Технология земляных работ и возведение подземной части здания

Московский Государственный Строительный Университет

Кафедра технологии строительного производства

Пояснительная записка к курсовому проекту:

«Технология земляных работ и возведение подземной части здания»

Москва 2011 г.

Оглавление

1. ПОДСЧЁТ ОБЪЁМОВ РАБОТ НА СТРОИТЕЛЬНОЙ ПЛОЩАДКЕ

.1 Исходные данные для проектирования

1.2 Определение линии нулевых работ

1.3 Определение объёмов работ по вертикальной планировке площадки

.4 Определение объёмов котлована, сооружения, обратной засыпки

.5 Сводный баланс земляных масс

.6 План распределения земляных масс на площадке и определение средней дальности перемещения грунта

. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ

.1 Выбор машин для планировочных работ

.2 Выбор экскаватора для разработки котлована

.3 Выбор самосвалов для перевозки грунта

.4 Контроль качества земляных работ

. Определение объёмов и продолжительность работ по фундаментам и стенам подземного сооружения

3.1 Заливка бетонной подготовки

.2 Заливка фундаментной плиты

.3 Заливка стен

.4 Техника безопасности и контроль качества бетонных, арматурных и опалубочных работ

. КАЛЕНДАРНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ

.1 Ведомость объемов и трудоемкости работ

Используемая литература

1. ПОДСЧЁТ ОБЪЁМОВ РАБОТ НА СТРОИТЕЛЬНОЙ ПЛОЩАДКЕ

1.1 Исходные данные для проектирования

Вариант №4

Грунты - глина,

схема здания - 2,

глубина котлована - 4,4 м,

высота фундаментной плиты d=900 мм,

расход арматуры - 80 кг/м3 ,

расстояние до карьера, отвала - 11 км.

Рис. 1. План участка.

Рис. 2. Размеры здания в плане

1.2 Определение линии нулевых работ

Линия нулевых работ проходит между смежными вершинами участков, рабочие отметки которых имеют противоположные знаки и на расстоянии от этих вершин, прямо пропорциональном абсолютным значениям этих отметок

. X =

Рис. 3. План участка

Линии нулевых работ, нанесённые на план, показывают зону насыпи (рабочие отметки со знаком «+») и выемки (рабочие отметки со знаком «-»).

1.3 Определение объёмов работ по вертикальной планировке площадки

Объёмы работ по вертикальной планировке площадки определяем методом четырёхгранных призм, при котором объёмы насыпей и выемок определяем по формуле:

f,

где h - рабочие отметки вершин участка;

f - площадь участка;

n - количество вершин участка.

При подсчёте потребности грунта для насыпи, необходимо учитывать, что укладываться будет уже разрыхлённый грунт. Его потребуется меньше рассчитанного количества на величину  - коэффициент остаточного разрыхления грунта, равного I + , где  - величина в % остаточного разрыхления грунта (прил. I [1]). Для глины 2-5, принимаем  = 0,5.

Таблица I

Ведомость объёмов работ по вертикальной планировке

Проверка: 80165 + 69835 = 150000 (площадь площадки)

1.4 Определение объёмов котлована, сооружения, обратной засыпки

Глубина котлована задана в задании от отметки планировки 3,2 м, поэтому необходимо определить фактическую глубину копания. Для этого построим сечение площадки по оси проектируемого котлована.

Рис. 4. Продольный разрез

Котлован находится в пределах планировочной насыпи, поэтому первоначально отрывается котлован от уровня естественной насыпи, глубина разработки составляет  -hраб.=4,4- 0,31=4,09 м.

Показатель крутизны откосов для глины m = 0,5, приложение 2, [1].

Сооружение по заданию размером 60´24 м.

= 24 + 20,5 = 25 м.

 a + 2 = 25 + 24,09 = 33,18 м.= 60 + 2= 61 м.

 = b + 2 61 + 2*4,09*1 = 69,18 м.=b*a=25*61=1525=b*a=65,4*29,4=1922

Объём котлована:

;=7532

Объём сооружения: Vсоор.=60*24*4,4=6336

Объём обратной засыпки:

 7532-6336 =1196 .

1.5 Сводный баланс земляных масс

В баланс сводим результаты подсчёта объёмов насыпи, выемки и котлована. Актив баланса (объём выемок) больше пассива (объём насыпи) - баланс положительный и избыток грунта вывозится в отвал.

Таблица 2

Сводный баланс земляных масс

А - В = 24831 -21434= 3397 - вывозится на 11 км. (по заданию).

1.6. План распределения земляных масс на площадке и определение средней дальности перемещения грунта.

 Полученный сводный баланс земляных масс переносим на план площадки, на котором указана разбивка на квадраты, их нумерация и значения объёмов грунта в целом для насыпи с учётом  и выемки, положение нулевых работ, габариты котлована.

Средняя дальность перемещения грунта при вертикальной планировке расстояние между центрами тяжести равновеликих по объёму участков выемки и насыпи. Стрелками соединяем центры тяжести фигур выемки и насыпи и на них указываем объёмы перемещаемого грунта и дальность его перемещения.

Рис. 5. Схема перемещения земляных масс.

Грунт из котлована в соответствии с балансом грунта перемещается в планировочную насыпь. При этом экскаватор располагается в котловане на уровне разработки грунта и погружает грунт в самосвалы, которые вывозят его в планировочную насыпь. Расстояние перемещения грунта определяется от центра котлована до центра фигуры, куда груз перевозится. Объем грунта и данное расстояние учитываются при определении средней дальности перемещения грунта.

2. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ

Технологическое проектирование включает обоснованный выбор механизмов для производства основных видов земляных процессов, определение состава этих процессов с подсчётом их трудоёмкости.

2.1 Выбор машин для планировочных работ

Основным критерием является дальность перемещения грунта, которая диктует выбор механизмов. При дальности перемещения:

50 м. принимается бульдозер мощностью до 108 л.с.;

51…80 м. - бульдозер мощностью до 160 л.с.;

81…120 м. - бульдозер мощностью от 180 л.с. или прицепной скрепер

с ковшом до 3 ;

121…1000 м. - прицепные скреперы с ковшом от 7 до 15;

1 км. И более - самоходные скреперы.

При дальности перемещения рабочим механизмом будет прицепной скрепер. Разрабатываемый грунт - песок, который для скреперов относится ко второй категории по трудности разработки /ЕНиР-2-1, с.II/.

Сравниваем два скрепера /ЕНиР-2-2, с.81/ с разными тракторами и ёмкостью ковша:

- ДЗ - 20 на тракторе Т-100, ёмкость ковша 7 ;

ДЗ - 26 на тракторе Т-180, ёмкость ковша 10 .

Норма времени на 100  грунта в ЕНиРе даётся составной - основная до 100м. перемещения и дополнительная на каждые 10м. перемещения (сверх 100). Тогда 140 м = 100 +4х10.

Для ДЗ - 20 норма времени составит 1,7 + 4 х0,1 = 2,1 маш.*ч.;

Для ДЗ - 26 норма времени составит 1,1 + 4 х0,06 = 1,34 маш.*ч..

Время работы в маш.-см. на весь объём перемещаемого грунта 20238 при продолжительности рабочей смены 8 ч. составит:

 = 53,1 маш.-см.;

 = 33,8 маш.-см..

Стоимость маш.-см. механизмов принимаем по прил. 3-7[1]. Скрепер прицепной, при расчёте учитывается стоимость эксплуатации трактора и скрепера.

Находим из прил. 4 и 5 стоимость маш.-см. скрепера и трактора:

ДЗ-20 и С-100 = 23,47 + 19,29 = 42,76 руб.;

ДЗ-26 и Т-180 = 39,44 + 32,10 = 71,54 руб.

Стоимость эксплуатации комплектов машин:

ДЗ-20 и Т-100 С = 42,76 х 32,4 = 1384 руб.;

ДЗ-26 и Т-180 С = 71,54х 20,7 = 1481 руб.

Принимаем как наиболее экономичный - скрепер ДЗ-20 на базе трактора Т-100. Весь комплект машин для планировки /бульдозер, катки, рыхлители/ используется на базе трактора Т-100.

2.2 Выбор экскаватора для разработки котлована

При выборе экскаватора учитываются два основных критерия - разрабатываемое сооружение и предполагаемый вид /тип/ экскаватора. В зависимости от объёма грунта в котловане подбирается ёмкость ковша экскаватора, а затем и его марка.

При разработке выемки под сооружение целесообразно применять следующие типы экскаваторов:

для узких траншей /шириной по низу до 3м./ - обратная лопата;

для широких траншей - обратная лопата или драглайн;

для котлованов - драглайн или прямая лопата.

Подобрав тип экскаватора, определяем оптимальную ёмкость ковша в соответствии с табл. 3[1]. Возможные варианты для сравнения:

два экскаватора с одинаковой ёмкостью ковша, но с разным оборудованием;

экскаваторы с одним оборудованием, но с разной ёмкостью ковша.

 Для котлована объёмом 7532  сравниваются два экскаватора Э-801 с ёмкостью ковша 0,65 -

прямая лопата и драглайн.

Для спуска экскаватора прямая лопата в котлован необходимо им же выкопать наклонный пандус с заложением 10% и шириной 4…4,5 м. Для котлована глубиной 4,09м. при длине пандуса 27,5м и ширине 4,5 м объем пандуса составит:

V=

Таблица 3

Объем разрабатываемого грунта для экскаваторов разного типа

Грунт - песок, для обоих экскаваторов II категории нормы времени на 100 грунта по ЕНиР составят:

в транспорт навымет

Драглайн, ЕНиР 2-1-7, табл. 1 и 4 1,8 1,5

Прямая лопата ЕНиР 2-1-8 табл1 и 3                                          1,5 1,2

Трудоёмкость разработки грунта в маш.-см.:

для драглайна = 19,4 маш.-см.:

для прямой лопаты  = 16,5 маш.-см.

Навесное оборудование разное, но тип /марка/ экскаватора Э-801 одинаковый и стоимость маш.-см. работы /прил. 3[1]/ одинакова и равна 30,18 руб. Для разработки котлована прямой лопате требуется меньше смен работы, поэтому и стоимость его эксплуатации окажется меньше.

2.3 Выбор самосвалов для перевозки грунта

Для отвозки лишнего грунта из котлована необходимо подобрать марку самосвалов, определить их количество, обеспечивающее бесперебойную работу ведущего механизма - экскаватора.

Выбор самосвалов и определение их требуемого количества осуществляется по следующим формулам.

Объём грунта в плотном теле в ковше экскаватора:

где =0,65 м3- ёмкость ковша принятого экскаватора;

коэффициент наполнения ковша, принимаемый

для обратной лопаты - 0,8…1,0;

драглайна - 0,9…1,15;

прямой лопаты - 1,0…1,25,

разрыхления грунта /ЕНиР, прил.2/.

Масса грунта в ковше экскаватора

где  - плотность грунта /ЕНиР с.II/.

В кузов самосвала должно быть загружено от 3 до 8 ковшей с грунтом. Подбор марки самосвала осуществляется на основании этого условия по прил. 7.

Количество ковшей грунтом, загружаемых в самосвал

n =  

где П - грузоподъёмность самосвала.

Объём грунта в плотном теле, загружаемый в кузов самосвала

Продолжительность цикла работы самосвала в минутах, начиная с погрузки и кончая снова установкой под погрузку:

где  - время погрузку грунта в самосвал;

l -дальность перевозки грунта;

скорость движения самосвала в гружённом и порожнем состояниях /прил. 8[1]/;

время самосвала в пути соответственно в гружённом и порожнем состоянии;

время разгрузки самосвала в отвале, включая необходимые развороты перед установкой, обычно 1…2 мин.;

время установки самосвала под погрузку, включая маневрирование, принимается 2…3 мин.

Время загрузки одного самосвала можно рассчитать на основании нормы времени из ЕНиР на погрузку грунта в транспорт.

Расчётное количество самосвалов составит :

N =  

Необходимое количество самосвалов определяется с учётом того, что экскаватор параллельно с погрузкой грунта в транспорт отсыпает часть грунта на бровку котлована для обратной засыпки. Определив в % время работы в транспорт от общего времени работы экскаватора и умножив на расчётное количество самосвалов, можно найти их фактически требуемое количество.

По заданию грунт - песок, объёмная масса = 1,6 т/.

Принимаем  =1,05 и , = 0,8 ;  = 0,73 ;

Q=0,53*1.5= 0,795 т.

При загружении трёх ковшей в кузов самосвала масса грунта составит 0,795х 3 = 2,38 т,

При загружении восьми ковшей - 0,795х8 = 8,8 т.

По прил. 7[1] принимаем самосвал КрАЗ -256 грузоподъёмностью 10т.

 8,8 х 0,795 = 7.

Для определения времени цикла находим 1 мин.,  = 2 мин., l = 11 км. /по заданию/, = 25 км/ч,  = 29 км/ч.

Исходя из нормы времени на погрузку 100  грунта, определяем время загрузки одного самосвала:

 погружается в транспорт за 1,5 маш.-ч или 90 мин,

 погружается в транспорт за Y маш.-ч или  мин,

 = 7*90/100 = 6,3 мин.

Продолжительность цикла самосвала: 6,3+ 60*4/25 +1+60*4/29

= 25.1 мин.

Расчётное количество самосвалов =  =25.1/6.3 = 4 самосвала.

Время работы в транспорт - 12,1 : 16,5 = 0,73

Потребное количество самосвалов 4 х 0,73 =3.

Принимается 83самосвала КрАЗ -256.

2.4 Контроль качества земляных работ

Таблица 4

Документация, предъявляемая строительной организацией при приемке законченных объектов должна содержать:

1. Рабочие чертежи конструктивных элементов.

2. Журналы работ.

3. Акты на скрытые работы.

4. Ведомость выполненных работ.

5. Ведомость постоянных реперов.

6. Акты лабораторных испытаний.

7. Данные о топографических, гидрогеологических грунтовых условиях.

Техника безопасности при производстве земляных работ.

1.      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;

3.      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;

.        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;

.        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;

.        При извлечении грунта из выемок с помощью бадей необходимо устраивать защитные навесы-козырьки для укрытия работающих в выемке;

.        Погрузка грунта на автосамосвалы должна 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 образовались «козырьки» из грунта;

.        Односторонняя засыпка пазух у свежевыложенных подпорных стен и фундаментов допускается после осуществления мероприятий, обеспечивающих устойчивость конструкции, при принятых условиях, способах и порядке засыпки;

3. Определение объёмов и продолжительность работ по фундаментам и стенам подземного сооружения

Фундаменты и стены подвала выполняются в монолитном железобетоне. Необходимо определить основные рабочие процессы, разбить сооружение на рабочие участки, подсчитать объёмы работ, увязать процессы между собой, найти время выполнения каждого процесса и общее время возведения подземной части здания.

Выполняемые процессы после отрывки котлована и разметки осей сооружения:

укладка гравийной подушки;

разметка участков бетонной подготовки;

установка опалубки;

укладка и уплотнение бетонной смеси, уход за твердеющим бетоном;

горизонтальная гидроизоляция бетонной подготовки;

установка опалубки фундаментной плиты с укладкой арматурных каркасов и рабочих швов;

разбивка фундаментной плиты на захватки;

укладка и уплотнение бетонной смеси, уход за твердеющим бетоном;

демонтаж опалубки фундаментной плиты;

установка опалубки стен с укладкой арматурных каркасов;

укладка и уплотнение бетонной смеси, уход за твердеющим бетоном;

демонтаж опалубки стен;

вертикальная гидроизоляция стен и торца фундаментной плиты;

обратная засыпка.

Рис. 6. Схема фундамента

3.1 Заливка бетонной подготовки

фундаментный плита земляной котлован

Первоначально делаем разбивку бетонной подготовки. Получаем 10 участков 19,8×9,6 м, 4 участка 13,8×12,45 м. Бетонирование производим в 2 этапа через один участок. Укладка бетонной смеси производится с помощью крана и бадьи.

Рис. 7. Схема разбивки бетонной подготовки

Периметр внешней опалубки бетонной подготовки:

= (61,8+49,8+48)х2=319,2 м.

Периметр внутренней опалубки бетонной подготовки:

Общий периметр опалубки бетонной подготовки:

= 319,2 + 179,4 =498,6 м.

Площадь внешней опалубки бетонной подготовки:

= 319,2 х 0,1 = 31,9

Площадь внутренней опалубки бетонной подготовки:

= 179,4 х 0,1 = 17,9

Общая площадь опалубки бетонной подготовки:

= 49,8 .

Объём бетона бетонной подготовки толщиной 0,1 м.:

 = (49,8 х 61,8 -10,2×48) х 0,1 = 258,8

3.2 Заливка фундаментной плиты

Площадь фундаментной плиты F = . Определяем размеры рабочих участков. Исходя из того, что площадь каждого рабочего участка принимается в пределах 100 200 , принимаем площадь одного рабочего участка 9,6Х19,6= 188,16 м2 (10 участков) и 13,6Х12,4= 168,64м2. (4 участка) . Предполагается, что по границам каждого участка имеются ограждающие сетки, на участке предусмотрены перегородки в объёме 50% от наружных.

Рис.8. Схема разбивки фундаментной плиты

Периметр фундаментной плиты:

= (49,6+61,6+48)Х2=318,4м

Площадь опалубки фундаментной плиты при установке с торцевой стороны плиты

= 318,4 х 0,4 = 127,4

Объём бетона фундаментной плиты

 = Fх d=0,1 =255,6 .

Расход арматуры - 50 кг/ по заданию)

Расход арматуры на фундаментную плиту:

,5 х 80 = 20448 кг или 20,45 т.

Для опалубки конструкции фундаментной плиты и стен применяем инвентарь и щитовую опалубку «Pilosio».

Рис.8. Схема установки опалубки фундаментной плиты

Для устройства фундаментной плиты применяем однослойную укладку на всю высоту конструкции. Интенсивность укладки бетонной смеси . Максимально допустимый срок до перекрытия слоя ранее уложенного бетона .

Рис.9. Заливка участка фундаментной плиты

Предельная длина полосы бетонирования равна:

Геометрические размеры захваток рекомендуется назначать соизмеримыми с геометрией конструкции. Бетонирование подготовки и фундаментной плиты ведется на всю высоту конструкции автобетононасосом. Уложенную бетонную смесь уплотняют вибраторами, поверхность выравнивают виброрейкой (для подготовки) и гладилкой (для фундаментной плиты).

Рис.10. Принципиальная схема бетонирования конструкции фундаментной плиты

Рис.11. Схема уплотнения бетонной смеси глубинными вибраторами

Инструмент и техника для бетонных работ:

). Автобетононасос М38, максимальный радиус действия 31,4 м;

). Ручной глубинный вибратор ИВ-80;

). Виброрейка СО-163 производительностью 180 м2 час;

). Гладилка.

Примечание: при вибрировании бетонной смеси необходимо обеспечить перекрывание зон действия вибратора.

3.3 Заливка стен

Периметр опалубки наружной стороны стены:

= 314,4 м.

Периметр внутренней стороны стен:

= 310,4 м.

Высота стен над уровнем котлована равна 1,2 м, толщина песчано-гравийной подготовки 0,1м, толщина бетонной подготовки 0,1м, глубина котлована 4,4м, толщина фундаментной плиты 0,1м. "Чистая" высота стен равна

1,2 + 4,4 - 0,1 - 0,1 - 0,1 = 5,3 м.

при установке с двух сторон стен:

(314,4 + 310,4) х 3,8 =2374 .

Объём бетона стен подвала толщиной 0,5 м.:

 = 156,2 х 5,3 = 827,86

Расход арматуры на стены 80 кг/ :

,86х 50 = 66228 кг или 66,3 т.

Общий расход арматуры:

20045 кг + 66228кг = 86273 кг или 86,3 т.

Рис.12. Схема бетонирования стены

Нормы времени для расчёта графика возведения подземной части здания принимаются по ЕНиР-4-1. График производства работ рассчитывается и строится исходя из последовательного выполнения каждого процесса на одном участке за смену; работы на соседних участках прикладываются к полученному графику.

3.4 Техника безопасности и контроль качества бетонных, арматурных и опалубочных работ

Контроль качества бетонных и ж/б работ

Контроль качества заключается в проверке:

1.       качества составляющих бетона и арматуры и условий их хранения;

2.      готовности блоков и участков сооружения к бетонированию (контроль качества подготовки основания, установки опалубки, лесов и подмостей, установки арматуры и закладных частей);

.        качества бетонной смеси при её транспортировании и укладке;

.        правильности ухода за бетоном, сроков распалубки, частичной и полной загрузки конструкции;

.        качества выполненных конструкций и принятия мер по устранению обнаруженных недостатков;

Для проведения этих мероприятий необходимо вести систематическое наблюдение за производством работ, выполнять в необходимых случаях соответствующие анализы, исследования и испытания и вести установленную техническую документацию по производству и контролю качества работ.

Важнейшей составляющей является контроль соответствия прочности бетона проектной. Такой контроль может осуществляться разрушающими методами (лабораторные испытания на прессе кубиков), или неразрушающими (механический метод, при котором используют молоток Кашкарова; ультразвуковой импульсный метод).

Техника безопасности при проведении бетонных работ.

1)      Опалубку, применяемую для возведения монолитных ж/б конструкций, необходимо изготовлять и применять в соответствии с проектом производства работ, утвержденным в установленном порядке;

2)