Улаштування котловану
Міністерство
освіти і науки, молоді та спорту
Криворізький
національний університет
Кафедра
технології, організації і механізації будівництва
Курсовий
проект
"Улаштування
котловану"
з
дисципліни "Технологія будівельного виробництва"
Кривий
Ріг
р.
Вступ
схил котлован витрата
трудовий
В даній курсовій роботі необхідно влаштувати котлован
під фундаменти.
На початку роботи необхідно визначити робочі відмітки
і закладення схилів. Далі необхідно вибрати спосіб проведення робіт та
комплектів машин для розробки котловану. Визначення техніко-економічних
показників проведення робіт по улаштуванню котловану. Також необхідно виконати
калькуляцію трудових витрат. Розробити заходи з техніки безпеки.
У графічній частині (технологічній карті) розміщується:
план об’єкта з його розрізами; схеми розробки котловану; схеми розробки недобору грунту; схеми роботи механізмів; графік руху транспорту.
Крім того, до складу технологічних карт заносять
таблицю технологічних розрахунків. У технологічних розрахунках необхідно вказати: найменування
робіт (процесу), об’єм робіт, виробіток за зміну одного робітника, затрати
праці, найменування та кількість машин і механізмів, кваліфікаційний та
кількісний склад бригади, кількість робочих змін на добу, тривалість та потік
робіт за зміну, виконання норм у відсотках, графік виконання робіт.
1. Визначення об’ємів робіт
Вихідні дані:
- розміри котловану по низу (дну) - 100х50 м;
глибина котловану - 3,4 м;
вид грунту - супісок;
рівень грунтових вод - 4,1
м;
відстань до відвалу - 6 км.
Об’єм робіт визначаємо по ділянкам , котрі призначаємо між
перерізами , які проводяться в торцях котловану (1-1, 4-4) і в точках перетину
горизонталей з віссю котловану (2-2, 3-3).
Приймаємо допущену крутизну схилів
для супісків при глибині до 5м, коефіцієнт закладення m=0,85. Тоді крутизна схилів - 1:0,85.
Мал.1 План котловану
1.1
Визначенння чорних відміток вершин квадратів
Визначення
чорних відміток вершин квадратів виконують за формулою
,
де gn - відмітка горизонталі, яка знаходиться нижче
вершини квадрата, м;
Dg -
перевищення однієї горизонталі над іншою, м;
l
- коротша відстань між горизонталлю та вершиною квадрата, м;
L
- довша відстань між горизонталлю та вершиною квадрата, м;
1.2
Визначення робочих відміток вершин квадратів
Робочі
відмітки вершин квадратів визначають, як різницю між чорними та середньою
відміткою.
,
де - відмітка дна (82,5-3,4=79,1м).
1.3 Розрахунок об’ємів земляних
робіт
Таблиця 1.3.1 Розрахунок об’ємів земляних мас при улаштуванні
котловану.
Переріз
|
Робоча відмітка по осі h , м
|
Ширина котловану по дну В, м
|
Площа поперечного перетину F=(B+hm)h
|
Півсума площ (F1+F2)/2, м2
|
Відстань між поперечниками l, м
|
Об’єм робіт V= (F1+F2)l/2, м
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
1-1 2-2 2-2 3-3 3-3 4-4
|
3,7 3,9 3,9 4,3 4,3 4,6
|
50,0 50,0 50,0 50,0 50,0 50,0
|
196,64 207,93 207,93 230,72 230,72 247,99
|
202,29 219,33 239,33
|
33 34 33
|
6676 7457 7898
|
Об’єм ділянок: 22031 м3
Об’єм схилів: 765 м3
Разом: 22796 м3
Грань
|
Робочі відмітки h, м
|
Площа поперечного перетину , м2
|
Півсума площ (F1+F2)/2, м2
|
Відстань між поперечни-ками l, м
|
Об’єм робіт V = (F1 + F2)l/2, м
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
АВ СD
|
3,55 3,8 4,8 4,5
|
5,36 6,14 9,79 8,61
|
5,75 9,2
|
50,0 50,0
|
288 460
|
Разом: 748 м3
Таблиця 1.3.3 Підрахування об’ємів земляних мас в
кутових схилах котловану.
Кут
|
Робоча відмітка h, м
|
Об’єм , м3
|
А В С D
|
3,55 3,8 4,8 4,5
|
3,0 3,5 5,5 5,0
|
Разом: 17 м3
2. Вибір
способів проведення робіт та комплектів машин для розробки котловану
Технологічний процес улаштування котловану включає у себе механічну
розробку ґрунту, його завантаження і переміщення чи укладання до відвалу , а
також обробку-зачистку дна котловану і планування схилів.
Такий комплексний процес виконують єдиним потоком за допомогою системи
взаємоув’язаних машин чи окремими потоками кількома комплектами машин, які
працюють послідовно чи паралельно і незалежно один від одного. В склад кожного
комплекту входить ведуча машина, за параметрами і продуктивністю якої ув’язують
працю всіх машин (комплектуючих). Найбільш поширеною ведучою машиною є екскаватор.
Для зачистки котловану найчастіше використовують бульдозери.
Робимо попередній вибір екскаватора. Якщо об’єм котловану більше 15-25
тис. м3 і рівень ґрунтових вод нижче рівня стоянки екскаватора -
рекомендується екскаватор з драглайном, об’ємом ковша 1,0 м3. (мал. 39 АНТІ) (3)
Для розробки котловану приймаємо механізований спосіб проведення робіт з
урахуванням комплексної механізації. При цьому орієнтовно встановлюємо наступну
структуру процесу:
Процес
Розробка ґрунту, м3 22796
Транспортування ґрунту, м3 22796
Розробка недобору, м3 1000
Планування дна котловану, м2 5000
Ведучу машину призначаємо екскаватор Э-10011Д з драглайном місткістю ковша 1,0 м3.
Технічні характеристики заносимо до таблиці.
Таблиця 2.1
Показник
|
Екскаватор Э-10011Д
|
Місткість ковша, м3
|
1,0
|
Довжина гусеничного ходу, м
|
3,86
|
Ширина гусеничного ходу, м
|
3,0
|
Максимальна глибина копання при проході (м): боковому
кінцевому
|
7,8 12
|
Довжина стріли
|
15,0
|
Найбільший радіус копання
|
16,0
|
Найменший радіус копання
|
14,4
|
Найбільша висота вивантаження, м
|
5,3
|
Визначення граничних та раціональних параметрів екскаватора
Довжина робочої пересувки
де 0,9 - коф. раціонального використання максимальних параметрів;
- найменший радіус копання на рівні стоянки екскаватора, м
(табл. 9 АНТІ) (3)
Б - довжина рукояті, м (табл. 9 АНТІ) (3)
Найбільша відстань від осі екскаватора до бокового схилу по верху
ln - довжина робочої пересувки, м (0,9х16-14,4=0 м)
Найбільша ширина лобової проходки при переміщенні екскаватора по прямій
Найбільша відстань від осі екскаватора до бровки раніше роздробленого
бокового вибою (у наступних проходках)
де - найбільший радіус копання на рівні
стоянки екскаватора, м
Найбільша ширина кожної наступної проходки при боковому забої
Бульдозер для доробки недобору потребує улаштування в’їзної траншеї, визначаємо її за
формулою
де h - глибина котловану по осі в’їзної
траншеї, м;
b - ширина в’їзної траншеї по дну, м;
- коеф. закладення відкосів траншеї
Загальний об’єм розробки
k - об’єм котловану
Vв.т. - об’єм в’їзної траншеї
Кількість транспортних засобів підраховуємо за формулою
де Тц - тривалість циклу роботи автосамоскида, хв;
tп - тривалість завантаження автосамоскида, хв;
Для цього спочатку визначаємо кількість ковшів, які завантажуємо в кузов
автосамоскиду МАЗ-503 (таблиця 11, АНТІ) (3)
де Q - вантажопідйомність транспортної
одиниці, м3;
q - геометрична місткість ковша, м3;
Ke - коеф. використання місткості ковша. (таблиця 21, АНТІ) (3)
Тривалість завантаження одного самоскида
Km - коеф., що залежить від організації роботи транспорту;
(таблиця 26, АНТІ) (3)
nm - кількість циклів екскавацій за хвилину
де Кв - коеф. використання екскаватора за часом в
зміну;
tц - тривалість циклу
Тривалість циклу роботи одного самоскиду при прийнятій відстані переміщення
ґрунту 6 км складе
де L - відстань від місця завантаження,
км;
- середня розрахункова швидкість руху до місця розвантаження
та назад (табл. 17 АНТІ) (3), км/год;
tр.м. -
час розвантаження з маневруванням (табл. 11 АНТІ) (3), км/год
tм - час, необхідний на маневри при завантаженні автосамоскида чи складу
автосамоскидів, хв
Кількість автосамоскидів при роботі екскаватора в транспортні засоби
Приймаємо 8 автосамоскидів. Після цього коригуємо тривалість завантаження одного
самоскида ,
тоді
Тц= 3,9х8 =31,2хв
Таблиця 2.2 Комплект машин та механізмів для
розробки котловану
Машини для розробки котловану
|
Машини для зачистки котловану
|
Машини та механізми для ущільнення
|
Машини для транспортування ґрунту
|
Екскаватор Э-10011Д з драглайном
|
Бульдозер ДЗ-17
|
Напівпричіпний каток ДУ-39А з тягачем Т-100МЗ
|
Автосамоскид МАЗ-503 8 шт.
|
3. Визначення техніко-економічних показників проведення робіт по
улаштуванню котловану
Визначаємо тривалість розробки котловану екскаватором та ув’язуємо її з
тривалістю праці комплектуючих машин. Для цього спочатку розраховуємо
експлуатаційну та нормативну продуктивності екскаватора за формулами:
Експлуатаційна продуктивність, м3/зм
де 3600 - показник переводу часу в секунди;
q - місткість ковша екскаватора, м3;
Ke - коеф. використання місткості ковша, що дорівнює
Ке=0,9/1,2=0,75
Кр - коеф. початкового розпушення ґрунту (таблиця 32, АНТІ) (3)
Кв - коеф. Використання экскаватора за часом (прилож. 3) (4)
tц - тривалість циклу (таблиця 9, АНТІ) (3)
Нормативна продуктивність м3/зм
де ае - одиниця об’єму;
с
- тривалість зміни, год;
Нн.в. - норма витрат машинного часу по ЄНіР, маш.-год.
де 1,1 - Нч - норма часу (4)
Так як нормативна продуктивність екскаватора більше, тому її і беремо для
розрахунку тривалості розробки ґрунту в котловані, а при розробці в’їзної
траншеї 50% від неї, тобто
Звідси нормативна тривалість роботи екскаватора, змін:
де V - загальний обсяг земляних робіт;
П
- продуктивність ведучої машини
- сумарна тривалість виконання різних видів підготовчих,
допоміжних та інших робіт.
Встановлюємо тривалість роботи бульдозера ДЗ-17 по плануванню ґрунту на
відвалі, розташованому на відстані 6 км від котловану. При цьому приймаємо, що
бульдозер розрівнює ґрунт шаром 0,3 м,
що дозволяє робити ущільнення ґрунту катками. Для цих умов нормативна
продуктивність бульдозера складе, м3/зм:
де 0,58 - Нч - норма часу, яка визначається за ЄНіР
Тривалість роботи бульдозера, змін:
До отриманої тривалості роботи бульдозера необхідно додати витрати часу
на його перебазування з місця відвалу до котловану та назад, а також на
розробку недобору, так як в комплекті машин приймається тільки один бульдозер,
який виконує роботи як на відвалі, так і в котловані.
У зв’язку з тим, що загальна ширина котловану складає 50 м, приймаємо
середню відстань переміщення ґрунту при розробці недобору, рівну 25 м.
Для цих умов нормативна продуктивність бульдозера, м3/зм
Тривалість його роботи на розробку недобору, змін
Тн=1000/593=1,7
Приймаємо витрати часу, необхідні на перебазування бульдозеру на відстань
6 км з середньою швидкістю 7 км/год - 0,3 зм.
Загальні витрати часу на роботу бульдозера складуть, зм:
Розраховуємо тривалість роботи катка на відвалі. Приймаємо, що каток ущільнює ґрунт, розрівняний
бульдозером, шаром 0,3 м, довжина гону - 100 м, кількість проходів по одному
сліду - 8, нормативна продуктивність катка ДУ-39А, м3/зм
де 1+0,17·4 - Нч - норма часу (2)
Нормативна тривалість коткування ґрунту на відвалі складе, змін:
Продуктивність бульдозера і котка декілька вища, ніж у екскаватора, але
загальну продуктивність робіт приймаємо рівною тривалості ведучої машини - 32 зміни. Це обумовлено технологією виконання процесу.
Трудомісткість виконання одиниці об’єму ґрунту по улаштуванню котловану
розраховуємо за формулою:
де - витрати праці робітників, що
зв’язані з виконанням механізованого процесу, люд-год;
n - кількість машин, що приймають участь у процесі;
- витрати праці робітників, що зв’язані з виконанням
немеханізованих процесів j-ю
бригадою і які не враховані в ;
V - загальний обсяг земляних робіт, м3.
Витрати визначають для усіх машин, що входять в комплект:
де Ti - тривалість роботи і-ї машини,
зміни;
Mi - кількість робітників, що керують машиною, чол.;
qм.д. - витрати праці на монтаж та демонтаж, люд-год;
qmp - витрати праці на транспортування машин до місця роботи,
люд-год;
qдоп - витрати праці на виконання допоміжних робіт, які пов’язані з
підготовкою машин до роботи, люд-год
Визначаємо показники вартості. Для цього спочатку розраховуємо
собівартість машино-години для кожної машини за формулами:
де Е - одночасові витрати по доставці машини, її монтаж,
переміщення під час роботи і т.п., грн. (Табл. Д4);
Ті - тривалість роботи машини, год.;
Г
- річні амортизаційні відрахування, грн. (Табл. Д4);
Тг - річний бюджет робочого часу механізму (Табл. Д4);
Се - експлуатаційні витрати за період роботи машини, грн.
(Табл. Д4)
для екскаватора Э-10011Д
для бульдозера ДЗ-17
для причіпного котка ДУ-39А
для автосамоскида МАЗ-503
де 21,1 = Тц
де Сдод - додаткові єдиночасові витрати, які зв’язані з
організацією механізованих робіт і які не враховані собівартістю машино-годин
по виконанню даного процесу, грн.
Питомі зведені витрати, що припадають на одиницю об’єму ґрунту по улаштуванню
котловану, встановлюємо за формулою
де С0 - загальна собівартість розробки ґрунту, грн;
Ен - нормативний коеф. економічної ефективності капітальних
вкладень;
Мі - інвентарно-розрахункова вартість і-ї машини (і =
1,2,3,...,n), яка приймає участь у
механізованому процесі, грн (Табл. Д4);
- число годин роботи і-ї машини відповідно на об’єкті та за
рік
ТЕП
Показник
|
Одиниця вимірювання
|
Величина показників
|
Тривалість робіт
|
дні
|
18
|
Трудомісткість розробки
|
люд-год
|
0,022
|
Питомі зведені витрати на розробку 1 м3 ґрунту
|
грн.
|
0,11
|
4. Складання калькуляції трудових витрат
Калькуляцію трудових витрат складають для усіх машин для у відповідності з установленою структурою процесу на основі ЄНіР.
5. Заходи з техніки безпеки
Для забезпечення безпечних умов виконання земляних робіт особливу увагу
варто приділяти питанням експлуатації землерийних і транспортувальних машин та
установок; роботам у зоні розташування діючих підземних комунікацій; правилам
розробки виїмок з укосами та з кріпленнями; заходам щодо електробезпечності в
умовах будівельного майданчика; правилам розробки ґрунту механічним,
гідромеханічним і підривним способами та ін. Земляні роботи потрібно виконувати тільки за утвердженим проектом.
Виходячи із
усього цього, необхідно
дотримуватися таких основних умов безпечного виконання робіт:
земляні роботи в зоні розташування діючих підземних комунікацій можуть
виконуватися тільки з письмового дозволу організацій, відповідальних за їхню
експлуатацію;
до початку риття котлованів або траншей підземні комунікації повинні бути
перенесені або обгороджені;
земляні роботи в місцях розташування підземних комунікацій вимагають
прийняття всіх запобіжних заходів, постійного технічного нагляду й ретельного
інструктажу робітників;
технічний стан землерийних машин повинен регулярно перевірятися при
своєчасному усуненні виявлених несправностей;
екскаватор під час роботи повинен стояти на спланованому місці;
під час роботи екскаватора забороняється перебування людей у межах призми
обвалення й у зоні розвороту стріли екскаватора (радіус +5 м);
навантаження автомашини екскаватором виконують так, щоб ківш подавався з
бічної або задньої сторони, а не через кабіну водія;
при ритті траншей і котлованів у місцях, де відбувається рух людей і
транспорту, встановлюють обгороджування з попереджувальними написами. У нічний
час обгороджені місця висвітлюють;
не допускають встановлення і руху машин та устаткування, а також
розміщення матеріалів у межах призми обвалення ґрунту нерозкріплених виїмок
(котлованів, траншей);
при розробці грунту працівниками забороняється підходити під ковш чи
стрілу та працювати з боку забоя.
при роботі бульдозера, щоб уникнути аварії чи перекидання, заборняється
повертати його з навантаженим чи зануреним відвалом. Забороняється переміщувати
грунт на підйом більше 10°, і під схил більше 30°, а також відсувати відвал за
бровку відкоса виїмки;
при роботі вночі робочі місця повинні освітлюватись, а землерийні,
транспортні та земельно-транспортні машини повинні освітлюватись окремо.
Використана література
1. Методичні вказівки до виконання курсової роботи,
практичних та лабораторних робіт, самостійної
роботи по темі: „Виробництво земляних робіт по улаштуванню котлована" з
дисципліни: „Технологія будівельного виробництва", 2009.
. Атаев С.С. Технология строительного производства. - М.:
Стройиздат, 1977.
. Черненко В.К. Проектирование земляных работ. - Киев: Вища
школа, 1976.
. ЕНиР, сб.2, вып. 1. Земляные работы. - М.: Стройиздат,
1980.
. Техника безопасности в строительстве. - СниП III 4-80. М.:
Стройиздат, 1981.
. Литвинов О.О. и др. Технология строительного производства.
- Киев: Вища школа, 1985.
. ДБН Д 2.2.1 09 „Земляні роботи".
. ДБН Д 2.2 - 2000 „Ресурсні кошторисні норми експлуатації
будівельних машин та механізмів".
. Черненко В.К. Технологія будівельного виробництва. - K.: Вища школа, 2002.