Rozdział 3
Projektowanie zasadniczych procesów budowlanych
3.2. Projektowanie robót ziemnych i transportowych
3.2.1. Ogólne zasady projektowania robót ziemnych
Podstawowymi opracowaniami normującymi wymagania techniczne wykonania i
odbioru robót ziemnych w budownictwie są:
PN-B-06050:1999 Geotechnika. Roboty ziemne. Wymagania ogólne.
PN-B-10736:1999 Roboty ziemne. Wykopy otwarte dla przewodów wodociągo-
wych i kanalizacyjnych.
PN-S-02205:1998 Drogi samochodowe. Roboty ziemne. Wymagania i badania.
W normach tych ustalono wymagania ogólne, jakie powinny być spełnione przy wykony-
waniu i odbiorze technicznym robót ziemnych przy wykonywaniu budowli ziemnych o róŜ-
nym przeznaczeniu, wykopów tymczasowych i stałych, ukopów i odkładów gruntu, nasypów,
zasypek i obsypek, oraz prac przygotowawczych i prac związanych z wykonywaniem robót
ziemnych. Warunki techniczne wykonania i odbioru robót ziemnych i robót im towarzyszą-
cym moŜna znaleźć w [26, 29]
Zakres wymaganej lub zalecanej dokumentacji, związanej z wykonywaniem robót
ziemnych, podaje norma PN-B-06050:1999 [29]. Według niej, dokumentacja ta powinna
obejmować:
−
dokumentację geotechniczną oraz, ewentualnie, geologiczno-inŜynierską,
−
projekt robót ziemnych,
−
wyniki kontrolnych badań gruntów i materiałów uŜytych w robotach ziemnych,
−
wyniki badań laboratoryjnych i dokonane na ich podstawie zmiany technologii wy-
konywania robót,
−
dziennik budowy,
−
protokoły odbiorów częściowych i końcowych robót,
−
operaty geodezyjne.
−
ksiąŜkę obmiarów.
Roboty ziemne oraz roboty przygotowawcze i towarzyszące powinny być wykonywane
według projektu robót ziemnych. W przypadku niewielkich obiektów, dla których roboty
ziemne mogą być bezpiecznie wykonane na podstawie projektu budow
l
anego, moŜna nie spo-
rządzać projektu robót ziemnych.
Projekt robót ziemnych
Projekt robót ziemnych pow
i
nien mieć taki zakres, aby rozwiązywał wszystkie pro-
blemy warunkujące prawidłowe i bezpieczne wykonanie robót ziemnych, fundamentów i
budow
l
i ziemnych. Powinien teŜ zapewniać bezpieczeństwo projektowanej konstrukcji lub
budowli ziemnej oraz konstrukcj
i
i urządzeń istniejących. W projekcie naleŜy rozwaŜyć takie
zagadnienia, jak warunki odwodnienia, urab
i
anie materiałów w złoŜu, transport i układanie
materiałów w nasypie oraz transport i odkład gruntu z wykopów.
Roman Marcinkowski, Tadeusz Kulas
60
Dokumentacyjnie projekt robót ziemnych o zaawansowanym zakresie powinien zawie-
rać:
orientacyjny plan sytuacyjny;
plan ukształtowania terenu z naniesionymi rzędnymi projektowanymi i wniesionymi
nań budowlami ziemnymi (wykopami, nasypami) wraz z wszystkimi istniejącymi
budowlami i urządzeniami naziemnymi i podziemnymi;
przekroje charakterystyczne terenu z wniesionymi przekrojami projektowanego
ukształtowania terenu i budowli;
opis techniczny, warunki techniczne wykonania i odbioru robót ziemnych, obliczenia
statyczne;
wyniki badań geotechnicznych;
inne dodatkowe r
y
sunki i przekroje w celu wyraźnego i jednoznacznego określenia
przewidzianych do wykonania budowli;
obliczenie mas ziemnych, bilans i rozdzia
ł
mas ziemnych;
opis metody wykonania poszczególnych rodzajów robót ziemnych wraz z transpor-
tem mas ziemnych;
analiza i zestawienie nakładów robocizny oraz nakładów pracy uŜytych rodzajów
środków do wykonania poszczególnych robót (przygotowania terenu, wykonania
wykopów, nasypów, plantowania terenu, itp.);
plan pracy maszyn i harmonogramy robót,
projekt odwodnienia wykopów.
plan zagospodarowania i uzbrojenia budowy;
W celu ilościowego opisu robót ziemnych oblicza się objętości mas ziemnych (wykopów i
nasypów) oraz sporządza rozdział i bilans mas ziemnych. Tabela rozdziału mas ziemnych i
przyjęte rozwiązania technologiczno-organizacyjne są podstawą do sporządzenia przedmiaru
robót i wyceny prac.
Obliczanie objętości mas ziemnych
Masy ziemne przy odspajaniu gruntów, przerzutach, przewozach, wykopach i nasypach
naleŜy obliczać według objętości gruntu w wykop
i
e w stanie rodzimym. W przypadkach tech-
nicznie uzasadnionych, gdy obliczenie według obmiaru w wykopie nie jest moŜliwe, masy
ziemne na
l
eŜy ob
l
iczać według obmiaru na środkach transportowych lub w nasypie z
uwzględn
i
eniem spulchnienia gruntu.
Trudności obliczania objętości mas ziemnych wynika z nieregularności ukształtowania te-
renu. Wykopy jak i nasypy są bryłami nieregularnymi (przynajmniej od strony powierzchni
terenu), których objętość moŜe być wyznaczona w przybliŜeniu – przy wykorzystaniu technik
i wzorów mniej lub bardziej ścisłych (dokładnych). Jest zasadą, Ŝe przy obliczaniu duŜego za-
kresu mas ziemnych naleŜy stosować wzory i techniki prowadzące do wyznaczenia objętości
bardziej dokładnie, a przy małym zakresie robót ziemnych stosuje się wzory przybliŜone.
Dla budowli liniowych objętość mas ziemnych obliczamy z krokiem l, ze wzorów
przybliŜonych:
dla budowli prostoliniowych:
l
F
F
V
n
w
⋅
+
=
2
2
1
)
(
lub dokładniej:
l
F
F
F
V
n
w
⋅
⋅
+
+
=
6
4
0
2
1
)
(
;
dla budowli liniowych na łuku:
l
r
F
V
ś
r
n
w
⋅
⋅
⋅
⋅
=
180
)
(
α
π
,
w których oznaczenia zinterpretowano na rysunku 3.4.
3. Projektowanie zasadniczych procesów budowlanych
61
Rys. 3.4. Charakterystyka wymiarowa budowli (tu wykopów) liniowych [17].
Obliczanie objętości robót ziemnych tą metodą (metoda przekrojów) jest stosowane rów-
nieŜ przy plantowaniu terenu o wydłuŜonym kształcie. Obliczenia realizowane są na podsta-
wie zidentyfikowanych pod względem powierzchni wykopów i nasypów przekrojów po-
przecznych terenu w tabeli (przykład tab. 3.2.).
Objętość wykopów pod budynki obliczamy przewaŜnie jako sumę objętości regularnych
brył, na jakie je w tym celu dzielimy. W sytuacji jak na rysunku 3.5. objętość wykopu mo-
Ŝemy obliczyć z wzoru:
)
2
(
2
ś
r
ś
r
ś
r
h
b
a
h
n
b
a
h
V
+
+
⋅
⋅
+
⋅
⋅
=
lub
6
)
4
(
0
2
1
ś
r
h
F
F
F
V
⋅
+
+
=
gdzie: F
0
– powierzchnia przekroju wykopu na poziomie ½ h
ś
r
a inne oznaczenia jak na rysunku 3.5.
Tabela 3.2. Obliczenia objętości mas ziemnych metodą przekrojów (przykład).
Roman Marcinkowski, Tadeusz Kulas
62
Wykop
Nasyp
Wykop
Nasyp
Wykop
Nasyp
[m]
[m3]
[m3]
RAZEM:
360,4
2048,4
26,70
3,90
9,00
117,45
167,40
23,40
7,35
3,00
70,20
22,05
13,05
18,60
10,00
18,50
529,00
4,45
34,75
10,00
44,50
347,50
10,00
54,50
354,00
53,15
10,00
4,00
531,50
3,50
51,28
96,95
14,65
27,70
5,45
35,40
1,85
52,90
0,40
43,10
6,00
26,40
20,10
10,80
2,90
18,40
28,20
10,90
27,20
0,00
43,60
0,80
62,70
5-5
6-6
7-7
8-8
1-1
2-2
3-3
4-4
Przekrój
[m2]
[m2]
Odległość
pomiędzy
przekrojami
Objętość
Powierzchnia przekroju
Powierzchnia średnia
Wymiary dna wykopów fundamentowych o ścianach pionowych nieumocnionych naleŜy
przyjmować równe wymiarom rzutu ław lub stóp fundamentowych, gdy ściany fundamentu
wykonuje się bez odeskowania lub gdy powierzchnie boczne ścian nie są izolowane. Mini-
malna szerokość wykopu w tym przypadku powinna wynosić 0,6 m. JeŜeli ściany boczne ła-
wy, stopy lub płyty, względnie ściany fundamentowej (posadowionej na gruncie bezpośred-
nio, tj. bez ławy), są wykonywane w deskowaniu lub gdy ich powierzchnie boczne są izolo-
wane, szerokość wykopu o ścianach pionowych nieumocnionych przyjmuje się równą grubo-
ś
ci ławy, szerokości stopy fundamentowej itp. z dodatkiem po 0,6 – 0,8 m z kaŜdej strony izo-
lowanej lub deskowanej konstrukcji. Wykopy o ścianach pionowych nie umocnionych na-
leŜy stosować przy głębokościach: do 2,0 m w skałach zwartych jednorodnych przy odspa-
janiu mechanicznym, do 1,0 m w pozostałych gruntach.
W przypadku gdy w projekcie jest przewidziane umocnienie skarp wykopu, objętość robót
ziemnych oblicza się bez uwzględnienia wymiarów umocnień. Wymiary dna wykopu o ścia-
nach pionowych wykonywanych w deskowaniu pełnym lub aŜurowym przyjmuje się jako
równe wymiarom podstawy fundamentów powiększonym o 15 cm z kaŜdej strony. JeŜeli wy-
konuje się deskowania lub izolację konstrukcji, to wymiary te powiększa się o 0,8 m z kaŜdej
zewnętrznej strony. JeŜeli prowadzi się roboty w gruntach nawodnionych lub oblepiających
narzędzia, to objętości robót ziemnych powiększa się o ok. 10 %.
Bezpieczne nachylenie skarp wykopu powinny być podane w dokumentacji. Gdy roboty
ziemne wykonywane są w gruncie nienawodnionym, a teren przy skarpie nie jest obciąŜony w
pasie o szerokości mniejszej od głębokości wykopu oraz głębokość wykopu jest mniejsza od
4 m, dopuszcza się stosowanie nachyleń skarp jak podano w tablicy 3.3.
3. Projektowanie zasadniczych procesów budowlanych
63
Tablica 3.3. Minimalne nachylenia skarp przy wykonywaniu wykopów .[32]
Rodzaj gruntu
Lp.
grunt spoisty
(gliny, iły)
skały spękane
i wietrzeliny
grunty małospoiste
oraz rumosze wietrze-
linowe gliniaste
grunty sypkie
(piaski)
1
1 : 0,5
1 : 1,0
1 : 1,25
1 : 1,5
W innych sytuacjach nachylenie skarp wykopów tymczasowych przyjmuje się według ta-
blicy 3.4.
Tablica 3.4. Nachylenie skarp wykopów tymczasowych.[15]
Skarpy nieobciąŜone przy szerokości
do 3 m
ponad 3 m
Skarpy obciąŜone
głębokość wykopów
Kategoria
gruntu nor-
malnej wil-
gotności
do 3 m
ponad 3 m
do 3 m
ponad 3 m
do 3 m
ponad 3 m
I ÷ II
1:1
1:1,25
1:1
1:1,25
1:1
1:1,25
III ÷ IV
1:0,6
1:0,71
1:0,43
1:0,60
1:0,60
1:0,71
Uwaga: Przy wykonywaniu wykopów w gruntach nawodnionych moŜna stosować łagodniejsze nachylenie skarp,
uzasadnione w projekcie.
Rys. 3.5. Charakterystyka wymiarowa wykopu pod budynek.
Jeśli prowadzi się roboty ziemne w gruntach nawodnionych lub oblepiających na-
rzędzia, to objętości robót ziemnych powiększa się o 10 – 15 %.
Obliczanie objętości robót powierzchniowych
(przy plantowaniu tere-
nu) prowadzimy przy nałoŜeniu na powierzchnię działki siatki kwadratów (siatki niwe-
lacyjnej) o boku 10-50 m - w zaleŜności od konfiguracji terenu i wymaganej dokładności ob-
liczania objętości mas ziemnych. W naroŜach siatki kwadratów określamy rzędne robocze
(głębokości wykopów lub wysokości nasypów) będące róŜnicą rzędnych terenu przed
niwelacją i po niwelacji (rzędnych projektowanych). Rzędne dodatnie oznaczają wykopy,
zaś ujemne – nasypy. Na planie działki moŜemy więc wykreślić strefę nadmiaru gruntu (wy-
kopów) i strefę braku gruntu (nasypów).
Roman Marcinkowski, Tadeusz Kulas
64
Rys.3.6. Plan działki z siatką niwelacyjną i rzędnymi roboczymi.
Do obliczenia objętości wykopów i nasypów moŜemy zastosować metodę trójkątnych
pryzm (dokładniejsza) [17] lub powszechnie stosowaną i dalej przedstawioną - metodę kwa-
dratów.
W sytuacji, gdy cały kwadrat siatki niwelacyjnej jest w strefie wykopów lub nasypów, ob-
jętość mas ziemnych wykopu V
w
lub nasypu V
n
obliczamy z wzoru:
2
)
(
a
h
V
ś
r
n
w
⋅
=
gdzie h
ś
r
jest wartością średnią rzędnych roboczych w naroŜach rozpatrywanego kwadratu o
boku a.
Rys. 3.7 Charakterystyki wymiarowe kwadratów siatki niwelacyjnej znajdujących się w strefie
wykopów i nasypów [17].
W przypadku, gdy kwadrat znajduje się częściowo w wykopie i częściowo w nasypie konfiguracyjnie
mogą zaistnieć dwa przypadki:
przy układzie jak na rys, 3.7 a, objętości nasypu i wykopu oblicza się ze wzorów:
a
b
h
V
n
n
ś
r
n
⋅
⋅
⋅
=
2
1
a
b
h
V
w
w
ś
r
w
⋅
⋅
⋅
=
2
1
przy układzie jak na rys, 3.7 b, objętości nasypu i wykopu (lub odwrotnie: wykopu lub na-
sypu) oblicza się ze wzorów:
d
c
h
V
n
n
⋅
⋅
⋅
=
6
1
d
c
h
a
h
V
n
ś
r
w
⋅
⋅
⋅
−
⋅
=
6
1
2
gdzie
n
ś
r
h
,
w
ś
r
h
są wartościami średnimi rzędnych roboczych nasypów i wykopów a h
n
oznacza rzędną
roboczą nasypu w sytuacji jak na rysunku 3.7 b.
h
1,4
h
3,4
h
2,4
h
2,1
h
1,2
h
2,2
h
1,3
h
2,3
h
3,3
h
3,2
h
3,1
Linia rozdziału
stref wykopów
i nasypów
3. Projektowanie zasadniczych procesów budowlanych
65
Rozdział i bilans mas ziemnych
W projekcie konieczne jest określenie kierunków i objętości przemieszczanych na nich
mas ziemnych. Brakującą ziemię pozyskuje się z ukopów, a nadwyŜkę składa się na odkład.
Objętość gruntu pozyskana z wykopów i ukopu powinna być równa objętości gruntu wbudo-
wanego w nasypy i odkład. W projekcie dane te zawiera tabela rozdziału i bilans mas
ziemnych. W tabeli tej naleŜy określić:
−
wykopy – lokalizacyjnie wyróŜnione miejsca pozyskania gruntu,
−
nasypy - lokalizacyjnie wyróŜnione miejsca składowania gruntu,
−
rozdział mas ziemnych - objętość gruntu przemieszczana pomiędzy wyróŜnionymi wy-
kopami i nasypami,
−
ś
rednią odległości przemieszczania gruntu na wyróŜnionych kierunkach.
Jako odległość obliczeniową transportu mas ziemnych naleŜy przyjmować odległość mię-
dzy środkami cięŜkości przekopu, wykopu lub ukopu a nasypu lub odkładu, z uwzględnie-
niem rzeczywistego wydłuŜenia odległości transportu wskutek istniejących stałych przeszkód
terenowych lub rozwinięcia trasy drogi dla zachowania właściwych wzniesień i spadków.
Rozdział mas ziemnych moŜna ustalić rozwiązując zagadnienie transportowe programo-
wania liniowego [16], optymalizując moment transportowy (objętość gruntu pomnoŜona
przez odległość transportu) przerzutu mas ziemnych lub koszty tej operacji. Problem rozdzia-
łu mas ziemnych w tym przypadku rozwiązujemy według następującej metodyki:
1.
Ustalamy masy gruntu do przemieszczenia wraz z wyznaczeniem środków ich
cięŜkości, przy czym wyróŜniamy wykopy jako miejsca pozyskania gruntu i nasypy
jako miejsca składowania gruntu. Masy gruntu, których przeznaczenie i kierunek prze-
mieszczania jest z góry ustalony wyłączamy z analizy (dotyczy to na przykład mas
gruntu w bezpośrednim sąsiedztwie wykopów i nasypów, przemieszczanych spychar-
kami).
2.
Ustalamy odległości pomiędzy wykopami a nasypami lub koszty jednostkowe
przemieszczenia gruntu na wszystkich moŜliwych kierunkach.
3.
Formułujemy zadanie transportowe programowania liniowego, przyjmując Ŝe wy-
kopy są nadawcami towaru (którym w naszym przypadku jest grunt) a nasypy odbior-
cami. Objętości mas ziemnych nasypów i wykopów są ograniczeniem potrzeb i moŜ-
liwości przyjęcia i wysyłki towaru (gruntu).
4.
W celu zbilansowania zadania transportowego ustalamy dodatkowego nadawcę –
ukop z moŜliwością pozyskania z niego gruntu w ilości odpowiedniej do objętości
wszystkich nasypów oraz dodatkowego odbiorcę – odkład z zapotrzebowaniem
gruntu określonym przez objętość wszystkich wykopów.
5.
Jako koszty jednostkowe przesłania towaru (gruntu) pomiędzy nadawcami a od-
biorcami (wykopami a nasypami) przyjmujemy:
−
w przypadku minimalizacji momentu transportowego gruntu - odległości pomiędzy
ś
rodkami cięŜkości wykopów i nasypów,
−
w przypadku minimalizacji kosztów przerzutu gruntu – koszty przemieszczenia 1
m
3
gruntu na daną odległość przy zastosowaniu odpowiedniej do moŜliwości wy-
konawcy technologii.
6.
Rozwiązujemy zadanie transportowe (algorytm rozwiązywania moŜna znaleźć w
[16]), ustalając masy gruntu jakie naleŜy przemieścić z wykopów na nasypy – odpo-
wiednio do moŜliwości wysyłkowych (wykopów) i zapotrzebowań (nasypów).
Postępowanie powyŜsze moŜna zidentyfikować w oparciu o rysunki 3.8. i 3.9. oraz tablicę
3.5, w których zamieszczono przykładowe dane i rozwiązanie zadania transportowego roz-
działu mas ziemnych.
Roman Marcinkowski, Tadeusz Kulas
66
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
30m
30m
Vn=100m^3
Vn=40m^3
Vw=100m^3 Vw=150m^3
Vn=150m^3
Vn=80m^3
Vw=80m^3
Vw=100m^3
Vn=180m^3 Vn=100m^3
Vw=40m^3
Vw=80m^3
Granica podziału mi
ę
dzy
wykopami a nasypami
Rys.3.8. Plan działki z określonymi objętościami mas ziemnych do przemieszczenia – przykład.
Tablica 3.5. Tabela optymalnego rozdziału mas ziemnych do sytuacji przedstawionej na rys. 3.8.
- jako wynik rozwiązania zagadnienia transportowego programowania liniowego.
NASYPY
A
B
E
F
I
J
OD-
KŁAD
Vw
60
30
70
50
90
80
2000
C
40
40
90
60
90
70
120
110
2000
D
80
80
70
40
60
30
70
40
2030
G
60
20
80
100
70
90
60
100
70
2030
H
100
100
80
70
60
30
60
30
2060
K
60
40
100
110
90
90
60
90
60
2060
W
Y
K
O
P
Y
L
50
100
150
Σ
V
w
=
5
5
0
m
3
1000
1030
1000
1030
1000
1030
0
UKOP
100
-
550
650
Vn
180
100
150
80
100
40
550
1200
∑
=
3
m
650
Vn
Odległość pomiędzy
wykopem a nasypem
objętość gruntu do przemieszczenia
między wykopem a nasypem
3. Projektowanie zasadniczych procesów budowlanych
67
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
30m
30m
Vn=100m^3
Vn=40m^3
Vw=100m^3 Vw=150m^3
Vn=150m^3
Vn=80m^3
Vw=80m^3
Vw=100m^3
Vn=180m^3
Vn=100m^3
Vw=40m^3
Vw=80m^3
Granica podziału mi
ę
dzy
wykopami a nasypami
40 m^3
60 m^3
100m^3
20 m^3
80 m^3
40 m^3
60 m^3
50 m^3
100m^3
100 m^3
Rys.3.9. Interpretacja graficzna rozdziału mas ziemnych z tabeli 3.5.
Optymalny rozdział mas ziemnych powinien minimalizować koszty operacji przerzutu
mas ziemnych. Nie zawsze jest to zgodne z minimalizacją momentu transportowego. Jednak
w pierwszym etapie analizy projektowej prezentowane podejście do problemu jest całkowicie
uzasadnione.
Organizacja robót ziemnych
Roboty ziemne w budownictwie są jedynie robotami towarzyszącymi robotom podstawo-
wym, dla których otwierają front pracy. Nie mogą więc opóźniać robót podstawowych, ani ich
zbytnio wyprzedzać, ze względu na deformację wykopów czy utrudnienia w normalnym funk-
cjonowaniu i wykorzystaniu placu budowy. Z drugiej strony roboty ziemne organizuje się me-
todą pracy równomiernej, wymagają więc odpowiedniego doboru maszyn.
Efektywność robót ziemnych w budownictwie ogólnym ocenia się według następują-
cych kryteriów:
terminowości otwierania frontów prac dla postępującymi za nimi robót,
doboru zestawów maszyn zapewniających ciągłość pracy i minimalizację nakładów na ich
wykonanie,
spełnienia warunków technicznych wykonania i odbioru robót.
W szczególności efektywność robót ziemnych. zaleŜy od:
stopnia wykorzystania czasu przebywania maszyn na budowie (dostosowania postępu ro-
bót ziemnych do harmonogramu dyrektywnego i sezonowych warunków pracy,
stopnia wykorzystania zdolności technicznej maszyn (powinien on być większy od 70-
80%), który zaleŜy od:
doboru metod wykonania robót i organizacji tych robót,
przestrzegania technicznych zasad pracy maszyn,
synchronizacji przerw technologicznych z przerwami na obsługę maszyn,
występowania lub ograniczania dodatkowych operacji z urobkiem ziemnym.
Roman Marcinkowski, Tadeusz Kulas
68
Ogólne zasady organizacyjne moŜna sformułować następująco:
1.
Kierować się efektywnością wykonania robót ziemnych, a ze względu na uciąŜliwość pra-
cy stosować mechanizację tych robót.
2.
Organizować pracę według przesłanek metody równomiernej poprzez:
stosowanie podziału na działki robocze i organizowanie specjalistycznych zespołów
odpowiednio zinstrumentalizowanych i zharmonizowanych,
dobór odpowiednich zestawów maszyn tj.
a)
maszyn zasadniczych zapewniających wymagane tempo postępu robót
b)
maszyn współpracujących odpowiednio do potrzeb wynikających z wydajności
maszyn zasadniczych.
3.
Wykonanie robót ziemnych planować kompleksowo uwzględniając w projekcie organiza-
cję wykonania procesów pomocniczych (przygotowawczych) i zabezpieczających.
4.
W organizowaniu frontów robót uwzględniać parametry techniczne maszyn oraz ich spo-
sób pracy.
5.
W planowaniu organizacji wykonania robót ziemnych uwzględniać konieczność zacho-
wania bezpiecznych warunków pracy.
Organizując roboty ziemne projektant powinien ustalić rodzaj i zakres robót przygoto-
wawczych (geodezyjne wytyczenie, oczyszczenie i przygotowanie terenu, przygotowanie dróg
dojazdowych, odwodnienie terenu) zasadniczych (wykonywanie wykopów, nasypów, wyrów-
nywanie terenu) i towarzyszących (zabezpieczenie skarp wykopów, umacnianie skarp nasy-
pów, odwodnienie wykopów, kontrola geodezyjna), wyznaczyć zespoły i potrzebne środki
do realizacji tych robót oraz określić zasady ich pracy.
Rodzaj i zakres robót określa się techniką przedmiarowania robót budowlanych przy wy-
korzystaniu bazy KNR (katalogów nakładów rzeczowych) lub analizą indywidualną – kalku-
lacją zakresu robót, które trzeba będzie wykonać w realizacji robót ziemnych.
Potrzebne środki realizacji ustala się na podstawie znajomości technologii realizacji robót
ziemnych. Ustalenia te mogą być wykonywane przy wykorzystywaniu danych z KNR lub me-
todą analizy wydajności maszyn budowlanych i środków transportu.
Do analizy potrzebnych środków realizacji robót ziemnych oraz robót przygotowawczych i
towarzyszących słuŜy katalog „KNR 2-01 (KNRw 2-01) Budowle i roboty ziemne”. Określa
on nakłady rzeczowe robocizny, materiałów i sprzętu, przy uwzględnieniu całości technicznie
uzasadnionych procesów technologicznych, niezbędnych do wykonania normowych jednostek
elementów i robót, realizowanych w optymalnych warunkach organizacyjnych budowy. W ka-
talogu ujęto roboty budowlane realizowane w zakresie budownictwa ogólnego, komunikacyj-
nego, hydrotechnicznego, wodno-melioracyjnego i instalacji podziemnych, odwodnienia wy-
kopów w następujących grupach:
Rozdział 01 - Roboty przygotowawcze, który obejmuje roboty wstępne wykonywane
przed rozpoczęciem właściwych robót ziemnych, a mające tylko na celu przygotowanie te-
renu do robót ziemnych, tj.: karczowanie lub wyrąb drzew z oczyszczeniem terenu z po-
zostałości po karczowaniu drzew, odspajanie i kruszenie gruntów skalistych, roboty
pomiarowe i inne roboty przygotowawcze, układanie i rozbieranie torów roboczych oraz
tymczasowych dróg kołowych.
Rozdział 02 - Roboty ziemne zmechanizowane, który zawiera roboty wykonywane ko-
parkami, spycharkami, zgarniakami i ładowarkami jako maszynami wiodącymi i innymi
maszynami pomocniczymi z podziałem na następujące grupy robót : wykonywane kopar-
kami z przewozem urobku środkami transportu kołowego lub szynowego, wykonywane
koparkami na odkład bez transportu urobku, wykonywane zgarniarkami i spycharkami
3. Projektowanie zasadniczych procesów budowlanych
69
przy odspajaniu i przemieszczaniu gruntu z wykopu na nasyp lub odkład oraz przy plan-
towaniu terenu i formowaniu nasypów, wykonywane zagęszczarkami, ubijakami lub wal-
cami przy zagęszczaniu nasypów, wykonywane ładowarkami z przewozem urobku środ-
kami transportu kołowego.
Rozdział 03 - Roboty ziemne ręczne, do których zalicza się roboty ziemne obejmujące
ręczne odspojenie, przerzut lub ręczny załadunek i wyładunek gruntów kategorii I-VI oraz
tylko przerzut lub załadunek i wyładunek gruntów wyŜszych kategorii. Rozdział obejmuje
równieŜ ręczne formowanie nasypów, wykonywanie wykopów liniowych i obiektowych
dla kabli i instalacji sieci zewnętrznych oraz umocnienia ścian wykopów i ich zasypanie.
Rozdział 04 - Roboty o charakterze branŜowym, obejmujący nakłady na budowle i ro-
boty ziemne, które są wykonywane w ograniczonym zakresie a mianowicie: roboty lotni-
skowe, budowle i roboty hydrotechniczne, kanały i roboty oraz obiekty nasypowe melio-
racyjne.
Rozdział 05 - Roboty wykończeniowe i towarzyszące, obejmujący nakłady na zasypy-
wanie wykopów oraz wnęk budowli inŜynieryjnych, plantowanie terenu oraz skarp wyko-
pów i nasypów, umacnianie skarp przekopów i nasypów oraz dna i skarp rowów i kana-
łów, roboty dodatkowe przy budowie nasypów na błotach oraz róŜne roboty towarzyszące.
Rozdział 06 - Odwodnienie wykopów, w którym znajdziemy normy na wykonanie urzą-
dzeń odwadniających takich jak: studnie depresyjne i otwory wiercone, głofiltry, igłostud-
nie i studnie wpłukiwane, drenaŜe, rurociągi tymczasowe, zasuwy, osadniki piasku, stu-
dzienki rewizyjne i połączeniowe oraz studzienki zbiorcze w dnie wykopu.
Rozdział 07 - Roboty ziemne dla robót elektroenergetycznych, w którym określono
nakłady rzeczowe na roboty ziemne wykonywane dla elektroenergetycznych linii kablo-
wych oraz linii napowietrznych na konstrukcjach wsporczych, jak:- kopanie ręczne i me-
chaniczne rowów dla kabli, zasypywanie rowów dla kabli ręczne i za pomocą spycharek,
wykopy ręczne wraz z zasypaniem podkopów ziemnych nieumocnionych, wykopy jamiste
ręczne i mechaniczne wraz z ręcznym zasypaniem dla słupów.
KNR 2-01 moŜe być wykorzystany do celów planowania, opracowywania projektów
organizacji robót, sporządzania wykazów materiałowych oraz rozliczeń materiałowych,
przy uwzględnieniu ewentualnych róŜnic zachodzących pomiędzy załoŜeniami przyjętymi
przy opracowywaniu katalogu (opisanymi w katalogu) a załoŜeniami organizacyjnymi wła-
ś
ciwymi dla danej budowy. Katalog nie dotyczy robót i budowli ziemnych zaprojektowanych
w sposób znacznie odbiegający od przeciętnych warunków wykonania lub wymagań tech-
nicznych.
Nakłady na budowle i roboty ziemne zostały opracowane przy uwzględnieniu poszczegól-
nych kategorii gruntu [32]. Przewidują wykonywanie robót w gruntach suchych lub o normal-
nej wilgotności. Dla robót wykonywanych w gruntach mokrych (nawodnionych), zalega-
jących poniŜej poziomu wody gruntowej, podane są w odpowiednich tablicach albo na-
kłady dodatkowe, albo teŜ współczynniki zwiększające robociznę, materiały i pracę
sprzętu z tytułu wykonywania robót w warunkach utrudnionych. W nakładach uwzględ-
niono równieŜ robociznę grawitacyjnego odprowadzenia wody do studzienek zbiorczych w
wykopach.
Nakłady oraz współczynniki lub dodatki dla robót wykonywanych w gruntach mo-
krych nie obejmują nakładów na ewentualne zainstalowanie pomp i odpompowywanie
wody bezpośrednio z wykopów lub instalacji odwodnieniowych. Pompowanie wody
wraz z zainstalowaniem pomp naleŜy kalkulować dodatkowo, ustalając czas pompowania
oraz ilość i rodzaj pomp według danych projektu organizacji robót z uwzględnieniem spo-
dziewanego dopływu wody.
Roman Marcinkowski, Tadeusz Kulas
70
Minimalne i maksymalne (graniczne) odległości transportu obowiązujące dla danego środ-
ka transportowego podane zostały w poszczególnych tablicach nakładów na roboty ziemne z
transportem lub w tablicach na dodatkowe odległości przewozu. W nakładach maszynogodzin
zatrudnienia środków transportowych uwzględniono czas zatrudnienia, postojów i przebieg ze
ś
rednią szybkością.
Nakłady na roboty ziemne z transportem kołowym przewidują dwa rozwiązania:
przy przewozie po terenie lub drogach gruntowych nie ulepszonych oraz rozwiązanie al-
ternatywne przy przewozie po drogach o nawierzchni utwardzonej.
Do nakładów na roboty ziemne z transportem kołowym po drogach o nawierzchni utwar-
dzonej naleŜy stosować dodatkowe nakłady robocizny za oczyszczanie nawierzchni dróg lub
ulic z ziemi wynoszonej na protektorach kół przy wyjeŜdŜaniu z wykopów. Dodatki te stoso-
wać naleŜy niezaleŜnie od sposobu załadunku gruntów w wykopie (mechanicznie lub ręcz-
nie), niezaleŜnie od stopnia ich wilgotności oraz niezaleŜnie od odległości transportu mas
ziemnych po drogach i ulicach o nawierzchniach utwardzonych wymagających oczyszczenia.
Nakłady na roboty ziemne kubaturowe z transportem lub przerzutem gruntu uwzględniają
tylko umieszczenie uzyskanego urobku na czasowym odkładzie, albo na miejscu budowy na-
sypu z obrobieniem powierzchni odkładu z grubsza, lecz bez specjalnego formowania i za-
gęszczania gruntu w nasypie oraz bez plantowania (obrabiania) na czysto skarp i korony lub
dna przekopów, wykopów i nasypów. Zagęszczenie gruntu w nasypach, dla których koniecz-
ność i wskaźnik zagęszczenia gruntu zostały ustalone w projekcie, naleŜy kalkulować dodat-
kowo. RównieŜ dodatkowo naleŜy kalkulować potrzebne wjazdy do wykopów dla samocho-
dów lub innego sprzętu, wykonywane poza obrębem zadanego wykopu oraz wykopy i nasypy
pomocnicze dla czasowych torów roboczych lub dróg kołowych.
W katalogu określono minimalne ilości robót ziemnych, których wykonanie sprzę-
tem mechanicznym jest ekonomicznie uzasadnione.
Sposób wykorzystania katalogów nakładów rzeczowych do projektowania organizacji ro-
bót przedstawiono w rozdziale 4.
W sytuacji, gdy nie korzystamy z KNR-ów, projektowanie organizacji
robót oparte jest na analizie wydajności maszyn budowlanych i środków
transportu.
Wydajność pracy koparek jednonaczyniowych i ładowarek obliczyć moŜna według wzo-
rów:
2
1
3600
w
w
c
n
e
S
S
t
S
q
W
⋅
⋅
⋅
⋅
=
sp
u
w
k
k
S
=
1
gdzie: q – geometryczna pojemność łyŜki koparki, ładowarki, w m
3
, S
n
– współczynnik napeł-
nienia naczynia roboczego, zaleŜny od rodzaju gruntu oraz kształtu naczynia roboczego
(k
n
= 0,8÷1,2); k
u
– współczynnik trudności urabiania gruntu (k
u
= 0,7÷1,0); k
sp
– współczyn-
nik spulchnienia gruntu (k
sp
= 1,1÷1,4); S
w2
– współczynnik wykorzystania czasu roboczego
maszyny (S
w2
= 0,7÷0,85); t
c
– czas cyklu roboczego maszyny w sekundach.
Czas trwania cyklu pracy koparki zaleŜy od jej rodzaju i wielkości oraz zakresu obrotu
nadwozia podczas pracy i praktycznie waha się w granicach 15 do 30 s. Czas trwania cyklu
pracy ładowarki zaleŜy od odległości przemieszczania gruntu, stąd jego oszacowanie naleŜy
prowadzić indywidualnie dla róŜnych warunków realizacji procesu roboczego. Do kalkulacji
tego czasu przyjmuje się średnią prędkość przemieszczania ładowarki z urobkiem i bez niego
około 5 km/h.
3. Projektowanie zasadniczych procesów budowlanych
71
Niezbędną liczbę potrzebnych środków transportowych n
t
do obsługi koparki lub ła-
dowarki obliczamy porównując czas trwania cyklu pracy środka transportowego do czasu za-
ładunku:
1
1
w
z
c
t
S
t
t
n
⋅
=
;
e
sp
z
W
k
N
t
⋅
⋅
=
γ
;
60
2
j
w
z
p
c
t
t
t
t
t
⋅
+
+
+
=
;
ś
r
j
V
l
t
⋅
=
60
;
gdzie:
t
c
- czas trwania cyklu pracy środka transportowego w godzinach;
N – nominalna no-
ś
ność środka transportowego w kN,
γ
- cięŜar objętościowy gruntu w stanie rodzimym w
kN/m
3
;
k
sp
– współczynnik spulchnienia gruntu;
W
e
– wydajność koparki (ładowarki) w m
3
/h;
S
w1
– współczynnik wykorzystania wydajności środków transportowych zaleŜny od charakte-
rystyki warunków realizacji procesu transportowego (
S
w1
= 0,85÷0,95); ;
t
p
, t
z
, t
w
, t
j
– czasy -
odpowiednio: podstawienia, załadowania, wyładowania i jazdy środka transportowego w mi-
nutach;
l – odległość transportu gruntu; V
ś
r
– średnia prędkość jazdy środka transportowego w
km/h.
Wydajność pracy spycharek przy odspajaniu i przemieszczaniu gruntu moŜna wy-
znaczyć według wzorów:
2
3600
w
sp
c
n
e
S
k
t
S
q
W
⋅
⋅
⋅
⋅
=
;
ϕ
tg
2
2
⋅
⋅
=
b
h
q
;
zm
st
c
t
t
t
+
=
;
st
t = 20 s (dla ruchu wahadłowego);
st
t = 30 s (dla ruchu nawrotnego);
;
pw
p
s
p
p
s
s
zm
V
l
l
V
l
V
l
t
+
+
+
=
w których:
q – pojemność lemiesza w m
3
;
t
c
- czas trwania cyklu pracy spycharki w sekun-
dach;
k
sp
– współczynnik spulchnienia gruntu;
S
n
– współczynnik napełnienia lemiesza zaleŜ-
ny od rodzaju gruntu i odległości przemieszczania (dla
l
p
=30 m:
S
n
=0,75; a dla
l
p
=70 m:
S
n
=0,33);
S
w2
– współczynnik wykorzystania czasu roboczego spycharki; ;
l
s
, l
p
, - droga
skrawania i przemieszczania gruntu;
V
s
, V
p
, V
pw
– prędkość skrawania, przemieszczania gruntu
i jazdy powrotnej;
h, b – wysokość i szerokość lemiesza spycharki;
ϕ
- kąt stoku naturalnego
przemieszczanego gruntu.
Wydajność pracy spycharek lub równiarek podczas równania terenu w m
2
/h moŜna
wyznaczyć według wzoru:
2
)
5
,
0
sin
(
3600
w
st
ś
r
e
S
t
V
l
n
b
l
W
⋅
+
⋅
−
⋅
⋅
⋅
=
ψ
;
gdzie:
l – długość równanego odcinka w metrach; n – liczba przejść w jednym miejscu;
ψ
-
kąt ustawienia lemiesza w czasie pracy; pozostałe oznaczenia jak wyŜej.
Współczynnik wykorzystania czasu pracy spycharki w okresie zmiany roboczej powinien
kształtować się następująco:
przy niwelacji terenu
S
w2
= 0,85;
przy wykopach fundamentowych do głębokości 1,8 m
S
w2
= 0,80;
przy zasypywaniu wykopów
S
w2
= 0,75;
przy współpracy z koparkami oraz zgarniarkami
S
w2
= 0,60.
Roman Marcinkowski, Tadeusz Kulas
72
Wydajność pracy zgarniarek obliczyć moŜna ze wzorów:
2
3600
w
sp
c
n
e
S
k
t
S
q
W
⋅
⋅
⋅
⋅
=
;
zm
st
c
t
t
t
+
=
;
n
n
st
V
l
t
=
;
p
p
t
t
zm
V
l
V
l
t
+
=
w których:
q – pojemność geometryczna skrzyni w m
3
;
t
c
- czas trwania cyklu pracy zgarniarki
w sekundach;
k
sp
– współczynnik spulchnienia gruntu;
S
n
– współczynnik napełnienia skrzyni
gruntem (zaleŜy od kategorii gruntu)
S
w2
– współczynnik wykorzystania czasu roboczego
zgarniarki; ;
l
n
, l
t
, l
p
, - droga skrawania (i napełniania skrzyni), odległość transportu gruntu,
odległość jazdy z opróŜnioną skrzynią;
V
n
, V
t
, V
p
– prędkość skrawania, jazdy z urobkiem i
powrotnej.
Podstawowym sposobem projektowania zespołów wykonawczych i kalkulacji czasu wy-
konania robót ziemnych jest kalkulacja przez pryzmat norm nakładów rzeczowych (norm na-
kładów pracy) zawartych w KNR-ach. Sposób ten przedstawiono w rozdziale 4 podręcznika, a
zasady projektowania kompleksowej mechanizacji przedstawiono w punkcie 3.1.3. Indywidu-
alną kalkulację wydajności maszyn powyŜszymi wzorami naleŜy wykonywać jedynie w przy-
padku braku odpowiednich norm w katalogach nakładów rzeczowych. MoŜna teŜ posługiwać
się charakterystykami wydajnościowymi maszyn z uwzględnieniem współczynników wyko-
rzystania czasu roboczego zaleŜnych od warunków realizacji procesów roboczych.
Schematy pracy maszyn
W projektowaniu schematów organizacji prac ziemnych istotne jest zidentyfikowanie
parametrów i właściwych pracy maszyn uŜytych do realizacji robót. Chodzi tu głównie o za-
sięg organów roboczych maszyn, ich wielkość, moŜliwości poruszania się w terenie oraz efek-
tywne schematy pracy maszyn. Na rysunkach 3.10 do 3.15 przedstawiono przykładowe sche-
maty pracy maszyn z identyfikacją parametrów i charakterystyk istotnych dla projektowania
organizacji prac ziemnych. Rysunki te nie wyczerpują zagadnienia schematów pracy maszyn,
stąd odsyłamy czytelnika do opracowań szczegółowych poświęconych organizacji i mechani-
zacji robót ziemnych [17, 9, 22].
3. Projektowanie zasadniczych procesów budowlanych
73
Rys. 3.10. Geometryczne parametry pracy koparki słuŜące do ustalenia wymiarów rozkopów.
Rys. 3.11. Planowanie rozkopów przy pracy koparki ze złoŜeniem urobku na odkład.
Rys.3.12. Schemat wykonania wykopu koparką podsiębierną [22].
Roman Marcinkowski, Tadeusz Kulas
74
Rys. 3.13. Schemat wykonania wykopu koparką przedsiębierną [17].
Rys.3.14. Schemat wykonania wykopu dwoma spycharkami.
3. Projektowanie zasadniczych procesów budowlanych
75
Rys. 3.15. Schemat wykonywania robót ziemnych zgarniarkami [22].
Bezpieczne realizowanie prac ziemnych
Podstawowe zasady bhp przy wykonywaniu robót ziemnych są następujące:
roboty ziemne muszą być prowadzone zgodnie z posiadaną dokumentacją,
przed przystąpieniem do robót naleŜy bezwzględnie wyznaczyć przebieg instalacji pod-
ziemnych, a szczególnie linii gazowych i elektrycznych,
roboty w bezpośrednim sąsiedztwie instalacji podziemnych naleŜy prowadzić szczególnie
ostroŜnie i pod bezpośrednim nadzorem kierownictwa robót,
w odległościach mniejszych od 0,5 m od istniejących instalacji roboty naleŜy prowadzić
ręcznie, bez uŜycia sprzętu mechanicznego narzędziami na drewnianych trzonkach, teren,
na którym prowadzone są roboty ziemne, powinien być ogrodzony i zaopatrzony w odpo-
wiednie tablice ostrzegające,
wykopy powinny być wygrodzone barierami ustawionymi w odległości co najmniej 1,0 m
od krawędzi wykopu,
w przypadku prowadzenia robót w terenie dostępnym dla osób postronnych wykopy nale-
Ŝ
y zakryć szczelnie balami,
pochylenie skarp powinno być określone projektem: dla skarp nieobciąŜonych moŜna
przyjąć pochylenia według tablicy 3,
wykonywanie wykopów przez podkopywanie jest zabronione,
wykopy wąskoprzestrzenne i jamiste powinny być bezwzględnie zabezpieczone przez roz-
parcie ścian,
do wykonywania deskowań stosować naleŜy jedynie drewno III lub IV klasy,
deskowanie zabezpieczające wykop powinno wystawać minimum 15 cm ponad krawędź
wykopu w celu zabezpieczenia wykopu przed spadaniem gruntu, kamieni i innych przed-
miotów,
deskowania rozbiera się warstwami szerokości do 40 cm od dołu odpiłowując stojaki w
miarę rozbierania ścian,
Roman Marcinkowski, Tadeusz Kulas
76
schodzić i wchodzić do wykopów moŜna jedynie po drabinkach lub schodniach,
jeśli projekt nie podaje minimalnych odległości, jakie naleŜy zachować przy prowadzeniu
robót w pobliŜu istniejących budynków, przyjmujemy, Ŝe odległościami bezpiecznymi
wykonywania wykopów bez specjalnych zabezpieczeń są:
3,0 m, jeśli poziom dna wykopu jest połoŜony ponad 1,0 m w stosunku do poziomu
spodu fundamentu istniejącego budynku,
4,0 m, jeśli poziomy są jednakowe,
6,0 m, jeśli dno wykonywanego wykopu jest poniŜej spodu istniejącego fundamentu,
lecz nie niŜej niŜ 1,0 m,
przy robotach zmechanizowanych naleŜy wyznaczyć w terenie strefę zagroŜenia, dostoso-
waną do uŜytego sprzętu,
koparki powinny zachować odległość co najmniej 0,6 m od krawędzi wykopów,
nie dopuszczać, aby między koparką a środkiem transportowym znajdowali się ludzie,
samochody powinny być ustawione tak, aby kabina kierowcy była poza zasięgiem koparki,
wyładowanie urobku powinno odbywać się nad dnem środka transportowego,
niedozwolone jest przewoŜenie ludzi w skrzyniach zgarniarek lub innego sprzętu mecha-
nicznego,
w przypadku konieczności dokonania jakichkolwiek prac w pobliŜu pracujących maszyn
naleŜy je bezwzględnie wyłączyć,
odległość między krawędzią wykopu a składowanym gruntem powinna być nie mniejsza
niŜ: 3,0 m dla gruntów przepuszczalnych, 5,0 dla gruntów nieprzepuszczalnych,
niedopuszczalne jest składowanie gruntów w odległości mniejszej od 1,0 m od krawędzi
wykopu odeskowanego, pod warunkiem Ŝe obudowa jest obliczona na dodatkowe obcią-
Ŝ
enie odkładem gruntu,
niedopuszczalne jest składowanie urobku w granicach prawdopodobnego klina odłamu
gruntu przy wykopach nieumocnionych,
w przypadku osunięcia się gruntu lub przebicia wodnego naleŜy wstrzymać roboty, zabez-
pieczyć miejsce niebezpieczne i ustalić przyczynę zjawiska; do usunięcia usuwisk lub
przebić wodnych naleŜy przystąpić niezwłocznie po ustaleniu ich przyczyny i sposobu li-
kwidacji,
gdy w czasie wykonywania robót ziemnych zostaną znalezione niewypały lub przedmioty
trudne do zidentyfikowania, roboty naleŜy przerwać, miejsce odpowiednio zabezpieczyć i
niezwłocznie powiadomić właściwe władze administracyjne i policję,
w przypadku natrafienia na przedmioty zabytkowe, szczątki archeologiczne naleŜy roboty
przerwać, teren zabezpieczyć i powiadomić właściwy Urząd Konserwatorski,
w przypadku odkrycia pokładów kruszyw lub innych materiałów nadających się do dal-
szego uŜytku naleŜy powiadomić inwestora i uzyskać od niego decyzję co do dalszego
postępowania.
3. Projektowanie zasadniczych procesów budowlanych
77
3.2.2. Projektowanie transportu masowych materiałów budowlanych
Terminem masowych materiałów budowlanych określa się materiały, które na bu-
dowę powinny być dostarczane sukcesywnie w czasie realizacji prac. Do materiałów ta-
kich zaliczamy przykładowo: kruszywa (szczególnie w budownictwie drogowym), beton to-
warowy, cegłę, bloczki - przy wznoszeniu obiektów technologią tradycyjną, grunt). Podsta-
wowym problemem w organizacji transportu takich materiału jest dobór rodzaju i licz-
by środków transportowych, zapewniających niezakłóconą realizację procesów zasadni-
czych budowy.
O wyborze środka transportowego decydują przewaŜnie względy techniczne i ekonomicz-
ne. Właściwy dobór środka transportowego, umoŜliwiający racjonalne wykorzystanie jego ła-
downości i przebiegu, wpływa na efektywność uŜytkowania pojazdu. Najczęściej jednak na
wybór ma wpływ koszt przewozu ładunku.
Z punktu widzenia projektowania organizacji transportu podstawowe znaczenie ma umie-
jętne obliczenie wydajności, gdyŜ od tego zaleŜy dobór liczby i rodzaju środków transporto-
wych.
Wydajność środka transportowego W
tr
oblicza się według ogólnie przyjętych wzorów
dla wydajności maszyn o działaniu cyklicznym:
w
n
tr
S
S
n
Q
W
×
×
×
=
gdzie: Q – nośność jednostki transportowej w t (lub jej pojemność w m
3
), n – liczba cykli
transportowych w ciągu jednej zmiany, S
n
– współczynnik wykorzystania ładowności jednost-
ki transportowej zaleŜny od rodzaju materiału, S
w
– współczynnik wykorzystania czasu robo-
czego w stosunku do ogólnego czasu pracy.
Liczbę cykli transportowych (kursów) w czasie trwania jednej zmiany roboczej obli-
cza się ze wzoru:
t
T
n
k
=
,
w
ś
r
z
t
V
l
t
t
+
+
=
2
;
gdzie: T – czas zmiany roboczej, t – czas pełnego cyklu przewozowego jednostki transporto-
wej, t
z
– czas potrzebny na załadowanie wraz z manewrowaniem, t
w
– czas potrzebny na wy-
ładowanie wraz z manewrowaniem, v
ś
r
– średnia prędkość jazdy środka transportowego, l –
odległość przewozowa.
Jeśli znana jest wydajność przewozowa środka transportowego, to do przewiezienia
w ciągu jednej zmiany roboczej ładunku o wielkości G, potrzebną liczbę jednostek
transportowych n
j
moŜna wyliczyć ze wzoru:
tr
j
W
G
n
=
W praktyce czas jazdy środków transportowych jest zaleŜny od stanu technicznego pojazdów,
warunków drogowych itp. Dlatego obliczoną liczbę pojazdów n
j
powiększa się o 10 – 20%.
Obok wykorzystania nośności środka transportowego waŜnym elementem jest zapewnie-
nie ciągłości pracy. Podczas planowania organizacji transportu w budownictwie naleŜy dąŜyć
do optymalnego wykorzystania środków transportowych, poniewaŜ ma to wpływ na ekonomi-
kę przyjętego rozwiązania transportu. Polega to na stworzeniu takich warunków, w których
będzie osiągnięta równomierność stosowania środków transportowych oraz grup roboczych
lub maszyn ładujących i wyładowujących te środki. NaleŜy jednak pamiętać Ŝe miarodajnym
Roman Marcinkowski, Tadeusz Kulas
78
wskaźnikiem nieprzerwanego transportu poziomego jest załadunek lub wyładunek (który z
nich trwa dłuŜej).
Rys 3.16. Wykres przebiegu nieprzerwanego transportu poziomego [17].
Zasadę nieprzerwanego transportu poziomego przedstawia wykres na rys. 3.16. Na wykre-
sie pokazano siedem pełnych cykli przewozowych. W chwili podstawienia ósmego środka
transportu do załadowania , pierwszy środek transportu, po odbyciu pełnego cyklu przewozo-
wego, ponownie znajduje się w miejscu ładowania. Od tego momentu cykl przewozowy
wszystkich środków transportowych powtarza się.
Transport równomierny powinien być stosowany szczególnie przy odwoŜeniu urobku po-
zyskanego przez koparki oraz przy przewozach na budowę masowych materiałów budowla-
nych ładowanych mechanicznie.
3. Projektowanie zasadniczych procesów budowlanych
79
Rys.3.17. Przykład planowania dostaw bloczków betonowych.
W budownictwie przyjęto ustalać wielkość zapasu materiałów masowych na budowie
w dniach. Zapas ten określa się wg zaleŜności:
w
t
zw
m
t
t
t
T
+
+
=
gdzie: t
zw
– czas, jaki upływa od złoŜenia zamówienia do rozpoczęcia wysyłki materiału (dni);
t
t
– czas transportu materiału od wytwórcy lub hurtowni na budowę (dni); t
w
– czas wyłado-
wania, przyjęcia, rozdzielenia na składowiska i do magazynów oraz ewentualne przygotowa-
nie materiału.
Przykład planowania dostaw na podstawie zuŜycia i przyjętego poziomu zapasu bloczków
betonowych przedstawiono na rysunku 3. 17. Podkreślmy, Ŝe planowanie takie prowadzi się
dla materiałów masowych, dostarczanych na budowę sukcesywnie w czasie ich zuŜywania.
Tablica 3.6. Pojemność samochodów do przewozu materiałów [8].
Rodzaj materiału
Nośność samochodu, t
3,5
4,0
5,0
6,0
8,0
Jednostka
Pojemność (ilości jednostek materiału)
Ziemia
m
3
2,20
2,50
3,10
3,80
5,0
Piasek, Ŝwir
m
3
2,00
2,40
3,00
3,60
4,8
Tłuczeń kamienny
m
3
1,90
2,34
2,94
3,50
4,6
Cegła pełna
m
3
990
1140
1430
2000
2800
Drewno krągłe
m
3
4,5
5,1
6,5
7,8
10,5
Drewno twarde
m
3
5,0
5,9
7,3
8,8
11,5
Tablica 3.7. Prędkość jazdy samochodów [8].
Normatywne wartości v
ś
r
(km/h)
dla samochodów o nośności, t
Rodzaj drogi
Stan
drogi
do 2
2,5
÷÷÷÷
4
4,5
÷÷÷÷
8
pow. 8
Betonowe, asfaltowe, asfaltowo - beto-
nowe
dobry
38
33
30
30
Jw., lecz przy przejazdach po ulicach
miast
dobry
30
26
20
20
ś
redni
26
22
18
16
Brukowane, tłuczniowe, Ŝwirowo -
tłuczniowe, Ŝwirowe
zły
18
14
10
-
Tymczasowe w warunkach budowy (roz-
jeŜdŜone), gruntowe, w okresie długo-
trwałych opadów, drogi zaśnieŜone
zły
12
10
-
-
BezdroŜa, drogi gruntowe i piaszczyste
-
9
8
-
-
Roman Marcinkowski, Tadeusz Kulas
80
MoŜliwą do osiągnięcia wydajność jednostki transportowej W
tr
w przewozie danego
materiału budowlanego w czasie T
m
moŜna obliczyć z wzoru:
l
t
t
v
S
S
v
n
T
Q
T
W
w
z
ś
r
w
n
ś
r
g
m
m
tr
⋅
+
+
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
=
2
)
(
)
(
gdzie: Q – nośność jednostki transportowej (w przypadku określenia wydajności w t) lub po-
jemność jednostki transportowej (gdy wydajność określana jest w m
3
lub w sztukach); pojem-
ność samochodów do przewozu materiałów podano w tablicy 3.6., v
ś
r
– prędkość średnia
przewozowa (połowa sumy prędkości z obciąŜeniem i bez obciąŜenia) w km/h; prędkość jaz-
dy samochodów przedstawiono w tablicy 3.7, n
g
– liczba godzin dziennej pracy samochodu;
S
n
– współczynnik wykorzystania nośności jednostki transportowej; S
w
– współczynnik wyko-
rzystania czasu pracy jednostki transportowej; l – odległość przewozu materiału w km; t
z
–
czas załadunku lub przeładunku jednostki w h; t
w
– czas wyładunku w h.
Znając moŜliwości przewozowe jednostki transportowej i zuŜycie materiału w okre-
sie T
m
, moŜemy ustalić liczbę potrzebnych środków transportu, zapewniających dostar-
czanie materiału z wymaganą intensywnością.
Literatura
1.
Abramowicz M., „Roboty betonowe na placu budowy”, Arkady, Warszawa 1992.
2.
Ciołek R., „Kompleksowa mechanizacja produkcji budowlanej”. Arkady, Warszawa 1985.
3.
DyŜewski A., „Technologia i organizacja budowy” t.1 i t.2, Arkady, Warszawa 1989/91.
4.
JamroŜy Z., „Beton i jego technologie”, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa-Kraków 2000.
5.
Jaworski K.: „Metodologia projektowania realizacji budowy”. PWN. Warszawa 1999.
6.
Jaworski K.M., Lenkiewicz W., „Organizacja i planowanie w budownictwie” Tom I i II, Wydawnictwa Poli-
techniki Warszawskiej, Warszawa 1992.
7.
Jaworski K.M., Orłowski Z., „Podstawowe problemy projektowania robót montaŜowych”, InŜynieria i Bu-
downictwo 5/92.
8.
Jaworski K.M., „Podstawy organizacji budowy”, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2004.
9.
Lenkiewicz W., „Technologia robót budowlanych”, PWN, Warszawa 1985
10.
Marcinkowski R., „Metody harmonogramowania przedsięwzięć inŜynieryjno-budowlanych”, WAT, War-
szawa 1995
11.
Mielczanek Z., „Nowoczesne konstrukcje w budownictwie ogólnym” Arkady, Warszawa 2001.
12.
Mirski Z., Łącki K , „Budownictwo z technologią 2”, WSiP, Warszawa 1998
13.
Mirski J. Z., „Budownictwo z technologią 3”, WSiP, Warszawa 1995
14.
Praca zbiorowa pod redakcją Pliszki E. „Vademecum Budowlane”. Arkady, Warszawa 2002.
15.
Praca zbiorowa pod red. Panasa J., „Nowy Poradnik majstra budowlanego”, Warszawa 2003, 2004
16.
Praca zbiorowa pod red. W. Lenkiewicza, „Organizacja i planowanie budowy”, PWN, Warszawa 1985
17.
Praca zbiorowa, „Poradnik inŜyniera i technika budowlanego”, cz V, Arkady, Warszawa 1986
18.
Pyrak S., „Konstrukcje z betonu” WSiP, Warszawa 2001.
19.
Rowiński L., Kobiela M., Skarzyński A.: „Technologia monolitycznego budownictwa betonowego”. PWN.
Warszawa 1980.
20.
Sadowski Z., „Technologiczność prefabrykowanych konstrukcji Ŝelbetowych”, Arkady, Warszawa 1983.
21.
Sadowski Z., „Technologia i organizacja montaŜu w systemach budownictwa mieszkaniowego”, Arkady.
Warszawa 1983.
22.
Stefański A., Walczak J.: „Technologia robót budowlanych”. Arkady. Warszawa 1983.
23.
Tauszyński, „Budownictwo z technologią 1”, WSiP, Warszawa 2004
24.
Widera J., „Przygotowanie budowy wykonywanej nowoczesnymi technologiami”, Poradnik, WACETOB
PZITB, Warszawa 1998.
25.
Więckowski A., „Dobór urządzeń do podawania mieszanki betonowej”, Przegląd Budowlany, 6/2003.
3. Projektowanie zasadniczych procesów budowlanych
81
26.
Zespół autorów pod red. Ujmy A., „Warunki techniczne wykonania i odbioru robót budowlanych”, Wydaw-
nictwo Verlag Dashofer, Warszawa 2006.
27.
Ziółko J., Orlik G., „MontaŜ konstrukcji stalowych”, Arkady, Warszawa 1980.
28.
PN-90 M-47850 „Deskowania dla budownictwa monolitycznego. Deskowania uniwersalne”.
29.
PN-B-06050: 1999 „Roboty ziemne - Wymagania ogólne”.
30.
PERI, „Informator techniczny 2005. Deskowania”.
31.
Thyssen Hunnebeck, „Instrukcje montaŜu poszczególnych systemów”, Stan na styczeń 2003
32.
KNR-W 2-01 „Budowle i roboty ziemne”, Wyd. WACETOB, Warszawa 1997.
33.
KNR-W 2-02 „Konstrukcje budowlane”, Wyd. WACETOB, Warszawa 2003.
34.
KNR-W 2-05 „Konstrukcje metalowe”, Wyd. WACETOB, Warszawa 1992.
35.
Katalog Baumann Mostostal Siedlce.
36.
Katalog deskowań Doka
37.
Katalog deskowań Doka.
38.
Katalog produktów Bauma.
39.
Katalog produktów Noe-pl
40.
Katalog Thyssen Hünnenbeck.
41.
Program komputerowy ELPOS.
42.
Program komputerowy TIPOS.
43.
Kozarski P., Molski P,. ”Zagospodarowanie i konserwacja zabytkowych budowli”, Fortyfikacja, Warszawa
2001.
44.
Borusiewicz W., „Konserwacja zabytków budownictwa murowanego”, Arkady, Warszawa 1985.
45.
Thierry J., Zaleski S., „Remonty budynków i wzmacnianie konstrukcji”, Arkady, Warszawa 1982.
46.
Ustawa z dnia 07.07.1994r., „Prawo budowlane”, Dz. U. z 2002r. nr 106, poz. 1126 wraz ze zmianami.