Проектирование производства земляных работ при возведении фундамента промышленного здания

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

1. Исходные данные

Назначение здания - промышленное, отапливаемое.

Длина здания Lзд = 171 м. Ширина здания Bзд = 54 м.

Ширина пролета Впр = 18 м. Шаг Вш = 9 м.

Высота фундамента Нф = 2,5 м.

Размеры подошвы ВфЧLф = 4,8Ч3,5 м.

Кол-во ступеней фундамента nст=4.

Габариты подколонной части фундамента Lфi=1,2 м., Bфi=1,1 м.

Высота ступени h=0,2 м.

Габариты фундамента l=0,45 м., b=0,3 м.

Бетон фундамента В25 на МПЦ (марки М-400).

Бетон подготовки - В7,5.

Температура выдерживания бетона ±5 °С, наружного воздуха tн.в. = -11,2°С.

Растительный слой грунта - с корнями кустарников и деревьев.

Грунт - супесь без примесей; объемная масса грунта г = 1,65 т/м3.

Армирование:

Ступень: сетки ступеней dsc=12 мм с шагом ас=150 мм, nсс=2 сетки в ступени.

Подколонник: сетки подколонника dsc=14 мм с шагом ас=250 мм, nсс=3 сетки по обрезу

Диаметр арматурных стержней dsc периодического профиля для вертикального армирования =16 мм

Шаг стержней в каркасе вертикального армирования аn=100 мм.

Расстояние транспортировки грунта на вывоз L = 9 км.

Расстояние транспортировки бетонной смеси, l = 18 км.

Срок планировочных работ - 2-3 дн.

Срок выполнения земляных работ менее 30 дн.

2. Подсчет объемов земляных работ

Определение вида земляных сооружений.

Согласно заданию принимаем металлический каркас здания, фундаменты монолитные железобетонные. Всего Nфунд = 80 фундаментов (определено по плану несущих конструкций).

1. Определение отметки дна котлована. Отметка заложения обреза фундамента -0,150 м. (см. рис. 1):

Fдн = Нф + Fобр + hнед = 2,5 + 0,15 + 0,1 = -2.75 м.

Рис. 1. Фундамент монолитный

2. Определение высоты котлована (см. рис. 2):

Нк = Fдн - hср - hнед = 2,75 - 0,15 - 0,1 = 2,7 м.

Рис. 2. Схема для определения высоты котлована

3. Определение горизонтального заложения откоса.

d=m x Hк = 0,67Ч2,5 = 1,675 м.

где m - коэффициент откоса, для суглинков m = 0,67.

Рис. 3. Фрагмент плана фундаментов

4. Определение расстояния между выемками в поперечном направлении здания (по ширине пролёта) (рис. 3, 4):

Lmax = Впр - Lф - 2 Ч0,6 - 2 Ч d = 18,0 - 4,8 - 2 Ч 0,6 - 2 Ч 1,675 = 8,65 м.

5. Определение расстояния между выемками в продольном направлении здания (по ширине шага):

Lmin = Вшаг - Вф - 2 Ч 0,6 - 2 Ч d = 9,0 - 3,5 - 2 Ч 0,6 - 2 Ч 1,675 = 0,95 м.

6. Назначение вида сооружения по результатам:

При Lmax = 8,65 м ? 8,0 м и Lmin=0,95 ? 0 - целесообразнее устроить отдельные траншеи под ряды фундаментов.

Рис. 4. Поперечный разрез

Определение объемов работ по срезке растительного слоя грунта

Расчетная схема котлована - см. рис. 5. При расчете принимаем расстояние от основания откоса котлована до фундамента 0,6 м. Недобор грунта производим вручную на высоту 0,10 м.

1. Определение площади срезки растительного слоя грунта (рис. 6):

S = (Взд + 20) Ч (Lзд + 20) = (54 + 20) Ч (171 + 20) = 14 134 м2.

2. Определение объема работ при перемещении срезанного грунта бульдозером в отвал при расстоянии перемещения равном Lзд /2 = 171/2 = 85,5 м:

Vср.пер = S Ч hср = 14134 Ч 0,15 = 2120,1 м3.

где hср - высота срезанного грунта при планировке, hср = 0,15 м.

Определение объема земляных сооружений:

1.1. Определение длины траншеи по дну при центральной привязке крайних несущих конструкций:

а = Lзд + Вф + 0,6 Ч 2 = 171 + 3,5 + 1,2 = 175,7 м.

1.2. Определение ширины котлована по дну:

в = Lф + 0,6 Ч 2 = 4,8 + 1,2 = 6 м.

1.3. Определение длины котлована по верху:

А = а + 2 Ч d = 175,7 + 2 Ч 1,675 = 179,05 м.

1.4. Определение ширины котлована по верху:

В = в + 2 Ч d = 6 + 2 Ч 1,675 = 9,35 м.

1.5. Определение объема траншеи:

Vтр =Sтр Ч L =19,1875 Ч 177,375=3403,38 м3,

где Sтр= (в + m Ч Hтр ) Ч Hтр =(6 + 0,67 Ч 2,5) Ч2,5=19,1875 м2.

L=a + d= 175,7 +1,675=177,375.

1.6. Определение объема земляных работ:

Vзем.раб = Vтр Ч nтр = 3403,38 Ч 4 = 13613,53 м3,

где nк - количество траншей.

Определение объема всех фундаментов (см. рис. 1):

Vфунд = (УVступ + Vподк) Ч Nфунд = (2,1 Ч 1,7 Ч 0,2 + 3 Ч 2,3 Ч 0,2 + 3,9 Ч 2,9 Ч 0,2 + 4,8 Ч 3,5 Ч 0,2 + 1,2 Ч 1,1 Ч 1,7) Ч 80 = 796,8 м3.

Определение объема бетонной подготовки:

Vбет.под = Впод Ч Lпод Ч hпод Ч Nфунд = 3,7 Ч 5 Ч 0,1 Ч 80 = 148 м3,

где Впод - ширина бетонной подготовки:

Впод = Вф + 0,2 = 3,5 + 0,2 = 3,7 м;

Lпод - длина бетонной подготовки: Lпод = Lф + 0,2 = 4,8 + 0,2 = 5 м;

hпод - высота бетонной подготовки, hпод = 0,1 м.

Определение объема ручных работ.

1. Определение объема работ при подчистке дна котлована вручную под всеми фундаментами (объем недобора грунта):

Vнед.руч = (Впод + 0,1) Ч (Lпод + 0,1) Ч hнед Ч Nфунд = (3,7 + 0,1) Ч (5 + 0,1) Ч 0,1 Ч Ч80 = 155,04 м3.

2. Определение площади поверхности одного фундамента, соприкасающейся с грунтом. Площадь одного фундамента определяется как сумма площадей вертикальных и горизонтальных поверхностей фундамента:

Sф = (Вф Ч h1 + Lф Ч h1) Ч 2 + (Вф1 Ч h2 + Lф1 Ч h2) Ч 2 + ... + (Вф Ч Lф - Вфi Ч Lфi) = (4,8 Ч 0,2 + 3,5 Ч 0,2)Ч2 + (3,9 Ч 0,2 + 2,9 Ч 0,2) Ч 2+ (3 Ч 0,2 + 2,3 Ч0,2) Ч 2 + (2,1 Ч 0,2 + 1,7 Ч 0,2) Ч 2 + (1,2 Ч 1,7 +1,1 Ч 1,7 ) Ч2 + (4,8 Ч 3,5 - 1,1 Ч 1,2) = 32,98 м2.

3. Определение объема работ при обратной засыпке пазух котлована вручную.

Vобр.з.руч = Sф Ч tупл Ч Nфунд = 32,98 Ч 0,6 Ч 80 = 1583,04 м3,

где tупл - толщина слоя грунта (от поверхности фундамента), уплотняемого вручную: tупл = 0,6 м.

3. Определение объема работ при уплотнении грунта обратной засыпки фундаментов электротрамбовками вручную.

Sупл.руч = Sупл + Sдоб = 4464+ 799,05=5263,05 м2.

4.1. Определение площади уплотнения грунта вблизи фундамента в уровне первой, второй, третьей и четвертой ступеней:

Sст 1,2,3,4=?[(Lфi + 2 tcл)( Bфi + 2 tcл) - LфiЧ Bфi] = (4,8+1,2)(3,5+1,2) - 4,8Ч3,5 + (3,9+1,2)(2,9+1,2) - 3,9Ч2,9 + (3+1,2)(2,3+1,2)-3Ч2,3 + (2,1+1,2)(1,7+1,2)-2,1Ч1,7 = 34,8 м2

4.3. Определение площади уплотняемой поверхности грунта вблизи подколонной части фундамента:

Sпод = [(1,2+1,2)(1,1+1,2)-1,2Ч1,1] Ч 5 = 21 м2,

4.4. Определение площади уплотняемой поверхности:

Sфунд = ?Sст + Sпод = 21 + 34,8 = 55,8 м2.

4.5. Определение объема работ при уплотнении грунта обратной засыпки всех фундаментов электротрамбовками вручную:

Sупл = Sфунд Ч Nфунд = 55,8 Ч80 = 4464 м2.

4.6. Определение объема работ при уплотнении грунта возле фундаментов в тех местах, где невозможно использовать каток:

Sдоб=[5Ч6,5-(4,8+1,2)(3,5+1,2) + 4,8Ч6,8-(3,9+1,2)(2,9+1,2)] Ч8 +[4,7Ч6,5-(4,8+1,2)(3,5+1,2) + 4,1Ч6,8-(3,9+1,2)(2,9+1,2)] Ч72=799,05 м2

Определение объема механизированных работ

1. Определение объема обратной засыпки:

Vобр.з = Vзем.раб - Vфунд - Vбет.под + (Vнед.руч - Vбет.под) = 13613,531 - 796,8- 148+ (155,04 - 148) = 12675,77 м3.

2. Определение объема работ при разработке грунта в транспорт и его вывоз, то есть вывозится грунт, который не используется при обратной засыпке:

Vвывоз = Vфунд + Vбет.под - (Vнед.руч - Vбет.под) = 796,8+ 148 - (155,04 - 148) = 937,76 м3.

3. Определение объема работ при разработке грунта навымет (в отвал), Vотв, и перемещении грунта в отвал, Vпер. Грунт обратной засыпки хранится на складе, тот же объем грунта перемещается до отвала, тогда:

Vотв = Vпер = Vобр.з = 12675,77 м3.

4. Определение объема работ при обратной засыпке котлована бульдозером:

Vобр.з.бульд =Vобр.з - Vобр.з.руч = 12675,77 - 1583,04 = 11091,96 м3.

4. Определение объема работ при уплотнении катками:

Vупл.кат.= Vобр.з- SдобЧh=12675,77 - 799,05Ч0,2=12515,96 м3

Примечание: обратная засыпка производится бульдозером и экскаватором.

Подсчет объемов опалубочных работ

1. Определение объема работ укрупнительной сборки опалубки. Площадь укрупненных панелей равна всей площади опалубки фундаментов, то есть:

S укр.сб = SопЧNфунд = 32,98Ч80=2638,4 м2;

Рис. 5. Схема котлована



Рис. 6. Схема раскладки опалубочных щитов фундамента

Табл. 1. Спецификация элементов опалубки

Позиция	Марка	Размеры шита	Кол-во, шт	Площадь щитов, м2	Масса, кг	Всего
		Длина	Ширина		1 шита	На 1 фунд.	Единицы	На 1 фунд.	Кол-во, шт	Масса, т
Шиты
1	ШМ 1,2Ч0,2	1,2	0,2	8	0,24	1,92	12	96	480	7,68
2	ШМ 1,5Ч0,2	1,5	0,2	8	0,3	2,4	15	120	640	9,6
3	ШМ 1,8Ч0,2	1,8	0,2	8	0,36	2,88	18	144	800	11,5
4	ШМ 2,1Ч0,2	2,1	0,2	4	0,42	1,68	21	84	320	6,72
5	ШМ 0,5Ч0,2	0,5	0,2	8	0,1	0,8	5	40	640	3,2
6	ШМ 1,7Ч0,3	1,7	0,3	4	0,51	2,04	25,5	102	320	8,16
7	ШМ 1,7Ч0,4	1,7	0,4	6	0,68	4,08	34	204	480	16,32
8	ШМ 1,7Ч0,5	1,7	0,5	2	0,85	1,7	42,5	85	160	6,8
9	ШМ 1,2Ч0,3	1,2	0,3	2	0,36	0,72	18	36	160	2,88
10	ШМ 1,5Ч0,3	1,5	0,3	4	0,45	1,8	22,5	90	320	7,2
11	ШМ 1,8Ч0,3	1,8	0,3	6	0,54	3,24	27	162	360	12,96
12	ШМ 2,1Ч0,3	2,1	0,3	4	0,63	2,52	31,5	126	320	10,08
13	ШМ 0,5Ч0,45	0,5	0,45	8	0,225	1,8	11,25	90	640	7,2
14	ШМ 0,6Ч0,45	0,6	0,45	2	0,27	0,54	13,5	27	160	2,16
15	ШМ 1,2Ч0,45	1,2	0,45	6	0,54	3,24	27	162	480	17,28
16	ШМ 1,8Ч0,45	1,8	0,45	2	0,81	1,62	40,5	81	160	6,48
	Итого				Sоп=32,98		1679	Мш=136,22
Схватки
1	Сх-4,9	4,9	-	2	-	-	34,3	68,6	160	5,488
2	Сх-3,6	3,6	-	2	-	-	25,2	50,4	160	4,032
3	Сх-4,45	4,45	-	2	-	-	31,15	62,3	160	4,984
4	Сх-3,3	3,3	-	2	-	-	23,1	46,2	160	3,696
5	Сх-3,55	3,55	-	2	-	-	24,85	49,7	160	3,976
6	Сх-2, 7	2,7	-	2	-	-	18,9	37,8	160	3,024
7	Сх-2,65	2,65	-	2	-	-	18,55	37,1	160	2,968
8	Сх-2,1	2,1	-	2	-	-	14,7	29,4	160	2,352
9	Сх-1,75	1,75	-	8	-	-	12,25	98	640	7,84
10	Сх-1,65	1,65	-	8	-	-	11,55	92,4	640	7,392
								571,9	Мсх=45,725
									Моп=181,945
Кронштейны
1	Кр			1			96,50	96,50	80	7,72

Примечание к спецификации:

1. Вес квадратного метра опалубки - 50 кг/м2, масса одного погонного метра схватки - 7 кг/м.

2. Длина и ширина схватки нижней ступени фундамента равна

Lсхниж = 4,8 + 0,1 = 4,9 м.,

Всхниж = 3,5+0,1 =3,6 м.

Длина остальных схваток определяется по формуле:

Lсх=3,9 +0,45+0,1 и т.д.

2. Определение объема работ по монтажу опалубки. В блок собираем элементы опалубки ступеней и подколонника. Определим их массу:

2.1. Опалубка нижней ступени включает: 2 щита (поз.1) массой 12 кг, 4 щита (поз.2) массой 15 кг, 4 щита (поз.3) массой 18 кг, 2 щита (поз.5) массой 5 кг, 2 щита (поз.9) массой 18 кг, 4 щита (поз.11) массой 27 кг, 4 щита (поз.15) массой 27 кг, 2 щита (поз.13) массой 11,25 кг и 2 схватки марки Сх-4,9 массой 34,6 кг и 2 схватки марки Сх-3,6 массой 25,2 кг.

Тогда масса первого блока:

М1=?M1шi Ч nшi + ?M1схj Ч nсхj = 2Ч12 + 4Ч15 +4Ч18 + 2Ч5 + 2Ч18 +4Ч27 +4Ч27 + 2Ч11,25 +2Ч34,6 + 2Ч25,2=559,5 кг.

2.2. Опалубка 2 ступени включает: 4 щита (поз.1) массой 12 кг, 2 щита (поз.3) массой 18 кг , 2 щита (поз.4) массой 21 кг , 2 щита (поз.5) массой 5 кг, 2 щита (поз.11) массой 27 кг , 2 щита (поз.12) массой 31,5 кг, 2 щита (поз.13) массой 11,25 кг , 2 щита (поз.16) массой 40,5 кг и 2 схватки марки Сх-4,45 массой 31,15 кг и 2 схватки марки Сх-3,3 массой 23,1 кг.

М2=4Ч12 + 2Ч18 +2Ч21 + 2Ч5 + 2Ч27 +2Ч31,5 +2Ч11,25 + 2Ч40,5 +2Ч31,15 + 2Ч23,1 =465 кг.

2.3. Опалубка 3 ступени включает: 4 щита (поз.2) массой 15 кг, 2 щита (поз.3) массой 18 кг , 2 щита (поз.5) массой 5 кг , 4 щита (поз.10) массой 22,5 кг, 2 щита (поз.15) массой 27 кг , 2 щита (поз.13) массой 11,5 кг, 2 схватки марки Сх-3,55 массой 24,85 кг и 2 схватки марки Сх-2,7 массой 18,9 кг.

М3 = 4Ч15 + 2Ч18 +2Ч5 + 4Ч22,5 + 2Ч27 +2Ч11,5 +2Ч24,85 + 2Ч18,9=359,8 кг

2.4. Опалубка 4 ступени включает: 2 щита (поз.4) массой 21 кг, 2 щита (поз.1) массой 12 кг , 2 щита (поз.5) массой 5 кг , 2 щита (поз.12) массой 31,5 кг, 2 щита (поз.13) массой 11,25 кг , 2 щита (поз.14) массой 13,5 кг, 2 схватки марки Сх-2,65 массой 18,55 кг и 2 схватки марки Сх-2,1 массой 14,7 кг.

М4 = 2Ч21 + 2Ч12 +2Ч5 + 2Ч31,5 + 2Ч11,25 +2Ч13,5 +2Ч18,55+ 2Ч14,7=255 кг.

2.5.Опалубка подколонника при монтаже включает: 6 щитов (поз.7) массой 34 кг, 4 щита (поз.6) массой 25,5 кг, 2 щитов (поз.8) массой 42,5 кг, 8 схваток марки Сх-1,65 массой 11,55 кг и 8 схваток марки Сх-1,75 массой 12,25 кг; масса блока:

М5 = 6Ч34+4Ч25,5 + 2Ч42,5 +8Ч11,55 +8Ч12,25 = 581,4 кг.

Таким образом, масса всех блоков превышает 50 кг и монтаж этих конструкций производится краном.

Определение площади опалубки бетонной подготовки:

Sпод = Sоп.подЧNфунд = 1,74Ч80 = 139,2 м2.

Табл. 2. Спецификация элементов опалубки на бетонную подготовку

Поз	Марка	Размеры шита	Кол-во, шт	Площадь щитов, м2	Масса, кг	Всего
		Длина	Ширина		1 шита	На 1 фундамент	Единицы	На 1 фундамент	Кол-во, шт	Масса, т
1	ШМ 2,1Ч0,1	2,1	0,1	6	0,21	1,26	10,5	63	480	5,04
2	ШМ 1,2Ч0,1	1,2	0,1	2	0,12	0,24	6	12	160	0,96
3	ШМ 0,4Ч0,1	0,4	0,1	6	0,04	0,24	2	12	480	0,96
4	Сх-3,8	3,8		2			26,6	53,2	160	4,256
5	Сх-5,1	5,1		2			30,6	61,2	160	4,896
	Итого:				Sоп под=1,74			Мпод=16,112

Примечание: Монтаж производим краном, так как масса блока: 63+12+12+53,2+61,2=201,4 кг - более 50 кг.

4. Общая потребность опалубки для устройства фундаментов и бетонных подготовок:

4.1. Общая площадь опалубки:

Sоп + Sпод = 2638,4 + 139,2 = 2777,6 м2.

4.2. Общая масса опалубки:

Моп + Мпод = 181,945 +16,112 = 198,057 т.

3. Подсчет объемов арматурных работ

Рис. 7. Схема армирования фундаментов

Табл. 3. Спецификация арматурных сеток и стержней фундамента

Марка	Диаметр арматуры	Шаг стержней, мм	Длина стержня,мм	Кол-во стержней	Масса 1 п.м, кг	Масса одной сетки, стержня, кг	Кол-во сеток	Всего на 1 фундамент, кг	Всего
									Кол-во	Масса
Сетки
С1	12	150	4750	24	0,888	101,23	2	202,46	160	16,196
С1	12	150	3450	33	0,888	101,1	2	202,2	160	16,17
С2	12	150	3850	20	0,888	68,37	2	136,74	160	10,94
С2	12	150	2850	27	0,888	68,33	2	136,66	160	10,93
С3	12	150	2950	16	0,888	41,91	2	83,82	160	6,7
С3	12	150	2250	21	0,888	41,96	2	83,92	160	6,71
С4	12	150	2050	12	0,888	21,84	2	43,68	160	3,49
С4	12	150	1650	15	0,888	21,98	2	43,96	160	3,51
С5	14	250	1150	6	1,21	8,35	3	25,05	240	2
С5	14	250	1050	6	1,21	7,623	3	22,87	240	1,83
Итого:	mарм=981,36	Марм.сет=78,46
Арматурные стержни
А1	16	100	1625	46	1,58	2,56	-	117,76	3680	9,42
Всего:		Марм=87,88

1. Определение объема работ по сортировке конструкций.

Для ручных работ подъем тяжести ограничен до 50 кг. Для сортировки вручную принимаем сетку С4 и С5 с массой 43,82 и 15,9 кг, и арматурные стержни А1, масса каждого стержня составляет 2,56 кг. Определим процентное соотношение сеток, сортируемых краном и вручную.

1.1. Определение количества сеток сортируемых краном весом более 50 кг:

1.2. Определение количества сеток сортируемых вручную весом до 50 кг:

2. Определение объема работ по установке арматурных сеток. Сетки С1, С2 массой свыше 50 кг устанавливаем в проектное положение краном, сетки марки C3,С4 и С5 - вручную. Тогда: 640 сеток монтируем краном, и 1120 сеток монтируем вручную.

3. Определение объема работ по установке и вязке отдельных арматурных стержней. Масса стержней составляет 9,42 т.

4. Объем арматурных работ определяется:

Mарм = Mарм.сет + Mарм.ст = 78,46 + 9,42 = 87,88 т.

Подсчет объемов бетонных работ

1. Определение объема работ по приему и укладке бетонной смеси на фундаменты и бетонную подготовку:

Vприем.бет.подг = Vподг = 148 м3. Vприем.бет.фунд = Vфунд = 796,8 м3.

2. Определение объема работ по подаче бетонной смеси на фундаменты и бетонную подготовку:

Vпод.бет.подг = Vприем.бет.подгЧК = 148Ч1,02 = 150,96 м3.

Vпод.бет.фунд = Vприем.бет.фундЧК = 796,8 Ч1,02 = 812,73 м3.

Определение числа захваток при бетонировании. При бетонировании фундаментов производительность работ определяется числом рабочих-бетонщиков. Состав звена по Е4-1-49, табл.1 включает бетонщиков 4р-1 чел, 2р-1 чел, итого: 2 чел. Производительность бетонщиков в смену при укладке смеси:

,

где n - количество рабочих в звене, n = 2 чел, Нвр - норма времени, Нвр = 0,26 челЧчас (табл. 1 Е4-1-49).

При общем объеме бетонных работ Vфунд = 796,8 м3 максимальное кол-во захваток должно быть не более:

Разбиваем весь объем работ на 20 захваток.

4. Выбор машин и механизмов для земляных и монтажных работ

Выбор бульдозера для планировки.

Для выполнения планировочных работ при перемещении грунта на 54 м принимаем бульдозер средней мощности ДЗ-8 на базе трактора С-100.

Табл. 4. Технические характеристики бульдозера Д3-8

№	Показатель	Значение
1	Высота отвала h, м	1,2
2	Длина отвала b, м	3,2
3	Габаритные размеры, м: длина/ширина/высота	5,3/3,2/3,1
4	Технические скорости бульдозера: Скорость резания грунта Vз ,км/ч Скорость при перемещении грунта Vпер. ,км/ч Скорость при обратном ходе Vобх.,км/ч	2,9 5,8 7,9

1. Расчет производительности бульдозера ДЗ-8 в смену:

Пб =8ЧqЧКвЧКтЧКгр/tц = 8Ч2,72Ч0,75Ч0,6Ч0,8/0,0124 = 627,69 м3/см,

где q - объема грунта перед отвалом, м3

q = 0,75Чh ІЧbЧKп/Кр = 0,75Ч1,2ІЧ3,2Ч0,9075/1,15 = 2,72 м3,

где Кп - коэффициент, учитывающий потери грунта при перемещении, Кп =1 - 0,005Чlпер = 1 - 0,005Ч18,5 = 0,9075.

где lпер - длина перемещения грунта при полном цикле работы:

lпер = 0,25ЧВзд +5 = 0,25Ч54+5=18,5 м;

Кр - коэффициент первичного разрыхления грунта, Кр = 1,15; tц - время полного цикла работы бульдозера:

tц =tз + tп + tобх + tпер =0,0019+0,0032+0,0023+0,005 = 0,0124 ч,

где tз - затраты времени на резание грунта.

tз =lз/(1000ЧVз) = 5,66/(1000Ч2,9) = 0,0019 ч,

где lз - длина пути резания грунта.

lз = q/(bЧhср) = 2,72/(3,2Ч0,15) = 5,66 м;

tп - затраты времени на перемещение и разравнивание грунта.

tп =lпер/(1000ЧVпер) = 18,5/(1000Ч5,8) = 0,0032 ч;

tобх - затраты времени на обратный ход.

tобх =lпер/(1000ЧVобх) = 18,5/(1000Ч7,9) = 0,0023 ч;

Объем работ по срезке растительного слоя при высоте hср = 0,15 м составляет 2120,1 м3. При производительности 627 м3/см объем работ будет выполнен одной машиной при работе в 2 смены за 2120,1/(627Ч2) =2 дн, что не превышает директивный срок выполнения работ 2-3 дн.

Выбор экскаватора для разработки грунта.

1. При объеме земляных масс ? 3403 м3 принимаем экскаватор ЭО-4121А с объемом ковша 0,65 м3 и производительностью 87 кВт/ч для первого типа грунта.

2. Определение требуемой производительности экскаватора по формуле:

,

где Тдн - срок выполнения работ, Тдн = 30 дней (по заданию); nсм - сменность работ, принимаем nсм = 2.

Производительность не менее 226,8 м3/см или 226,8 /8 = 28,36 м3/ч могут также обеспечить следующие экскаваторы:

ЭО-3322Б (Vк = 0,5 м3) с производительностью 54 м3/ч;

ЭО-4341 (Vк = 0,65 м3) с производительностью 80 м3/ч;

Для транспортировки грунта принимаем автотранспорт:

- для экскаватора ЭО-4121А (Vк = 0,65 м3) принимаем бортовой автомобиль марки ЗИЛ-130-66 грузоподъемностью Q = 5 т;

- для экскаватора ЭО-3322Б (Vк = 0,5 м3) принимаем бортовой автомобиль марки ЗиЛ-154К грузоподъемностью Q = 4,5 т;

- для экскаватора ЭО-4341 (Vк = 0,65 м3) принимаем бортовой автомобиль марки ЗИЛ-130-66 грузоподъемностью Q = 5 т;

3. Расчет количества машин для транспортирования грунта на вывоз для экскаватора ЭО-4121А

3.1. Определение эксплуатационной производительности экскаватора:

,

где Нвр - норма времени работы экскаватора (в машЧчас) при погрузке грунта в транспорт, Нвр = 2,1 машЧчас (Е2-1-9).

3.2. Определение объема грунта в ковше экскаватора в плотном состоянии:

где Vк - геометрический объем ковша экскаватора, Vк = 0,65 м3; Кпер.разр - коэффициент первичного разрыхления, для супеси, Кпер.раз = 12 % (см. ЕНиР сб.2 «Земляные работы»,

3.3. Определение веса грунта в ковше в плотном состоянии:

,

где ггр - объемный вес грунта - супеси, ггр = 1,65 т/м3 (по заданию).

3.4. Определение полного числа ковшей грунта в бортовом автомобиле

ЗИЛ-130-66 грузоподъемностью Q = 5 т:

3.5. Определение грузоподъемности автосамосвала в м3:

3.6. Определение коэффициента использования транспортной единицы

ЗИЛ-130-66 грузоподъемностью Q = 5 т:

3.7. Определение сменной производительности автосамосвала:

,

где Т1 - продолжительность смены автотранспорта, Т1 = 8 ч; t - время простоя под погрузкой и разгрузкой, ч; L - дальность транспортировки грунта на вывоз, L = 9 км; V - средняя техническая скорость транспорта, V = 18-36 км/ч.

3.8. Определение необходимого количества машин:

4. Расчет количества машин для транспортирования грунта на вывоз для экскаватора ЭО-3322Б

4.1 Определение эксплуатационной производительности экскаватора

ЭО-3322Б (Vк = 0,5 м3):

4.2. Определение объема грунта в ковше экскаватора в плотном состоянии:

4.3. Определение веса грунта в ковше в плотном состоянии:

4.4. Определение полного числа ковшей грунта в бортовом автомобиле

ЗиЛ-154К грузоподъемностью Q = 4,5 т:

4.5. Определение грузоподъемности автосамосвала в м3:

4.6. Определение коэффициента использования транспортной единицы

ЗиЛ-154К грузоподъемностью Q = 4,5 т:

4.7. Определение сменной производительности автосамосвала:

4.8. Определение необходимого количества машин:

5. Расчет количества машин для транспортирования грунта на вывоз для экскаватора ЭО-4341 (Vк = 0,65 м3)

5.1. Определение эксплуатационной производительности экскаватора

5.2. Определение объема грунта в ковше экскаватора в плотном состоянии:

5.3. Определение веса грунта в ковше в плотном состоянии:

5.4. Определение полного числа ковшей грунта в бортовом автомобиле

ЗИЛ-130-66 грузоподъемностью Q = 5 т:

5.5. Определение грузоподъемности автосамосвала в м3:



5.6. Определение коэффициента использования транспортной единицы

ЗИЛ-130-66 грузоподъемностью Q = 5 т:

5.7. Определение сменной производительности автосамосвала:

5.8. Определение необходимого количества машин:

Принимаем варианты комплектов машин:

Табл. 5

Комплект машин	Машины	Производительность
I комплект	ЭО-4121 + 13 машин ЗиЛ-130-66	87Ч8=696
II комплект	ЭО-3322Б + 11 машин ЗиЛ-154К	54Ч8=432
III комплект	ЭО-4321 + 13 машин ЗиЛ-130-66	80Ч8=640

6. Определение стоимости разработки 1 м3 грунта:

7. Определение капитальных вложений:

8. Определение приведенных затрат на разработку 1 м3 грунта:

Экономичнее I комплект машин, включающий: экскаватор марки ЭО-4121А с объемом ковша Vк = 0,65 м3 и 17 автомобилей марки ЗиЛ-130-66 грузоподъемностью Q = 5 т;

Табл. 6. Технические характеристики ЭО-4121

№	Показатель	Обозначение	Значение
1	Емкость ковша,м3	g	0,65
2	Продолжительность рабочего цикла, сек	tэ	20
3	Наибольший радиус резанья на уровне стоянки, м	Rcm	9,2
4	Длина рукояти ,м	lp	2,99
5	Наибольший радиус выгрузки в транспорт, м	RB	6,7
6	Расстояние от оси пяты до оси вращения, м	b	0,52
7	Высота до оси пяты стрелы, м	h	2,02
8	Высота выгрузки, м	HB	6
9	Габаритные размеры, м: длина\ширина\высота	10,4\3\3,20

Табл. 7. Технические характеристики самосвалов ЗиЛ-130-66

№	Показатель	Обозначение	Значение
1	Грузоподъемность, т	Q	5
2	Ширина транспортного средства, м	bk	2,5

Расчет ширины лобовой проходки.

1. Определение длины рабочей передвижки экскаватора:

2. Определение наибольшей ширины торцевой проходки поверху при погрузке грунта в транспортное средство или односторонний отвал:

Так как земляными сооружениями являются траншеи, то наибольшая ширина ограничивается шириной траншеи, которая составляет 9,35 м по верху.

3. Определение ширины лобовой проходки понизу при односторонней выгрузке грунта:

Так как земляными сооружениями являются траншеи, то наибольшая ширина ограничивается шириной траншеи по низу, которая составляет 6 м по низу.

4. Определение радиуса резания по дну котлована при наибольшей его глубине:

Рис. 8. Схема разработки торцевой проходки l - безопасное расстояние (1м) от откоса до ближайшей опоры машины;

Расчет автотранспорта для перевозки грунта в отвал (резерв)

Определение количества автосамосвалов ЗиЛ-130-66 для перевозки грунта от котлована до отвала. Среднее расстояние транспортирования равно половине длины здания Lзд = 171/2 = 85,5 м:

Принимаем: 5 автосамосвалов ЗиЛ-130-66 для транспортировки грунта обратной засыпки в отвал и 17 автосамосвалов той же марки для транспортировки грунта на вывоз.

Выбор крана для монтажных работ:

При выборе крана для производства работ по возведению монолитных фундаментов руководствуемся принципами:

1. Кран выполняет монтажные и демонтажные работы;

2. Кран располагается внутри котлована;

Для строповки элементов опалубки принимаем универсальные двух- и четырехветвенные стропы типа 2СК и 4СК.

Табл. 8. Строповочные средства

Марка стропа	Грузоподъемность, т	Масса, qс, кг	Высота, hс, м
2СК	5	56	4,5
4К	20	147,8	4,5

1. Определение требуемой грузоподъемности крана:

Qкр = Рэл + qc = 2600 +147,8 = 2748,8 кг = 2,8 т,

где Pэл - масса катка (Pэл=2,6 т), qc - масса строповочного средства, qc = 147,8 кг.

2. Определение высоты подъема крюка крана:

Hкр = ho + hэл + h3 +hc = 0+2+0,5+4,5 =7 м,

где hо - превышение опоры монтируемого элемента или высота ранее смонтированных элементов, hо = 0; hэл - высота элемента в монтируемом положении, высота блока опалубки подколонника 1,7 м, высота катка=2 м. В расчет принимаем hэл = 2 м; hс - высота стропа в рабочем положении, hс = 4,5 м.

3. Определение необходимого вылета крюка крана:

,

где а - ширина крана, b - минимальное расстояние по горизонтали от основания откоса выемки до ближайших опор машины, Lф - длина фундамента.

4. Определение длины стрелы крана:

Принимаем кран МКГ-16М со стрелой длиной 18 м без гуська:

Табл. 9

Требуемые параметры крана
Qкр,т	Hкр,м	Lкр,м	Lстр,м
2,80	7,0	8,6	9,6

Но так как кран будет производить работы сразу на 4 фундамента, то необходимо уточнить, соответствуют ли вылет крюка и длина стрелы необходимым длинам.

Подходят следующие краны:

Табл. 10

№	Название крана	Технические параметры крана
		Qкр, т	Hкр, м	Lкр, м	Lстр, м
1	МКГ-16М	4,0	17,3	9,5	17,0
2	МКГ-25	6	9,5	9,5	12,5
3	К-255	7	9,5	9,5	15

Определим продолжительность работы крана по устройству монолитных фундаментов: Т=0,04Ч796,8=31,87 маш.см.

Определим общие затраты на организацию работы крана:

Наиболее экономичным получается кран МКГ-16М.

Табл. 11. Технические характеристики крана МКГ-16М

№	Показатель	Значение
1	Среднее давление на грунт, МПа	0,1
2	Габариты, м: ширина/высота/задний габарит, r	3,2/3,75/3,65
3	Масса в рабочем состоянии, т	25,5

Выбор самоходных катков. Для данного земляного сооружения (траншеи) требуются небольшие иностранные катки. Выберем каток BOMAG BW120AD.

Табл. 12. Технические характеристики катка BW120AD

№	Показатель	Значение
1	Ширина уплотняемой полосы,м	1,2
2	Масса в рабочем состоянии, т	2,6
3	Габаритные размеры, м: длина\ ширина\ высота	2,4\1,2\2,5
4	Производительность, м3\ч	90

Выбор автобеносмесителя. Производительность бетонщиков в смену: Псм = 39,84 м3/см (см. расчет числа захваток). Определение требуемой вместимости смесительного барабана по готовому замесу:

,

где Псм - производительность бетонщиков, t1, t2 - время погрузки и маневров, ч, t3 - время разгрузки в бетононасос, ч; V1 - скорость груженного автотранспорта, V1 = 30 км/ч; V2 - скорость порожнего автотранспорта, V2 = 40 км/ч; l - дальность перевозки бетонной смеси, км (по заданию) l=18 км; С - продолжительность рабочей смены, С = 8 ч; Кв - коэффициент использования транспорта во времени, Кв=0,85;

Принимаем 2 автобетоносмесителя СБ-127.

Табл. 13

№	Показатель	Значение
1	Вместимость смесительного барабана, м3	4
2	Геометрический объем смесительного барабана, м3	10
3	Базовый автомобиль	КамАЗ-5511
4	Габаритные размеры, м: длина/ширина/высота	7,38/ 2,50 / 3,52
5	Масса технологического оборудования, т	14

Выбор автобетононасоса.

Требуемая производительность автобетононасоса: Псм = 39,84 м3/см;

Подачу бетонной смеси в бетононасосе можно регулировать, следовательно, выбираем бетононасос с производительностью не менее 39,84 м3/см или 39,84/8 = 4,98 м3/ч.

Принимаем автобетононасос марки БН 80-20 производительностью 5-65 м3/ч.

Табл. 14. Технические характеристики БН 80-20

№	Показатель	Значение
1	Вылет стрелы по вертикали, м	80
2	Дальность подачи по горизонтали, м	400
3	Габаритные размеры, м: длина/ширина/высота	11,0/2,5/3,5

Выбор вибраторов.

Требуемая эксплуатационная производительность комплекта вибраторов не менее Псм = 39,84 м3/см или 39,84/8 = 4,98 м3/ч. Так как в бригаде по укладке бетонной смеси работает 2 бетонщика, то принимаем минимальное число вибраторов 3 шт (в каждом комплекте принимается один свободный запасной вибратор). Тогда производительность одного вибратора: 7 м3/ч/ 2 шт = 3,5 м3/ч.

Принимаем глубинные вибраторы марки ИВ-75 (Пэкс = 2-4 м3/ч) в количестве 3 шт.

Табл. 15. Технические характеристики вибратора ИВ-113

№	Показатель	Значение
1	Диаметр наконечника, мм	28
2	Радиус действия, м	0,25
3	Длина рабочей части, мм	410
4	Толщина уплотняемого слоя, мм	200-400

Табл. 16. Ведомость объемов работ по устройству монолитных фундаментов

№	Виды работ	Ед.изм.	Кол-во
1	Срезка растительного слоя грунта бульдозерами	1000 м2	14,13
2	Перемещение срезанного грунта	1000 м3	21,2
3	Разработка грунта экскаватором с погрузкой в транспорт	100 м3	9,38
4	Разработка грунта экскаватором навымет (отвал)	100 м3	126,75
5	Перемещение грунта в отвал	100 м3	126,75
6	Разработка грунта вручную (подчистка)	1 м3	155,04
7	Обратная засыпка котлована бульдозерами	100 м3	110,92
8	Обратная засыпка котлована экскаватором	100 м3	110,92
9	Засыпка грунтом пазух траншей и котлована вручную	1 м3	1583
10	Уплотнение грунта самоходными катками	100 м3	125,12
11	Уплотнение грунта электротрамбовками	100 м3	52,63
12	Разгрузка элементов опалубки с транспортных средств	100 т	1,98
13	Сортировка конструкций опалубки	т	198,06
14	Укрупнительная сборка панелей	м2	2777,6
15	Подача панелей опалубки подготовки к месту монтажа	100 т	0,16
16	Монтаж опалубки подготовки	м2	139,2
17	Прием бетонной смеси	100 м3	1,48
18	Подача бетонной смеси к месту укладки	100 м3	1,51
19	Укладка бетонной смеси в конструкцию	м3	148
20	Демонтаж панелей опалубки подготовки	м2	139,2
21	Подача укрупненных панелей на площадку складирования	100 т	0,16
22	Подача укрупненных панелей к месту монтажа	100 т	1,82
23	Монтаж укрупненных панелей опалубки фундаментов	м2	2638,4
24	Установка кронштейнов для подмащивания	шт	80
25	Демонтаж укрупненных панелей опалубки	м2	2638,4
26	Демонтаж кронштейна	шт	80
27	Подача укрупнительных панелей на площадку складирования	100 т	1,82
28	Разгрузка арматурных сеток, стержней	100 т	0,88
29	Сортировка арматурных сеток: краном	т	54,21
30	То же вручную	т	24,25
31	Подача сеток краном к месту установки	100 т	0,78
32	Установка арматурных сеток краном	1 сетка	640
33	То же вручную	1 сетка	1120
34	Установка отдельных арматурных стержней	т	9,42
1	Прием бетонной смеси из автобетоносмесителя в бункеры автобетононасоса	100 м3	7,97
2	Подача бетонной смеси к месту укладки в бункерах автобетононасосом	100 м3	8,12
3	Укладка бетонной смеси в конструкцию объемом до 25 м3	м3	796,8

Расчет калькуляции трудовых затрат и машинного времени.

1. При срезке грунта растительного слоя c корнями кустарников и деревьев и примесей бульдозером ДЗ-8 группа грунта- II (ЕНиР сб. 2 «Земляные работы», табл. 1, п. 6).

2. Для супеси (плотность 1,65 т/м3) при разработке грунта бульдозером группа по трудности разработки - II; при разработке грунта одноковшовым экскаватором группа - I.

3. При обратной засыпке экскаватором группу грунта необходимо принимать на одну группу ниже (п. 2 глава 1 ЕНиР сб. 2 «Земляные работы»). То есть при разработке экскаватором группа грунта - I, при обратной засыпке группа грунта та же - I.

4. При ручной разработке группа грунта - I (см. ЕНиР сб. 2 «Земляные работы», табл. 1, раздел ручные земляные работы).

5. Для катка BW120AD массой 2,6 т число проходок - 5.

Пояснения к калькуляции:

При нормировании работы по перемещению грунта в отвал (см. п. 2, 2а) коэффициент «к» определяется в зависимости от среднего расстояния перемещения: (Bзд+20)/2 = 74/2 = 37 м. Перемещение грунта до 10 м нормируется в п. 2, остальные 37 - 10 м = 27 м - нормируются в п. 2а с учетом коэффициента к = 27/10 = 3.

При укрупнительной сборке панелей опалубки нормами ЕНиР предусмотрена работа строительных слесарей, без привлечения средств механизации. Принимаем работу по укрупнительной сборке с применением стрелового крана, тогда норма машинного времени определяется:

Нвр/2=0,38/2=0,19 машЧчас (п. 14).

При монтаже укрупненных панелей также принимаем работу краном, тогда норма машинного времени: Нвр/2=0,38/2=0,19 машЧчас. Краном устанавливаем элементы опалубки. Разметка мест установки, монтаж стоек, проволочных скруток, выверка, крепление откосами производится плотниками. Принимаем работу краном 10%, тогда

Нвркр =НврЧ0,1=0,23Ч0,1=0,023 (п. 19, 26).

По аналогии при демонтаже укрупненных панелей принимаем норму работы машин:

Нвр кр = НврЧ0,1= 0,13Ч0,1 = 0,013 = 0,01 (п. 23, 28).

Норма времени для самоходного катка определяется следующим образом:

Расчет 1.

Расчет нормы времени на разгрузку автобетоносмесителя СБ-127. Время разгрузки автобетоносмесителя по технической характеристике машины составляет 5 мин или 0,083 ч. Полезная вместимость барабана 4 м3. Норма времени на разгрузку 100 м3 бетонной смеси составит:

Расчет 2.

Расчет нормы времени на подачу бетонной смеси в конструкцию автобетононасосом БН-80-20. Определение эксплуатационной производительности автобетононасоса при подаче бетонной смеси:

Пэ = Пт Ч К1 Ч К2 = 65Ч0,4Ч0,65 = 16,9 м3/ч,

где Пт - техническая производительность автобетононасоса; К1 - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной, К1 = 0,4; К2 - коэффициент снижения производительности автобетононасоса, учитывающий непостоянный режим подачи, К2 = 0,65; Работу выполняет звено из двух человек: машинист бетононасосной установки 6 разр. - 1 чел и бетонщик 2 разр.- 1 чел.

Норма времени на подачу 100 м3 бетонной смеси для одного рабочего:

Для машиниста:

Литература

фундамент несущий опалубка

1. Ерофеев В.Т. Проектирование производства земляных работ / С.А. Молодых, В.В. Леснов. М.: Изд-во Ассоциация строительных вузов, 2005.

2. Молодых С.А. Возведение зданий и сооружений из монолитного железобетона / С.А. Молодых, Е.А. Митина, В.Т. Ерофеев. М.: Изд-во Ассоциация строительных вузов, 2005.

3. Тарануха Н.Л. Технология и организация строительных процессов / Н.Л. Тарануха, Г.Н. Первушин, Е.Ю. Смышляева. М.: Изд-во Ассоциация строительных вузов, 2006.

4. Головнев С.Г. Практические занятия и лабораторные работы по курсу «Технология строительных процессов / С.Г. Головнев, С.Б. Коваль, Г.А. Пикус. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2004.

5. Мельников Ю.К. Выбор грузоподъемных кранов для возведения зданий и сооружений / Ю.К. Мельников. Екатеринбург: Изд-во ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет», 2005.

6. ГОСТ 23478-79. Опалубка для возведения монолитных бетонных и железобетонных конструкций. Классификация и общие технические требования. М.: Изд-во стандартов, 1993.

7. СНиП 3.03.01-87. Несущие и ограждающие конструкции. М.: ГП ЦПП, 1996.

8. ...