram pracy maszyn
Nazwa procesu |
nazwa sprzętu |
wydajność Qe |
ilość sztuk |
wydajność łączna |
ilość robót |
czas pracy |
kolejność dni roboczych |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
wywóz gruntu |
koparka |
50 |
1 |
50 |
251,64 |
5 |
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
j. transportowa |
|
5 |
50 |
251,64 |
5 |
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
przemieszczanie gruntu z jego zagęszczeniem |
zgarniarka |
112,37 |
2 |
224,74 |
10290,43 |
45,8 |
|
x |
x |
x |
x |
x |
x |
|
|
|
|
walec |
202 |
1 |
202 |
10290,43 |
51 |
|
x |
x |
x |
x |
x |
x |
|
|
|