02 Tehnologii Speciale - Curs 1.2 [Procese Complexe - Lucrari de Terasamente]

TEHNOLOGII SPECIALE IN CONSTRUCTII

UNIVERSITATEA TEHNICĂ “GH. ASACHI” IAȘI FACULTATEA DE CONSTRUCȚII ȘI INSTALAȚII

Titular sl. dr. ing. Radu LUPĂȘTEANU

2013 - 2014

CAPITOLUL 1.2 – TERASAMENTE - PROCESE COMPLEXE

1.2.1.1. SELECTAREA EXCAVATORULUI ȘI A MIJLOACELOR DE TRANSPORT – Factori de

influență

A.SELECTAREA EXCAVATORULUI:

Mărimea/Volumul lucrării: Volumele mari de lucrări (mii mc) necesită fie un excavator de capacitate mare (q=min 1,20 mc), fie mai multe excavatoare de capacitate mai mică (q 1,00 mc). Restricții de timp: Termenele scurte impuse pentru finalizarea lucrarilor de excavații pot determina antreprenorii să adopte excavatoare de capacitate mare și eventual adoptarea unor scheme de lucru cu mai multe excavatoare. Disponibilitatea de echipamente: Uneori echipamentele optime sunt indisponibile la data la care este nevoie. Costul transportului echipamentului la punctul de lucru: Depinde de mărimea echipamentului, distanța de transport, mijlocul de transport.

1.2.1 SAPATURĂ MECANIZATĂ CU EXCAVATORUL – TRANSPORT PAMANT CU AUTO


Tipul lucrării: Săpătură/Umplutură; Săpături in spații largi/Săpături în șanțuri. Utilajul adecvat pentru una din lucrări nu este intotdeauna adecvat și pentru celelalte. Caracteristicile terenului: Productivitatea echipamentului depinde de tipul pământului și condițiile de lucru. Geometria abatajului: Impune tipul echipamentului (excavator cu lingură dreaptă/inversă/draglină/incărcător frontal/screper, etc). Spații inguste: Limitări datorate vecinătăților (clădiri, utilități, cursuri de apă), căi de acces, etc. Influențează tipul și productivitatea echipamentului. Characteristicile mijlocului de transport: In situații particulare (indisponibilitate), mărimea excavatorului este condiționată de capacitatea camioanelor.


B. SELECTAREA AUTOBASCULANTEI: Tipul și numărul de autobasculante se determină pornind de la necesitatea că numărul

de autobasculante trebuie astfel ales încât pământul săpat să fie indepărtat cât mai repede, in condiții de minimiyare a costului lucrării în ansamblu. Factorii de care trebuie să se țină seama la alegerea tipului și numărului de autobasculante sunt:

Productivitatea excavatorului: Determină volumul (zilnic) de pământ excavat. Distanța până la locul de descărcare/depozit: E de preferat ca atunci când este posibil,

o parte din pământul excavat să fie depozitat in șantier pentru refolosire la umpluturi.

Viteza meie probabilă: Determină durata unui ciclu de lucru al autobasculantei (până și de la locul de descărcare).

Cantitatea/Volumul de material săpat: Pământul săpat trebuie indepărtat in cel mai scurt timp posibil.

Restricții de spațiu și tonaj: Mărimea (volumul) și greutatea (totală) trebuie să satisfacă cerințele specifice șantierului și traseului.

Costul transportului pământului: Costul total al transportului include cel puțin două componente – orar și pe km.


CAPACITATEA AUTOBASCULANTEI ȘI A EXCAVATORULUI

Capacitatea autobasculantei – cantitatea de pământ exprimată în tone Capacitate nominală = cantitatea de pământ transportată cu material la limita benei. Rămîne neschimbată pentru un anumit tip de auto. Capacitatea efectivă = cantitatea de pământ (volumul) transportat in mod efectiv la o cursă cu materialul depășind lateralele benei. Depinde de tipul /umiditatea pământului, condiții de trafic, starea tehnică a vehicolului, etc. Este limitat de regulă masa maximă pe osie a autovehicolului.

Q ef

Q nom


Type of soil Soil class In-Place Density

- t/m3-

Swell Factor

(Swf)

Fill-in Fac-tor

(Ku)

Common earth, sandy clay I 1.65 1.15 0.87

Clay II 1.80 1.25 0.83

Hard clay, earth and gravel III 1.90 1.30 0.80

Clay shale IV 2.00 1.35 0.75

Capacitatea excavatorului •Când se corelează productivitatea excavatorului cu cea a autobasculantei se ține seama de infoierea pământului (Swf). V a = V in situ * Coef. de infoiere •Cupa excavatorului nu se umple la capacitatea nominala. Cantitatea de pamant se ajusteaza cu coeficientul de umplere a cupei (ku). Table 4.10. Coeficienti de infoiere (Swf) si coeficienti de umplere a cupei excavatorului (Ku)


CORELAREA AUTOBASCULANTEI CU EXCAVATORUL

Avantajele autobasculantelor mici comparativ cu cele mari - Usurința in manevrare - Posibilitate de deplasare cu viteze mai mari - Pierderi financiare mai mici in caz de defectiune (intr-un convoi). - Mai usor de corelat cu productivitatea excavatorului.

Dezavantajele autobasculantelor mici comparativ cu cele mari

- Mai dificil de a fi incarcate de excavator (loc mai putin). - Numar mai mare – Timp total de manevra mai mare. - Numar mai mare - Șoferi mai mulți. - Numar mai mare – Investiție inițială mai mare, Cheltuieli de mentenanță mai mari.


No Type of truck Marime (Capacitate nominala)

Cost mediu

(lei / 2013)

(t) Pe ora Pe Km

1. Autobasculanta

R6135

5.0 30 1.5

2. Autobasculanta

R8135

6.5 45 2.5

3. Autobasculanta

R10215

8.5 50 3

4. Autobasculanta

R19125

16.0 65 4

Table 4.13. Autobasculante uzuale in Romania.


ETAPELE CORELĂRII AUTOBASCULANTEI CU EXCAVATORUL

1. Stabilirea mijloacelor auto “ADECVATE” pentru un anumit tip de Excavator 2. Stabilirea de mijlocului auto “OPTIM” pentru un anumit tip de Excavator – Criteriul

Cost 3. Calculul duratei de realizare a unei lucrari complexe Sapatura cu excavator - TRA

1. Mijloacelor auto “ADECVATE

Un mijloc auto este “Adecvat” unui Excavator daca raportul intre capacitățile celor două utileje se situează in intervalul 2 – 10 (funcție de tipul mijlocului de sapat), conform relației de mai jos (4.27):

(4.27)

wf

BEP

Ti

BE

wf

P

Ti

S

qrq

q

Sqr


(4.28)

Unde: r = raportul intre capacitatea autobasculantei și capacitatea cupei excavatorului

incarcator cupe 5...2

draglina cupe 5...10

excavator cupe 8...3

r

qTi

P = tipul (tipurile) adecvat(e) de autobasculanta care se inscrie in intervalul definit de „r”. Aceste autobasculante vor forma baza de selectie pentru etapa urmatoare (de determinare a tipului optim de autobasculanta care deserveste un excavator).

B = densitatea pamantului in stare naturala („in situ”)


2. Stabilirea de mijlocului auto “OPTIM” pentru un anumit tip de Excavator – Criteriul Cost

2.1 Număr de cupe de excavator care umplu o autobasculantă Se consideră acele auto rezultate “adecvate”. The Numărul standard de cupe de excavator care umplu mijlocul auto (Eq.4.29). The calculation is performed for each of the trucks having proper size.

nq S

q kbs T wf

B E u

)29.4(

where nb

s = numarul teoretic (standard) de cupe de excavator care umplu un mijloc de transport auto; qT = capacitatea nominala (standard) a autobasculantei (t); qE capacitatea nominala (standard) a cupei excavatorului(m3); B = densitatea pamantului in stare naturala (t/m3); Swf = coeficient de infoiere; ku = coeficient de umplere a cupei excavatorului.

nba rot nb

s; (4.30)

Numărul real de cupe de excavator – prin rotunjire (Eq.4.30).


2.2 Cantitatea (reală/actual)de pământ transportată de auto la o cursă. (qTa)

(4.31)

qn q k

STa b

aB E u

wf

;(t)

Cantitatea reală de pământ transportată la fiecare cursă va diferi de capacitatea nominală/standard a (qT) – Se va calcula Coeficientul de incărcare a autobasculantei (Truck

loading factor) - lfT (Eq.4.32). In mod obisnuit variază in intervalul 0.80 - 1.05. (4.32)

10.1/05.180.0 T

a

TfT

q

ql


2.3 Productivitatea zilnică a Excavatorului (PuE)

(4.33)

(4.34)

OBSERVAȚII: Rezultatele obținute cu relațiile de mai sus pot fi de cele mai multe ori “prea optimiste”. De aceea se recomandă a fi afectate cu un coeficient de folosire a timpului de lucru al utilajului - (care depinde atat de conditiile organizatorice – de management – cat si de cele specifice amplasamentului/santierului – job conditions)

day

md

NP

day

mdNP

sE

Tu

E

d

s

E

Pu

E

d

3

3

;1

;

Job Conditions

Management Conditions

Excellent Good Fair Poor

Excellent 0.85 0.81 0.76 0.70

Good 0.78 0.75 0.71 0.65

Fair 0.72 0.69 0.65 0.60

Poor 0.63 0.61 0.57 0.52

Table 4.14. Coef. de folosire a timpului de lucru al utilajului E

FuK

)


2.4 Durata unui ciclu de lucru al autobasculantei - TT(round trip cycle for a truck)

TT tl tD td tD’ tm ; (min)

(4.35)

; (min)

(4.36)

tq N

lTa

TuE

B

60

100

tl = timp de incarcare (loading time)

tD , tD’ timp de transport dus/intors - depinde de distanță și viteza medie/tipul

carosabilului. (4.37)

t tD

SD D ' ;(min)

td timp pentru basculare (Dumping time ) – Depinde de mărimea autobasculantei (Tabel 4.16)

Dumping time Capacitatea auto - qT (tone)

<16 16.....25 >25

td; (min) 0.5 0.75 1


tm Timp de manevră; (min) – depinde de condițiile de șantier și de trafic

tm

2 min; if D 5 km

3 min; if D = 5 9 km

4 min; if D =10 19 km

5 min; if D = 20 30 km


2.5 Numărul de cicluri pe zi pentru o autobasculantă (NcyT)

Se determina presupunand ca excavatorul nu asteapta: (Eq.4.40)

zi

cicluridenumark

T

dN T

FU

T

sT

cy ; 60

where: KFu

T Coeficient de folosire a timpului de lucru al autobasculantei (truck productivity factor). Initial poate fi considerat a avea valori intre 0.90- 0.95.

Valoarea rezultată din calcul este de regulă un număr zecimal. Se rotunjește la următorul număr intreg.

(4.41)

KN

NKFu

Ta cyT

cyTa Fu

T


2.6 Productivitatea zilnică a autobasculantei (PdT) – ec. 4.42 - Semnifică și

cantitatea de pământ transportată zilnic (4.42)

P N qt

daydT

cyTa

Ta

;

2.7 Numărul de autobasculante necesare pentru ca excavatorul să funcționeze fără așteptare (NT

E) – ec. 4.43 sau 4.44

);(;

);(;

autot

TN

or

autoP

ProtN

l

TE

T

T

d

E

dE

T

2.8 Distanța medie zilnică pentru autobasculantă – ec. 4.45

D D Nkm

dayAD cy

Ta

2 ;


2.9 Costul unitar al transportului pentru o autobasculantă (cd) – ec. 4.46

cC

P

lei

td

d

dT

;

where:

Cd Costul unei zile de lucru al autobasculantei. Depinde atât de numărul de ore

de inchiriere pe zi cât și de distanța zilnică parcursă.(Eq. 4.47)

C C d C D C N leid h s D AD o cyTa ;( )

unde: Ch cost orar de inchiriere a autobasculantei (lei/hour); ds nr. Ore de inchiriere/zi (h); DAD Distanța medie zilnică parcursă (km); CD costul pe km al autobasculantei (lei/km) ; Co cost suplimentar pentru fiecare basculare (lei/cycle); Ncy

Ta nr. de cicluri pe zi parcurse de autobasculantă (cicluri). ETAPELE 2.1-2.9 SE PARCURG PENTRU FIECARE AUTO “ADECVAT”. AUTOBASCULANTA PENTRU CARE COSTUL UNITAR AL TRANSPORTULUI ARE VALOAREA MINIMA ESTE “SOLUȚIA OPTIMĂ”.

2.10 Costul total al unei zile de lucru pentru toate auto. “optime” (CTd) – ec. 4.48

(4.48)

C N CTd TE

d ;(lei / day)

3. Calculul duratei de realizare a unei lucrari complexe Sapatura Mec. – TRA (Ec. 4.49 SAU 4.50)

)(;

)(;

ziled

NQT

or

zileP

QrotT

s

E

Tuex

E

d

ex

Durata efectivă (Texa) se va rotunji la (Tex) asfel incât Tex

a>Tex. Prin aceasta, factorul real de productivitate (coeficientul de utilizare a timpului de lucru) pentru excavator va fi:

KFUEa

KT

TKFU

Ea ex

exa Fu

E 0 85.

Q cantitatea de pamant ce urmeaza a fi excavata (m3)


Documents

02 Tehnologii Speciale - Curs 1.2 [Procese Complexe - Lucrari de Terasamente]