Технологические решения по разработке котлована
Состав подготовительных работ. Определение объемов котлована, растительного слоя и грунта, вывозимого в отвал; производительности работы. Подбор механизмов для снятия слоя, разработки и уплотнения грунта пионерной траншеи, планировки дна котлована.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 16.04.2013 |
| Размер файла | 173,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Санкт-Петербургский государственный политехнический университет»
Инженерно-строительный факультет
Кафедра «Технология, организация и экономика строительства»
Курсовая работа по дисциплине:
Технология строительных процессов
Технологические решения при разработке котлована
Выполнил: студент гр. 4019/2 Орлов О.А.
Санкт-Петербург
2010 г.
Введение
В данной курсовой работе выполняется раздел «Технологические решения по разработке котлована» проекта промышленного здания.
Все расчеты ведутся в данном проекте в соответствии с действующими СНиП.
1. Исходные данные
· Размеры котлована: длина 80м, ширина 60 м, глубина 6 м.
· Грунты: растительный слой - 0,3 м, супесь - 1,3 м, суглинок - 2,4 м, глина - ?.
· Работы ведутся в летнее время, в течение двух смен продолжительностью по восемь часов, при пятидневной рабочей неделе. Ориентировочная продолжительность выполнения работ - 1 месяц.
· Территория разработки - лесопарковая зона.
1. Проектирование технологии устройства котлована
1.1 Обработка данных тахеометрической съемки
Обработка данных тахеометрической съемки ведется в программном комплексе GEO+CAD. Далее строится цифровая модель местности в программе Allplan, на ней отмечается местоположение котлована.
1.2 Состав подготовительных работ
· Спиливание деревьев:
1. 55 шт., диаметр 30 см, сосна;
2. 42 шт. диаметр 20 см, береза;
· Пересадка деревьев: 25 шт. диаметр 15 см, рябина;
· Срезка кустарников: 30 м2;
· Корчевка пней - 97 шт.;
· Уборка камней - 3 т;
· Подвод технической и питьевой воды на строительную площадку - временный водопровод (200 п.м.);
· Подвод электроэнергии от ближайшей линии электропередачи - 500 п.м.;
· Строительство временных бытовых сооружений для строителей - 11 м3 досок;
· Санитарно-технический узел: 4 биотуалета.
· Строительство помещения для охраны строительства - 1,5 м3 досок;
· Строительство временных подъездных путей - грунтовое покрытие - 2,5 км;
· Грунтовое водопонижение с помощью эжекторных иглофильтров - 8 шт.;
· Ограждение строительной площадки бетонным забором - 800 п.м.
1.3 Определение объема котлована, объемов растительного слоя и грунта, вывозимого в отвал
Объем котлована определяется по следующей формуле:
, (1)
где: - объем котлована, м3; - глубина котлована (H = 6 м);
и - размеры дна котлована по дну (а= 60 м, b = 80 м);
и - размеры котлована поверху.
Размеры котлована по верху определяем по формулам:
; (2)
. (3)
где:m - коэффициент заложения откоса.
При напластовании различных видов грунтов коэффициент заложения откоса назначаем по самому слабому грунту, в данном проекте имеется три вида грунта:
Таблица 1. Коэффициенты заложения откоса
|
Вид грунта |
Коэффициент заложения откоса |
|
|
Супесь |
0,9 |
|
|
Суглинок |
0,7 |
|
|
Глина |
0,5 |
Принимаем .
Таким образом, размеры котлована поверху равны:
;
По формуле (1) получаем объем котлована:
.
Объем растительного слоя равен:
, (4)
где - толщина растительного слоя ().
.
Объем грунта, подлежащего разработке:
. (5)
Получаем, объем грунта, вывозимого в отвал, равным:
.
Определим объем грунта пионерной траншеи по формуле:
где: - объем пионерной траншеи, м3;
- глубина котлована (Hр = 6 м);
- ширина пионерной траншеи поверху (= 15,0 м);
- ширина пионерной траншеи по низу (= 8,0 м);
- длина въезда (= 60 м).
Объем растительного слоя, снятого с пионерной траншеи вычисляется по формуле (4):
Объем грунта пионерной траншеи, подлежащий разработке вычисляется по формуле:
; (6)
1.4 Подбор механизма для снятия растительного слоя. Определение производительности и схемы работы
При использовании экскаваторов для разработки грунта котлована снятие растительного слоя производят:
· Бульдозеры до 10 т тяги (при длине участка работы до 100 м);
· Скрепперы (при длине участка работы более 100 м).
Общая длина рабочего участка составляет:
, (7)
где - расстояние от края котлована до оси кавальера ().
Принимаем бульдозер (из таблицы 4 [2]). Принят бульдозер ДЗ-28, технические характеристики которого приведены в таблице 3.
Таблица 2.
Технические характеристики бульдозера ДЗ-28
|
Характеристика |
Показатель |
|
|
Наибольшее тяговое усилие, тс |
10 |
|
|
Размеры отвала, м - длина - высота |
3,9 1,0 |
|
|
Наибольший подъем отвала над опорной поверхностью гусениц, м |
1,05 |
|
|
Скорость перемещения, км/ч - при копании грунта - при транспортировке и раскладке грунта - при холостом пробеге |
2,4 6,4 10,0 |
|
|
Масса, т |
16,3 |
Снятие растительного слоя можно проводить по следующим схемам:
· односторонняя ();
· двухсторонняя ();
В данном проекте:
Поэтому используем двухстороннюю схему снятия растительного слоя грунта, приведенную на чертеже.
Производительность бульдозера определяется по формуле:
(8)
где: - объем грунтовой призмы, м3;
- длительность цикла, с;
- коэффициент потерь грунта;
- коэффициент разрыхления грунта;
- коэффициент использования рабочего времени.
Объем грунтовой призмы определяется по следующей формуле:
(9)
где: - длина отвала, м;
- высота отвала, м;
- коэффициент геометрического объема грунтовой призмы, определяемый по таблице 22 [1].
Коэффициент зависит от отношения , в данном случае , следовательно, (1, таблица 22).
Подставим численные значения в формулу (9) и получим:
.
Коэффициент потерь грунта определяется по формуле:
(10)
где - расстояние перемещения грунта, м, равное:
. (11)
Таким образом:
Подставим полученное значение в формулу (10):
Коэффициент разрыхления грунта принимаем равным по таблице 7 [1]. Коэффициент использования рабочего времени принимаем равным [2].
Длительность рабочего цикла бульдозера определяется по следующей формуле:
(12)
где: - длительность копания;
- длительность транспортировки грунтовой призмы;
- длительность раскладки грунта, принимается равной нулю при сосредоточенной нагрузке призмы;
- длительность порожнего хода;
- дополнительное время.
Длительность копания определяется по формуле:
(13)
где: - скорость бульдозера при копании (для бульдозера ДЗ-109 );
- длина пути копания, равная:
(14)
где: - толщина стружки;
Толщина снимаемого бульдозером растительного слоя должна быть не более 0,15 м. По заданию толщина растительного слоя 0,3 м, поэтому его снятие происходит в 2 прохода.
Таким образом:
;
.
Длительность транспортировки грунтовой призмы вычисляется по формуле:
(15)
где: - скорость бульдозера при транспортировке грунта (для бульдозера ДЗ-28 );
Тогда:
Длительность порожнего хода вычисляется по формуле:
(16)
где: - скорость бульдозера при холостом пробеге (для бульдозера ДЗ-28 ), тогда:
Дополнительное время вычисляется по формуле:
(17)
где: - время на переключение передач ;
- время на установку отвала ;
- время на повороты бульдозера .
Время продолжительности процессов взято в соответствии с рекомендациями с.52[1].
Таким образом, дополнительное время равно:
Подставим полученные результаты в формулу (13) и получим длительность рабочего цикла бульдозера:
Подставим найденные значения в формулу (9) и получим производительность бульдозера:
1.5 Подбор механизма для разработки грунта в котловане, расчет схемы работы в котловане, определение производительности экскаватора
Выбор автосамосвалов, определение их производительности и количества
Ориентировочный срок выполнения работ 1 месяц. За этот период необходимо переработать 31640 грунта, поэтому принимается экскаватор с объемом ковша 0,65 [2, стр. 41]. Разработка котлована осуществляется экскаватором прямая лопата, так как глубина котлована 6 м.
Принимается экскаватор ЭО-4121 со следующими характеристиками:
Таблица 3.
Технические характеристики экскаватора ЭО-4121
|
Показатель |
ЭО-4121 |
|
|
Объем ковша, q, м3 |
0,65 |
|
|
Наибольший радиус копания, |
7,5 |
|
|
Радиус копания на уровне стоянки, |
4,0 |
|
|
Наибольшая глубина копания, |
8,0 |
|
|
Наибольшая высота выгрузки, |
5,0 |
|
|
Радиус выгрузки при наибольшей высоте выгрузки |
4,6 |
|
|
Продолжительность цикла, с |
17 |
|
|
Масса, т |
23 |
После удаления растительного слоя с котлована, расчетная глубина разрабатываемого грунта составит:
(18)
Определение глубины разработки котлована:
(19)
где: - коэффициент высоты забоя экскаватора.
Таблица 3.2.
Коэффициенты высоты забоя экскаватора
|
Грунт |
Коэффициент в |
|
|
Супесь |
1,0 |
|
|
Суглинок |
0,9 |
|
|
Глина |
0,8 |
Для экскаватора прямая лопата принимаем наименьшее значение [2, табл.11]. Тогда:
Разработка котлована начинается с проходки пионерной траншеи лобовым забоем по длинной оси котлована. Определение размеров пионерной траншеи:
(20)
,
.
Дальнейшая разработка котлована ведется открытыми боковыми забоями, когда ковш при разработке первого бокового забоя не затрагивает противоположный откос пионерной траншеи. Расчет ведется для несвязного грунта, так как данном проекте связного грунта (суглинок) более 50 %.
Размеры бокового забоя:
· - расстояние от оси движения экскаватора до бровки откоса забоя:
,
;
· - расстояние от оси движения экскаватора до подошвы забоя:
,
:
;
· - ширина ленты - ширина бокового забоя поверху:
,
принимаем из табл.9 [2] ,=0,6.
,
· Определение количества боковых забоев:
(21)
, Принимаем 7 забоев; Остаток 1 м можно считать недобором в 0,7 м с одной стороны котлована и 0,3 м с другой;
· - ширина бокового забоя понизу:
.
Принимаем Разница между расчетной и принимаемой величиной ширины забоя поверху:
Недоборы с каждой стороны котлована:
Разработка котлована будет осуществляться пионерной траншеей с размерами поверху и понизу и 7-ю боковыми забоями шириной поверху и понизу.
Объем недобора:
где Vнедоб- объем недобора;
H - глубина котлована;
a -длина котлована;
Производительность экскаватора определяется формулой:
(22)
где: - объем ковша;
- продолжительность цикла [2, табл.5];
- коэффициент наполнения ковша [2, табл.2];
- коэффициент разрыхления грунта [2, табл.2];
- коэффициент использования рабочего времени [2, стр.32]
.
Определяем количество автосамосвалов для обеспечения бесперебойной работы экскаватора:
1) по таблице 17 пособия [1] намечаем грузоподъёмность автосамосвала (8т);
2) по таблице 6 пособия [2] выбираем автосамосвал марки КраЗ-256Б;
Таблица 4.
Технические характеристики самосвала КраЗ-256Б
|
№ п/п |
Показатель |
КраЗ-256Б |
|
|
1 |
Грузоподъемность, т |
12,0 |
|
|
2 |
Погрузочная высота, м |
2,4 |
|
|
3 |
Габариты, м · длина · ширина · высота |
8,1 2,7 2,9 |
|
|
4 |
Полная масса, т |
23,2 |
3) по таблице 13 пособия [1] определяем объём грунта в кузове автосамосвала (для грунта II категории и грузоподъемностью автосамосвала 12 т - 8,9 );
4) производительность автосамосвала определяем по формуле
(23)
где: q - объём грунта, перевозимый автосамосвалом за один цикл (q = 8,9);
[1] - коэффициент использования рабочего времени;
- длительность цикла (рейса), мин:
(24)
где: - длительность маневрирования при погрузке и разгрузке, [1];
- время погрузки;
- время разгрузки, [1];
- время груженого хода;
- время порожнего хода.
Длительность погрузки определяем по формуле:
(25)
где: - продолжительность цикла экскаватора, с;
- количество ковшей, шт:
(26)
где: - обьем грунта, перевозимый автосамосвалом за один цикл, м3;
- объем ковша экскаватора, м3;
Общее время движения самосвала туда и обратно по одной и той же трассе вычисляется по формуле:
(27)
где: - расстояние между пунктами загрузки и разгрузки (L = 1,2км);
- средняя расчетная скорость самосвала ( = 25км/ч);
5) определяем количество автосамосвалов по формуле
где: - часовая эксплуатационная производительность экскаватора, ;
- то же, автосамосвала;
Принимаем 5 автосамосвалов КраЗ-156Б с грузоподъемностью 12 тонн.
1.6 Подбор механизма для планировки дна котлована, определение производительности
Планировка дна котлована необходима для выравнивания слоя грунта перед уплотнением. Для планировки будем использовать бульдозер 10 т тяги той же марки, что и для снятия растительного слоя:
Д3-28. Производительность бульдозера определяется по формуле:
(28)
где: F - площадь, планируемая за один проход бульдозера, м2;
KВ - коэффициент использования рабочего времени, учитывающий потери на
повороты и холостой ход, KВ = 0,85 [2];
tц - длительность цикла, мин.
Площадь, планируемая за один проход бульдозера, вычисляется по формуле:
(29)
где: L - длина гона (захватки) - длина дна котлована, т.е. L = b = 80 м;
B - длина отвала бульдозера, В = 3,9 м (таблица 4 [1]);
0,5 - перекрытие захваток и уменьшение полосы хода из-за перекоса отвала, м;
Длительность цикла определяется по формуле:
(30)
где Vср - средняя транспортная скорость, V=6,4 км/ч = 106.67 м/мин (таблица 4 [2]).
Подставим все найденные значения в формулу (29) и получим:
1.7 Подбор механизма для уплотнения грунта дна котлована, определение производительности и схемы работы
Заключительным этапом работ по устройству котлована является уплотнение его дна.
Карьерная влажность грунта - глина (12%) не соответствует оптимальной (18-26%) [1, табл.36], поэтому требуется проведение дополнительных технологических мероприятий перед уплотнением. Повышаем влажность грунта с помощью искусственного полива. Для получения наибольшего эффекта работы грунтоуплотняющих машин грунт увлажняем до оптимальной влажности путем установки системы разбрызгивателей.
Для уплотнения глины используют кулачковые катки.
Для уплотнения грунта используем кулачковый каток марки ДУ-26А, технические характеристики которого приведены в таблице 6.
Таблица 5.
Технические характеристики кулачкового катка ДУ-26А
|
№ |
Показатель |
Ед. измерения |
ДУ-26А |
|
|
1 |
Толщина уплотняемого слоя, |
см |
20…25 |
|
|
2 |
Ширина уплотняемой полосы |
см |
180 |
|
|
3 |
Скорость движения |
км/ч |
до 20 |
|
|
4 |
Количество проходов по одному следу |
- |
6…12 |
|
|
5 |
Масса |
т |
9 |
Для расчётов используем формулу для определения производительности катка:
(31)
где: - средняя скорость движения катка при уплотнении, км/ч;
h - толщина уплотняемого слоя, h = 0,05 м [2];
B - ширина полосы уплотнения, В = 1,9 м [табл.7, 2];
b - перекрытие полос при уплотнении, b = 0,1 м [2];
n - количество проходов по одному следу (n = 6);
- коэффициент использования рабочего времени ( = 0,85).
1.8 Построение календарного графика производства работ
Баланс грунтовых масс представлен в таблице 2.
Таблица 6.
Баланс грунтовых масс
|
Выемка |
Насыпь |
|||||||
|
№ |
Работы |
Ед.изм |
Объем |
№ |
Работы |
Ед.изм |
Объем |
|
|
1 |
Снятие растительного слоя |
м3 |
1929 |
1 |
Кавальер |
м3 |
2199 |
|
|
2 |
Разработка котлована |
м3 |
31640 |
2 |
Отвал |
м3 |
33440 |
|
|
3 |
Снятие растительного слоя с пионерной траншеи |
м3 |
270 |
3 |
||||
|
4 |
Разработка пионерной траншеи |
м3 |
1800 |
|||||
|
Итого: |
35639 |
Итого: |
35639 |
Коэффициент баланса грунтовых масс:
, (32)
где: - объем выемки, м3;
- объем насыпи, м3.
При разработке календарного графика следует исходить из заданных сроков сооружения котлована. В летнее время целесообразно вести работы в течение 5 дней в неделю в 2 смены по 8 часов. Тогда в месяц мы имеем порядка 50 рабочих смен. Форма для построения календарного графика может иметь следующие графы:
- наименование работ;
- объём работ;
- использование машины и их количество;
- количество машино-смен;
- рабочие дни, каждый рабочий день на графике должен состоять из принятого
количества рабочих смен (1,2 или 3).
В соответствии с рассмотренными работами будем иметь пять строк на графике, пять сплошных линий в графе “рабочие дни”:
а) снятие растительного слоя бульдозером ДЗ-28;
Определяем сменную производительность бульдозера
(33)
где: - часовая производительность бульдозера;
Зная объём растительного слоя , определяем требуемое для его разработки количество машино-смен:
(34)
где: - объем растительного слоя;
- объем растительного слоя;
- объем растительного слоя, снятого с пионерной траншеи;
б) разработка грунта котлована экскаватором ЭО-4121.
Определяем сменную производительность экскаватора:
(35)
где: - часовая производительность экскаватора;
Зная объём грунта , определяем требуемое для его разработки количество машино-смен:
(36)
где: - объем растительного слоя;
- объем грунта котлована;
- объем грунта пионерной траншеи слоя;
в) транспортировка грунта автосамосвалами КраЗ-256Б;
Определим количество машино-смен автосамосвалов:
(37)
г) планировка дна котлована бульдозером ДЗ-28;
Определяем сменную производительность бульдозера:
(38)
Зная площадь дна котлована, определяем требуемое для его разработки количество машино-смен
(39)
где: - площадь дна котлована, вычисляется по формуле:
(40)
.
г) уплотнение дна котлована катком ДУ-26А;
Определяем сменную производительность катка:
(41)
Определяем требуемое количество машино-смен катка:
(42)
где: - объем уплотняемого слоя:
(43)
где:a и b - размеры дна котлована;
h - толщина уплотняемого слоя;
котлован грунт отвал механизм
Список используемых источников
1. Галузин В.М., Телешев В.И. Выбор строительных машин для производства земляных работ. Учебное пособие, СПбГПУ,1987
2. Галузин В.М. Технология строительных процессов. Разработка котлованов в мягких грунтах. Методические указания, СПбГПУ, 2007
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Подготовительные работы до начала разработки котлована. Определение объема котлована и растительного слоя грунта, вывозимого в отвал. Выбор машины для снятия растительного слоя, определение её производительности. Выбор экскаватора "обратная лопата".
курсовая работа [94,0 K], добавлен 04.08.2012Описание подготовительных работ, которые должны быть выполнены до начала разработки котлована. Определение объема котлована, растительного слоя и грунта, вывозимого в отвал. Выбор машин для строительства, определение их производительности и схемы работы.
контрольная работа [96,5 K], добавлен 17.06.2011Определение размеров котлована для здания. Расчет объема грунта срезаемого растительного слоя и грунта, разрабатываемого в котловане экскаватором, объема грунта при зачистке дна котлована и выполнении траншей для въезда. Калькуляция затрат труда.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 29.05.2010Вычисление объема котлована, въездной траншеи, растительного слоя и транспортированного грунта. Выбор комплектов машин и механизмов. Расчет удельной себестоимости производства земляных работ, трудоёмкости разработки забоя. Производственная калькуляция.
курсовая работа [171,6 K], добавлен 27.10.2013Состав процессов и работ при устройстве котлована и траншеи. Расчет площади срезки растительного слоя, объемов работ по зачистке дна строительного котлована. Подбор оборудования для производства земляных работ, их технология. Калькуляция затрат труда.
контрольная работа [528,7 K], добавлен 07.04.2015Планировка строительной площадки. Объем земляных работ, подбор техники для их производства. Подбор скреперов для перемещения грунта из выемки в насыпь, экскаватора для рытья котлована и автосамосвалов для вывозки грунта. Технология размораживания грунтов.
курсовая работа [182,8 K], добавлен 16.12.2012Расчет геометрических размеров котлована. Срезка растительного слоя грунта. Зачистка дна котлована бульдозером. Выбор землеройных и транспортных машин. Расчет параметров забоя для экскаватора ЭО-2503В, оборудованного драглайном. Объемы бетонных работ.
курсовая работа [196,9 K], добавлен 21.01.2014Разработка технологического процесса устройства котлована глубиной 3,6 м под стаканы фундамента многоэтажного промышленного здания. Вычисления объемов земляных работ. Подбор комплекта машин для разработки грунта в котловане. Калькуляция трудовых затрат.
курсовая работа [63,7 K], добавлен 23.05.2013Планировка строительной площадки, виды отметок и положения линии нулевых работ. Определение средней дальности перемещения грунта. Выбор машин для планировки площадки и уплотнения грунта. Разработка котлована, выбор средств для водопонижения, иглофильтры.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 14.06.2011Определение номенклатуры и объемов земляных работ при разработке котлована. Расчет водопонизительной системы из легких иглофильтровых установок. Выбор машин и механизмов для уплотнения грунта подсыпки под полы. Составление калькуляции трудовых затрат.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 16.12.2013
