Разработка грунта в котловане

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Томский государственный архитектурно-строительный университет» (ТГАСУ)

Кафедра: «ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Технология строительных процессов»

«РАЗРАБОТКА ГРУНТА В КОТЛОВАНЕ»

Томск 2016

Содержание

Введение

1. Исходные данные

2. Назначение размеров под фундамент здания

3. Вычисление объемов земельных работ

4. Подбор комплекта машин для разработки грунта в котловане

4.1 Подбор бульдозера

4.2 Подбор вспомогательного экскаватора

4.3 Подбор ведущего экскаватора

4.4 Подбор грузового транспорта

5. Составление ведомости объемов земляных работ

6. Калькуляция трудовых затрат и машинного времени

7. Расчет комплекта автосамосвалов для транспортирования грунта

8. Расчет забоя одноковшового экскаватора

9. График производства земляных работ

10. Расчет технико-экономических показателей комплекта машин для земляных работ

11. Расчет материальных ресурсов для производства работ

12. Технология организации производства земляных работ

13. Безопасность труда при производстве земляных работ

Список литературы

Введение

Данный курсовой проект посвящен проектированию технологий производства земляных работ при разработке грунта в котловане. Курсовой проект состоит из двух частей: пояснительная записка и графическая часть. В пояснительной записке приведены расчеты объемов земляных работ, калькуляция трудозатрат и машинного времени, выбор строительных машин и транспортных средств. Также рассчитаны технико-экономические показатели проекта. Кроме этого разработана и представлена технология организации земляных работ, меры по безопасности труда и контролю качества при производстве земляных работ.

Графическая часть представлена технологической картой разработки грунта в котловане (траншее) под фундаменты промышленного здания, выполненной на листе формата А1.

В ходе выполнения данного курсового проекта главной целью является приобретение навыков проектирования технологии выполнения строительных процессов и закрепление теоретического материала раздела «Технология земляных работ» в составе дисциплины «Технологические процессы в строительстве».

1. Исходные данные

Котлован под здание с подвалом.

- Размер здания в осях 26х50 м.

- Глубина котлована h=4 м.

- Вид грунта: суглинок тяжелый.

- Тип экскаватора: обратная лопата.

- Расстояние перевозки грунта 3,6 км.

- Число смен 2.

Рис. 1. План фундамента здания

Рис. 2. План котлована под фундамент здания

Рис. 3 Схема разрезов котлована

2. Назначение размеров под фундамент здания

Размеры котлована определяются с учетом СНиП 3.02.01. Ширину и длину котлована на уровне дна принимаем больше ширины и длины фундамента по 0,5м с каждой стороны и с учетом привязки осей.

Вн=26+2•1.1+2•0.5=29.2м

Lн=50+2•1.3+2•0.5=53,6м

Ширину и длину котлована в верхнейчасти определим с учетом заложения откосов:

ВВ= Вн+2тh=29,2+2•0,625•4=34,2м

LВ= Lн++2тh=53,6+2•0,625•4=58,6м,

где т=0,625, по таблице П1.1 методики при грунте суглинок и h=4м, полученное значение получено методом интерполяции, для h=3м (т=0,5), для h=5м (т=0,75)

Расчетную глубину котлована (hp) определяем с учетом недобора грунта. Недобор грунта при разработке котлована экскаватором обратная лопата hн=0.2м.

hp=h- hн=4-0.2=3,8м

3. Вычисление объёмов земляных работ

Объем грунта под фундамент здания определим по формуле:

Vк= hp• [ Вн• Lн+ ВВ• LВ+( Вн+ ВВ)( Lн+ LВ)]/6=3,8••[ 29.2• 53.6+ 34,2• 58,6+( 29,2+ 34,2)( 53,6+ 58,6)]/6=6765,72 м3

Объем грунта в срезной траншее определим по формуле:

Vтр=h2•[3b+2mh(m?-m)/m?]•(m?-m)/6=

=42•[3•3,5+2•0,625•4(5-0,625)/5]•(5-0.625)/6=79,04м3

где b=3.5м ширина съезда для бульдозера; m?=5 коэффициент откоса съездной траншеи для бульдозера.

Объем недобора грунта в котловане определим по формуле:

Vн= Lн• Вн• hн=53,6•29,2•0.2=313,02 м³

Общий объем грунта составит: V= Vк+ Vтр+ Vн=7157,78м³

Растительный слой грунта срезают на глубину hр.сл=15-20 см до разработки котлована отсыпают отдельно в предусмотренном месте или вывозят за пределы строительной площадки. Площадь срезки определим по формуле:

F1=(BB+20)•( LВ+20)=(34,2+20)•( 58,6+20)=4260,12 м²

Площадь планировки дна котлована: F2= Lн• Вн=53,6•29.2=1565,12 м2

Дальность транспортировки бульдозером срезанного растительного слоя грунта: L1=(LB+20)/2=(58,6+20)/2=39,3м, принимаем L1=39м.

Дальность транспортировки бульдозером недобора грунта: L2= Lн=53,6м?54 м.

Объем срезаемого растительного слоя грунта определим по формуле:

Vр.сл=F1• hр.сл=4260,12•0,2=852,02м³

4. Подбор комплекта машин для разработки грунта в котловане и его транспортировния

4.1 Подбор бульдозера

Исходя из расстояния перемещения грунта бульдозера на основе рекомен-дации метод. указания стр.17 определяем тяговое усилие и вид бульдозера. По таблице П.1.2 стр.34 на основе тягового усилия бульдозера, определяем его марку. Для выбранной марки определяем и выписываем его основные техниче-ские характеристики с использованием данных этой таблице и §Е 2-1-22 стр.83-85 табл.1. Технические характеристики приведены в таблице 1.

Таблица 1 Технические характеристики бульдозера ДЗ-42

Наименование показателя	Бульдозер ДЗ-42
Базовая машина	ДТ-75
Тяговое усилие, кН	67,9
Ширина отвала, м	2,56
Тип отвала	Неповоротный
Длина отвала, м.	2,56
Высота отвала, м.	0,81
Управление	гидравлическое
Мощность, кВт	55
Масса бульдозерного оборудования, т.	1,07

4.2 Подбор впомогательного экскаватора

Для погрузки растительного слоя и недобора грунта из котлована выбираем вспомогательный экскаватор прямая лопата ( по таблице П1.3 методики определяем емкость ковша экскаватора 0,25 м³ при Vр.сл+ Vн=1165,04м ³) по таблице П1.4 методики это эксковатор марки ЭО-2621А в комплекте с самосвалом, вывозящим грунт за пределы строительной площадки.

По таблицы П.1.4 , исходя из ёмкости ковша экскаватора прямая лопата определяем его конкретную марку и выписываем в таблицу технические ха-рактеристики выбранного экскаватора, используя таблицу П.1.4 стр. 35.

Таблица 2 Технические характеристики экскаватора прямая лопата ЭО-2621А

Марка экскаватора	ЭО-2621А
Ёмкость ковша, м3	0,25
Наибольший радиус копания, м	4,7
Максимальная высота копания, м.	4,6
Наибольшая высота выгрузки, м	3,3
Радиус копания на уровне стоянки, м	2,7
Мощность, кВт	44(60)
Масса экскаватора, т.	5,45

4.3 Подбор ведущего экскаватора

Необходимо подобрать ёмкость ковша и определить марку экскаватора. Ёмкость ковша экскаватора определяется на основе таблице П.1.5 стр. 36 на основе суммарного объема грунта в съездной траншеи и объёма грунта в котловане по таблице П.1.5 стр. 34. Для выбранной марки экскаватора, ис-пользуя таблицу П.1.5 выписываем, в таблицу 3 все технические характери-стики выбранного экскаватора.

Для разработки грунта в котловане и съездной траншее подобран ведущий одноковшовый экскаватор обратная лопата с гидровлическим приводом марки ЭО-3323А с емкостью ковша 0,63 м³. (таблицы П1.3 и П1.5 при Vк+ Vтр=6844,76 м³ ).

Таблица 3 Технические характеристики экскаватора обратная лопата Э-3323А

Показатели	Марка экскаватора, ЭО-3323А
Вместимость ковша, м3	0,63
Наибольший радиус копания, м	7,9
Максимальная глубина копания, м	4,8
Наибольшая высота выгрузки, м	6,05

4.4 Подбор грузового транспорта для транспортирования грунта

По таблице П.1.8 стр. 38 выписываем технические характеристики выбранной марки автосамосвала в таблицу 4.

Таблица 4 Технические характеристики автосамосвала ЗИЛ-ММЗ 555

Показатели	Марка автосамосвала ЗИЛ-ММЗ 555
Грузоподъёмность, т	5,8
Вместимость кузова, м3	3,9

фундамент котлован грунт экскаватор

5. Составление ведомости объемов земляных работ

Ведомость составляется на основе данных и расчетов. Учитываем, что грунт растительного слоя относится к грунтам I категории по таблице П1.9. Составляем таблицу 5.

Таблица 5 Ведомость объемов земляных работ

Наименование строительных процессов	Ед. изм. по ЕНиР	Кол-во ед. изм.
1. Срезка растительного слоя грунта I категории бульдозером ДЗ-42	1000м2	4,260
2. Транспортирование ранее разработанного растительного слоя грунта I категории бульдозером на растояние L1=39м	100м3	8,52
3. Разработка растительного слоя грунта I категории экскаватором прямая лопата с емкостью ковша 0,25 м 3 с погрузкой в транспортное средство	100м3	8,52
4. Разработка грунта II категории в съездной траншее экскаватором обратная лопата с емкость ковша 0,63м3 с погрузкой в транспортное средство	100м3	0,79
5. Разработка грунта II категории в котловане экскаватором обратная лопата с емкость ковша 0,63м3 с погрузкой в транспортное средство	100м3	67,66
6. Разработка недобора грунта II категории в котловане бульдозером на растояние L2=54м	100м3	3,13
7. Разработка ранее разработанного грунта I категории экскаватором прямая лопата с емкостью ковша 0,25 м3 с погрузкой в транспортное средство	100м3	3,13
8. Окончательная планировка для котлована бульдозером ДЗ-42	1000м2	1,565

6. Калькуляция трудовых затрат и машинного времени

Калькуляция тредовых затрат и заработной платы составлена на основании ведомости объемов земляных работ и при сборников ЕНиР Е2.

Норму времени и расценку определили с учетом категории грунта.

Использовались поправочные коэффициенты.

Составляем таблицу 6.

Таблица 6 Калькуляция производственных затрат на разработку грунта

№ п/п	Наименование работ и процессов	Ед. изм. V раб.	V работ м3 на 100м3	Обоснование ЕНиР	Норма времени, маш-час	Трудоемкость маш-час	Сост. звена по ЕНиР
					Рабочих, чел.-ч	Машиниста, чел.-ч	Рабочих , чел-ч	Машиниста, чел.-ч
1	Срезка растительного слоя грунта I категории бульдозером ДЗ-42	1000 м2	4,26	Е2-1- 5№2а	-	0,69	-	2,94	машинист 5р-2
2	Транспортировка ранее разработанного грунта 1-ой категории бульдозером ДЗ-42 на расстояние L=39 м	100 м3	8,52	Е2-1-22 №1а, 1в, табл 2	-	0,85*(0,94*1+0,87*2,6)=2,72	-	19,43	машинист 5р-2
3	Разработка растительного слоя грунта I категории экскаватором прямая лопата ЭО-2621А с емкостью ковша 0,25 м3 с погрузкой в транспортное средство	100 м3	8,52	Е2-1-8№1а табл. 7	-	3,5	-	29,82	машинист 5р-2
4	Разработка грунта II категории в сьездной траншее экскаватором обратная лопата ЭО-3323А с ёмкостью ковша 0,63м с погрузкой в транспортное средств	100 м3	0,79	Е2-1-11 №4а, табл. 7	-	2,6	-	2,69	машинист 6р-2
5	Разработка грунта II категории в котловане экскаватором обратная лопата ЭО-3323А с ёмкостью ковша 0,63м3 с погрузкой в транспортное средство	100 м3	67,66	Е2-1-11 №4а, табл. 7	-	2,6	-	230,04	машинист 6р-2
6	Разработка недобора грунта II категории в котловане бульдозером ДЗ-42 с транспортированием на расстояние L2=54 м	100 м3	3,13	Е2-1-22 №1б, 1г, табл. 2	-	(1,1*1+0,94*3,6)=4,48	-	12,27	машинист 5р-2
7	Разработка ранее разработанного грунта I категории экскаватором прямая лопата ЭО-2621А с емкостью ковша 0,25м3 с погрузкой в транспортное средство	100 м3	3,13	Е2-1-8 №1а. табл. 7	-	3,5	-	10,96	машинист 5р-2
8	Окончательная планировка дна котлована бульдозером ДЗ-42	1000 м2	1,565	Е2-1-36 №1б	-	0,49	-	0,77	машинист 5р
Итого:					308,92

7. Расчет комплекта автосамосвалов для транспортирования грунта

Необходимое количество автосамосвалов для транспортирования грунта зависит от времени погрузки самосвала и продолжительности работы цикла автосамосвала. Определим время погрузки автосамосвала по формуле:

tп=Нвр•Vка /(100Кпр)+tм ,

где Нвр=3,4 маш.ч - норма машинного временина разработку грунта ведущим экскаватором с погрузкой в транспортное средство (талица 2);

Vка=3,9 м³ - объем кузова автосамосвала (таблица П1.8 методики);

Кпр=1,25 - коэффициент первоначального разрыхления грунта(таблица П1.11 методики);

tм= tр =0,017ч - продолжительность маневров транспортных средств при выгрузке или установке под погрузку (принимается).

Время погрузки автосамосвала:

tп=3,4•3,9/100•1,25 +0,017=0,123ч

Продолжительность работы цикла автосамосвала определим по формуле:

tц= tп+2L/vср+tр+ tм ,

где L=3,6 км -по заданию расстояние перевозки грунта;

vср=20км/ч - средняя скорость автосамосвала(таблица П1.10 методики)

Продолжительность работы цикла автосамосвала:

tц=0,123+2•3,6/20+0,017+0,017=0,517ч

Определим число автосамосвалов: N= tц/ tп=0,517/0,123=4,2

Полученное число самосвалов округляем в большую сторону и принимаем равным пяти.

8. Расчет забоя одноковшового экскаватора

Для разработки грунта в котлов а не можно назначить первую лобовую проходку экскаватора с односторонней выгрузкой в автосамосвал, все последующие проходки - боковые.

Одноковшовый экскаватор обратная лопата с гидровлическим приводом марки ЭО-3323А с емкостью ковша 0,63 м³ имеет следующие технические характеристики:

- максимальный радиус копания грунта R=7,9м;

- максимальная глубина копания hэ=4,8м;

- оптимальный радиус резания грунта Rо=0,8• R =0,8•7,9=6,32м;

- радиус выгрузки грунта Rв=0,8• R =0,8•7,9=6,32 м.

Ширину автосамосвала примем равной ba=2,2м.

Радиус резания грунта на уровне дна котлована Rр=6,12 м (по таблице П1.13 методики интерполирование).

Масимальный радиус резания на уровне подошвы окоса (Rб=3,0м для экскаватора с емкостью ковша Vэ=0,63м³ по методики стр.26):

Rmin=Rб+mhp=3,13+0,625•3,8=5,5 м

Длина рабочей передвижки экскаватора по таблице П1.12 lп=1,46м.

Ширина уширенного лобового забоя определим по формуле:

Вл= +(Rв-0,5ba-1)=6,122 +1,462+ (6,32 - 0,5Ч 2,2 -1) =10,51м

Ширина бокового забоя по верху:

Вб= +(Rв-0,5ba-1)-тhp=10,51-0,625•3,8=8,14м

Количество боковых проходов определим по формуле:

Nб=( Вв- Вл)/ Вб=(34,2-10,51)/ 8,14=2,91

Принимаем количество боковых проходов равным трем.

Расстояние между крайними стоянками экскаватора при уширенном лобовом забое определим по формуле:

аСТ=Вл-2•0,7•Rp=10,51-1,4•6,12=1,94м

Рис. 3. Технологическая схема разработки грунта в котловане

9. График производства земляных работ

Календарный план производства земляных работ построен на основании калькуляции и с учетом совмещения технологических операцийво времени для бульдозера и экскаватора таблица 7.

Таблица 7 График производства земляных работ

10. Расчет технико-экономических показателей комплекта машин для земляных работ

1) Продолжительность выполнения работ определяют по календарному плану производства земляных работ.

? Т=20,25 дней.

2) Объём земляных работ определяют как:

3) Затраты в маш-ч. определяют на основе калькуляции трудовых затрат, по тем видам работ, которые выполняют эти машины.

Таблица 8. Затраты машинного времени

Наименование машин	Затраты машинного времени, маш.-час.
	На 1 машину	На все машины
1.бульдозер	23,14	23,14
2.экскаватор прямая лопата	42,09	42,09
3.экскаватор обратная лопата	232,73	232,73
Итого:	297,96	297,96

4) Сменная производительность ведущего экскаватора

Вр= V*Тсм/Тр

Вр=7157,78*8/297,96=192,18 м³/маш.-см.

11. Расчет материальных ресурсов для производства работ

Расчет материально-технических ресурсов для работ строительных машин (бульдозер и эксковаторы) при разработке грунта в котловане выполняем на основе норм расхода материалов, приведенных в таблице П1.14.

Количество материала получаем путем перемножения нормы расхода на на время работы данной машины на строительной площадке. Результаты сводим в таблицу 8.

Таблица 8

Материалы	Механизмы
	ДЗ-42	ЭО-2621А	ЭО-3323А	Всего
Дизельное топливо	150,41	332,51	1861,84	2344,76
Дизельное масло	5,55	15,15	83,78	34,14
Индустриальное масло	1,16	0,84	4,66	1,77
Веретенное масло	-	2,11	11,64	4,22
Автол	0,46	2,11	11,64	4,53
Нигрол	0,46	1,26	6,98	2,84
Солидол	1,39	10,52	48,87	18,66
Керосин	-	2,53	13,96	5,06
Обтирочные материалы	0,46	1,26	6,98	2,84

12. Технология организации производства земляных работ

К началу выполнения работ необходимо иметь:

- схему разбивки котлована с нанесением существующих подземных коммуникаций;

- разрешение на право производства земляных работ;

- проект производства работ.

Участок разработки грунта подготавливается в теплое время года до начала промерзания грунта.

Предварительная подготовка включает:

- срезку и перемещение растительного слоя грунта в отвал, для использования его в последующем при благоустройстве площадок;

- рыхление на глубину 30 - 35 см для предохранения грунта от промерзания. Рыхление производят с одновременным разравниванием грунта с помощью бороны, закрепленной на бульдозере ДЗ-42.

В зимнее время для предохранения грунта от промерзания рекомендуется накапливать снежный покров с помощью снегозадержания. Для снегозадержания устраивают валы из снега, располагая их перпендикулярно господствующему ветру.

Настоящий комплексно-механизированный процесс состоит из подготовительных и основных операций.

К подготовительным операциям относятся:

- предварительная разбивка осей и контура котлована;

- очистка площади котлована от снега при необходимости; - устройство временного освещения; - окончательные разбивочные работы.

К основным операциям относятся:

- срезка растительного слоя грунта I категории бульдозером ДЗ-42;

- предварительное рыхление верхнего слоя грунта;

- разработка котлована до проектных отметок;

- транспортирование разработанного грунта за пределы строительной площадки;

- зачистка дна котлована.

Разработка котлована производится комплексом машин, включающим бульдозер ДЗ-42, экскаватор прямая лопата ЭО-2621А, экскаватор обратная лопата ЭО-3322 и автосамосвалы ЗИЛ-ММЗ 555.

Срезка растительного слоя грунта I категории и его транспортирование на расстояние 25м производится бульдозером ДЗ-42.

Разработка растительного слоя грунта I категории экскаватором прямая лопата с емкостью ковша 0,25 м³ ЭО-2621А с погрузкой в транспортное средство.

Грунт в котловане разрабатывают экскаваторами марки ЭО-3322 с оборудованием обратная лопата. Перед этим рыхление грунта производится последовательно по захваткам. Размеры захваток соответствуют проходкам экскаватора ЭО-3322 при разработке грунта.

Разработка недобора грунта II категории в котловане бульдозером на расстояние 30м.

Разработка ранее разработанного грунта I категории экскаватором ЭО- 2621А с погрузкой в транспортное средство.

Окончательная планировка для котлована бульдозером ДЗ-42.

Запределы строительной площадки грунт транспортируют автосамосвалами ЗИЛ-ММЗ 555.

Разработка грунта ведется с недобором грунта 0,1 м до проектной отметки дна котлована. Перебор грунта не допускается.

13. Безопасность труда при производстве земляных работ

Техника безопасности на строительных объектах должна соблюдаться в соответствии с требованиями СНиП 12-04-2002. Ответственность за состояние техники безопасности и промышленной санитарии возлагается на начальников и главных инженеров специализированных управлений и трестов.

Санитарно-бытовые помещения на объектах должны быть оборудованы в соответствии с гигиеническими требованиями Министерства здравоохранения России.

К работам допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинский осмотр, обученные по утвержденной программе безопасным методам работы и проинструктированные непосредственно на рабочем месте. Проверка знаний проводится ежегодно комиссией, после чего рабочим выдаются удостоверения.

За соблюдение правил техники безопасности при строительстве несет ответственность главный инженер строительного управления и производитель работ.

Проверка знаний по технике безопасности инженерно-технических работников должна производиться ежегодно. При неудовлетворительных знаниях управляющий трестом обязан не допускать инженерно-технический персонал к руководству работами.

Рабочие должны быть обеспечены специальной одеждой и исправным ручным инструментом в соответствии с действующими нормами.

Рабочую зону необходимо оградить. С наступлением темноты зона работ должна быть освещена.

При доставке грунта автосамосвалами необходимо соблюдать следующие правила:

- при движении автосамосвала по обочине все рабочие должны находиться на противоположной обочине;

- не разрешается подходить к автосамосвалу до полной его остановки. В момент разгрузки автосамосвала запрещается находиться под поднятым кузовом;

- поднятый кузов следует очищать от налипших кусков грунта совковой лопатой или скребками с длинной рукояткой; нельзя ударять по днищу кузова снизу; рабочим, производящим очистку, запрещается стоять в кузове, на колесах и бортах автосамосвала;

- при движении самосвала, особенно задним ходом, рабочий, находящийся в безопасной зоне, должен подавать шоферу сигналы.

При работе экскаватора, оборудованного прямой или обратной лопатой, запрещается присутствие рабочих в зоне работы экскаватора, а подачу грунта в транспортные средства разрешается производить только сбоку или сзади, но не через кабину шофера.

При работе экскаватора должна быть выделена опасная зона, равная максимальному вылету стрелы плюс 5 м. Опасная зона должна ограждаться сигнальными знаками.

Ответственность за исправность машин и механизмов, используемых на строительстве, несет начальник участка Управления механизации.

Категорически запрещается лицам, не имеющим специального удостоверения, управлять механизмами или ремонтировать их.

Список используемой литературы

1. СНиП 12-03-2001 Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования. Министерство регионального развития Российской Федерации. - Москва, 2003г.

2. СНиП 12-04-2002 Безопасность труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство. Министерство регионального развития Российской Федерации. - Москва, 2003г.

3. СП 45.13330.2012 Земляные сооружения, основания и фундаменты. Актуализированная редакция СНиП 3.02.01-87 введен 01.01.2013г. Министерство регионального развития Российской Федерации. - Москва, 2011г.

4. ЕНиР. Сборник Е2. Земляные работы. Выпуск 1. Механизированные и ручные земляные работы. - Москва, Стройиздат, 1988г.

5. Методические указания. Коробков С.В. Разработка грунта в котловане. -Томск, издательство ТГАСУ, 2003г.

Размещено на Allbest.ru

...