Технологическая карта на производство земляных работ и устройство фундаментов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовой проект

Технологическая карта на производство земляных работ и устройство фундаментов



1. Область применения

грунт насыпь технологический земляной

В данном курсовом проекте представлены технологические карты на следующие технологические процессы:

1) вертикальную планировку площадки;

2) разработку траншеи под фундаменты;

3) устройство фундамента.

Площадка, на которой выполняются работы по вертикальной планировке, имеет размеры 175х175 м. Она разбита на квадраты с длиной стороны - 35 м.

Фундаменты, под которые ведется разработка траншей - монолитные отдельно стоящие стаканного типа.

Здание, для которого выполняется устройство фундаментов, состоит из трех секций размерами в осях: 1-6 - 150 м, А-Д - 60 м.

Фундаменты, под которые выполняется отрывка траншеи - фундаменты стаканного типа.

Грунт II группы - глина жирная мягкая. Дальность отвозки - 1,2 км

Все работы выполняются в летний период времени в 1-2 смены.

Курсовой проект разработан на основании полученного задания и оформлен в соответствии с [5].



2. Нормативные ссылки

1. ЕНиР. Сборник 1. Внутрипостроечные транспортные работы. - М.: Прейску-рантиздат, 1987

2. ЕНиР Е2-1 Сборник 2. Земляные работы: Выпуск 1. Механизированные и ручные работы.-М.: Прейскурантиздат, 1987

3. П16-03 к СНБ 5.01.01-99 Земляные сооружения. Основания фундаментов. Производства работ/ Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь. Минск 2004

4. СНБ 5.01.01-99 Основания и фундаменты зданий и сооружений/ Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь. Минск 1999

5. ТКП-45-1.03-161-2009 Организация строительного производства

6. ЕНиР Е4-1 Сборник 4 Монтаж сборных и устройство монолитных железобетонных конструкций. Выпуск 1 Здания и промышленные сооружения.-М.: Прейскурантиздат, 1987

7. ТКП 45-1.03-44-2006. Безопасность труда в строительстве. Строительное производство. - Минск, 2007

8. ГОСТ 21807-76 Бункера (бадьи) переносные вместимостью до 2 м³ для бетонной смеси. Общие технические условия

9. ГОСТ 2.105-95 ЕСКД. Общие требования к текстовым документам

10. ЕНиР Е12 Сборник 12 Свайные работы.-М.: Прейскурантиздат, 1987



3. Организация и технология производства работ

3.1 Определение объемов работ

Определение объемов работ при вертикальной планировке площадки

В задании на курсовой проект была дана площадка, разбитая на квадраты, с нанесенными горизонталями, заданными уклонами и сторонами квадратов (рисунок 1).

Рисунок 1 - План площадки в горизонталях

Необходимо определить черные, красные, рабочие отметки.

Определение черных отметок

Черные отметки вершин квадратов вычисляем по заданным горизонталям путем интерполяции (когда вершина лежит между двумя горизонталями) или экстраполяции (когда вершина находится вне горизонталей) по формуле (1):

где - отметки горизонталей, м;

- расстояние между двумя горизонталями, м;

- расстояние от вершины до горизонтали, м.

Полученные данные заносим в графу 2 таблицы 1. Пример расчета некоторых черных отметок приведен ниже.

Определение красных отметок

Для определения красных отметок необходимо найти среднюю красную отметку по формуле (2):

где - сумма отметок вершин, принадлежащих одному квадрату (на углах площадки), м;

- сумма отметок вершин, в которых смыкаются два квадрата (по периметру площадки), м;

- сумма отметок вершин, где смыкаются четыре квадрата (внутри площадки), м;

n - количество квадратов на площадке, n=25.

Красные отметки вершин квадратов вычисляем по формуле (3):

где - расстояние от оси поворота плоскости планировки по направлению соответствующих уклонов и , м

Полученные данные заносим в графу 3 таблицы 1. Пример расчета некоторых красных отметок приведен ниже.

Определение рабочих отметок

Рабочие отметки вычисляем по формуле (4):

где - рабочая отметка, м;

- красная отметка, м;

- черная отметка, м.

Полученные данные заносим в графу 4 таблицы 1. Пример расчета некоторых рабочих отметок приведен ниже.

Рабочие отметки со знаком плюс указывают на необходимость устройства насыпи, со знаком минус - на необходимость срезки грунта, то есть устройства выемки.

Таблица 1 - Определение черных, красных и рабочих отметок

№ i-той отметки квадрата	Черная отметка, м	Красная отметка, м	Рабочая отметка, м
1	119,231	118,279	-0,952
2	118,963	118,454	-0,509
3	118,857	118,629	-0,228
4	118,000	118,804	0,804
5	117,387	118,979	1,592
6	117,062	119,154	2,092
7	119,549	118,418	-1,131
8	119,286	118,594	-0,692
9	118,967	118,769	-0,198
10	118,469	118,944	0,475
11	117,985	119,119	1,134
12	117,500	119,294	1,794
13	119,857	118,559	-1,298
14	119,574	118,734	-0,840
15	119,250	118,909	-0,341
16	118,848	119,084	0,236
17	118,323	119,259	0,936
18	117,823	119,434	1,611
19	120,191	118,698	-1,493
20	119,867	118,873	-0,994
21	119,500	119,048	-0,452
22	119,122	119,224	0,102
23	118,625	119,398	0,773
24	118,032	119,574	1,542
25	120,489	118,838	-1,651
26	120,136	119,013	-1,123
27	119,733	119,188	-0,545
28	119,326	119,364	0,038
29	118,903	119,538	0,635
30	118,283	119,713	1,430
31	120,733	118,978	-1,755
32	120,276	119,153	-1,123
33	119,894	119,328	-0,566
34	119,479	119,504	0,025
35	119,147	119,678	0,531
36	118,518	119,854	1,336

Определение линии нулевых работ

Определяем аналитически положение линии нулевых работ по формуле (5):

где - расстояние от вершины до нулевой точки, м;

а - сторона квадрата, м;

- рабочие отметки (их абсолютные значения), м.

Определение точек нулевых работ, расположенных на сторонах квадратов, проводится между смежными рабочими отметками, имеющими разные знаки.

Определение объемов земляных работ

Объем земляных работ вычисляем методом четырехгранных призм.

Объем четырехгранной призмы определяется по формуле (6):

где - высота однородной призмы, равная среднему арифметическому из рабочих отметок, м;

S - площадь основания призмы, м².

Подсчет объемов земляных работ, насыпей и выемок по методу квадратов производится для каждого квадрата или части его.

После подсчетов объемов для отдельных квадратов вычисляют общий объем насыпи и выемки. Разница в объемах насыпи и выемки допустима до 3%.

После этого раскидываем полученную невязку и пересчитываем объемы насыпи и выемки.

Вычисления сводятся в таблицу 2.

Таблица 2 - Подсчет объемов земляных работ

№№ квадратов	Средняя рабочая отметка, м	Площадь основания, м2	Объем, м3	Объем с раскинутой невязкой, м3
	-	+	-	+	-	+	-	+
1	0,821	0	1225	0	1005,725	0	1004,536	0
2	0,407	0	1225	0	498,575	0	497,386	0
3	0,106	0,320	315,507	909,493	33,444	291,038	32,255	292,227
4	0	1,001	0	1225	0	1226,225	0	1227,414
5	0	1,653	0	1225	0	2024,925	0	2026,114
6	0,990	0	1225	0	1212,750	0	1212,750	0
7	0,518	0	1225	0	634,550	0	634,550	0
8	0,135	0,178	542,167	682,833	73,192	121,544	73,192	121,544
9	0	0,695	0	1225	0	851,375	0	851,375
10	0	1,369	0	1225	0	1677,025	0	1677,025
11	1,156	0	1225	0	1416,100	0	1414,911	0
12	0,657	0	1225	0	804,825	0	803,636	0
13	0,198	0,084	861,700	363,300	170,617	30,517	169,428	31,706
14	0	0,512	0	1225	0	627,200	0	628,389
15	0	1,215	0	1225	0	1488,375	0	1489,564
16	1,315	0	1225	0	1610,875	0	1610,875	0
17	0,778	0	1225	0	953,050	0	953,050	0
18	0,249	0,035	1072,312	152,688	267,006	5,344	267,006	5,344
19	0	0,387	0	1225	0	474,075	0	474,075
20	0	1,092	0	1225	0	1341,375	0	1341,375
21	1,413	0	1225	0	1730,925	0	1729,736	0
22	0,839	0	1225	0	1027,775	0	1026,586	0
23	0,278	0,015	1159,165	65,835	322,248	0,987	321,059	2,176
24	0	0,307	0	1225	0	376,075	0	377,264
25	0	0,983	0	1225	0	1204,175	0	1205,364
?V	11761,657	11740,255	11750,956	11750,956

?V_н = ?V_в = 11750,956 м³.

Полученные черные, красные, рабочие отметки, линия нулевых работ, объемы насыпи и выемки после перерасчета и план площадки приведены на рисунке 2.

Рисунок 2 - План площадки

Объемы насыпи и выемки: ?V_н = ?V_в = 11750,956 м³.

Для определения объемов работ по срезке растительного слоя необходимо подсчитать площадь всей площадки: S_п = 30625 м².

Объем работ по уплотнению грунта в зоне насыпи: V_упл = 11298,996 м³.

Объем работ по рыхлению немерзлого грунта в зоне выемки: V_рых = ?V_в = 11750,956 м³.

Определение объемов работ при разработке траншеи

По заданию к курсовой работе необходимо выполнить все работы для устройства фундамента стаканного типа под здание (рисунок 3) состоящего из трех секций размерами в осях: 1-6 - 150 м, А-Д - 60 м.

Рисунок 3 - Схема здания

Здание запроектировано без подвала, глубина заложения фундамента составляет 1,7 м, фундамент стаканного типа. Принимаем вид земляного сооружения - траншея с двумя въездными траншеями.

Определение объема траншеи

Подсчет объема траншеи будем вести по формуле Симпсона для расчета котлована с прямоугольным основанием по формуле (7):



где a - длина котлована поверху, a₁=51,4 м, a₂=51,4 м, a_О1=68,25 м, a _О2=62,25 м;

b - ширина котлована поверху, b₁=16 м, b₂=21,4 м, b_О1=62,25 м, b_О2=40,6 м;

c - длина котлована понизу c, c₁=55,55 м, c₂=50,55 м, c_О1=67,4 м, c_О2=61,4 м;

d - ширина котлована понизу d, d₁=15,15 м, d₂=20,55 м, d_О1=61,4 м, d_О2=39,75 м;

h - глубина котлована, h=1,7 м.

Общий вид и рассчитанные размеры траншеи показаны на рисунке 4.

Рисунок 4 - Схема к определению размеров траншеи

Найдем объемы V₁ и V₂ по формуле (6) как перевернутые котлованы:

Подсчитаем общий объем котлована, разбив на три фигуры, две из которых одинаковые:

Вычислим объем траншеи как разность между общим объемом котлована и объемами V₁ и V₂:

Определение объема въездной траншеи

Для определения объемов грунта при устройстве въездной траншеи для траншеи воспользуемся формулой (8):

где h - глубина траншеи;

f - ширина въездной траншеи по дну;

m' - коэффициент заложения дна въездной траншеи;

m - коэффициент заложения откосов.

Рисунок 5 - Схема въездной траншеи

Коэффициент заложения дна траншеи определяется по формуле (9):

При уклоне 8% коэффициент заложения дна траншеи m' =12,5. Коэффициент заложения откосов въездных траншей m =0,25. Движение автомобилей - одностороннее, f принимаем равное 3,5 м, так как габариты транспортных средств в транспортном положении (длина-ширина-высота):

- автобетоносмеситель АБС-8ДА на шасси Урал-63685 - 7600х2500х2620;

- экскаватор ЭО-4111В со сваебойным оборудованием - 4610х2880х3280;

- гусеничный кран МКГ-25БР - 5450х3200х3900.

Глубина траншеи - 1,7 м.

Учитывая что въездных траншей будет две, то суммарный объем составит:

Складывая объемы траншеи V_т и въездных траншей V_в' получим общий объем разрабатываемого грунта V_общ, для устройства траншеи под фундамент:

Определение объема фундамента

Объем фундамента включает в себя объем стаканного фундамента V_ф. Схема фундамента представлена на рисунке 6.



Рисунок 6 - Схема фундамента

Определение объема грунта для обратной засыпки

Объем грунта обратной засыпки определим как разность объемов траншеи и фундамента. Грунт, необходимый для обратной засыпки траншеи, предварительно разрабатывается в отвал, а его количество определим по формуле (10):

где V_лиш.гр - объем лишнего грунта, определяемый по габаритам подземной части здания или инженерного сооружения, м³;



V_котл - общий объем котлована, м³;

K_ор - коэффициент остаточного разрыхления по [1] (для глины мягкой жирной 1,04).

Объем лишнего грунта который необходимо будет вывести с территории строительной площадки:

Определение объемов работ при устройстве фундаментов

Для устройства свайного фундамента необходимо будет выполнить работы: по забивке свай, срубке голов свай, устройству стаканов. Работы по устройству стаканов состоят из нескольких операций: основных (установка блочной опалубки, арматурного каркаса, укладки бетонной смеси в опалубку) и вспомогательных (уход за бетонной смесью, распалубливание конструкции).

Объем работ по погружению свай определяется общим количеством свай на здание, шт.:

где К_р - количество ростверков на здание;

n_св - число свай в ростверке.

Объем работ по срубке голов свай равен общему количеству свай.

V_ср.с = V_св,



Объем работ по установке опалубки определяется площадью опалубки, соприкасающейся с бетоном и определяется по формуле (12):

где F_опал - площадь боковых граней ростверков фундамента;

K_с - общее количество стаканов.

Объем работ по установке арматуры определяется количеством элементов - каркасов и сеток. Расчет арматуры производим упрощенным способом, принимая на 1 м³ бетона 0,1 т арматурных изделий:

Объем работ по укладке бетона равен суммарному объему всех стаканов:

Объем работ по распалубливанию численно равен объему опалубочных работ:

.

3.2 Определение среднего расстояния перемещения грунта из выемки в насыпь

На строительных площадках средним расстоянием перемещения грунта принято считать расстояние между центрами тяжести выемки и насыпи. В данном случае ведется расчёт среднего расстояния перемещения грунта методом балансовых объемов.

На схеме площадки показываем в каждом квадрате объемы насыпи и выемки. Затем вычисляем суммы объемов грунта - насыпи с плюсом, выемки с минусом, по вертикальным и горизонтальным рядам, получая балансовые объемы. Последовательно суммируем балансовые объёмы, получаем ординаты кривой эпюры работы (рисунок 7).

Рисунок 7 - Схема к определению средней дальности перемещения грунта.

Далее определяем площадь эпюры по формуле (13):



где a - сторона квадрата, м;

y_i - ординаты кривой, м³.

Площадь эпюры по оси y:

W_x= 1291437,875 м⁴,

Площадь эпюры по оси x:

W_y= 306176,465 м⁴,

Подсчитываем составляющие средней дальности перемещения грунта L₁ и L₂:

где V - объем планировки, м³.

Тогда среднее расстояние перемещения составит:

Принимаем L_ср=120 м, так как дальность перемещения грунта должна быть крат-на 10.

3.3 Выбор комплектов машин и механизмов для производства работ

Выбор комплектов машин и механизмов для вертикальной планировки площадки

Оптимальный выбор ведущей машины для выполнения работ по вертикальной планировке строительной площадки

Так как средняя дальность перемещения грунта составляет 120 м, то работы по вертикальной планировке можно выполнять либо бульдозерами большой мощности, либо использовать прицепные скреперы с ковшом емкостью до 3 м³.

Оптимальный выбор ведущей машины определим в результате технико-экономического сравнения двух вариантов.

Первый вариант - бульдозерный комплект, состоящий из бульдозера ДЗ-35А, самоходного катка ДУ-29А, бульдозера-рыхлителя ДП-22.

Второй вариант - скреперный комплект, состоящий из скрепера ДЗ-30, бульдозера ДЗ-19, самоходного катка ДУ-29А, бульдозера-рыхлителя ДП-14.

Для выполнения работ в установленные сроки подсчитываем требуемую сменную производительность комплекта машин:

Подсчитываем требуемую сменную производительность комплекта машин по формуле (17):

где П_тр ? требуемая сменная производительность комплекта ведущих машин, м³/см;

V ? общий объем работ по разработке выемки или отсыпке насыпи, м³;

Т_дн ? директивный срок строительства, дн.;

K_см ? принятая сменность работы машин.

Определим требуемое количество ведущих машин в каждом комплекте по формуле (18):



где n ? число ведущих машин, шт.;

V_дн ? дневная выработка одной машины, м³/дн;

где Н_вр ? норма времени в маш.? ч. на 100 м³ разрабатываемого грунта [2].

Норма времени на разработку 100 м³ грунта бульдозером при дальности перемещения грунта 120 м согласно [2] (Е2-1-22 табл. 2, пп. 6-б, 6-д) составит:

чел.? ч.,

Норма времени на разработку 100 м³ грунта скрепером при дальности перемещения грунта 120 м согласно [2] (Е2-1-21 табл. 2, пп. 1-б, 1-г) составит:

чел.? ч.,

Дневная выработка одного бульдозера:

Дневная выработка одного скрепера:

Требуемое количество бульдозеров:

Требуемое количество скреперов:

Норма времени на уплотнение 100 м³ грунта катком ДУ-29А при длине гона до 200 м толщине уплотняемого слоя 0,3 м согласно [2] (Е2-1-31 табл. 4, пп. 1-б, 2-б) составит:

маш.? ч.

Дневная выработка одного самоходного катка:

Требуемое количество самоходных катков:

Норма времени на срезку растительного слоя на 1000 м² очищенной поверхности бульдозером ДЗ-35А согласно [2] (Е2-1-5, п. 4-б) составит:

Норма времени на срезку растительного слоя на 1000 м² очищенной поверхности бульдозером ДЗ-19 согласно [2] (Е2-1-5, п. 2-б) составит:

 чел.? ч.

Дневная выработка одного бульдозера ДЗ-35А:

Дневная выработка одного бульдозера ДЗ-19:

Требуемое количество бульдозеров ДЗ-35А:

Требуемое количество бульдозеров ДЗ-19:

Норма времени на разработку 100 м² грунта бульдозером-рыхлителем ДП-22 согласно [2] (Е2-1-1, п. 4-б) составит:

 чел.? ч.

Норма времени на разработку 100 м² грунта бульдозером-рыхлителем ДП-14 согласно [2] (Е2-1-1, п. 1-б) составит:

 чел.? ч.

Дневная выработка одного бульдозера-рыхлителя ДП-22:

Дневная выработка одного бульдозера-рыхлителя ДП-14:

Требуемое количество бульдозеров-рыхлителей ДП-22:

Требуемое количество бульдозеров-рыхлителей ДП-14:

В результате выполненных расчетов определили, что по первому варианту (бульдозерный комплект) необходимы один бульдозер ДЗ-35А, один самоходный каток ДУ-29А и один бульдозер-рыхлитель ДП-22.

По второму варианту (скреперный комплект) необходимы один прицепной скрепер ДЗ-30, один бульдозер ДЗ-19, один самоходный каток ДУ-29А и один бульдозер-рыхлитель ДП-14.

Определим фактическое время работы каждого комплекта по формуле (20):

где Т_см ? фактическое время работы каждого комплекта машин при условии выполнения ими норм выработки на 100%, дн;

V ? общий объем работ по разработке выемки или отсыпке насыпи, м³;

V_дн ? дневная выработка одной машины, м³/дн;

n ? число ведущих машин, шт.

Определим трудоемкость разработки 1 м³ грунта (чел.-ч). Сначала определим трудоемкость разработки 1 м³ грунта для каждой машины в бульдозерном и скреперном комплекте, а затем трудоемкость разработки 1 м³ грунта для каждого комплекта:

? для бульдозера ДЗ-35А: ,

? для катка ДУ-29А: ,

? для бульдозера-рыхлителя ДП-22: ,

? для скрепера ДЗ-30: ,

? для бульдозера ДЗ-19: ,

? для катка ДУ-29А: ,

? для бульдозера-рыхлителя ДП-14: ,

Общая трудоемкость бульдозерного комплекта:

Общая трудоемкость скреперного комплекта:

Определим себестоимость единицы продукции по формуле (22):



где - зарплата машинистов i-той машины, руб.;

- стоимость использования i-той машины комплекта за смену, руб. [1] (табл. П26 и П27);

? сменная выработка комплекта, м³;

Здесь величина накладных расходов назначается от суммы зарплаты машинистов и стоимости использования комплекта в размере 94,3% (для промышленного и гражданского строительства в РБ).

Предварительно определим заработную плату машинистов машин, входящих в комплект:

где - расценка i-того машиниста.

Зарплата тракториста бульдозера ДЗ-35А [2] (Е2-1-22 табл. 2, пп. 6-б, 6-д и Е2-1-5, п. 4-б):

Зарплата тракториста катка ДУ-29А [2] (Е2-1-31 табл. 4, пп. 1-б, 2-б):

Зарплата тракториста бульдозера-рыхлителя ДП-22 [2] (Е2-1-1, п. 4-б):

Зарплата тракториста скрепера ДЗ-30 [2] (Е2-1-21 табл. 2, пп. 1-б, 1-г):

Зарплата тракториста бульдозера ДЗ-19 [2] (Е2-1-5, п. 2-б):

Зарплата тракториста катка ДУ-29А [2] (Е2-1-31 табл. 4, пп. 1-б, 2-б):

Зарплата тракториста бульдозера-рыхлителя ДП-14 [2] (Е2-1-1, п. 1-б):

Стоимость использования бульдозера ДЗ-35А за смену:

Стоимость использования катка ДУ-29А за смену:

Стоимость использования скрепера ДЗ-30 за смену:

Стоимость использования бульдозера ДЗ-19 за смену:

Себестоимость единицы продукции:

Определим удельные капитальные вложения на выполнение единицы работ по формуле (24):



где 1,07 - коэффициент, учитывающий затраты по доставке машин с завода-изготовителя на базу механизации;

- инвентарно-расчетная оптовая стоимость машин, входящих в комплект, руб. [1] (табл. П26 и П27);

- нормативное число смен работы машин в году [1] (табл. П29).

Инвентарно-расчетная оптовая стоимость и нормативное число смен работы машин в году:

? для бульдозера ДЗ-35А: ? для катка ДУ-29А: ? для бульдозера-рыхлителя ДП-22: ? для скрепера ДЗ-30: ? для бульдозера ДЗ-19: ? для катка ДУ-29А:

? для бульдозера-рыхлителя ДП-14:

Определим приведенные удельные затраты по формуле (25):

где - величина, обратная сроку окупаемости капитальных вложений, принимаемая равной 0,15;

С - себестоимость единицы продукции, руб.;

К - удельные капитальные вложения.

Вычислим экономический эффект, отнесенный к 1 м³ по формуле (26):

где - разница в себестоимости выполнения работ по сравниваемым вариантам, руб.;

- разница в стоимости основных и оборотных фондов по сравниваемым вариантам, руб.

Технико-экономические показатели по вариантам сводим в таблицу 3.

Таблица 3 - Технико-экономические показатели

Показатели	Варианты
	1	2
Продолжительность работы, смен	27	23
Трудоемкость разработки 1 м3, чел.-ч	22,08	24,80
Себестоимость разработки 1 м3, руб.	7,43	6,18
Удельные капитальные вложения разработки 1 м3, руб.	2,0	1,7
Приведенные удельные затраты на разработку 1 м3 грунта, руб.	7,73	6,44

Второй вариант (скреперный комплект) имеет меньшие приведенные затраты и принят для производства работ.

Скреперный комплект:

? прицепной скрепер ДЗ-30 на базе трактора ДТ-75 - 1 шт.;

? бульдозер ДЗ-19 - 1 шт.;

? самоходный каток ДУ-29А - 1 шт.;

? бульдозер-рыхлитель ДП-14 на базе бульдозера ДЗ-19 - 1 шт.

Выбор машин и механизмов для разработки котлована

Подбор экскаватора

Необходимо выполнить подбор экскаватора для разработки котлована глубиной 1,7 м и общим объемом 10320,165 м³. Выбор машины будем проводить, сравнивая технические параметры и технико-экономические показатели предварительно выбранных ведущих машин.

Для разработки котлована с объемом грунта 10320,165 м³ по [1] (таб. П. 4) рекомендуется применять экскаватор с объемом ковша 0,8 м³. Так как грунт необходимо разрабатывать ниже уровня стоянки и залегание грунтовых вод ниже нулевой отметки дна котлована выбираем для сравнения два вида экскаватора: а) ЭО-4121А оборудованный обратной лопатой емкостью 1 м³ [2] (Е2-1-11 табл. 5); б) экскаватор-драглайн Э-10011Е с емкостью ковша 1 м³ [2] (Е2-1-7 табл. 1). У обоих экскаваторов ковш с зубьями, так как разрабатываемый грунт - глина.

Сравнение технико-экономических показателей экскаваторов

Определим трудоемкость работ и затраты машинного времени по формуле (27):

где V - объем планировочных работ, V=10320,165 м³;

H_вр - норма времени, маш.-ч;

а) H_вр= 1,9 маш.-ч [2] (Е2-1-11 табл. 7 п. 5-з);

б) H_вр= 2,8 маш.-ч [2] (Е2-1-10 табл. 2 п. 5-з);

8 - продолжительность смены, ч;

E_н - единица измерения по [2], 100 м³.

Посчитаем сменную производительность экскаватора по формуле (28):

Находим стоимость разработки 1 м³ грунта в котловане по формуле:

где С_маш-см - стоимость машино-смены экскаватора с учетом накладных расходов, руб.;

а) С_маш-см = 31,08 руб. [1] (табл. П. 25),

б) С_маш-см = 37,90 руб. [1] (табл. П. 25),

Определим удельные капитальные вложения на разработку 1 м³ грунта по формуле (30):

где 1,07 - коэффициент учитывающий транспортные затраты;

С_оп - оптовая цена машины при доставке от базы до объекта,

а) С_оп = 23470 руб. [1] (табл. П. 25),

б) С_оп = 21960 руб. [1] (табл. П. 25),

t_год - нормативное число смен работы экскаватора в году, [1] (табл. П. 29) принимаем равное 384 для обоих вариантов.

Определяем приведенные затраты на разработку 1 м³ грунта по формуле (31):

где Е - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, принимаемый 0,12 для техники эксплуатируемой более одного года;

Полные приведенные затраты на разработку грунта всей выемки в базовых ценах 1991 г. составят:

а) П^V=0,093•10320,165=959,8 руб.,

б) П^V=0,149•10320,165=1537,7 руб.,

Экономический эффект составляет:

Э = П^V_б - П^V_а = 1537,7-959,8 =607,9 руб.

После выполненных вычислений можно сделать вывод, что использовать вариант А для разработки котлована экономически более выгодно чем вариант Б. Также необходимо учесть, что производительность экскаватора ЭО-4121А при погрузке грунта в транспортное средство практически в 2 раза больше чем у Э-10011Е. Поэтому выбираем экскаватор марки ЭО-4121А, оборудованный обратной лопатой с емкостью ковша 1 м³. Согласно [2] (E2-1-11 табл. 5) этот экскаватор имеет следующие технические характеристики:

- емкость ковша - 1 м³;

- наибольшая глубина копания - 5,8 м;

- наибольшая высота выгрузки - 5 м;

- наибольший радиус копания - 9 м.

Необходимо учесть, что значение наибольшего радиуса копания необходимо умножить на коэффициент K₀ принимаемый 0,8.. 0,9, (R_р= 9•0,9=8,1 м). Это необходимо для того чтобы машина не работала на пределе своих возможностей что ведет к быстрому износу деталей машины.

Выбор параметров проходки экскаватора

Размеры проходок и их необходимое количество будем определять исходя из технических характеристик экскаватора и требуемой ширины траншеи.

Лобовая проходка по прямой. Необходимое условие: ширина котлована В?1,50.. 1,7 R_р; 8,85 м > 1,7•8,1=13,77 м. Условие выполняется, следовательно разработку котлована будем вести лобовой проходкой которая рассчитывается по формуле (32):

где R_ст - наибольший радиус резания, (R_р =8,1 м);

l_п - длина рабочей передвижки экскаватора, (l_п = 4 м);

R_в.т - наибольший радиус выгрузки грунта, (R_в = 5 м);

b_к - ширина транспортного средства или отвала грунта, (b_к = 2,64 м - для КрАЗ-256).

Принимаем ширину проходки В = 8,85 м по ширине котлована (рисунок 8).



Рисунок 8 - Схема к определению параметров экскаваторного забоя

Расчет оптимального количества автосамосвалов для отвозки грунта

Экскаватор при отрывке котлована грунт разрабатывает в отвал и в транспорт. В качестве комплектующих машин для вывоза лишнего грунта и обеспечения совместной работы с экскаватором выбираем автосамосвалы.

Грунт разрабатывается одноковшовым экскаватором марки ЭО-4121А, оборудованным обратной лопатой с емкостью ковша 1 м³. Грунт - глина. Расстояние транспортирования грунта - 1,2 км.

Определим объём грунта в плотном теле в ковше экскаватора по формуле (33):



где V_ков - принятый объем ковша, м³;

К_нап = 0,8 - коэффициент наполнения ковша (для обратной лопаты);

К_пр - коэффициент первоначального разрыхления грунта, для глины 1,3 по [1] (табл. П3).

Определим массу грунта в ковше экскаватора по формуле (35):

где г = 1,8 т/м³ - объемная масса грунта, [2] (Е2-1, стр. 11).

Определим количество ковшей грунта, загружаемых в кузов автосамосвала по формуле (36):

где П=10 т - грузоподъемность автосамосвала КрАЗ-256.

Определим объём грунта в плотном теле, загружаемого в кузов автосамосвала:



Определим продолжительность одного цикла работы автосамосвала:

где t_п - время погрузки грунта, мин;

L - расстояние транспортировки грунта, 1,2 км по заданию;

V_г - средняя скорость загруженного автосамосвала, км/ч [1] (табл. П8);

V_п - средняя скорость автосамосвала в порожнем состоянии принимается в интервале 25 - 30 км/ч;

t_р - время разгрузки (ориентировочно 1 - 2 мин);

t_м - время маневрирования перед погрузкой и разгрузкой (ориентировочно 2 - 3 мин).

где Н_вр - норма машинного времени для погрузки экскаватором 100 м³ грунта в транспортные средства по [2] (Е2-1-11 табл. 2, п. 5-з).

Н_вр= 1,9 маш-ч = 114 маш-мин,

Требуемое количество автосамосвалов составит:



В связи с тем, что грунт разрабатывается не только на вывоз, но и в отвал, количество автосамосвалом будет значительно меньше.

В следствии этого принимаем 1 автосамосвал КрАЗ-256 грузоподъемностью 10 т. А когда машина не будет обслуживать экскаватор ЭО-3121Б, он будет работать в отвал.

Выбор комплектов машин и механизмов для устройства фундаментов

Для устройства свайного фундамента необходим копер для забивки свай и кран для подачи бетонной смеси.

Выбор сваебойного и копрового оборудования

Эффективность забивки сваи зависит от правильного выбора свайного молота. Молоты для забивки свай выбирают исходя из установленной расчётной нагрузки, допускаемой на сваю и массы сваи. Определим необходимую минимальную энергию ударов молота Э (кДж) из формулы (41):

где а - коэффициент, равный 0,25 кДж/т;

F - несущая способность сваи, (F = 390 кН = 39 т).

По полученному значению величины необходимой минимальной энергии ударов подбираем молот СП-75 по [1] (таб. П57) c наибольшей энергией удара 40 кН. Проверим этот молот по коэффициенту применимости молота K, который должен быть больше отношения весов молота и сваи к энергии удара:

где М_о - общий вес молота, М_О= 27000 Н [3] (таб. 14.2);

М_н - вес наголовника, принимаемый в расчетах равным 500 Н;

М_с - вес сваи, Н (С3-30 = 7000 Н).

Э_р - расчётная энергия удара выбранного молота, Дж, принимаемая для трубчатых дизель-молотов:

Э_Р = 0,9•М_М•Н, (43)

где М_М - масса ударной части молота, М_М = 12500 Н;

Н - фактическая высота падения ударной части, принимаемая на стадии окончания забивки свай для трубчатых дизель-молотов - Н=2,8 м.

Э_Р = 0,9•12500•2,8 = 31,5 кДж,

Так как величина коэффициента K не превышает значений, указанных в таблице 4, это значит, что молот СП-75 пригоден для забивки свай.

Таблица 4 - Значения коэффициента применимости молота К

Тип молота	Материал свай
	дерево	сталь	железобетон
Трубчатый дизель-молот и паровоздушный молот двойного действия	5	5,5	6
Паровоздушный молот одиночного действия и штанговый дизель-молот	3,5	4	5
Подвесной молот, механический	2	2,5	3



В соответствии с рекомендациями [11] (таб. 15.2) трубчатый дизельный молот СП-75 используют с навесной копровой установкой на базе экскаватора ЭО-4111.

Определим значение отказа свай, которое определяется по формуле (44):

где n - коэффициент, кН /м², принимаемый для железобетонных свай с наголовником - 150;

А - площадь, ограниченная наружным контуром сплошного или полого поперечного сечения ствола сваи, А = 0,09 м²;

K - коэффициент безопасности по грунту, принимаемый при числе свай в опоре 5 шт., K = 1,76;

Е - коэффициент восстановления удара, принимаемый Е² = 0,2 при забивке железобетонных и стальных свай молотами ударного действия с деревянным вкладышем;

q_с - вес сваи, q_с = 7 кН;

q_н - вес наголовника, q_н = 0,5 кН;

Q_п - полный вес молота, Q_п = 2,7 кН;

КF = 390•1,76 = 686,4 кН.

Подбор крана

Выбор крана произведем по техническим параметрам (рисунок 10):

- грузоподъёмность Q_к;

- высота подъёма крюка H_к;

- вылет крюка L_к.

Сначала уточним массы перемещаемых элементов, монтажной оснастки и грузозахватных устройств, а также определим габариты и проектное положение стаканных фундаментов.

Ведущим процессом при устройстве фундаментов является подача бетонной смеси. Будем использовать поворотную бадью БПВ - 2,0 «Туфелька» емкость 2 м³ и габаритными размерами 3690Ч2050Ч1110. Вес такелажной оснастки - 100 кг. Сухая масса бадьи 895 кг. Полный вес бадьи с загруженной в нее бетонной смесью (плотность бетона принимаем 2500 кг/м³) составит:

Рисунок 10 - Схема к определению технических характеристик крана

Требуемая грузоподъёмность крана Q_к складывается из массы бадьи с бетоном Q_б и массы такелажных приспособлений Q_так (стропы, захваты, траверсы):



Необходимую высоту подъёма крюка определим по формуле (46):

где h_о - расстояние от уровня стоянки крана до опоры сборного элемента на верхнем монтажном горизонте, м;

h_з - запас по высоте, необходимый для установки элемента или проноса его над ранее смонтированными конструкциями; по требованиям техники безопасности принимается равным 0,5-2 м (принимаем 1,2 м);

h_б - высота бадьи, м;

h_ст - высота захватного приспособления в рабочем положении от верха монтируемого элемента до центра крюка, м (принимаем 2 м).

Необходимый вылет крюка L_к определяется как расстояние от центра оси вращения крана до максимально удаленного монтируемого элемента с одной стоянки.

Важно учесть, что вылет крюка определен для перпендикулярного направления стрелы крана относительно оси движения и бровки котлована. Поэтому найденный вылет крюка принимаем L_к=10 м, чтобы увеличить рабочий радиус крана.

После проведенных вычислений из [3] (таб. 21.4) выбираем кран МКГ-25БР на гусеничном ходу со стрелой 13,5 м.



3.4 Указания по производству работ

Вертикальная планировка площадки

Перед выполнением работ по вертикальной планировке площадки должны быть закончены подготовительные работы, которые включают в себя срезку растительного слоя и очистку площадки от мусора, пней, кустарников. Срезку растительного слоя выполняет бульдозер ДЗ-19 тонкой стружкой (15 см) на всей площади планируемой территории. Срезанный грунт складируется в кавальеры за пределами площадки.

Для выполнения работ по перемещению грунта из выемки в насыпь, по результатам сравнения комплектов машин, был выбран скреперный комплект машин. Разработку грунта осуществляем прицепным скрепером ДЗ-30 на базе трактора ДТ-75. Схема движения - эллиптическая, так как эту схему наиболее целесообразно использовать для планировки данной строительной площадки. Резание грунта выполняется тонкой стружкой при постоянной глубине резания (h=0,2 м) по схеме «через полосу».

Длина пути загрузки скрепера составляет 16,96 м, толщина отсыпаемого слоя скрепером 0,3 м, который уплотняется самоходным катком на пневматических шинах ДУ-29А за четыре проходки по одному следу. Схема уплотнения используется последовательная с перекрытием полос уплотнения на 0,2 м. Технические характеристики машин записаны в технологической карте.

Разработка траншеи

Разработка траншеи осуществляется без крепления стенок с учетом угла естественного откоса. Для этого используется экскаватор одноковшовый с гидравлическим приводом ЭО-4121А, оборудованный обратной лопатой с емкостью ковша 1 м³. Разрабатывается грунт лобовой проходкой по прямой. Погрузка грунта осуществляется в отвалы и в автосамосвал КрАЗ-256 грузоподъёмностью 10 т. Погрузка грунта в автосамосвал осуществляется с бокового борта. Дальность транспортировки грунта составляет 1,2 км.

Для въезда в траншеи устраиваются въездные траншеи (2 шт.). Поверхность основания тщательно выверяется и уплотнятся.

Обратная засыпка пазух выполняется бульдозером ДЗ-19. Уплотнение грунта при выполнении обратной засыпки пазух котлована выполняется самоходным катком на пневматических шинах ДУ-29А и электротрамбовкой ИЭ-4502.

Устройство фундаментов

Сваи привозят на площадку непосредственно с завода ЖБИ и складируют в специально отведенном для этого месте. Подаются сваи в котлован строительным краном. Вертикальное погружение производится дизельным молотом СП-75, который используют с навесной копровой установкой на базе экскаватора ЭО-4111. Его наибольшая энергия удара =40 кДж, масса ударной части молота 1250 кг, масса молота 2,7 т.

Навесная копровая установка СП-75 на базе экскаватора ЭО-4111 движется вдоль осей, забивая с одной стоянки пять свай (схема движения копровой установки показана на 3-й технологической карте).

Разбивка свайного поля

Геодезическую разбивку свайных рядов выполняют после планировки площадки. Разбивка свайного поля заключается в переносе в траншеи сначала основных и промежуточных осей зданий, а затем в определении положения каждой сваи согласно рабочему проекту. Места положения свай на местности закрепляют металлическими штырями длиной 200-250 мм диаметром 8-10 мм или деревянными кольями длиной 200-250 мм и сечением, позволяющим погрузить их на глубину 150-200 мм. Допустимые отклонения от проектных положений осей не должны превышать 1 см на 100 м ряда. После завершения земляных работ и до начала разбивки свайного поля дно траншеи планируют и при необходимости укрепляют его балластным слоем из песка, щебня, шлака или другого материала. В это время завозят оборудование, принятое для погружения свай. На дне котлована сваи укладывают раздельно по длине и типу конструкции вблизи мест их забивки. Разгружают сваи с транспортных средств и укладывают в штабеля четырехветвевыми стропами. Правильность разбивки свай на местности оформляют актом с участием авторского надзора от проектной организации.

Технология погружения свай

Забивку сваи начинают с медленного опускания молота на наголовник после установки сваи на грунт и ее выверки. Под действием массы молота свая погружается в грунт. Чтобы обеспечить правильное направление сваи, первые удары производят с небольшой высоты подъема молота (как правило, не более 0,4…0,5 м). В начале погружения необходимо отсчитывать число ударов на каждый метр погружения сваи, отмечая, при этом среднюю высоту падения ударной части молота. Далее замеряют, время действия молота, расходуемое на каждый метр погружения сваи, число ударов в минуту.

В начале забивки необходимо внимательно наблюдать за правильностью погружения сваи в плане и по вертикали

В конце забивки, когда острие сваи погружено приблизительно до проектной отметки или получен проектный отказ, забивку производят «залогами» по 10 ударов в каждом. Отказы измеряют с погрешностью не более 1 мм.

Сваи, не давшие контрольного отказа после перерыва продолжительностью 3…4 дня, подвергают контрольной добивке. Если глубина погружения сваи не достигла 85% проектной, а на протяжении трех последовательных залогов получен расчетный отказ, необходимо выяснить причины этого явления и согласовать с проектной организацией порядок дальнейшего ведения свайных работ.

Забивка свай, срубка оголовков, загибание свайной арматуры, монтаж опалубки и арматурных каркасов, подача бетонной смеси в бадьях предусматривает применение комплексной механизации. Все основные и вспомогательные операции (транспортировка, разгрузка, складирование, забивка, подъем и установка их в проектное положение) выполняются при помощи соответствующих машин, механизированного инструмента и приспособлений, работа которых обеспечивает заданный темп возведения здания.

Данные для производства работ по забивке свай:

Количество свай - 550 шт.;

Длина сваи - 3 м;

Размеры сечения сваи - 300х300 мм;

Масса сваи - 0,7 т;

Расчетная нагрузка на сваю, N=390 кН.

Арматурные работы

Арматурные каркасы устанавливаются в проектное положение до монтажа блок-форм. Для защиты арматуры от коррозии предусмотрен защитный слой из бетона толщиной 40 мм.

Далее выполняется установка инвентарной блочной опалубки.

Подача и укладка бетонной смеси в опалубку

До начала бетонирования проверяем элементы крепления опалубки, качество очистки арматуры от ржавчины, надежность защитного слоя бетона, смазку на поверхности опалубки.

При укладке бетонной смеси в армированные конструкции соблюдаем высоту свободного сбрасывания до 3 м.

Для укладки бетонной смеси применяем поворотную бадью БВП - 2,0 емкостью 2 м³. Доставку бетонной смеси на объект осуществляется в автобетоносмесителе АБС-8 ДА.

Разгрузка производится непосредственно в поворотные бадьи, установленные в ряд в зоне действия монтажного крана.

Затем поворотные бадьи захватываются гусеничным краном МКГ-25БР и подаются к месту бетонирования.

Бетонная смесь в опалубку укладывается горизонтальными слоями одинаковой толщины без разрывов. Фундамент столбчатого типа бетонируется в несколько этапов: сначала ступень, затем подколонник.

Бетонщик принимает загруженную бадью у места укладки бетонной смеси, открывает затвор и включает вибратор, навешенный на бадью, регулирует подачу смеси в конструкцию.

Уплотнение бетонной смеси производится глубинными вибраторами ИВ-66 ручными с гибким валом. Толщина уплотняемого слоя составляет 30 см. Смесь укладывают слоями толщиной 0,3 м. Расстояние между местами установки вибратора - 1,5 R действия, то есть 40-60 см в плане. Погружаются вибраторы через уплотняемый слой в ранее уложенный на 5…10 см. Вибрирование производится без опирания на арматуру. Время вибрирования определяется опытным путем. Оно должно обеспечить достаточное уплотнение бетонной смеси. Осмотром определяется окончание оседания смеси, прекращение выделения воздуха, появление цементного молока в местах примыкания бетона к опалубке.

После укладки и уплотнения бетонной смеси создаются благоприятные условия ее твердения для достижения требуемых физико-механических свойств. С этой целью осуществляем уход за бетоном до достижения им проектной прочности. Уход за бетоном заключается в соблюдении необходимого температурно-влажностного режима в период твердения и набора прочности. Для увлажнения поверхности бетона применятся подключенный к водопроводу резиновый шланг с распыляющим соплом. После полива поверхность бетона укрывают мешковиной.

Распалубка производится после достижения бетоном прочности, обеспечивающей сохранность поверхности и кромок углов - 3 суток (значение принимаем условно)



Список использованных источников

1. Технология строительного производства: Учеб.-метод. комплекс для студентов специальности 1-70 02 01 «Промышленное и гражданское строительство». В 5 ч. Ч. 2 / сост. В.В. Бозылев, Д.И. Сафончик; под общ. ред. В.В. Бозылева. - 2-е изд. - Новополоцк: ПГУ, 2010. - 284 с.

2. ЕНиР Е2-1 Сборник 2. Земляные работы: Выпуск 1. Механизированные и ручные работы.-М.: Прейскурантиздат, 1987

3. П16-03 к СНБ 5.01.01-99 Земляные сооружения. Основания фундаментов. Производства работ/ Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь. Минск 2004

4. СНБ 5.01.01-99 Основания и фундаменты зданий и сооружений/ Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь. Минск 1999

5. ТКП-45-1.03-161-2009 Организация строительного производства

6. ЕНиР Е4-1 Сборник 4 Монтаж сборных и устройство монолитных железобетонных конструкций. Выпуск 1 Здания и промышленные сооружения.-М.: Прейскурантиздат, 1987

7. ТКП 45-1.03-44-2006. Безопасность труда в строительстве. Строительное производство. - Минск, 2007

8. ГОСТ 21807-76 Бункера (бадьи) переносные вместимостью до 2 м³ для бетонной смеси. Общие технические условия

9. ГОСТ 2.105-95 ЕСКД. Общие требования к текстовым документам

10. ЕНиР Е12 Сборник 12 Свайные работы.-М.: Прейскурантиздат, 1987

11. Белецкий Б.Ф. Строительные машины и оборудование: справочное пособие для инженерно-технических работников, студентов строительных вузов и техникумов. Ростов н/Д. 2005. - 608 с.

Размещено на Allbest.ru

...