388
.pdfИсходные данные к задаче № 5
Номер |
Параметры траншеи, м |
Марка |
Ширина по- |
Средняя даль- |
|
варианта |
Глубина, |
Ширина |
бульдозера |
лосы срезки |
ность переме- |
|
Н |
по дну, b |
|
(длина |
щения грунта |
|
|
|
|
набора) lн, м |
Lcp, м |
1 |
3,2 |
2,4 |
ДЗ-18 |
8 |
25 |
2 |
1,8 |
2,3 |
ДЗ-101А |
8 |
15 |
3 |
1,5 |
2,1 |
ДЗ-27С |
9 |
20 |
4 |
1,2 |
1,8 |
ДЗ-110А |
7 |
25 |
5 |
0,8 |
1,5 |
ДЗ-27С |
6 |
30 |
21
2.МАШИНЫ ДЛЯ УПЛОТНЕНИЯ ГРУНТА
2.1.Дорожные катки
Дорожные катки относятся к числу наиболее распространенных уплотняющих средств грунтов. Классифицируются на следующие группы: катки статического действия (с гладкими вальцами, с кулачковыми вальцами, с пневматическими шинами, с вибровальцами). Трамбующие машины - с вальцами, с падающим грузом, с трамбующими плитами, с виброплитами.
По способу передвижения катки разделяют на прицепные,самоходные и полуприцепные.
Выбор типа катка осуществляют в зависимости от характера взаимодействия его рабочего органа с грунтом (табл. 14) по приложению 6.
|
Таблица 14 |
Условия применения катков |
|
|
|
Типы катков |
Условия применения |
С гладкими металлическими вальцами |
Любые грунты |
Кулачковые |
Связные |
Пневмошинные |
Любые |
Вибрационные |
Несвязные |
Оптимальная толщина слоя уплотняемого грунта может быть вычислена по следующим формулам:
1) для гладких катков (с гладкими вальцами):
h0 = 95 * 10-3 * ω/ωо√ |
|
|
- для связных грунтов, см; |
|
|
|
|||
h0= 126 * 10-3* ω/ωо√ |
|
|
- для несвязных грунтов, |
|
|
|
см; где ω - влажность уплотняемого грунта, %;
ωо- оптимальная влажность грунта, % (табл. 15); gл- среднее линейное давление катка на грунт, Н/м; R - радиус вальца, м.
Среднее линейное давление катка на грунт выражают
22
отношением силы тяжести к ширине катка, распределяется на все вальцы.
gл=Q/B,
где Q - сила тяжести катка, Н; В - ширина катка, м.
|
Таблица 15 |
Оптимальная влажность грунтов |
|
|
|
Вид грунта |
Оптимальная влажность, % |
Песчаный |
7...10 |
Супесчаный |
9...15 |
Суглинистый |
12...20 |
Глины |
20...30 |
2) для кулачковых катков:
h0= 0,65 (L + 2,5b - hp),
где L - длина кулачка (табл. 16), см;
b - минимальный поперечный размер опорной поверхности кулачка (табл.16),см;
hp- толщина разрыхлѐнного слоя (табл. 16), см.
Таблица 16
Параметры кулачковых катков
Тип |
Толщина раз- |
Длина |
Минимальный попе- |
Масса с |
||||
катка |
рыхленного |
кулачка, |
речный размер опорной |
балластом, |
||||
|
слоя, см |
см |
поверхностикулачка |
|
т |
|||
Лѐгкий |
4 |
...6 |
19... |
25 |
5 |
...7 |
8... |
10 |
Средний |
6... |
10 |
25... |
30 |
9... |
10 |
16... |
18 |
Тяжѐлый |
10... |
15 |
До 40 |
11... |
14 |
28... |
30 |
Если известны диаметр вальца с кулачками Дк и без кулачков Д6, то длину кулачка можно определить следующим образом:
L= Дк - Дб/2;
3)для пневмошинных катков:
h0 = 2 ω/ωо√
где Q - сила тяжести, приходящаяся на одно колесо пневмошинного катка, кН;
σcр- среднее давление на грунт, МПа:
23
σср=Р/(1-ψ),
где Р - давление воздуха в шине (табл. 17), МПа; ψ - коэффициент жѐсткости шины (табл. 18).
|
|
|
Таблица 17 |
Показатели оптимальных режимов работы пневмокатков |
|||
|
|
|
|
Показатели |
|
Вид грунта |
|
|
песчаный |
супесчаный |
суглинистый, глины |
Давление воздуха |
|
|
|
в шине Р, МПа |
0,2 |
0,3...0,4 |
0,5...0,6 |
Потребное число |
|
|
|
проходов, n |
2...3 |
3...4 |
5...6 |
|
Таблица 18 |
Значение коэффициентов жѐсткости шины |
|
|
|
Давление воздуха в шине Р, МПа |
Коэффициент жѐсткости шины, ψ |
0,1 |
0,6 |
0,2 |
0,5 |
0,3 |
0,4 |
0,4 |
0,3 |
0,5 |
0,2 |
0,6 |
0,15 |
Эксплуатационная часовая производительность катков
При уплотнении грунтов производительность катков оценивают в единицах площади (м2/ч). Эксплуатационная часовая производительность в единицах площади определяется по формуле:
Пэч1= [v (B-C)/n]*kв,
где v - скорость движения катка, м/ч; (до 2 км/ч);
В - ширина укатываемой полосы, м (приложение 6); С - ширина полосы перекрытия (С = 0,15...0,2 м);
n - число проходов по одному месту;
kв - коэффициент использования рабочего времени часа (kв= 0,8 - 0,9).
Эксплуатационная часовая производительность в единицах объѐма определяется по формуле (м3/ч):
Пэ.ч= Пэч1 * h0
24
Эксплуатационная сменная производительность катка (м2/ч и м3/ч) определяется по формулам:
Пэ.см.1= [v(B - С)/n] * kсм * Тсм-в единицах площади; Пэ.см.= Пэ.см.1 * h0 - в единицах объѐма,
где kсм - коэффициент использования рабочего времени смены (kсм = 0,75...0,8);
Тсм - продолжительность смены, ч.
Задача 6
Выбрать каток и определить его эксплуатационную часовую и сменную производительность.
Исходные данные к задаче 6
Номер |
Вид грунта |
Влажность |
Число проходов, |
|
варианта |
несвязный |
связный |
грунта ω, % |
n |
1 |
Песчаный |
Суглинистый |
5/8 |
6/4 |
2 |
Супесчаный |
» |
7/9 |
8/6 |
3 |
Песчаный |
Глина |
4/15 |
5/3 |
4 |
Супесчаный |
» |
8/18 |
7/5 |
5 |
Песчаный |
» |
6/16 |
9/7 |
Примечание. Числитель - несвязный грунт; знаменатель - связный грунт.
25
3.ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СВАЙНЫХ РАБОТ
3.1.Свайные молоты
Встроительстве для забивки свай наибольшее распространение получили сваепогружатели ударного действия, к которым относятся свайные молоты.
Свайные молоты состоят из массивной ударной части, движущейся возвратно-поступательно относительно направляющей конструкции в виде цилиндра (трубы), поршня со штоком и т.д. Ударная часть молота наносит чередующиеся удары по головке сваи и погружает еѐ в грунт. Направляющая часть молота имеет устройство для закрепления и центрирования молота на свае.
Выбор типа молота для забивки свай и свай-оболочек выполняют по двум параметрам:
а)минимальная потребная энергия одного удара молота Э, кДж:
Э= 1,75 * а * Р,
где а - коэффициент пропорциональности, установленный на основе практики, кДж/кН (а = 0,25);
Р - несущая способность сваи ( расчѐтное сопротивление нагружению), кН.
Для свай - стоек:
Р = k * m * Rн * Sc,
где k - коэффициент однородности фунта (k = 0,7);
m - коэффициент условий работы сваи (для центрально сжатых свай m= 1,0);
Rн - нормативное сопротивление грунта основанию в плоскости нижнего конца (острия) сваи (табл. 19), кН/м2;
Sc - площадь поперечного сечения сваи, м2. Для висячих свай:
Р = k* m* (Rн * Sc +u∑ |
fiH* hi ), |
26 |
|
где u - периметр поперечного сечения сваи, м;
fiH - нормативное сопротивление i -го слоя грунта (однородного) по боковой поверхности сваи (табл. 20 );
hi - толщина i -го слоя грунта (однородного), прорезаемого сваей, м.
Таблица 19
Расчѐтное сопротивление под нижним концом свай
Глубина погружения |
|
Значение RH, кН/м |
|
|
||
нижнего конца сваи, м |
|
Показатель консистенцииIl |
|
|||
|
0,1 |
0,2 |
0,3 |
|
0,4 |
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
4000 |
3000 |
2000 |
|
1200 |
1100 |
4 |
5100 |
3800 |
2500 |
|
1600 |
1250 |
5 |
6200 |
4000 |
2800 |
|
2000 |
13.00 |
7 |
6900 |
4300 |
3300 |
|
2200 |
1400 |
10 |
7300 |
5000 |
3500 |
|
2400 |
1500 |
15 |
7500 |
5600 |
4000 |
|
2900 |
1650 |
|
|
|
|
|
|
|
Примечание. Для промежуточных глубин погружения свай значение RH определяют интерполяцией.
Таблица 20
Расчетные сопротивления на боковой поверхности свай
Средняя глубина распо- |
|
Значения fн, кН/м2 |
|
|
||
ложения слоя грунта, (м) |
|
Показатель консистенцииIl |
|
|||
hi |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
|
0,5 |
0,6 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
48 |
35 |
25 |
|
20 |
14 |
4 |
53 |
38 |
27 |
|
22 |
16 |
6 |
58 |
42 |
31 |
|
25 |
18 |
8 |
62 |
44 |
33 |
|
26 |
19 |
10 |
65 |
46 |
34 |
|
27 |
19 |
15 |
72 |
51 |
38 |
|
28 |
20 |
|
|
|
|
|
|
|
Примечание. Для промежуточных глубин расположения слоев грунта значения fн определяют интерполяцией.
б) Необходимая сила тяжести ударной части молота Q, (Н): определяется по формуле:
Q ≥q / kp,
27
где q - сила тяжести сваи, включая наголовник и подбабок, Н;
kp- коэффициент, определяемый длиной сваи и плотностью фунта. Для свай длиной Lc> 12м: kp= 1,0. Для свай длиной Lcp< 12 м и плотных грунтов kp= 1,5; грунтов средней плотности - kp = 1,25. По полученным величинам Э и Q подбирают молот (приложение 7. табл. 1, 2).После выбора молота его проверяют на применимость:
(Qп+q)/Эp≤Kп,
где Qп - полная сила тяжести молота, Н;
Эр - расчѐтная энергия удара выбранного молота, Дж; Кп- коэффициент применимости молота (табл. 21). Расчѐтное значение энергии удара определяют следую-
щим образом:
- для подвесного и паровоздушного молотов одиночного действия
Эр = Q*H;
-для трубчатых дизель-молотов Эр = 0,9 * Q *Н;
-для штанговых дизель-молотов Эр = 0,4 * Q *Н;
-для паровоздушных молотов двойного действия - согласно паспортным данным.
Здесь Q - сила тяжести ударной части выбранного молота, (Н); Н - фактическая высота падения ударной части молота,
(м) (для трубчатых Н = 2,8 м, для штанговых при силе тяжести ударной части 12 500, 18 000 и 25 000 соответственно 1,7; 2 и 2,2 м).
|
|
|
Таблица 21 |
Значения коэффициента применимости молотов |
|||
Тип молота |
Коэффициент Кп для материаловсвай |
||
|
дерево |
сталь |
железобетон |
Трубчатые дизельные молоты |
5 |
5,5 |
6 |
и молоты двойного действия. |
|
|
|
Молоты одиночного действия |
3,5 |
4 |
5 |
и штанговые дизель-молоты |
|
|
|
Подвесные молоты |
2 |
2,5 |
3 |
|
28 |
|
|
При выборе молотов для забивки наклонных свай энергию удара, вычисленную в подпункте а), необходимо увеличить, умножив ее значение на коэффициент К1(табл. 22).
Таблица 22
Значения коэффициента увеличения энергии удара молота при забивке наклонных свай
Наклон свай |
5:1 |
4:1 |
3:1 |
2:1 |
1:1 |
|
|
|
|
|
|
Коэффициент К1 |
1,1 |
1,15 |
1,25 |
1,4 |
1,7 |
3.2. Копры
Копры служат для установки и поддержания свай в процессе их забивки, для подвески молотов, для установки лебедок, а также паровых и компрессорных установок.
Выбор копра выполняется по 2-м параметрам:
а) грузоподъемность копра Gk(H) должна быть равной или несколько большей, чем общая сила тяжести молота и сваи,
т.е.:
Gk≥ (Qп + q);
б) потребная полная высота копра Нк(м) должна быть:
Hk≥ (Lc + Iм + Iх+ I+∆I),
где Lc - полная длина сваи, м; Iм - полная длина молота, м;
Iх - длина хода ударной части молотов простого действия или высота падения простейшего подвесного (механического) молота, м. Для дизель-молотов и паровоздушных молотов двойного действия (1х = 0,2...0,5 м);
I - запас в высоте копра для размещения подъемных блоков (I
= 0,5... 1 м);
∆I - разница уровней стояния копра и поверхности земли в месте погружения сваи, м (знак «+» ставят при размещении копра ниже уровня погружения сваи, а знак «-» - выше уровня погружения сваи).
Затем выбирают копр (приложение 7, табл. 3)
29
Технические характеристики копров представлены в приложении 7.
Задача 7
Подобрать оборудование для забивки свай.
Исходные данные:
|
Размеры сваи |
|
|
1 |
Разница уровней∆I, м |
|
№ варианта |
|
|
Материалы сваи |
|
Показатель консистенции грунта I |
|
сечение а х а, см |
длина Lс, м |
Вид свай |
||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
20х20 |
6 |
Сталь |
Стойка |
0,1 |
«+» 0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
25х25 |
8 |
Ж/Б |
Стойка |
0,3 |
«-» 0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
30х30 |
12 |
Сталь |
Висячая |
0,4 |
«+» 1,0 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
35х35 |
13 |
Ж/Б |
Стойка |
0,5 |
«-» 1,0 |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
20х20 |
7 |
Ж/Б |
Висячая |
0,2 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
30