| Министерство образования Российской Федерации
Кубанский государственный технологический университет
Кафедра технологии, организации, экономики строительства
и управления недвижимостью
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовому проекту на тему:
«Определение объёмов и выбор машин для производства земляных работ»
Выполнил:
Студент гр. 04-С-ПГ5
Максимкина А.Г.
Краснодар
2007
СОДЕРЖАНИЕ
1. Определение объемов земляных работ
1.1 Определение отметок поверхности грунта
1.2 Определение предварительной средней планировочной отметки
1.3 Определение объёмов котлована и засыпки пазух
1.4 Определение средней планировочной отметки
1.5 Определение проектных отметок
1.6 Определение положения линии нулевых работ
1.7 Определение объемов земляных работ при планировке площадки и устройстве откосов
1.7.1 Определение объемов при планировке площадки
1.7.2 Определение объемов грунта в откосах по периметру площадки
1.7.3 Определение окончательных объемов по вертикальной планировке
1.8 Составление баланса земляных масс
2. Определение оптимальной схемы перемещения грунта и среднего расстояния перемещения грунтовых масс
2.1 Определение координат ЦТ призм
2.2 Определение оптимальной схемы перемещения грунта
3. Выбор машин для производства работ по вертикальной планировке
3.1 Выбор типа машины комплект №1
3.2 Показатели работы комплекта №1
3.3 Расчет требуемого числа машин комплекта №1
3.4 Выбор типа машины комплект №2
3.5 Показатели работы комплекта №2
3.6 Расчет требуемого числа машин комплекта №2
4. Технико-экономическое сравнение вариантов комплектов машин
5 Выбор комплекта машин для разработки котлована
6 Расчет забоя
7 Расчет количества экскаваторов для рытья котлована
8 Литература
1. Определение объемов земляных работ
1.1 Определение отметок поверхности грунта
Черные отметки определяют методом линейной интерполяции. При этом зависимости объясняются подобием треугольников.
Черные отметки любого угла квадрата, лежащего между двумя горизонталями, Нч
(в метрах) равна:
,
где
Нч
– отметка ближайшей к углу или дальней от угла горизонтали, м;
j – превышение между горизонталями, м;
d – кратчайшее расстояние от ближайшей к углу или дальней горизонтали до искомого угла (через угол по перпендикуляру к касательной к горизонтали), м;
l – кратчайшее расстояние между горизонталями, м.
1.2 Определение предварительной средней планировочной отметки
Средняя отметка планировки определяется по формуле:
,
где Н1
, Н2
, Н4
– черные отметки (отметки существующей поверхности земли), принадлежащие соответственно одной, двум и четырем вершинам элементарных площадок, м;
n – число равновеликих квадратов, на которые разбита площадка.
∑H1
= 100,02+104,84+104,62+100,33=409,81 м
∑H2
= 100,88+101,65+102,31+104,00+104,68+104,71+104,66+104,53+
+103,75+102,86+102,09+101,39+100,75+99,78+99,74+99,74+99,86+
+103,07=1840,45 м
∑H4
= 100,71+101,54+102,33+103,06+103,88+104,00+103,00+102,28+
+101,51+100,67+100,78+101,61+102,28+102,89+103,78+103,71+102,86+
+102,33+103,27+100,79=2047,18 м
n=30,
Hср
= 102,33 м.
1.3 Определение объёмов котлована и засыпки пазух
Устанавливаем размеры котлована
Вид грунта – песок (m = 1)
Нк
= 2,5 м,
А = 68 м,
Б = 98 м.
Vк
= (Hк
/6) [(AB
+A)(БB
+Б)+ AB
×БB
+А×Б] = (2,5/6) [(73+68)×
×(103+98)+73×103+68×98] =17718,33 м3
Vф
= Hк
(A – 2) (Б – 2) = 2,5×68×98 = 15840 м 3
Vп
= Vк
– Vф
=17781,33– 15840 = 1878,33 м 3
1.4 Определение средней планировочной отметки
Средняя планировочная отметка площадки определяется по формуле:
−Δh,
где
– средняя отметка планировки площадки без учета котлована, м;
– Δh− поправка к планировочной отметке на объем грунта, укладываемого в планировочную насыпь при разработке котлована, м.
поправка к планировочной отметке на достижение нулевого баланса
оправку к средней отметке планировки при разбивке площадки на квадраты определяется по формуле:
= VФ
/ Fпл
,
де VФ
–
объем подземной части здания в котловане ниже отметки Нср
, м3
;
Fпл
– площадь площадки на уровне планировочных отметок, м2
.
VФ
= (А-2)(Б-2)·Н = (68-2)(98-2)·2,5=15870 м3
;
Fпл
=500·600=300000 м2
;
= 0,0528м;
Δh=0,0694 м.
Окончательная средняя планировочная отметка площадки равна:
− Δh = 102,33+0,0528−0,0694=102,32м;
1.5 Определение проектных отметок
Отметки проектируемой поверхности земли Нк
(красные отметки) можно определить способом поворота на заданный угол
горизонтальной плоскости с отметками Н0
вокруг оси поворота N-N, лежащей в этой плоскости. Ось поворота N-N перпендикулярна принятому направлению проектного уклона i (i=0,004) площадки, и для площадки с равномерным уклоном природного рельефа проходит через ее середину.
Красные отметки в углах разбивочной сетки определяется по формуле:
,
где Нк
j
–
проектная (красная) отметка в точке j, м;
Н0
–
предварительная средняя планировочная отметка площадки, м;
i – заданный проектный уклон площадки
;
Lj
– кратчайшее расстояние от оси поворота до точки j, м.
Приведем результаты в таблице 1
Таблица 1 Проектные отметки
| Номера вершин квадратов
|
Lj
|
Н0
|
Нк
j
|
| 1
|
2
|
3
|
4
|
| 1
|
-300
|
102,32
|
101,12
|
| 2
|
-200
|
102,32
|
101,52
|
| 3
|
-100
|
102,32
|
101,92
|
| 4
|
0
|
102,32
|
102,32
|
| 5
|
100
|
102,32
|
102,72
|
| 6
|
200
|
102,32
|
103,12
|
| 7
|
300
|
102,32
|
103,52
|
| 8
|
300
|
102,32
|
103,52
|
| 9
|
200
|
102,32
|
103,12
|
| 10
|
100
|
102,32
|
102,72
|
| 11
|
0
|
102,32
|
102,32
|
| 12
|
-100
|
102,32
|
101,92
|
| 13
|
-200
|
102,32
|
101,52
|
| 14
|
-300
|
102,32
|
101,12
|
| 15
|
-300
|
102,32
|
101,12
|
| 16
|
-200
|
102,32
|
101,52
|
| 17
|
-100
|
102,32
|
101,92
|
| 18
|
0
|
102,32
|
102,32
|
| 19
|
100
|
102,32
|
102,72
|
| 20
|
200
|
102,32
|
103,12
|
| 21
|
300
|
102,32
|
103,52
|
| 22
|
300
|
102,32
|
103,52
|
| 23
|
200
|
102,32
|
103,12
|
| 24
|
100
|
102,32
|
102,72
|
| 25
|
0
|
102,32
|
102,32
|
| 26
|
-100
|
102,32
|
101,92
|
| 27
|
-200
|
102,32
|
101,52
|
| 28
|
-300
|
102,32
|
101,12
|
| 29
|
-300
|
102,32
|
101,12
|
| 30
|
-200
|
102,32
|
101,52
|
| 31
|
-100
|
102,32
|
101,92
|
| 32
|
0
|
102,32
|
102,32
|
| 33
|
100
|
102,32
|
102,72
|
| 34
|
200
|
102,32
|
103,12
|
| 35
|
300
|
102,32
|
103,52
|
| 36
|
300
|
102,32
|
103,52
|
| 37
|
200
|
102,32
|
103,12
|
| 38
|
100
|
102,32
|
102,72
|
| 39
|
0
|
102,32
|
102,32
|
| 40
|
-100
|
102,32
|
101,92
|
| 41
|
-200
|
102,32
|
101,52
|
| 42
|
-300
|
102,32
|
101,12
|
Рабочие (синие) отметки определяют как разность красных и черных отметок:
,
где hj
– рабочая отметка в точке j, м.
Нк
j
–
проектная (красная) отметка в точке j, м;
Нч
j
– черная отметка в точке j, м;
Условно рабочие отметки насыпей записывают со знаком «+» и выемок - со знаком « – ».
Приведем результаты в таблице 2
Таблица 2. Рабочие отметки
| Номера вершин квадратов
|
Нк
j
|
Нч
j
|
hj
|
| 1
|
2
|
3
|
4
|
| 1
|
101,12
|
100,02
|
+1,10
|
| 2
|
101,52
|
100,88
|
+0,64
|
| 3
|
101,92
|
101,65
|
+0,27
|
| 4
|
102,32
|
102,31
|
+0,01
|
| 5
|
102,72
|
103,07
|
-0,35
|
| 6
|
103,12
|
104,00
|
-0,88
|
| 7
|
103,52
|
104,84
|
-1,32
|
| 8
|
103,52
|
104,68
|
-1,16
|
| 9
|
103,12
|
103,88
|
-0,76
|
| 10
|
102,72
|
103,06
|
-0,34
|
| 11
|
102,32
|
102,33
|
-0,01
|
| 12
|
101,92
|
101,54
|
+0,38
|
| 13
|
101,52
|
100,71
|
+0,81
|
| 14
|
101,12
|
99,86
|
+1,26
|
| 15
|
101,12
|
99,74
|
+1,38
|
| 16
|
101,52
|
100,67
|
+0,85
|
| 17
|
101,92
|
101,51
|
+0,41
|
| 18
|
102,32
|
102,28
|
+0,04
|
| 19
|
102,72
|
103,00
|
-0,28
|
| 20
|
103,12
|
104,00
|
-0,88
|
| 21
|
103,52
|
104,71
|
-1,19
|
| 22
|
103,52
|
104,66
|
-1,14
|
| 23
|
103,12
|
103,78
|
-0,66
|
| 24
|
102,72
|
102,89
|
-0,17
|
| 25
|
102,32
|
102,28
|
+0,04
|
| 26
|
101,92
|
101,61
|
+0,31
|
| 27
|
101,52
|
100,78
|
+0,74
|
| 28
|
101,12
|
99,74
|
+1,38
|
| 29
|
101,12
|
99,78
|
+1,34
|
| 30
|
101,52
|
100,79
|
+0,73
|
| 31
|
101,92
|
101,27
|
+0,65
|
| 32
|
102,32
|
102,23
|
+0,09
|
| 33
|
102,72
|
102,86
|
-0,14
|
| 34
|
103,12
|
102,71
|
-0,59
|
| 35
|
103,52
|
104,53
|
-1,01
|
| 36
|
103,52
|
104,62
|
-1,10
|
| 37
|
103,12
|
103,75
|
-0,63
|
| 38
|
102,72
|
102,86
|
-0,14
|
| 39
|
102,32
|
102,09
|
+0,23
|
| 40
|
101,92
|
101,39
|
+0,53
|
| 41
|
101,52
|
100,75
|
+0,77
|
| 42
|
101,12
|
100,33
|
+0,79
|
1.6 Определение положения линии нулевых работ
Положение нулевых отметок определяют по формуле:
,
где X
–
расстояние от левой (нижней) вершины квадрата до искомой точки нулевых работ, м;
a – длина стороны квадрата, м;
– левая (нижняя) рабочая отметка, м;
– правая (верхняя) рабочая отметка, м.
Данные к определению линии нулевых работ приведены в таблице 3
Таблица 3. Данные к определению линии нулевых работ
| Сторона между углами квадратов
|
Рабочие отметки, м
|
, м
|
Расстояние нулевой точки от узлов, м
|
| Левая
(нижняя)
|
Правая
(верхняя)
|
Сумма отметок
|
Левого (нижнего)
|
Правого (верхнего)
|
| 1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
| 4-5
|
0,01
|
0,35
|
0,36
|
100
|
2,78
|
97,22
|
| 4-11
|
0,01
|
0,01
|
0,02
|
100
|
50
|
50
|
| 12-11
|
0,38
|
0,01
|
0,39
|
100
|
97,44
|
2,56
|
| 11-18
|
0,04
|
0,01
|
0,05
|
100
|
80
|
20
|
| 18-19
|
0,04
|
0,28
|
0,32
|
100
|
12,5
|
87,5
|
| 25-24
|
0,04
|
0,17
|
0,21
|
100
|
19,05
|
80.95
|
| 32-33
|
0,09
|
0,14
|
0,23
|
100
|
39,13
|
60,87
|
| 39-38
|
0,23
|
0,14
|
0,37
|
100
|
62,16
|
37,84
|
1.7 Определение объемов земляных работ при планировке площадки и устройстве откосов
1.7.1 Определение объемов при планировке площадки
Результаты вычислений объёмов грунта при планировке площадки сведем в таблицы
Таблица 4. Объемы грунта в однородных призмах
| Номера элементарных площадок
|
Рабочие отметки, м
|
|
4
|
Объемы фигур, м3
|
|
|
|
|
|
Насыпи
|
Выемки
|
| 1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
| 1
|
+1,10
|
+0,64
|
+1,26
|
+0,81
|
+3,81
|
+0,953
|
9530
|
| 2
|
+0,64
|
+0,27
|
+0,81
|
+0,38
|
+2,10
|
+0,525
|
5250
|
| 5
|
-0,35
|
-0,88
|
-0,34
|
-0,76
|
-2,33
|
-0,583
|
5830
|
| 6
|
-0,88
|
-1,32
|
-0,76
|
-1,16
|
-4,12
|
-1,030
|
10300
|
| 7
|
-0,76
|
-1,16
|
-0,88
|
-1,19
|
-3,39
|
-0,998
|
9980
|
| 8
|
-0,34
|
-0,76
|
-0,28
|
-0,88
|
-2,26
|
-0,565
|
5650
|
| 11
|
+0,81
|
+0,38
|
+0,85
|
+0,41
|
+2,45
|
+0,613
|
6130
|
| 12
|
+1,26
|
+0,81
|
+1,38
|
+0,85
|
+4,30
|
+1,075
|
10750
|
| 13
|
+1,38
|
+0,85
|
+1,38
|
+0,74
|
+4,35
|
+1,088
|
10880
|
| 14
|
+0,85
|
+0,41
|
+0,74
|
+0,31
|
+2,31
|
+0,576
|
5760
|
| 15
|
+0,41
|
+0,41
|
+0,31
|
+0,04
|
+1,17
|
+0,296
|
2960
|
| 17
|
-0,28
|
-0,88
|
-0,17
|
-0,66
|
-1,99
|
-0,498
|
4980
|
| 18
|
-0,88
|
-1,19
|
-0,66
|
-1,14
|
-3,87
|
-0,968
|
9680
|
| 19
|
-0,66
|
-1,14
|
-0,59
|
-1,01
|
-3,40
|
-0,850
|
8500
|
| 20
|
-0,17
|
-0,66
|
-0,14
|
-0,59
|
-1,56
|
-0,390
|
3900
|
| 22
|
+0,31
|
+0,04
|
+0,65
|
+0,09
|
+1,09
|
+0,273
|
2730
|
| 23
|
+0,74
|
+0,31
|
+0,73
|
+0,65
|
+2,53
|
+0,633
|
6330
|
| 24
|
+1,38
|
+0,74
|
+1,34
|
+0,73
|
+4,19
|
+1,050
|
10500
|
| 25
|
+1,34
|
+0,73
|
+0,79
|
+0,77
|
+3,63
|
+0,908
|
9080
|
| 26
|
+0,73
|
+0,65
|
+0,77
|
+0,53
|
+2,68
|
+0,670
|
6700
|
| 27
|
+0,65
|
+0,09
|
+0,53
|
+0,23
|
+1,50
|
+0,375
|
3750
|
| 29
|
-0,14
|
-0,59
|
-0,14
|
-0,63
|
-1,51
|
-0,377
|
3770
|
| 30
|
-0,59
|
-1,01
|
-0,63
|
-1,10
|
-3,33
|
-0,833
|
8300
|
Таблица 5. Объемы грунта в неоднородных призмах (трапециях)
| Сторона
|
№ квадрата
|
Рабочие отметки
|
Расстояние
до ЛНР
|
Средняя линия
|
Средние рабочие отметки
|
Объемы фигур
|
|
|
|
лев.
|
прав.
|
лев.
|
прав.
|
лев.
|
прав.
|
Насыпи
|
Выемки
|
| 1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
| 18-19
25-24
|
16
|
0,04
0,04
|
0,28
0,17
|
12,50
19,05
|
87,50
80,95
|
15,78
|
84,23
|
0,02
|
0,11
|
31,56
|
926,53
|
| 24-25
32-33
|
21
|
0,04
0,09
|
0,17
0,14
|
19,05
39,13
|
80,95
60,87
|
29,09
|
70,91
|
0,03
|
0,08
|
87,27
|
567,28
|
| 32-33
39-38
|
28
|
0,09
0,23
|
0,14
0,14
|
39,13
62,16
|
60,87
37,84
|
50,65
|
49,35
|
0,08
|
0,07
|
405,2
|
345,45
|
Таблица 6. Объемы грунта в неоднородных призмах (треугольниках)
| квадрата
|
Фигуры
|
Рабочие отметки
|
|
3
|
Sтреуг
|
Объемы фигур
|
Объемы общие
|
|
|
|
|
Насыпи
|
Выемки
|
Насыпи
|
Выемки
|
| 1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
12
|
| 3
|
I
II
III
IV
|
-0,01
+0,27
+0,27
+0,27
|
0
+0,01
+0,38
0
|
0
0
0
0
|
-0,01
+0,28
+0,65
+0,27
|
-0,003
+0,09
+0,22
+0,09
|
64
2500
4872
2564
|
225
1071,8
230,76
|
0,192
|
1527,6
|
0,192
|
| 4
|
I
II
III
IV
|
+0.01
-0,35
-0,01
-0,34
|
0
-0,34
-0,34
0
|
0
0
0
0
|
+0,01
-0,69
-0,35
-0,34
|
+0,003
-0,23
-0,12
-0,11
|
69,5
4861
2500
2569,5
|
0,21
|
1118
300
282,7
|
0,21
|
1700,68
|
| 10
|
I
II
III
IV
|
-0,01
+0,38
+0,41
+0,41
|
0
+0,41
+0,04
0
|
0
0
0
0
|
-0,01
+0,79
+0,45
+0.41
|
-0,003
+0,26
+0,15
+0,14
|
25,6
4872
4000
1102,4
|
1266,7
600
154,34
|
0,08
|
2021,06
|
0,08
|
| 9
|
I
II
III
IV
|
+0,04
-0,01
-0,34
-0,34
|
0
-0,34
-0,28
0
|
0
0
0
0
|
+0,04
-0,35
-0,62
-0,34
|
+0,013
-0,12
-0,21
-0,11
|
500
1000
4375
4152
|
6,50
|
120
918,8
453,8
|
6,50
|
1492,50
|
1.7.2 Определение объемов грунта в откосах по периметру площадки
Результаты вычислений объёмов грунта в откосах по периметру площадки
Таблица 7 Объёмы грунта в откосах по периметру площадки
| Номера
|
Рабочие отметки, м
|
Крутизна
откоса
1:m
|
Длина откоса l, м
|
Объемы грунта в откосах, м³
|
Общий объем грунта в откосах, м³
|
| призм
|
тел откосов
|
|
|
|
|
|
насыпи
|
выемки
|
| 1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
11
|
| 1
|
1
|
+1,26
|
+1,10
|
1:1,5
|
100,00
|
104,91
|
166,36
|
| 2
|
+1,10
|
1:1,5
|
0,71
|
| 3
|
+1,10
|
+0,64
|
1:1,5
|
100,00
|
60,74
|
| 2
|
1
|
+0,64
|
+0,27
|
1:1,5
|
100,00
|
18,09
|
18,09
|
| 3
|
1
|
+0.27
|
+0,01
|
1:1,5
|
80,00
|
2,74
|
2,74
|
| 4
|
1
|
+0,01
|
0
|
1:1,5
|
2,78
|
0,007
|
0,007
|
1,98
|
| 2
|
0
|
-0,35
|
1:1
|
97,22
|
1,98
|
| 5
|
1
|
-0,35
|
-0,88
|
1:1
|
100,00
|
22,42
|
22,42
|
| 6
|
1
|
-0,88
|
-1,32
|
1:1
|
100,00
|
62,92
|
740,58
|
| 2
|
-1,32
|
1:1
|
0,46
|
| 3
|
-1,32
|
-1,16
|
1:1
|
100,00
|
77,20
|
| 7
|
1
|
-1,16
|
-1,19
|
1:1
|
100,00
|
69,04
|
69,04
|
| 18
|
1
|
-1,19
|
-1,14
|
1:1
|
100,00
|
67,89
|
67,89
|
| 19
|
1
|
-1,14
|
-1,01
|
1:1
|
100,00
|
57,99
|
57,99
|
| 30
|
1
|
-1,01
|
-1,10
|
1:1
|
100,00
|
55,75
|
95,99
|
| 2
|
-1,10
|
1:1
|
0,32
|
| 3
|
-1,10
|
-0,63
|
1:1
|
100,00
|
40,17
|
| 29
|
1
|
-0,63
|
-0,14
|
1:1
|
31,58
|
10,41
|
10,41
|
| 28
|
1
|
-0,14
|
0
|
1:1
|
37,84
|
0,12
|
0,82
|
0,12
|
| 2
|
0
|
+0,23
|
1:1,5
|
62,16
|
0,82
|
| 27
|
1
|
+0,23
|
+0,53
|
1:1,5
|
100,00
|
12,52
|
12,52
|
| 26
|
1
|
+0,53
|
+0,77
|
1:1,5
|
100,00
|
32,77
|
32,77
|
| 25
|
1
|
+0,77
|
+0,79
|
1:1,5
|
45,63
|
95,68
|
| 2
|
+0,79
|
1:1,5
|
100,00
|
0,37
|
| 3
|
+0,79
|
+1,34
|
1:1,5
|
100,00
|
90,74
|
| 24
|
1
|
+1,34
|
+1,38
|
1:1,5
|
100,00
|
138,75
|
138,75
|
| 13
|
1
|
+1,38
|
+1,38
|
1:1,5
|
100,00
|
142,83
|
142,83
|
| 12
|
1
|
+1,38
|
+1,26
|
1:1,5
|
100,00
|
130,95
|
130,95
|
1.7.3 Определение окончательных объемов по вертикальной планировке
Таблица 8 Сводная таблица объемов грунта по вертикальной планировке
| Номера призм
|
Геометрические объемы, м3
|
Общие объемы с учетом Кор
=1,03, м3
|
| в пределах элементарных площадок
|
в откосах площадок
|
общие
|
| насыпи
|
выемки
|
насыпи
|
выемки
|
насыпи
|
выемки
|
насыпи
|
выемки
|
| 1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
| 1
|
9530
|
166,36
|
9696,36
|
9413,94
|
| 2
|
5250
|
18,09
|
5268,09
|
5114,65
|
| 3
|
1527,6
|
0,19
|
2,74
|
1530,34
|
0,19
|
1485,77
|
0,19
|
| 4
|
0,21
|
1700,68
|
0,007
|
1,98
|
0,21
|
1702,66
|
0,203
|
1702,66
|
| 5
|
5830
|
22,42
|
5852,42
|
5852,42
|
| 6
|
10300
|
740,58
|
11040,58
|
11040,58
|
| 7
|
9980
|
69,04
|
10049,04
|
10049,04
|
| 8
|
5650
|
5650
|
5650
|
| 9
|
6,50
|
1492,50
|
6,50
|
1492,50
|
6,31
|
1492,50
|
| 10
|
2021,06
|
0,08
|
2021,06
|
0,08
|
1962,19
|
0,08
|
| 11
|
6130
|
61,30
|
5951,46
|
| 12
|
10750
|
130,95
|
10880,95
|
10564,03
|
| 13
|
10880
|
142,83
|
11022,83
|
10701,78
|
| 14
|
5760
|
5760
|
5592,23
|
| 15
|
2960
|
2960
|
2673,79
|
| 16
|
31,56
|
926,53
|
31,56
| |