Разработка траншей и возведение фундаментов

28 Variant.dwg

Variant28.doc

Исходные данные для выполнения курсовой работы
Исходными данными являются:
Вид возводимого здания размеры здания в осях
тип фундаментов (ленточные стаканного типа) и глубина их заложения (hф) наличие подвальной части в здании.
Расстояние транспортировки грунта - lтр = 11км.
Уточнение исходных данных для проектирования производства земляных работ
Наименование показателей
Значение показателей
при механизированной разработке грунта;
при ручной разработке грунта.
Средняя плотность грунта в естественном залегании кгм3
Угол действительного откоса (модуль откоса) m
Уровень залегания грунтовых вод м
Глубина заложения фундамента м
Выбор очертания траншей под проектируемое сооружение
и определение объемов земляных работ при их отрывке
Выемки разрабатываются с откосами или с креплением вертикальных стенок.
Заложение откосов (b) определяют исходя из глубины залегания подошвы фундамента с учетом бетонной подготовки (hф) и модуля откоса (m):
Ширина по дну траншеи (В) принимается:
- равной ширине подошвы фундамента или бетонной подготовки (а) с добавлением
d=08 м с каждой стороны фундамента при необходимости устройства вертикальной гидроизоляции фундаментов и стен подвалов (при отрывке с откосами).
Подсчет объемов земляных работ по отрывке котлована
Для подсчета объемов земляных работ необходимо определить габариты отрываемых земляных сооружений.
Ширина котлована по низу для траншеи определяется:
B = а + 2d = 1.8+2·0.8 = 1.8+1.6=3.4м
Длина котлована под все траншеи по низу определяется:
L = Д++2d = 60++2·0.8 = 60+18+16 = 634 м
где: Д - длина здания по осям;
а – ширина подошвы фундамента (бетонной подготовки);
d – запас для возможности монтажа или бетонирования фундаментов.
Ширина и длина траншеи по верху определяется:
Eш = В + 2 b = 34+2·04 = 42 м
Eд = L + 2 b = 634+2·04 = 642 м
где: B (L) ширина (длина) траншеи по низу.
Рассчитав размеры земляных сооружений определяем:
Площадь котлована по низу: F = B × L = 3.4×634 = 21556 м2
Площадь котлована по верху F1 = Еш × Ед = 42×642 = 26964 м2
Среднюю площадь котлована = = 2426 м2
Объем грунта по отрывке отдельных котлованов и траншей:
V1 = Fcp hк n = 2426·17·2 = 82484 м2
где: n- количество отдельных траншей под все здание.
Объем подчистки дна траншей Vn = Fср hп n1 = 2426·01·2 = 4852 м3
где: n1- количество отдельных траншей.
Общий объем разработки грунта тогда составит: V0 = V1 = 82484 м3.
Объем механизированной разработки: Vмр = V0 – VП = 82484-4852 = 77632 м3
Объем обратной засыпки с учетом коэффициента остаточного разрыхления:
где: Vc- объем грунта вытесняемый выполненными фундаментами.
Определение объемов работ при возведении фундаментов
Площадь мелкощитовой опалубки для отдельностоящих ступенчатых фундаментов определяется:
а) площадь опалубки в отдельностоящем ступенчатом фундаменте составляет:
Fоп1 = [h1×а + h2×(c+2f)+h3×c]·4 = [04×18 + 04×(06+2·03)+08×06]·4 =
= [072 + 048+048]·4 = 672 м2
б) общая площадь опалубки всех отдельностоящих ступенчатых фундаментов:
Fоп = Fоп1·n1 = 672·22 = 14784 м2
К определению площади опалубки для отдельностоящего ступенчатого фундамента
Объем бетона необходимого для возведения фундаментов определяется из запроектированных размеров фундаментов:
для отдельностоящих фундаментов:
Vб=[h1·а2+h2·(c+2f)2+h3·c2-Vc]·n1 = [04·182+04·(06+2·03)2+08·062]·22 = 484 м3
где: Vc – объем стакана в фундаменте (учитывается только при установке железобетонной колонны).
Объем арматурных работ определяется исходя из усредненного расхода арматуры на 1 м3 бетона.укладываемой арматуры перед бетонированием в фундаменты тогда составит:
Qар= Vб·qус = 484·12 = 5808 кг
где: qус- усредненный расход арматуры на 1 м3 бетона (в курсовом проекте можно принимать 10-12 кгм3).
Армирование осуществляется арматурными сетками необходимо определить количество укладываемых сеток (Ncет):
где: qсет – масса укладываемых сеток (в курсовом проекте допускается принимать массу одной сетки до 20 кг).
Определение требуемых технических параметров средств механизации
Основными техническими параметрами по которым осуществляется выбор экскаватора являются: глубина копания (hк) радиус резания (Rp); высота выгрузки в транспортное средство (НВ).
Требуемая глубина выемки грунта принимается равной глубине заложения фундаментов возводимого сооружения с учетом подготовки.
Требуемый радиус резания определяется исходя из количества и видов принимаемых проходок экскаватора при этом принимается наиболее эффективная схема разработки грунта. Для определения радиуса резания принимаем количество проходок nпр (в проекте принимаем 2-3 осевых или лобовых) и определяем ширину одной проходки (В) (рис.5):
где: Е –ширина котлована по верху.
Необходимый радиус резанья приняв угол поворота экскаватора 90% тогда составит:
Требуемая высота выгрузки в транспорт определяется габаритами транспортного средства используемого для вывозки грунта за пределы строительной площадки:
НВ = НТР + 05 = 25+05 = 30м
где: НТР - высота транспортного средства.
для возведения фундаментов
При возведении фундаментов могут использоваться различные средства механизации: краны бетоноукладчики бетононасосы ленточные конвейеры и другие. Применение того или другого механизма или строительной машины обусловлено технической и экономической целесообразностью и зависит от интенсивности бетонирования. В данной курсовой работе рассматривается вариант использования монтажного крана как для установки опалубки так и для укладки бетона в конструкцию фундаментов с помощью бадьи или бункера.
Основными техническими характеристиками монтажных кранов являются: грузоподъемность вылет стрелы и высота подъема крюка (крюковой обоймы). Поэтому необходимо определить требуемые технические характеристики которым должен удовлетворять кран для возможности выполнения выше отмеченных работ:
а) максимальную монтажную массу поднимаемого груза (Qм):
Qм = Q + q = 12+00438=124т
где: Q – масса поднимаемой конструкции бадьи т;
q – масса используемых грузозахватных приспособлений т.
б) минимальный вылет стрелы монтажного крана при монтаже элементов опалубки а также при бетонировании фундаментов с использованием бадьи определяемый исходя из возможного положения монтажного крана по формуле:
LB = d + c + f + b2 = 17+04+15+382=55 м
где: LB - минимально возможный вылет стрелы крана м;
d - расстояние от центра монтажного элемента до основания выемки понизу со стороны крана м;
с - величина заложения откоса траншеи м;
f-расстояние от бровки траншеи до ближайшей опоры (гусеницы) крана м
b-расстояние от опоры (гусеницы) крана до сои вращения крановой установки.
в) требуемую высоту подъема крюка крана при монтаже элементов опалубки а также при бетонировании фундаментов с использованием бадьи.
Высота подъема крюка крана определяется по формуле:
Нкр = hо + а + Нк +hстр = 0+05+28+15=48 м
где: hо - отметка установки низа конструкции;
а - дополнительная высота подъема конструкции (бадьи) над отметкой установленных элементов опалубки или встречающихся на пути движения установленных конструкций (принимается не менее 05 м из условий безопасности);
Нк - высота устанавливаемых элементов опалубки или габариты применяемой бадьи;
hстр - высота строповки (расстояние от оси крюка до верхней грани опалубки или бадьи).
На основании данных полученных при расчете требуемых параметров кранов по Строительные краны. Справочник. Под ред. В.П.Станевского проводится выбор монтажного крана для монтажа всех конструктивных элементов.
Согласно полученных основных технических характеристик выбран автомобильный кран
КС – 2561К с максимальной грузоподъемностью 63 т и основной стрелой длиной 8м.
Выбор по полученным техническим параметрам машин для отрывки траншей
Прежде чем произвести выбор конкретной марки экскаватора предварительно осуществляется определение емкости его ковша в зависимости от объема экскаваторных работ на строительной площадке глубины траншей и группы разрабатываемых грунтов по трудности разработки.
При разработке грунта в городских и стесненных условиях разрабатываемый грунт транспортируется на другой объект где осуществляется обратная засыпка или в резерв находящийся на расстоянии l км. Для этой цели используются транспортные средства количество и марка которых зависит от технических характеристик землеройных механизмов и определяется расчетом (для каждого из выбранных вариантов).
Для отрывки траншей выбираем два варианта экскаваторов оборудованные обратной лопатой технические характеристики которых сводим в таблицу.
Характеристики одноковшовых экскаватором оборудованных обратной лопатой принятых для разработки грунта в котловане
Характеристика экскаватора
экскаватор с механическим приводом
ЭО-3111А (Э-303А) ковш с зубьями
гидравлический экскаватор
Вместимость ковша м3
Наибольший радиус резания м
Наибольшая глубина копания м
Радиус выгрузки в транспорт
Радиус копания на уровне стоянки м
Согласно принятых экскаваторов подбираем автосамосвалы которые должны работать в комплекте с ним.
Автосамосвалы работающие в комплекте с экскаваторами
Одноковшовый экскаватор оборудованный обратной лопатой
грузоподъемность 45 т
грузоподъемность 35т
Расчет количества транспортных единиц (самосвалов) для отвозки (завозки) разрабатываемого экскаватором грунта
При расчете транспортных средств для перевозки грунта самосвалы подбирают к экскаватору таким образом чтобы число ковшей погружаемого в кузов грунта составило 4-6.
Для того чтобы определить число ковшей (n) для конкретного типа самосвала нужно разделить емкость его кузова (qкуз) на емкость ковша экскаватора (qэкс):
I Вариант (ЭО 3111А ЗИЛ-ММЗ-555)
II Вариант (ЭО-3323А ГАЗ-53Б)
Количество автотранспортных средств обслуживающих работу экскаватора принимается из условия обеспечения непрерывной работы последнего т.е. когда выдерживается равенство:N·Па = Пэк
где: N - количество автосамосвалов;
Па - производительность автосамосвала в смену ( м3см);
Пэк - производительность экскаватора в смену (м3см) которая вычисляется по формуле:
где: tсм - продолжительность смены в часах;
Нвр - норма времени на 100 м3 грунта.
I Вариант (ЭО 3111А)
II Вариант (ЭО-3323А)
Производительность автосамосвала в смену (Па) определяется по формуле:
I Вариант (ЗИЛ-ММЗ-555)Па = 631 = 186 м3см
II Вариант (ГАЗ-53Б)Па = 65 = 300 м3см
где: nр - количество рейсов автосамосвала за смену.
I Вариант (ЗИЛ-ММЗ-555)
II Вариант (ГАЗ-53Б)
Число транспортных единиц (N) рассчитывается из условия обеспечения бесперебойной работы экскаватора по формуле:
где: N - число транспортных единиц;
tц - длительность производственного цикла рейса транспортной единицы мин;
tп - продолжительность погрузки транспортного средства мин.
Длительность производственного цикла (tц) определяется по формуле:
tц = tуст.п+tп+tтр+tуст.р+tр+tм мин
tц = 10+84+66+12+18+12 = 796 мин
tц = 10+123+66+10+18+11 = 832 мин
где: tуст.п - продолжительность установки транспортной единицы под погрузку мин;
tп - продолжительность погрузки транспортного средства в мин
где: Е - емкость кузова транспортного средства м3;
Пэк. час - часовая производительность экскаватора м3ч.
где: Нвр - норма времени экскаватора на разработку 100 м3 грунта в плотном состоянии м-смен;
tтр - продолжительность пробега транспортной единицы на расстояние l при средней скорости Vср в груженом и порожнем направлениях мин.
где: Vср - средняя скорость движения автосамосвалов в городе Vср=20 кмчас;
tуст.р - продолжительность установки (маневрирования) транспортной единицы при разгрузке мин;
tр - продолжительность разгрузки транспортной единицы мин;
tм - продолжительность технологических перерывов возникающих в течение рейса (маневры ожидание пропуск встречного транспорта при разъезде и потери времени на ускорение и замедление скорости в начале и конце пути).
Определяем средства механизации для обратной засыпки и уплотнения грунта
Для выполнения работ по обратной засыпке и уплотнению грунта принимаем бульдозер и электрические трамбовки.
Техническая характеристика бульдозера
Наименование показателя
Масса бульдозерного оборудования т
Техническая характеристика электротрамбовок
Марка электротрамбовок
Глубина уплотнения (за 2 прохода)
Диаметр трамбующего башмака
Размеры трамбующего башмака
Характеристика электродвигателя:
Исходя из расстояния перемещения грунта при его засыпке сменной производительности принятого для производства работ бульдозера определяем количество трамбовок обеспечивающих его непрерывную работу.
Сменная производительность бульдозера рассчитывается по формуле:
Сменная производительность трамбовки рассчитывается по формуле:
Тогда количество трамбовок необходимое для совместной работы с бульдозером:
Выбор механизмов по экономическим характеристикам для производства
земляных и бетонных работ
Для технико-экономической оценки различных вариантов комплексной механизации производства работ на возводимом сооружении используют как правило стоимость
машино-смены (См-см) трудоемкость процессов (Т) и стоимость единицы продукции (Сед).
Определение трудоемкости процесса при отрывке траншей:
где:Vмр - объем механизированной разработки грунта м3;
Hвр- норма времени в маш-ч на единицу измерения;
tсм- продолжительность рабочей смены в часах;
К1-коэффициент при единице измерения.
Трудоемкость транспортировки грунта автосамосвалами (Ттр) определяется по формуле:
I Вариант (ЭО 3111А ЗИЛ-ММЗ-555)Ттр = 437×8 = 3496 м-смена
II Вариант (ЭО-3323А ГАЗ-53Б)Ттр = 398×6 = 2388 м-смена
где: N - количество автотранспортных средств обслуживающих работу экскаватора.
Трудоемкость выполнения опалубочных распалубочных работ и работ по бетонированию фундаментов (Тм-см) монтажным краном определяется согласно калькуляции.
Трудоемкость производства работ по обратной засыпке грунта бульдозером определяется по формуле:
Трудоемкость производства работ по уплотнению грунта трамбовками определяется по формуле:
Для определения трудоемкости работ нулевого цикла и технико-экономических показателей процессов составляем калькуляцию трудовых затрат и заработной платы рабочих в форме таблицы.
Определение себестоимости машино-смен средств механизации
Себестоимость машино-смен для средств механизации участвующих в производственном процессе определяется:
где: См-ч - стоимость одного часа эксплуатации средства механизации принимаемая по
ДБН Д.2.7-2000. Ресурсные сметные нормы эксплуатации строительных машин и механизмов. Госстрой Украины. –К.: Инпроект 2001.-248 с. грн;
tсм – продолжительность смены в часах.
См-см = См-ч·tсм грн.
Определение себестоимости механизированного процесса
Себестоимость механизированного процесса определяется с учетом трудоемкости выполнения работ каждого механизма на строительной площадке:
где: Н1–коэффициент учитывающий увеличение общепроизводственных расходов при эксплуатации средств механизации (Н1 = 108);
Н2-коэффициент учитывающий покрытие остальных статей общепроизводственных расходов кроме заработной платы рабочих занятых на строительно-монтажных работах (в курсовой работе принимается Н2=15);
Зп - заработная плата слесарей-строителей и бетонщиков обслуживающие кран при монтаже и демонтаже щитов опалубки бетонировании фундаментов (принимается согласно калькуляции).
См.пр. грн. (экскаватор автосамосвал) - 552609
См.пр. грн. (экскаватор автосамосвал) - 377847
Определение себестоимости единицы продукции.
Себестоимость единицы продукции определяется по формуле:
где: См.пр– себестоимость механизированного процесса;
При разработке 1м3 грунта:
По итогам проведенных расчетов делаем вывод что для производства работ нулевого цикла принимаем комплект средств механизации по II Варианту.
Технико-экономические показатели технологических процессов
Объем земляных работ
Объем бетонных работ
Продолжительность производства земляных и бетонных работ
Трудоемкость выполнения земляных работ
Трудоемкость выполнения бетонных работ
Трудоемкость разработки 1 м3 грунта
Трудоемкость устройства 1 м3 фундаментов
Себестоимость механизированного процесса
Себестоимость разработки 1 м3 грунта
Технология производства земляных и бетонных работ
До начала производства основных работ по устройству земляных сооружений выполняют подготовительные работы: внеплощадочные и внутриплощадочные.
К внеплощадочным подготовительным работам можно отнести строительство подъездных дорог линий связи и электропередачи выполнение вскрышных работ на участках отведённых под карьеры и резервы к внутриплощадочным - восстановление и закрепление геодезической разбивочной основы; расчистку территории стройплощадки; инженерную подготовку площади с выполнением работ по планировке осушению и обеспечению стоков дождевых вод устройству временных (или постоянных) дороги коммуникационных сетей; установку временных инвентарных бытовых помещений для обогрева рабочих приема пищи сушки и хранения рабочей одежды санузлов и т.п.
Подготовительным работам предшествуют организационные мероприятия на получение от заказчика-застройщика разрешительной документации на отвод земельных участков; ведение строительных работ; использование существующих транспортных и инженерных коммуникаций; вырубку деревьев и др.
Геодезические работы в строительстве включают создание разбивочной основы и проведение разбивочных работ в ходе строительства. Последние выполняет строительная организация.
Создание геодезической разбивочной основы является обязанностью заказчика и предполагает устройство разбивочной сети и разбивку красных линий (контуров) строительной площадке нанесение внешней и внутренней разбивочных (геодезических) сетей сооружения осей линейных сооружений и нивелирных сетей. Разбивку красных линий производят для определения границ строительной площадки. Другие элементы разбивочной основы рекомендуется выполнять после расчистки и планировки территории стройплощадки. Расчистка территории строительной площадки включает работы по уборке деревьев с корчевкой пней уборке кустарника и валунов освобождению территории от строений подлежащих сносу переносу действующих коммуникаций и т.п. Для удобства валки деревьев и безопасности работ территорию предварительно расчищают от кустарника и мелколесья которые выкорчевывают с помощью кусторезов бульдозеров тракторов-корчевателей и убирают в специально отведенные для этого места. Выемки всех видов до начала основных земляных работ должны быть ограждены от стока поверхностных вод с помощью постоянных или временных устройств. Водоотводные устройства должны обеспечивать перехват нагорных вод вдоль границ строительной площадки для траншеи и ускорять сток воды с территории площадки. Для водоотвода устраивают кавальеры и отвалы располагаемые с нагорной стороны а также специальные оградительные обвалования водоотводные осушительные канавы производят планировку территории с уклоном. Поперечные сечения и уклоны всех водоотводных устройств должны быть рассчитаны на пропуск ливневых вод и вод образующихся при таянии снега. При вертикальной планировке территории строительную разбивку закрепляют в местах срезки вешками а в местах насыпи - сторожками.
Вспомогательные работы производят при устройстве земляных сооружений. Они включают временные крепления стен траншей открытый водоотлив и грунтовое водопонижение искусственное закрепление грунтов.
До начала производства земляных работ представители строительной организации совместно с представителями заказчика проверяют правильность разбивки сооружений в натуре и составляют соответствующий акт с приложением к нему разбивочных схем.
Разбивку котлована на местности начинают с закрепления кольями контуров его бровки и дна используя для этого взаимно перпендикулярные крайние или центральные главные оси сооружения по разбивочной геодезической схеме и геометрические размеры котлована. После этого вокруг будущего котлована на расстоянии 2-3 метров от бровки устанавливают обноски состоящие из врытых в грунт металлических или деревянных стоек и прикрепленных к ним строго по одному уровню реек-досок. На верхнюю кромку досок выносят створы осей и закрепляют их гвоздями или рисками. Периодически натягивая по обноске осевые проволоки с помощью отвесов контролируют точность отрывки котлована в дальнейшем осевые проволоки используют для устройства основания сооружения.
В состав земляных работ входит: разработка грунта экскаватором подчистка дна траншеи вручную обратная засыпка пазух траншеи с послойным уплотнением.
Отрывка траншеи производится гидравлическим экскаватором ЭО-3323А вместимость ковша
32 м3 оборудованным обратной лопатой. Экскаватор совершает разработку грунта осевой проходкой. Разработку грунта экскаватор ведет ниже уровня стоянки. Автомобиль обслуживающий экскаватор размещается рядом с учетом расстояния выгрузки. Для транспортирования разрабатываемого грунта используется автосамосвалы марки ГАЗ-3323А грузоподъемность 35 т.
Грунт отвозится на расстояние 11 км. После окончания разработки грунта производится подчистка дна котлована непосредственно под устанавливаемым фундаментом. Затем производится бетонирование фундаментов. Обратную засыпку выполняют при помощи бульдозера ДЗ-29 уплотняя грунт послойно слоями dсл=40см электрическими трамбовками ИЭ-4502 с круглым башмаком каждого слоя.
Охрана труда и окружающей среды
До начала производства земляных работ в местах расположения действующих подземных коммуникаций должны быть разработаны и согласованы с организациями эксплуатирующими эти коммуникации мероприятия по безопасным условиям труда а расположение подземных коммуникаций на местности обозначено соответствующими знаками или надписями.
Траншеи должны быть ограждены защитным ограждением с учетом требований ГОСТ 23407-78 Ограждения инвентарные строительных площадок и участков производства строительно-монтажных работ. Технические условия. На ограждении необходимо устанавливать предупредительные надписи и знаки а в ночное время - сигнальное освещение.
Места прохода людей через траншеи должны быть оборудованы переходными мостиками освещаемыми в ночное время.
Разрабатывать грунт в котлованах и траншеях "подкопом" не допускается.
Валуны и камни а также отслоения грунта обнаруженные на откосах должны быть удалены.
Устанавливать крепления необходимо в направлении сверху вниз по мере разработки выемки на глубину не более 05 м. Разборку креплений следует производить в направлении снизу вверх по мере обратной засыпки выемки.
Перед допуском рабочих в траншеи глубиной более 13 м должна быть проверена устойчивость откосов или крепления стен.
Погрузка грунта на автосамосвалы должна производиться со стороны заднего или бокового борта.
При работе экскаватора не разрешается производить другие работы со стороны забоя и находиться работникам в радиусе действия экскаватора плюс 5 м.
Список использованной литературы
ДБН Д.2.7-2000. Ресурсные сметные нормы эксплуатации строительных машин и механизмов. Госстрой Украины. –К.: Инпроект 2001.-248 с.
Единые нормы и расценки на строительные монтажные и ремонтно-строительные работы. Сборник Е2. Земляные работы. Выпуск 1. Механизированные и ручные земляные работы. - М.: Прейскурантиздат 1987
Единые нормы и расценки на строительные монтажные и ремонтно-строительные работы. Сборник Е4. Монтаж сборных и устройство монолитных железобетонных конструкций. Выпуск 1. Здания и промышленные сооружения- М.: Стройиздат 1987.
Единые нормы и расценки на строительные монтажные и ремонтно-строительные работы. Сборник Е4. Монтаж сборных и устройство монолитных железобетонных конструкций. Выпуск 3. Мосты и трубы- М.: Стройиздат 1987.
Единые нормы и расценки на строительные монтажные и ремонтно-строительные работы. Сборник Е19. Устройство полов. - М.: Прейскурантиздат 1987.
Методические указания для самостоятельной работы студентам по курсу «Технология строительного производства» на тему «Проектирование производства работ нулевого цикла» (для студентов по специальности 2.092.101 - промышленное и гражданское строительство) Составители: Диденко Л.М. Козловская С.Н. Рыбалка Е.А. - Днепропетровск: ИНСО ПГАСА 2005. 46 с.
СНиП III-4-80* Техника безопасности в строительстве. Правила производства и приемки работ. М. Стройиздат 1989.
Строительные краны. Справочник. Под ред. В.П.Станевского. К.: Будівельник 1989 г. – 296 с.