Определение объёмов земляных работ при разработке котлована

ТСП.doc

Министерство Образования и науки РФ
Федеральное агентство образования
Кафедра «Промышленное и гражданское строительство».
Руководитель проекта
По дисциплине «Технология строительного производства».
На тему: «Определение объёмов земляных работ при разработке котлована».
Определение объёма земляных работ- 3 -
Составление плана распределения земляных масс при планировке площадки- 8 -
Выбор способа земляных работ.- 8 -
1 Вопросы комплексной механизации- 8 -
2 Расчет экономической эффективности вариантов механизации земляных работ- 9 -
Организация и технология выполнения комплексно-производственных работ по планировке площадки и разработки котлованов и траншей.- 11 -
Составление календарного плана и калькуляции трудовых затрат- 13 -
Технико-экономические показатели.- 14 -
Организация технологии зимнего варианта разработки котлованов- 15 -
Техника безопасности при производстве земляных работ- 16 -
Список использованной литературы- 18 -
Определение объёма земляных работ
При устройстве земляных сооружений а также при возведении зданий приходится выполнять целый комплекс земляных работ в состав которого могут входить разработка грунта погрузка его на транспортные средства перемещение грунта зачистка основания разравнивание грунта отсыпка насыпей уплотнение грунта планировка поверхностей. Все объемы земляных масс подсчитываются по геометрическим размерам в плотном теле грунта.
Подсчет объемов земляных работ при вертикальной планировке площадки
Объем земляных работ при вертикальной планировке площадок можно определять при помощи планировочной сетки нанесенной на чертеж плана площадки.
В состав земляных работ по вертикальной планировке площадок входят разработка выемок образование насыпей перемещение грунта из выемки в насыпь площадки транспортирование лишнего грунта на свалку или недостающего грунта из карьера разравнивание грунта доставляемого автосамосвалами уплотнение грунта планировка поверхности площадки планировка откосов площадки.
Вертикальную планировку площадки можно производить под заданную отметку или под отметку определяемую из условия нулевого баланса грунтовых масс при котором объемы грунта выемок и насыпей равны между собой. В последнем случае сначала определяется отметка планировки и все дальнейшие подсчеты ведутся по той же методике которая рекомендуется для площадок планируемых под заданную отметку.
Порядок определения объемов выемок и насыпей при планировке площадок под заданную отметку следующий: на чертеж плана с горизонталями наносят планировочную сетку в углах которой проставляют черные красные а также рабочие отметки и линию нулевых работ (нулевая линия) если в результате планировки окажутся насыпи и выемки. Подсчитывают объемы каждой отдельной фигуры входящей в состав планировочной сетки и объемы грунтовых масс в откосах и составляют ведомость объемов насыпей и выемок.
Черную отметку в углах планировочной сетки находят по горизонталям исходя из равенства
Рабочая отметка в данном случае вычисляется как разность между красной и черной отметками по равенству:
Соответственно этому насыпь обозначают знаком плюс а выемку знаком минус. Все отметки необходимые для подсчетов пишутся в углах элементарных фигур планировочной сетки по схеме (рис. 2).
Рис. 2 Линию нулевых работ размещают в фигурах с отметками различного знака и наносят на чертеж плана площадки прямыми линиями в пределах каждой фигуры планировочной сетки по точкам с нулевым значением рабочих отметок. Местоположение нулевых точек определяют из подобия треугольников или графическим способом (рис. 2).
Объемы насыпи или выемки в каждой отдельной фигуре планировочной сетки имеющей отметки одного знака подсчитывают по формуле
где hср — средняя рабочая отметка взятая по углам планировочной сетки;
F — площадь этой фигуры
В фигурах с отметками различного знака (фигуры со смешанными объемами) объемы насыпи и выемки определяют отдельно. Например для фигуры (рис. 3):
Объемы грунта в откосах подсчитывают по рабочим отметкам планируемой площадки.
Объемы откосов фигуры б и в планировочной сетки (рис. 11) определяют по формулам:
Суммарный объем грунта в откосах насыпи (или выемки) расположенных по периметру планируемой площадки можно подсчитать по средней рабочей отметке пользуясь приближенной формулой:
где: Sh — сумма всех рабочих отметок расположенных по периметру насыпи
SL — длина основания всех откосов насыпи (или выемки);
n — количество отметок
m — коэффициент откоса
Отметка планировки Hпл площадки при равенстве объемов грунта в насыпи и выемке может быть принята равной Н0 если разность объемов выемок и насыпей не будет превышать 5% объема выемок. В этом случае указанное расхождение может быть пропорционально распределено по объемам отдельных фигур разбивочной сетки в насыпи и выемке площадки. Расчетную отметку площадки планируемой с равенством объемов выемок и насыпей можно находить при помощи планировочной сетки нанесенной на план площадки. Тогда искомая величина определится как черная средняя отметка взятая по отметкам в углах элементарных фигур планировочной сетки.
При методике прямоугольных призм план площадки разделяют на равные и подобные прямоугольники и расчетную отметку определяют по формуле:
где SН1 SН2 SН4 – сумма черных отметок таких углов
планировочной сетки в которых соответственно сходятся один два
и четыре угла элементарных фигур;
п — количество квадратов или прямоугольников образованных планировочной сеткой.
Для получения отметок поверхности площадки планируемой с уклоном и равенством объемов насыпей и выемок рекомендуется использовать метод поворота поверхности площадки вокруг линии с отметкой Н0 по формуле
где Н0 —расчетная отметка
L — расстояние от линии поворота до точки в которой определяется отметка Н1
При прямоугольных площадках с уклоном в одну сторону линия поворота принимается посередине площадки (рис. 5а). Для площадки с уклоном в обе стороны от середины линии поворота будут располагаться в четвертях длины (или ширины) площадки (рис. 5б)
Данные по объемам насыпей и выемок на площадке
Ведомость баланса земляных работ
Объем в целых призмах
Объемы в котлованах и траншеях ниже планировочной отметки
Объемы при остаточном разрыхлении
Составление плана распределения земляных масс при планировке площадки
В курсовом проекте производства земляных работ должен быть отражен порядок распределения земляных масс по участкам разработки (насыпям выемкам кавальерам резервам). Так при проектировании производства земляных работ на планировку площади составляется шахматная ведомость с указанием объемов насыпей и выемок. По этой ведомости можно судить о том из каких фигур планировочной метки в каком количестве и куда перемещается грунт.
Выбор способа земляных работ.
Рациональные способы производства земляных работ должны обеспечить выполнение их в
заданные сроки при соблюдении следующих условий: максимальная механизация использование современной техники и прогрессивных методов применяемых новаторами производства создание условий для повышения производительности труда и получения наилучших технико-экономических показателей по стоимости и трудоемкости работ.
Типоразмеры машин подбираются в зависимости от объема земляных работ и заданного срока их производства условий выполнения строительных процессов (разработка в отвал или на транспорт наличие грунтовых вод и т. п.) характера разработки (отрытие котлована уплотнение грунта и т. д.). Типоразмеры и марки одноковшовых экскаваторов назначаются в зависимости от характера забоя и других условий окончательные решения по которым отражаются в технологических схемах при последующем проектировании. Производительность землеройно-транспортных машин в значительной степени зависит от дальности перевозки
грунта и поэтому при работе например прицепным скрепером отвозка на расстояние свыше 100 м определяется с точностью до 10 м (9).
Производительность машин уплотняющих грунты определяется по площади отсыпаемых слоев:
где V — объем грунта подлежащего уплотнению;
h — толщина уплотняемого слоя зависящая от способа уплотнения
рода грунта и типа уплотняющей машины.
Дальность транспортирования определяется по протяженности пути следования машины. В курсовом проекте эта величина может быть принята как среднее расстояние между центрами тяжести объемов выемки и той насыпи или свалки куда ссыпают грунт.
Простейшим приемом определения средней дальности перевозки грунта является нахождение центра тяжести насыпей и выемок графическим путем по построенным профилям разработки (рис. 6)
1 Вопросы комплексной механизации
Комплексная механизация планировочных работ на площадке осуществляется землеройно-транспортными машинами: скреперами бульдозерами автогрейдерами.
Так как дальность перемещения грунта 198 м. Для планировки площадки применяем прицепные скреперы.
Скреперный комплект как правило включает в себя несколько скреперов 1-2 катка для уплотнения грунта. Емкость ковша скрепера их количество зависят от средней дальности и необходимой сменной производительности комплекта которую которую определяют делением объема работ на заданный срок их производства при двухсменной работе.
2 Расчет экономической эффективности вариантов механизации земляных работ
Для расчета экономической эффективности сравниваемых комплектов машин удовлетворяющих техническим и организационным требованиям производства земляных работ необходимо определить производительность машин по формуле:
где Тсм – продолжительность рабочей смены ч Тсм=8.2 ч
Нвр – норма времени по ЕНИР
Количество ведущих скреперов определяют по формуле:
где Пн.см. – необходимая сменная производительность комплекта ведущих машин.
Эффективный экономический вариант механизации определяют по наименьшему значению приведенных удельных затрат:
ПЗу = Су +Еп*Ку рубм3
где ПЗу – приведенные удельные затраты; Су – удельная себестоимость разрабатываемого грунта комплектом машин рубм3; Ен – нормативный коэффициент капительных вложений равный 0.12; Ку – капитальные удельные вложения на один из сравниваемых комплектов машин рубм3.
Удельную себестоимость разработки и перемещения грунта комплектом машин определяют по формуле:
где - сменная производительность машино-смен машин комплекта руб.;
Капитальные удельные вложения определяют по формуле:
07 - коэффициент учитывающий транспортные расходы по доставке строительных машин с завода в управление механизации; Тг - число смен работы в году. Для скрепера - 262-252 смены.
Экономический эффект сравниваемых вариантов определяют по формуле:
Э = П3у(1) - П3у(2) рубм3
где П3у(т) ПЗу(Д) – приведенные удельные затраты сравниваемых вариантов.
Рассчитаем экономическую эффективность двух комплектов скреперов:
Скрепер ДЗ – 13 самоходный.
Скрепер ДЗ – 357Г самоходный.
Так как приведенные затраты скрепера ДЗ-357Г меньше чем ДЗ-13 применяем скрепер самоходный ДЗ-13 в количестве 4 шт.
Организация и технология выполнения комплексно-производственных работ по планировке площадки и разработки котлованов и траншей.
Организация комплексно-механизированных работ заключается в следующем:
- в определении технологической последовательности производства КМР;
- в составлении схем организации работы машин входящих в комплекты
и схемы организаций рабочей зоны машин в период производства каждого
вида земляных работ;
- в определении сменной эксплуатационной производительности всех машин и
обоснование количества машин в комплекте.
Технологическая последовательность производства работ предполагает организацию работ скреперов и катков при посменной срезке перемещении и уплотнении грунта.
Схема организации работ скреперов зависит от взаимного положения мест набора и разгрузки грунта. В зависимости от особенностей площадки дальности перемещения грунта различают эллиптическую спиральную челночно-поперечную и другие схемы движения скрепера.
Мною выбрана эллиптическая схема движения скрепера так как она наиболее проста. И наибольший эффект имеет при возведении насыпей или разработке выемок на линейно-протяженном строительстве с высотой насыпи или глубины выемки не более 2 м когда не требуется устройства выездов или съездов. Что полностью удовлетворяет условиям моего курсового проекта.
Производительность скрепера определяют по формуле:
Пэ=492*q*Кн*Кв*Кр*tц м3см
где: q –геометрическая ёмкость ковша скрепера м3;
tц – продолжительность цикла работы скрепера мин ;
Кн – коэффициент наполнения ковша
Кв – коэффициент использования во времени
Кр – коэффициент разрыхления грунта.
tц=tн+tгр+tр+tпр+tпов
tц=36+100+22+72+25=255 сек = 425 мин.
Пэ=492*9*0.8*0.9*0.85*4.25=11517.28 м3см.
При рытье котлованов и траншей технологическая последовательность состоит в выемке грунта экскаватором в отвал или на транспортные средства; механизированной или ручной зачистке дна и откосов котлованов и траншей. При этом необходимо учитывать уровень грунтовых вод и в необходимых случаях предусматривать методы водопонижения или открытого водоотлива.
Технологическая схема разработки грунта одноковшовым экскаватором может быть представлена схемой экскаваторного забоя. Проектирование экскаваторного забоя состоит из определения его оптимальных размеров.
Расстояние от оси движения экскаватора до верхней грани выемки А (рис.7) не следует назначать по наибольшему радиусу резания машины так как в этом случае получается недобор грунта.
Наибольшим возможным будет расстояние
Практически для уменьшения угла поворота стрелы экскаватора ( считая от центра тяжести забоя до места разгрузки грунта) расстояние от оси движения экскаватора до грани выемки принимают меньшим (размер В рис. 7) и определяют по формуле
Другой размер забоя — от оси движения экскаватора до низа открытого откоса — определяют по радиусу разгрузки ковша экскаватора. Уменьшая угол поворота стрелы экскаватора искомое расстояние можно определить по формуле
Расчетная ширина забоя
где в соответствии с обозначениями принятыми на рис 8:
А — наибольший радиус резания экскаватора;
Д — наибольший радиус выгрузки;
Т — расстояние от откоса забоя до оси движения транспортных средств;
П — расстояние от оси движения экскаватора до оси движения
Л — длина рабочей передвижки экскаватора (шаг).
Как результат проектирования экскаваторного забоя в графической части показана схема забоя однокубового экскаватора Э-10011 оборудованного прямой лопатой работающего с отгрузкой грунта в кузов автосамосвала. По оптимальным радиусам резания и выгрузки определены размеры экскаваторного забоя и путь движения автомашин.
Пункты остановок автосамосвалов под погрузку выбраны так чтобы можно было получить наименьший угол поворота экскаватора. Они фиксируются на местности вешкой расположение которой отмечается на чертеже технологической схемы. Фиксирующая вешка переставляется через 4 м что соответствует шагу передвижения экскаватора.
Составление календарного плана и калькуляции трудовых затрат
Сроки начала и окончания отдельных процессов земляных работ входящих в состав курсового проекта отражаются в календарном плане. Календарный план составляется в соответствии с количеством работ объемы которых были ранее подсчитаны.
Марка машин а также количество машин и рабочих необходимых для выполнения отдельных строительных процессов назначают с учетом принятых способов
производства и заданными сроками начала и окончания всех земляных работ.
Калькуляция трудовых затрат
Параграф и номер таблицы по ЕНиР
Норма времени на единицу измерения
Затраты труда на весь объем работ
Расценка на единицу измерения
общая стоимость затрат на весь объем работ
Планировка площадки скреперами
Разработка котлованов
Зачистка дна котлована вручную
Ведомость потребных машин механизмов инструментов и приспособлений.
Всего по строительству
В том числе по основным объектам.
В том числе по календарным периодам строительства
Экскаватор Э-110011А
Технико-экономические показатели.
По данным калькуляции трудовых затрат:
- Трудовые затраты на разработку 100 м3 грунта
320.58407.99=140.49 челдня
- Себестоимость разработки 100 м3 грунта
2930.37407.99=276.79 руб.
- Затраты труда на весь объем работ чел.–час
- Общая стоимость затрат на весь объем работ руб.
Организация технологии зимнего варианта разработки котлованов
Мерзлые грунты обладают значительной прочностью. Только песчаные крупнозернистые и гравийные грунты содержащие незначительное количество влаги почти не смерзаются и могут разрабатываться способами идентичными летними. В остальных случаях разработка мерзлых грунтов требует особых мероприятий: предохранения грунта от промерзания рыхления мерзлого грунта резанием дробления отогрева.
Для проектирования земляных работ в зимнее время необходимо иметь сведения о гидрогеологических условиях местности о наличии теплых источников для оттаивания мерзлого грунта о наличии средств механизированного рыхления грунта о глубине промерзания. Если нет специальных данных глубину промерзания грунтов можно принять по справочникам.
В проекте производства зимних работ обосновывается выбор соответствующих мероприятий и приводятся описание и технологические схемы их выполнения.
Для работы в условиях низких наружных температур применяются специальные машины предназначенные для эксплуатации на Севере например экскаватор
Э-652БС. Выемки (траншеи котлованы) можно разрабатывать в зимних условиях без откосов с вертикальными стенками. Однако обратная засыпка грунта за стенки фундаментов должна быть проведена до его весеннего оттаивания.
Значительная прочность глыб и комьев мерзлой земли после разрыхления грунтов механическим способом не позволяет производить уплотнение его в зимнее время. Поэтому запас на усадку следует несколько (до 5— 7%) увеличить против норм для талого грунта. При разработке выемок ниже линии промерзания во влажных грунтах следует особо оговаривать мероприятия предотвращающие смерзание грунта в период транспортирования его в автосамосвалах.
В проектах необходимо предусмотреть особые мероприятия по технике безопасности к которым в частности относится требование об устройстве для экскаваторщика защитных приспособлений от разлетающихся кусков разбиваемого мерзлого грунта.
Рыхление мерзлого грунта осуществляется на глубину до 1.5 м дизель-молотом смонтированным на экскаваторе. Разработка траншеи на глубину 1.5 м в мерзлых грунтах на глубину 1.5 м ведется обратной лопатой экскаватора с вместимостью ковша 0.65 м3. Для безопасности производства работ расстояние между дизель-молотом и экскаватором должно быть не менее 10 м.
Техника безопасности при производстве земляных работ
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.
Производство земляных работ в зоне действующих подземных коммуникаций следует осуществлять под непосредственным руководством прораба или мастера а в охранной зоне кабелей находящихся под напряжением или действующего газопровода кроме того под наблюдением работников электро- или газового хозяйства
При обнаружении взрывоопасных материалов земляные работы в этих местах следует немедленно прекратить до получения разрешения от соответствующих органов.
Перед началом производства земляных работ на участках с возможным патогенным заражением почвы (свалка скотомогильники кладбища и т. п.) необходимо разрешение органов Государственного санитарного надзора.
Грунт извлеченный из котлована или траншеи следует размещать на расстоянии не менее 0.5 м от бровки выемки.
Разрабатывать грунт в котлованах и траншеях «подкопом» не допускается.
Валуны и камни а также отслоения грунта обнаруженные на откосах должны быть удалены.
Рытье котлованов и траншей с вертикальными стенками без креплений в нескальных и незамерзших: грунтах выше уровня грунтовых вод и при отсутствии; вблизи подземных сооружений допускается на глубину не более:
м — в насыпных песчаных и крупнообломочных грунтах;
5 м — в суглинках и глинах.
Рытье котлованов и траншей с откосами без креплений в нескальных грунтах выше уровня грунтовых вод (с учетом капиллярного поднятия) или "в грунтах осушенных с помощью искусственного водопонижения допускается при глубине выемки и крутизне откосов согласно табл.
крутизна откоса при глубине выемки м не более
Насыпные и неуплотненные
Песчаные и гравийные
При невозможности применения инвентарных креплений стенок котлованов или траншей следует применять крепления изготовленные по особым проектам утвержденным в установленном порядке.
При установке креплений верхняя часть их должна выступать над бровкой выемки не менее чем на 15 см.
Устанавливать крепления необходимо в направлении сверху вниз по мере разработки выемки на глубину не более 0.5 м. Разборку креплений следует производить в направлении снизу вверх по мере обратной засыпки выемки.
Производство работ в котлованах и траншеях с откосами подвергшимися увлажнению разрешается только после тщательного осмотра производителем работ (мастером) состояния грунта откосов и обрушения неустойчивого грунта в местах где обнаружены «козырьки» или трещины (отслоения).
Перед допуском рабочих в котлованы или траншеи глубиной более 1.3 м должна быть проверена устойчивость откосов или крепления стен.
Котлованы и траншеи разработанные в зимнее время при наступлении оттепели должны быть осмотрены а по результатам осмотра должны быть приняты меры к обеспечению устойчивости откосов или креплений.
Погрузка грунта на автосамосвалы должка производиться со стороны заднего или бокового борта.
При разработке выемок в грунте экскаватором с прямой лопатой высоту забоя следует определять с таким расчетом чтобы в процессе работы не образовывались «козырьки» из грунта.
При разработке транспортировании разгрузке планировке и уплотнении грунта двумя и более самоходными или прицепными машинами (скреперы грейдеры катки бульдозеры и др.) идущими одна за другой расстояние между ними должно быть не менее 10м.
При механическом ударном рыхлении грунта не допускается нахождение людей на расстоянии ближе 5 м от мест рыхления
Список использованной литературы
Марионков К.С. Основы проектирования производства строительных работ. - М.:1980.-231с.
Технология строительных процессовА.А. Афанасьев Н.Н. Данилов и др.-М.:1997.-464с.
Машины для земляных работ; под редакцией Н. Г. Гаркави.-М.:1982.-335с.
Канторер С. Е. Методы обоснования эффективности применения машин в строительстве. - М.:1969.-297с.
СНиП 3.01.01-85*. Организация строительного производства. - М.:1990.-56с.
СНиП 3.02.01-87. Земляные сооружения основания и фундаменты. - М.:1990.-63с.
СНиП III-4-80 Техника безопасности в строительстве. - М.:1982.-256с.
СНиП II-А.6-72 Строительная климатология и геофизика. - М.:1973.-357с.
ЕНиР. Сборник Е 2. Земляные работы. Выпуск. 1. Механизированные и ручные земляные работы. - М.:1989.-224 с.
Производство земляных работ. Методические указания к КР "Производство земляных работ" Сост. к.т.н. доцент К. Н. Шутуков

земляные работы чертеж.dwg

План участка М 1:2000 М 1:100
Схема перемещения земляных масс
План разработки котлавана М 1:200
Схема разработки прямой
лопатой экскаватора Э-10011
Календарный план производства земляных работ
Схема разработки траншеи в зимних условиях
-Центр тяжести забоя
-Место стоянки экскаватора
-Стоянки экскаватора
оборудованного обр. лопатой
оборудованного дизель-молотом
-я проходка экскаватора
- Стоянки экск. прямая лопата
Схема трамбовки участка 100*100 м.
Определение средней дальности перемещения грунта