Разработка грунта в котловане

Курсовой проект

Разработка грунта в котловане под здание с подвалом

1. Расчет размеров котлована

Исходные данные для выполнения работы.

Исходные данные для проектирования принимают по табл. 1. Размеры котлована по низу определяют с учетом СНиП 3.02.01−87. Расстояние от подошвы откоса до ближайшего элемента здания принимают не менее 0.5 м. Поэтому размеры котлована по низу (L_н(, B_H) определяют путем прибавления данного расстояния к размерам здания по наружному контуру (табл. 1).

L_н = 36 +1 = 37 м B_H = 20 + 1 = 21 м Размеры котлована по верху (L_B, B_B) определяют с учетом заложения откоса © в зависимости от вида грунта и глубины котлована:

L_B = L_H + 2mh_tp (1)

L_B =37+2*0,67*2=39,68 м.

В_в. = В_н + 2 mh_tp (2)

В_в=21+2*0,67*2=23,68 м.

где h_tp — требуемая глубина котлована (табл. 1) h_tp= 2 м., м; m — коэффициент откоса, m = 1 принимается по прил. 1.

Расчетную глубину котлована определяют по выражению:

h_tp = h_tp — h_H (3)

h_р = 2 — 0,15 = 1,85 м.

где h_H — величина недобора грунта, принимаем 20 см — для драглайна.

2. Вычисление объемов земляных работ

Объем грунта в котловане под фундамент здания определяют по выражению:

— для прямоугольного котлована

V_K = h_p * [В_н * L_H + B_B * L_B + (В_н + B_B) (L_H + L_B)] /6; (4)

V_K =1,85 * [21 * 37 +23,68 * 39,68+(21 + 23,68) * (37 + 39,68)] / 6 = 1585,66 м³

где L_H В_н — размеры котлована по низу, м; L_B В_в — размеры котлована по верху, м; h_p — расчетная глубина котлована (без учета недобора), м;

Объем грунта в съездной траншее определяют по выражению:

Vtp = h_Tp²[3b + 2mh_Tp(m' - m) / m'] * (m' - m) / 6 (6)

Vtp =2² * [3*3,5 + 2*0,67*2*(5−0,67)/5]*(5−0,67)/6 = 36,95 м³

где b — ширина съезда, принимается 4,5 м при одностороннем движении автосамосвалов, 6 м — при двустороннем и 3,5 м для бульдозера; m' - коэффициент откоса съездной траншеи, принимают равным 10… 15 для транспорта и землеройных машин и 5 для бульдозера.

Объем недобора грунта в котловане определяют по выражению

V_H = L_н * B_н * h_H. (7)

V_H = 37 * 21 * 0,15 = 116,55 м³

Vоб =Vк + Vtp+ V_H = 1585.66 +36.95 +116.55=1739.16 м³

Растительный слой грунта срезают на глубину h_р.сл = 20…25 см до разработки котлована и отсыпают отдельно в предусмотренном месте или вывозят за пределы строительной площадки. Площадь срезки растительного слоя определяют с учетом возможности в дальнейшем перемещения машин и складирования материалов по выражению:

S = (B_B+20) * (Lв+20). (8)

S = (23.68 + 20) * (39.68 +20) = 2606.8 м²

Vраст = 4675 * 0,2 = 935 м³

Выполненные расчеты сводят в табл. 2.

Таблица 2. Ведомость объемов земляных работ

3. Подбор комплекта машин для разработки грунта в котловане

земляной котлован здание Производство земляных работ должно быть максимально механизированным. Все основные и вспомогательные процессы выполняются при помощи машин и механизмов.

Необходимо выбрать ведущую машину для разработки грунта в котловане и вспомогательные — для транспортирования грунта, срезки растительного слоя и т. д.

Срезку растительного слоя, планировку дна котлована, производят бульдозером. Тип бульдозера определяют в зависимости от расстояния транспортирования грунта, которое зависит от схемы работы бульдозера при срезке растительного слоя грунта. При дальности 10…30 м назначают малогабаритный (тяговое усилие до 40 кН) бульдозер, 30…50 м — легкий (до 60 кН), при 50…70 м — средний (до 100 кН) и при 100… 150 м — тяжелый (до 150…250 кН). Марку бульдозера и технические характеристики определяют по прил. 1. Растительный грунт сдвигается бульдозером, грузится экскаватором прямая лопата в автосамосвалы и вывозится за пределы строительной площадки.

При выборе марки ведущего экскаватора (тип экскаватора по табл. 1) первоначально в прил. 1, в зависимости от объема грунта в котловане, определяют емкость ковша экскаватора, затем марку и его технические характеристики.

Недобор грунта разрабатывают бульдозером и грузят в автосамосвал экскаватором обратная лопата.

При выборе экскаваторов необходимо учитывать, что если ведущий экскаватор — прямая лопата (по заданию), то тип вспомогательного экскаватора — обратная лопата и наоборот.

Грунт из котлована вывозится автосамосвалами. При проектировании необходимо определить требуемое количество автосамосвалов для непрерывной работы экскаватора. Марку и грузоподъемность автосамосвала подбирают по емкости ковша экскаватора (прил. 1). При оптимальном сочетании производительностей механизмов в кузов машин входит 6… 10 ковшей грунта экскаватора.

Срезку растительного слоя, планировку производят бульдозером. Тип определяют зависимости от расстояния перемещения груза. При расстоянии 40 м выбираем бульдозер с тяговым усилием 60 кН ДЗ-35 базовая машина Т-180Г Основной экскаватор ЭО-3322 обратная лопата выбираем. Емкость ковша 0.5 м³

Автосамосвал МАЗ-5549 (10 ковшей).

Количество автосамосвалов определяют из следующих выражений:

N = t_ц / t_п; (9)

N = 1,24/ 1,003 = 1.2 берем 2 самосвала.

t_и = t_п + 2L / v_cp + t_ут + t_р + t_м; (10)

t_и = 1,003+ 2* 2 / 24 + 0.033 + 0.017 + 0.017 = 1,24 ч.

t_п = H_Bp * V_Ka / (100K_np) + t_м (11)

t_п = 2,9 * 5.1 / (100 * 1.15) + 0.017 = 1,003 ч.

где t_u — продолжительность работы цикла автосамосвала, ч; t_n — время погрузки автосамосвала, ч; L — расстояние перевозки грунта; v_cp — средняя скорость автосамосвала, км/ч; t_yT — время ускорения и торможения в пути, принимается 0,033 ч; t_p — время разгрузки автосамосвалов, принимается 0,017 ч; t_M — длительность маневров транспортных средств при выгрузке или установке под погрузку, принимается 0,017 ч; Н_вр — норма машинного времени на разработку грунта экскаватором с погрузкой в транспортное средство, маш.-ч; V_Ka — объем кузова автосамосвала, м³ (прил. 1).

Полученное число автосамосвалов округляют в большую сторону.

4. Калькуляция трудовых затрат

Калькуляцию заполняют по форме таблицы 3.

Таблица 3

5. Технология производства земляных работ

В этом разделе выполняют описание последовательности разработки грунта в котловане экскаватором с учетом производства подготовительных и вспомогательных процессов. Отмечают также, какие строительные процессы должны быть выполнены до начала земляных работ [1,5,7,9].

Выбирают схемы работы бульдозера при срезке растительного слоя грунта и при разработке недобора грунта в котловане. Производят выбор вида забоя ведущего одноковшового экскаватора, расчет параметров забоя и определяют количество проходок экскаватора.

Некоторые виды забоев для экскаватора прямая и обратная лопата, драглайна приводятся в прил. 4.

7. Расчет технико-экономических показателей комплекта машин

В проекте необходимо определить следующие технико-экономические показатели (ТЭП): продолжительность выполнения работ (То), удельную себестоимость (С_ед) и удельную трудоемкость (Т_ед) разработки 1 м³ грунта Продолжительность выполнения земляных работ определяют по календарному графику производства работ. Она равна времени от начала первого процесса и до окончания последнего строительного процесса.

Удельную себестоимость разработки 1 м³ грунта определяют по выражению:

С_ед =1.08*У (C_M._CMi * Н_i * t_oi) / V, (12)

С_ед =1.08 * (44,4 *1 * 0.195 + 44,4 * 0,66* 1 + 17,84 * 1,89 * 1 + 17,84 * 0,134 * 1

+ 17,84 * 5,75 * 1 + 44,4 * 0,19 * 1 + 17,84 * 0,425* 1 + 44,4 * 0,0224 * 1 + 27,76 * 8,23 * 2)/ 1739,16 = 0.4 руб.

где С_М._СМ1 — стоимость одной смены работы машины на площадке, руб. (прил. 1); N_; — число машин данной марки; t_0I — время работы данной машины при выполнении соответствующего строительного процесса, см, принимают по табл. 4; V — общий объем разрабатываемого грунта, получаемый путем сложения объемов грунта в котловане, въездной траншее и в недоборе, м³. Удельную трудоемкость разработки 1 м³ грунта определяют по выражению

Te = У (T_Mi * Nr * t_oi) / V, (13)

Te = (1.41 * 1 * 0,195 + 1,41 * 0,66 * 1 + 1.65 * 1,89 * 1 + 1.65 * 0,134 * 1 + 1,65 * 5,75 * 1 + 1,41 * 0,19 * 1 + 1.65 * 0,425 * 1 + 1.41 * 0,0224 * 1 + 1.79 * 8,23 * 2)/ 1739,16 = 0.026 ч.

где T_Mi — затраты труда на 1 маш.-ч. эксплуатации машины данной марки, чел.-ч./маш.-ч., принимают по прил. 1.

6. Техника безопасности

Земляные работы следует выполнять только по утвержденному проекту производства работ. При наличии в районе земляных работ подземных коммуникаций любые раскопки можно вести только в присутствии представителя организации, эксплуатирующей эти линии. Выемки необходимо разрабатывать с откосами, предусмотренными СНиП. Бровки выемок должны быть свободны от статического и динамического нагружения. При разработке выемок с вертикальными стенками крепления следует устанавливать сразу после того, как достигнута допустимая для данного вида грунта глубина проходки с вертикальными незакрепленными стенками. При засыпке таких выемок снимать крепления следует снизу вверх. Образующиеся при разработке котлована козырьки грунта следует обрушить, приняв при этом все меры предосторожности и удалив предварительно рабочих из забоя.

Движущиеся по отсыпанной насыпи транспортные и землеройные машины не должны приближаться к бровке ближе чем на 0,5 м. При работе в ночное время рабочие места должны быть освещены, а землеройные, транспортные и землеройно-транспортные машины должны иметь индивидуальное освещение.

При разработке грунта экскаваторами рабочим запрещается находиться под ковшом или стрелой и работать со стороны забоя. Посторонние лица могут находится на расстоянии не менее 5 м от радиуса действия экскаватора. Экскаватор может перемещаться только по ровной поверхности/ а при слабых грунтах — по настилу из шпал или щитов. При подготовке пути для перемещения экскаватора ковш его должен быть отведен в сторону и опущен на грунт. При переводе экскаватора через железнодорожный путь последний должен быть замощен шпалами или бревнами. Предельные уклоны при работе скреперов следующие: продольный 10°, поперечный 18°.

При работе бульдозера запрещается во избежание поломки или опрокидывания поворачивать его с загруженным) или заглубленным в грунт отвалом. Запрещается перемещать бульдозером грунт на подъем более 10° и под уклон более 30°, а также выдвигать отвал за бровку откоса выемки (при сталкивании грунта под откос). На пересеченной местности и по плохой дороге бульдозер должен перемещаться только при низких передачах двигателя.

При разработке грунта гидромеханическим способом территория должна быть ограждена и должны быть установлены предупредительные надписи. Забой должен иметь телефонную связь и средства аварийной сигнализации для связи с насосной станцией, диспетчерской и участком намыва. Перед началом работ в надводном забое в зоне действия струи и на верху забоя (возможная призма обрушения) не должно быть рабочих.

Телефонная связь и аварийная сигнализация необходимы при перемещении грунта ленточными конвейерами.

При рыхлении грунтов ударным способом следует определить размеры опасной зоны по разлету кусков грунта, вывести из этой зоны людей и установить на машине, выполняющей дробление, защитные приспособления. При отогреве мерзлого грунта электродами необходимо оградить находящийся под напряжением участок. Какие-либо работы на этом участке разрешается производить только после отключения тока.

7. Расчет материальных ресурсов для производства земляных работ

Расчет материально-технических ресурсов, необходимых для работы строительных машин (бульдозер и экскаваторы) при разработке грунта в котловане, выполняют на основе норм расхода материалов, приведенных в прил. 1.

Количество материала получают путем перемножения нормы расхода материала на 1 час работы машины на время работы данной машины на строительной площадке.

Таблица 5. Потребность в основных эксплуатационных материалах, кг.

Используемая литература

3.02.01 — 87. Земляные сооружения, основания и фундаменты. — М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. — 128 с.

СНиП III — 4 — 80*. Техника безопасности в строительстве. — М.: Стройиздат, 1990. — 266 с.

СниП 12−03−99. Безопасность труда в строительстве. — М.: Стройиздат, 2000. — 50 с.

ЕНиР. Сборник Е2. Земляные работы. Выпуск 1. Механизированные и ручные земляные работы. — М.: Стройиздат, 1988. — 244 с.

Земляные работы. Справочник строителя / Под ред.

А. К. Рейша. — М: Стройиздат, 1984. — 320 с.

Хамзин С. К. Технология строительного производства.

Курсовое и дипломное проектирование./ С. К. Хамзин, А. К. Карасев. — М.: Высшая школа, 1989. — 216 с.