Технология строительства подземных сооружений методом опускного колодца

Размещено на http://www.allbest.ru/

Исходные данные для проектирования

Номер варианта - 2

Внутренний диаметр колодца, м	Толщина грунтового пласта I зоны (суглинки), м	Толщина грунтового пласта II зоны (глины), м	Толщина грунтового пласта III зоны(гравий и крупный песок), м	Глубина залегания грунтовых вод,м
9	5	6	8	2,5

Данные по грунтам:

I зона - суглинок, коэффициент трения грунта по бетону т/;

II зона - глина липкая, коэффициент трения грунта по бетону т/

III зона - гравий и крупный песок, коэффициент трения грунта по бетону т/

К третьей зоне прибавляется высота ножевой части опускного колодца - 2,5 м;



Содержание

1. Расчет толщины стенки колодца

1.1 Проверка условий погружения

1.2 Проверка условий всплытия

2. Расчет объемов строительных конструкций и материалов

2.1 Расчет временных опор колодца

2.2 Расчет требуемого количества арматуры

2.3 Расчет опалубки

2.4 Расчет строительных лесов

2.5 Расчет гидроизоляции

2.6 Расчет количества приемных воронок

2.7 Расчет объемов земляных работ

2.7.1 Расчет объемов работ по срезке растительного слоя

2.7.2 Расчет объемов земляных работ по разработке пионерного котлована

2.7.3 Расчет объемов земляных масс грунта при погружении стакана опускного колодца

2.7.4 Объем работ по обратной засыпке пионерного котлована

2.7.5 Расчет потребного количества песка

2.7.6 Расчет потребного количества щебня

3. Составление производственной калькуляции трудовых затрат

4. Определение комплекта машин и механизмов

4.1 Выбор бетоноукладочного оборудования

4.2 Выбор крана для подачи арматуры и опалубки

4.3 Выбор землеройной техники

4.3.1 Срезка растительного слоя

4.3.2 Разработка пионерного котлована

4.3.3 Разработка грунта при погружении опускного колодца

4.4 Расчет транспортных средств

5. Проектирование и технология строительных процессов

5.1 Срезка растительного слоя

5.2 Разработка пионерного котлована

5.3 Подготовительные работы перед погружением опускного колодца

5.4 Комплекс земляных работ по погружения опускного колодца

5.5 Расчет количества бетонолитных труб при бетонировании подушки днища опускного колодца методом ВПТ

6. Составление календарного плана производства работ

7. Проектирование складского хозяйства

8. Проектирование временных санитарно-бытовых и административных зданий

9. Проектирование временных сетей водоснабжения

10. Проектирование временных сетей электроснабжения

10.1 Определение расхода электроэнергии

10.2 Определение мощности трансформатора

10.3 Расчет количества прожекторов

11. Технико-экономические показатели проекта

Список используемой литературы



1. Расчет толщины стенки колодца

1.1 Проверка условий погружения

Для преодоления сил трения грунта об стенки колодца, возникающих при погружении, должно выполняться следующее неравенство:

, где

kn - коэффициент погружения,

Q - собственный вес колодца, т,

В - вес воды, вытесненной стенами колодца, т,

Т - полная сила трения стен колодца о грунт, т.

Рассчитаем усредненное значение силы трения:

,

т/м2, с учетом того, что

= =5000-2000=3000=3 м,

= +2,5=8000+2500=10500=10,5 м,

где , , - коэффициенты трения грунтов I,II и III зоны соответственно по бетону, - высоты слоя грунта в I,II и III зоне соответственно.



Обозначим через =2,911, где

H - полная высота колодца, м.,

H1 - глубина погружения опускного колодца, м.,

жб - объемный вес железобетона, т/м3, жб = 2,5 т/м3,

в - объемный вес воды, т/м3, в = 1 т/м3.

Толщина оболочки опускного колодца:

м, где

r - это внутренний радиус колодца, r=d/2=10/2= 5 м.

Внешний радиус колодца:

R=r+b=4,5+1,685=6,185 м.

Собственный вес колодца:

Q = VЖБ = (R2 - r2)HЖБ = 3,14•(•22•2,5=3109,33т, где

R=r+b внешний радиус колодца,

b - толщина стены колодца, м,

r - внутренний радиус, м.

Вес воды, вытесненной стенами колодца:

В = (R2 - r2)HВВ=3,14•(



Полная сила трения стен колодца об грунт:

Т = UН1 f0 = 2рRН1f0 =2•3,14•6,185•19,5•2,531=1917,018 т

Проверяем условие погружения:

Условие погружения стакана колодца не выполняется, тогда примем b=1,8 м.

R=r+b=4,5+1,8=6,3 м

Q = VЖБ = (R2 - r2)HЖБ = 3,14•(•22•2,5=3357,288т

В = (R2 - r2)HВВ=3,14•(

Т = UН1 f0 = 2рRН1f0 =2•3,14•6,3•19,5•2,531=1952,662 т

Проверяем условие погружения:

Условие погружения стакана колодца не выполняется, тогда примем b=2 м.

R=r+b=4,5+2=6,5 м

Q = VЖБ = (R2 - r2)HЖБ = 3,14•(•22•2,5=3799,4 т

В = (R2 - r2)HВВ=3,14•(



Т = UН1 f0 = 2рRН1f0 =2•3,14•6,5•19,5•2,531=2014651 т

Проверяем условие погружения:

1.2 Проверка условий всплытия

Так как колодец погружается в водонасыщенных грунтах, то необходимо выполнить проверку на всплытие колодца (после бетонирования днища) под действием гидростатических сил.

Расчет выполняется по формуле:

, где

Q - вес оболочки опускного колодца, т;

Qдн - вес днища, т;

Т1 -сила трения колодца о грунт, без учета пионерного котлована т;

B0- выталкивающая сила воды

, т/м2

Т =2рRНf0 `=2•3,14•6,5•21,5•2,453=2152,826 т ,где

R - наружный радиус колодца, м;

- усредненное значение коэффициента силы трения грунта по бетону



Рисунок 1 - Схема ножа опускного колодца

Согласно рисунку 1, вес днища определяется как вес бетонной подушки плюс армированная плита днища толщиной 150 мм. Вес бетонной подушки определяется как сумма веса усеченного конуса и прямоугольного участка.

Объем усеченного конуса определяем по формуле:

Vук = (Rук2 + r2 + Rук *r) = м3, где

h - высота усеченного конуса, h= 1,7 м;

r -наименьший радиус усеченного конуса, м.

Rук -наибольший радиус усеченного конуса, м;

Rук = r+b+0,15-0,4=4,5+2+0,15-0,4=6,25 м,

Объем цилиндрического участка бетонной подушки :

Vц = р rІhп = , где



hп- высота прямоугольного участка бетонной подушки, hп = 0,15 м;

Объем бетонной подушки:

Вес бетонной подушки:

Qб.п. = Vб.п •б = 165,137•2 = 369 т, где

б - объемный вес бетона, б = 2 т/м3;

Вес железобетонной плиты находим из расчета объемного веса железобетона:

Vжб=рrп2h'=3,14•4,652*0,15=10,184м3- объем ж/б плиты

h' = 0,15 м - высота ж/б плиты,

rп = r + 0,15 = 4,5+0,15 =4,65 м - радиус ж/б плиты.

Qпл= Vж.б.• жб = 10,184•2,5 = 25,46 т, где

жб - объемный вес железобетона, б = 2,5 т/м3.

Вес днища:

Qдн = Qб.п. + Qпл = 25,46+330,274=355,734 т.

Площадь днища колодца:

Fд = р•Rд2= р(R+0,4)2 = 3,14• (6,5 +0,4)2=149,5 м2

Объем воды, вытесненной стенками колодца:



Fб = Fд •Hв=149,5•19=2840,5 м, где

Н-высота стенок колодца от проектной отметки дна колодца до уровня природных вод, м;

Выталкивающая сила воды:

Во = Fд• в = 2840,5•1= 2840,5 м3, где

в- объемный вес воды, в=1т/м3;

Fд -площадь днища, м2.

Проверяем условие всплытия:

>1,25

= 2.2 >1,25

Условие всплытия выполняется.



2. Расчет объемов строительных конструкций и материалов

2.1 Расчет временных опор колодца

Монолитные ж/б опускные колодцы площадью до 250 м2 бетонируются чаще всего на временных опорах, располагаемых под банкеткой ножевой части по периметру сооружения. В проекте принимаем временные опоры - деревянные, выполненные из отесанных на два канта бревен, брусьев или шпал. Они укладываются на песчаную подушку толщиной 60 см и втапливаются на половину поперечного размера.

Рисунок 2 - Схема расположения подкладок под ножевой частью колодца

1-стена колодца; 2-призма подушки; 3-подкладки; 4-ось стены сооружения; «с»-ширина подкладки; «d»-расстояние между подкладками.

Площадь подкладок определяем по формуле:



где R - расчетное сопротивление грунта основания, кгс/см2;

q - вес 1 м периметра стены колодца, т/м.

= = 37,5т/м

где Няр - высота одного яруса колодца, м;

R - наружный диаметр колодца, м;

r - внутренний диаметр колодца, м.

R для суглинков =300 кПа = 3,06 кгс/см2.

Длина подкладок определяется толщиной стены плюс 1 м и равна:

l= b + 1= 2+1=3 м

F= = 122,54 см2

Ширину «постели» подкладок принимаем равной 22 см.

Всего подкладок:

• N0 = 2•3,14•(= 103,62=104 шт., где

N0 - количество подкладок, приходящихся на один погонный метр стены колодца, шт., N0 =3.

Расчет массы подкладок:

Площадь одной подкладки: 22 х 22 см = 484см2 = 0,0484 м2.

Объем одной подкладки:

0,0484 м2 • 3 м = 0,1452м3 (где 3 м - длина подкладки)

Объем всех подкладок: V=0,1452 м3•104шт = 15,1008м3

Масса всех подкладок, вычисленная с учетом объемного веса деревянной подкладки (из сосны)

М=V*г = 15,1008м3•0,5 т/м3 = 7,5504 т

2.2 Расчет требуемого количества арматуры

Арматуру опускных колодцев устанавливают после устройства внутренней опалубки ножа колодца. В проекте арматуру принимаем в виде армоблоков.

Для опускного колодца с диаметром не более 15 м длину армоблока принимаем 1,5 м. Армоблоки устраиваем последовательно по контуру опускного колодца и скрепляем между собой монтажными скрутками.

Высоту армоблока принимаем равной высоте яруса.

Дальнейшее соединение армоблоков по высоте осуществляется сваркой с помощью накладок.

Рисунок 3 - Схема расположения арматуры в армоблоке

Количество армоблоков на один ярус:



= = 18.84=19 шт.

где R - наружний радиус колодца, м;

r - внутренний радиус колодца, м;

h - высота армоблока, м. h=1,5 м

Общее число армоблоков:

nобщ =·количество ярусов =19•3= 57 шт.

Вес одного армоблока:

Рблока = = = 2666,246 кг , где

Р - вес арматуры - определяется из условия, что арматура соотносится по весу в объеме бетона, как 100 кг/м3.

Р===151976 кг

Диаметр основных стержней армоблока принимаем равным 20 мм. Таким образом, длина одного сварного соединения равняется

l=20*20=400 мм = 40 см = 0,4 м.

Общая длина всех сварных швов: L=l·15·nобщ = 0,4•15•57=342 м (15 - количество сварных узлов в одном армоблоке, nобщ - общее число армоблоков).

2.3 Расчет опалубки

В качестве опалубки для сооружения монолитного опускного колодца применяем:

с наружной стороны - инвентарную разборно-переставную щитовую опалубку;

с внутренней стороны - железобетонные тонкостенные плиты-оболочки, оставляемые в конструкции колодца в качестве несъемной опалубки.

Площадь наружной опалубки: SHАР = 2RН = 2•3,14•6,5•22= 898,04 м2

Площадь внутренней опалубки: SВНУТР = 2rН=2•3,14•4,5•22=621,72 м2;

Масса наружной опалубки: РH = SHАР 30=898,04•30=26941,2кг;

Масса внутренней опалубки: РВН = SВНУТР 40=621,72•40=87040,8 кг

2.4 Расчет строительных лесов

При сооружении колодца используются трубчатые безболтовые леса. На рис.4 показано расположение стоек лесов.

Количество стоек первого яруса по внешнему контуру колодца:

= = 21,98 шт. Принимаем 22•2 = 44стоек.

Количество стоек первого яруса внутри колодца:

= = 10,048шт. Принимаем 10•2 = 20 шт.

Для устройства лесов на высоту 10 м (предельная высота блока при возведении колодцев высотой >20м) необходимо две стойки по высоте (высота одной стойки 4 м).

Тогда общее количество стоек на ярус будет равно: (44+20)•2=128 стоек.

Вес одной стойки равен 33,4 кг.

Вес масса яруса лесов равен: (33,4•128) =4275 кг

Рисунок 4.Схема устройства лесов.

2.5 Расчет гидроизоляции

Тип гидроизоляции выбираем в зависимости от эксплуатационных требований, предъявляемых к помещению в отношении влажности стен (сырости) и градиента (напор) грунтовых вод, толщины конструкции, несущей гидроизоляцию. Для заглубленных помещений, по требованию технологического процесса помещения должны удовлетворять условиям по сухости II категории, для чего назначаем следующие типы гидроизоляции:

для стен снаружи - торкрет толщиной 40 мм;

для внутренней поверхности колодца - обмазочная гидроизоляция из битумных мастик толщиной 20 мм;

для днища - литая асфальтовая гидроизоляция толщиной 50 мм.

Объем торкретной смеси: Vторк = SHАР *0,04 = 898,04*0,04=35,922 м3,

Объем обмазочной гидроизоляции: Vобм = SВНУТР 0,02=621,7•0,02=12,434 м3

Объем литой асфальтовой изоляции: Vлит = Sлит 0,05=67,895•0,05=3,39 м3, где

Sлит = (r+0,15)2 = 3,14•(4,5+0,15)2 = 67,895м2 - площадь верней поверхности железобетонной подушки днища

2.6 Расчет количества приемных воронок

При высоте бетонирования более 3 м, бетон подают через металлические хоботы, устанавливаемые через 3 м по средней линии стенки колодца.

Количество приемных воронок:

= = 11,51=12 шт ,

2.7 Расчет объемов земляных работ

Длина откоса: Lотк=hпк·m = 2•0,5 = 1м, где

hпк - глубина пионерного котлована,

m - коэффициент откоса (так как глубина пионерного котлована находится в пределах от 1,5 до 3 м, то m принимаем равным 0,5).

Длина пандуса пионерного котлована:

= =10 м

0,2 - необходимый уклон пандуса



Рисунок 5. Устройство пионерного котлована

2.7.1 Расчет объемов работ по срезке растительного слоя

Растительный слой срезается бульдозером.

Толщина растительного слоя hраст.сл =25см.

Площадь растительного слоя:

Sраст.сл = рраст.сл. • Rраст.сл. 2 =3,14•30,52 =2922,46 м2, где

Rраст.сл. - размер строительной площадки,

Rраст.сл.=Rкот+20 м = 10,5+20 =30,5м

Rкот - радиус пионерного котлована по верху;

20 м - расстояние, необходимое для установки техники, размещения материала и бытовых помещений.

Объем грунта при срезке растительного слоя:

Vгр.при срезе= Sраст.слоя·hраст.сл.= 2922.46•0,25=730.615 м3

2.7.2 Расчет объемов земляных работ по разработке пионерного котлована

Объем пионерного котлована: VПК = VК + Vпанд = 1010,9+78,75= 1089,65 м3 ,

Где объем пандуса: Vпанд = 0,5•b•hПК•Lпанд = 0,5*3,5*3*15=78,75 м3, где b=3,5 - ширина пандуса,

hПК - глубина пионерного котлована,

Lпанд - длина пандуса

Объем котлована:

= ()= 628.532 м3,где

rкот- радиус пионерного котлована по низу, rкот=R+3м = 6,5+3=9,5 м, следовательно, dкот- диаметр котлована по низу, dкот=2• rкот=19;

R - внешний радиус колодца; 3 м - расстояние необходимое для установки лесов; Rкот=rкот+Lоткоса = 9,5+1=10,5 м - радиус пионерного котлована по верху, следовательно, Dкот- диаметр котлована по верху, Dкот =2• Rкот=21.

2.7.3 Расчет объемов земляных масс грунта при погружении стакана опускного колодца

Объем земляных масс грунта при погружении стакана опускного колодца складывается из объема грунта, разрабатываемого механизированным способом. Объем механизированной разработки грунта:

Vмех = рr2•H1 = 3,14•4,52• (21,5-2) =1240,5 м3,

где H1 - высота опускания колодца от уровня пионерного котлована до проектной отметки



2.7.4 Объем работ по обратной засыпке пионерного котлована

VО.З. = (VПК - Vч.к) / Кразр = (628,52-265,33)/1,06 = 342,63м3, где

VПК - объем пионерного котлована, м3,

Vч.к - объем, занимаемый колодцем в пионерном котловане

Vч.к = рR2•hпк = 3,14•6,52•2=265,33 м3,

Кразр - коэффициент разрыхления грунта, Кразр=1,06.

2.7.5 Расчет потребного количества песка

Песок требуется для выравнивания площадки при установке внутренних и наружных лесов.

Площадь выравнивания для установки внутренних и наружных лесов составляет:

= = 283,53 м2

Объем песчаной подушки составит: Vпеска=Sпеска·b= 283,53•0,6=170,12 м3,

где b - высота слоя песка, b=0,6м.

2.7.6 Расчет потребного количества щебня

Щебень требуется для создания обратного фильтра при бетонировании подушки методом ВПТ. Толщина щебеночного слоя - не менее 150 мм.

Исходя из этого условия рассчитываем требуемый объем щебня:



= 18,4 м3,где

d - диаметр ножевой части опускного колодца, d=2Rук = 2•6,25 = 12,5м;

b - высота слоя щебня, b=0,15 м. Площадь щебеночной подготовки

= = 122,66м2

Таблица 1 - Ведомость объемов работ

Наименование работ	Ед. измерения	Количество
1	2	3
1. Бетон товарный (всего)	м3
-для стен Vст	м3	1519,8
-для бетонной подушки днища Vб.п.	м3	165,137
-ж/б плита днища Vжб	м3	10,184
2. Армоблоки	шт	57
3. Сварка стыков армоблоков	м	342
4. Гидроизоляция наружная (торкрет)	м3	35,92
5. Гидроизоляция внутренняя (обмазочная)	м3	12,434
6. Гидроизоляция днища (литая асфальтовая)	м3	3,39
7. Деревянные подкладки	шт	104
8. Опалубка - наружная	м2	898,04
- внутренняя	м2	621,72
9. Стойки лесов	шт	128
10. Песок Vпеска	м3	170,12
11. Щебень Vщ	м3	18,4
12. Объем земляных работ при отрывке пионерного котлована VПК	м3	629
13. Объем грунта, разрабатываемого при погружении колодца на проектную глубину механизированным способом Vмех	м3	124
14. Объем земляных работ при обратной засыпке пионерного котлована VО.З..	м3	343
15. Приемные воронки	шт	12



3. Составление производственной калькуляции трудовых затрат

Таблица 2 - Производственная калькуляция трудовых затрат

Обоснование ЕНиР	Наименование работ	Объем	Сост зв	Трудозатраты, чел•ч	Расценки, руб-коп
		ед. изм.	кол-во		на ед. объема	на весь объем	на ед. объема	на весь объем
1	2	3	4	5	6	7	8	9
2-1-22	Срезка растительного слоя( II кат)	100 м3	7,3	1	2,093	15,2789	2,22	16,206
2-1-9	Отрывка ПК экскаватором Vковш = 0,5 м3 грунта II кат.	100 м3	6,29	1	2,8	17,612	2,97	18,681
2-1-15	Разработка грунта грейфером при погружении колодца	100 м3	12,4	1	2	24,8	3,94	48,856
2-1-34	Обратная засыпка ПК	100 м3	3,43	1	0,38	1,3034	0,403	1,382
4-1-36	Установка внутренней и наружной опалубки	1 м2	1519,76	2	0,76	1155,02	0,612	930,09
	Разборка наружной опалубки	1 м2	898,04	2	0,29	260,43	0,207	185,89
6-1	Устройство внутренних и наружных инвентарных лесов	1 м2	1513,76	4	0,23	349,54	0,163	247,72
4-1-44	Установка армоблоков	шт	57	4	4,1	233,7	2,78	158,46
22-1-1	Сварка стыков армоблоков	10 м	34,2	1	4,3	147,06	3,91	133,722
6-1	Разборка внутренних и наружных инвентарных лесов	1 м2	1519,76	4	0,13	197,57	0,092	139,818
4-1-43	Установка воронок для подачи бетона	шт	12	1	0,31	3,72	0,217	2,604
	Снятие воронок	шт	12	1	0,15	1,8	0,096	1,152
4-1-48	Подача бетонной смеси к месту укладки бетононасосами (для стен)	100 м3	15,198	3	18	273,56	13,32	202,437
	Подача бетонной смеси к месту укладки бетононасосами (для жб плиты днища)	100 м3	0,102	3	18	1,836	13,32	1,359
4-1-48	Очистка бетоноводов нагнетанием воды	100 м	0,332	3	6,3	2,092	4,66	1,547
4-1-49	Укладка бетонной смеси в конструкцию (для стен)	1 м3	1519,8	2	0,9	1367,82	0,644	978,75
	Укладка бетонной смеси в конструкцию (для жб плиты)	1 м3	10,184	2	0,26	2,647	0,186	1,89
8-1-12	Гидроизоляция наружной поверхности колодца(торкрет)	100 м2	8,980	6	315	2828,7	239,35	2149,363
11-37	Гидроизоляция внутренней поверхности колодца горячим битумом 2 раза	100 м2	6,217	2	10	62,17	7,15	44,45
			6,217	2	8,5	52,845	6,07	37,74
11-39	Гидроизоляция днища литая асфальтовая	100 м2	0,679	2	71	48,21	50,77	34,47
19-36	Устройство песчаной подготовки	100 м2	2,8353	1	10,5	29,77	7,35	20,839
19-39	Устройство щебеночной подготовки	100 м2	1,226	2	21	25,746	14,07	17,25
4-2-81	Бетонирование подушки днища методом ВПТ	м3	165,137	2	0,5	82,568	0,58	59,119
4-1-44	Подача арматуры для бетонирования ж/б плиты	1 сетка	30	4	2,1	63	1,42	4,26
Итого:	7248,78



4. Определение комплекта машин и механизмов

4.1 Выбор бетоноукладочного оборудования

Бетоноукладочное оборудование подбирается в зависимости от интенсивности укладки бетонной смеси в конструкцию. Одно из требований при укладке бетонной смеси в стену опускного колодца - недопущение образования вертикальных и горизонтальных швов, т.е. бетон укладывается непрерывно по всему периметру кольца определенной толщины в течение времени бетонирования, в которое входит и время на доставку, разгрузку и укладку бетона в конструкцию до схватывания бетонной смеси предыдущего слоя. Принимаем время бетонирования Тбет = 45 мин.

Минимальный объем укладки бетона в опалубку составит:

Vmin = р(R2 - r2) •hк = 3,14•(6,52-4,52)•0,3=20,724 м3

hк - толщина слоя бетонирования, зависит от оборудования, которым ведется уплотнение, принимаем равным hк = 30 см = 0,3 м.

Интенсивность укладки бетонной смеси:

= =27,632 м3/ч

Так как I > 5 м3/ч, то бетон подают бетононасосами.

На основании полученной интенсивности выбираем комплект бетоноукладочного оборудования:

- Для производства бетонных работ: автобетононасос СБ-126.

- Для доставки бетонной смеси на объект: автобетоносмеситель АБС-6-01

Таблица 3 - Техническая характеристика автобетононасоса СБ-126Б

№	Техническая характеристика	Ед. изм.	Показатель
1	Производительность (наибольшая со стрелы)	м3/ч	40
2	Наибольшая высота подачи бетонной смеси со стрелы	м	21
3	Наибольшая дальность подачи бетонной смеси по горизонтали со стрелы	м	18
4	Угол поворота стрелы в плане	град	360
5	Габаритные размеры - длина - ширина - высота	мм мм мм	10 000 2 500 3 800

Таблица 4 - Техническая характеристика автобетоносмесителя АБС-6-01

№	Техническая характеристика	Ед. изм.	Показатель
1	Вместимость смесительного барабана по готовому замесу	м3	6
2	Высота выгрузки материала	мм	3540
3	Базовый автомобиль	-	КАМАЗ-65115
4	Габаритные размеры - длина - ширина - высота	мм мм мм	8 430 2 500 3 560
5	Мощность привода смесительного барабана	кВт	280

4.2 Выбор крана для подачи арматуры и опалубки

Для подбора крана определяем технологические параметры:

Q - требуемая грузоподъемность крана;

H - высота подъема головки крана;

B -вылет стрелы крана;

L -длина стрелы.

М - грузовой момент



Рисунок 6 - Определение вылета стрелы

Максимальный вылет стрелы

В1 = Rкот + 1 м +1,25 м = 10,5+1+1,25=12,75 м,

где 1 м - безопасное расстояние от бровки до места стоянки крана;

1,25 м - расстояние от края крана до оси стрелы.

Для армоблока

Грузоподъемность:

Q=Qстроп+Qармобл = 2666,246+43 = 2709,246 кг=2,709 т, где

Qстроп -вес 4-х ветвевого стропа,Qстроп = 43 кг;

Qармобл -вес армоблока, Qармобл = 2666,246 кг.

Расчетная высота подъема стрелы крана:

H = hм + hз + hэ + hс+hпол = 5,2+0,5+7,2+4+2,65=19,55 м, где



hм - уровень монтажного горизонта, hм=Няр-hпк,= 7,2-2=5,2 м;

hз - запас по высоте: от 0,5 до 1,5 м (принимаем hз=0,5 м);

hэ - высота монтируемого элемента (армоблока), hэ =8 м;

hc - высота стропа 4-ветвевого, hc = 4 м,

hпол - высота полиспаста, hпол = 2,65 м (для кранов грузоподъемностью 5-10т). колодец котлован земляной арматура

Минимальная длина стрелы крана:

== 29,8 м,

где

hш - расстояние от оси шарнира стрелы крана до уровня его стоянки, hш = 1,8 м;

d- минимальное приближение конструкции к стреле крана;

b - ширина (размер) монтируемой конструкции, м;

б - угол наклона стрелы крана, град.

= = 1,035, б=460.

Вылет стрелы крана:

B = L•cosб + а = 29,8•cos460+1,8=22,5 м, где

а - расстояние от шарнира стрелы крана до оси вращения поворотной платформы крана, а= 1,8 м. Грузовой момент:



М = Q•B=2,709•22,5=61 т•м.

Для грейферного ковша:

Грузоподъемность:

Q=Qковша+Qгрунта = 1,35+ 1,8= 3,15 т;

Qковш-вес ковша, Qковш=1200+150=1350 кг=1.35 т, где 150 кг- такелажная оснастка;

Qгрунта-вес грунта, Qгрунта = Vковша•ггрунта, принимаем объем ковша 1м3, усредненное значение ггрунта=1,8 т/м3

Qгрунта = Vковша•ггрунта = 1 •1,8=1,8 т

Расчетная высота подъема стрелы крана:

H = h0 + hз + hковша + hпол = 5,2+0,5+1+1=10,35м, где

hм - уровень монтажного горизонта, hм=Няр-hпк,= 7,2-2=5,2 м;

hз - запас по высоте: от 0,5 до 1,5 м (принимаем hз=0,5 м);

hэ - высота монтируемого элемента (армоблока), hэ =1м;

hc - высота стропа hc = 1 м,

hпол - высота полиспаста, hпол = 2,65 м (для кранов грузоподъемностью 5-10 т).

Минимальная длина стрелы крана:

==20,6 м

где hш - расстояние от оси шарнира стрелы крана до уровня его стоянки, hш = 1,6 м;

d = 1 м- минимальное приближение конструкции к стреле крана;

R - наружный радиус монтируемого колодца, м;

б - угол наклона стрелы крана, град.

==0,78, б=380

Вылет стрелы крана:

B = L•cosб + а = 20,6•cos38+1,8=18,06 м, где

а - расстояние от шарнира стрелы крана до оси вращения поворотной платформы крана, а = 1,8 м.

Грузовой момент:

М = Q•B=3,15•18,07=56,93 т•м

Таблица 5 - Расчетно-технологические параметры монтажа

Конструкция	Грузоподъем-ность Q, т	Высота подъема H, м	Длина стрелы L, м	Вылет стрелы B, м	Грузовой момент
Армоблок	2,709	19,55	29,8	22,5	61
Гр. ковш	3,15	10,35	20,6	18,06	56,88

Для выбора крана необходимо, чтобы он удовлетворял всем значениям, представленным в таблице 5. Подбор крана выполняется по справочнику Олесова. Производим выбор 2 кранов: пневмоколесного и гусеничного типов, с представлением грузовысотных характеристик.



Таблица 6 - Технические характеристики выбранных кранов

№, п/п	Характеристики	Ед. изм.	Марка
			КС-7362	СКГ-40А
1	Максимальная грузоподъемность	т	4,7	3,1
2	Длина стрелы	м	30	30
3	Скорость подъема - опускания крюка: минимальная максимальная	м/мин м/мин	0,34 8,3	1,2 9,3
4	Частота вращения поворотной части	мин-1	0,1-1	0,3
5	Скорость передвижения	км/ч	2-18	1
6	Радиус, описываемый хвостовой частью	м	4,2	4

Как наиболее экономичный выбираем гусеничный кран.

4.3 Выбор землеройной техники

4.3.1 Срезка растительного слоя

Срезка растительного слоя выполняется бульдозером. Подбор бульдозера ведем в зависимости от дальности перемещения грунта (Dраст.сл. = 61м). Выбираем бульдозер класса «тяжелые» с расстоянием наиболее эффективного использования 60- м. Марка: Д3-28.

Таблица 7

Характеристики выбранного бульдозера Д3-28
Тип отвала	Поворотный
Длина отвала	3,94 м
Высота отвала	1 м
Управление	Гидравлическое
Ширина трактора	2,475 м
Мощность	118 кВт (160 л.с.)
Трактор	Т-130
Масса бульдозерного оборудования	2,85 т



Норма времени для бульдозера:

Нврбульд = Нвр10 + Нвр1 ) = 0,41 + 0,33 () = 2,11 чел-ч

4.3.2 Разработка пионерного котлована

Разработку пионерного котлована выполняем экскаватором типа «обратная лопата» ЭО3322. Вместимость ковша выбираем равной 0,63 м3 (т.к. глубина пионерного котлована составляет 2,5 м (от 1,5 до 3 м).

Таблица 8 - Технические характеристики выбранного экскаватора

№, п/п	Характеристики	Ед. изм.	Значение
1	Вместимость ковша	м3	0,5
2	Наибольшая глубина копания	м	2
3	Наибольший радиус копания	м	7,98
4	Наибольшая высота выгрузки	м	5,63
5	Мощность насосной установки	кВт (л/с)	51 (70)

Норма времени на 100 м3 2,8 чел-ч (суглинок, II категория).

4.3.3 Разработка грунта при погружении опускного колодца

Разработка грунта при погружении опускного колодца механическим способом выполняется краном, оборудованным грейферным ковшом, объемом1 м3.

4.4 Расчет транспортных средств

При расчете транспортных средств нам необходимо определить количество автобетоносмесителей для бесперебойной доставки бетонной смеси на строительную площадку. Количество машин:



= ? 5 машин

I - интенсивность укладки бетонной смеси,м3/ч.

V1 - ёмкость одного автобетоносмесителя (из таблицы 4).



5. Проектирование и технология строительных процессов

5.1 Срезка растительного слоя

Срезка растительного слоя выполняется бульдозером.

5.2 Разработка пионерного котлована

Разработка ПК производится экскаватором обратная лопата. Первая проходка экскаватора называется торцевой (лобовой). Последующие проходки - боковые.

Ширина торцевого забоя по верху (1-ая проходка):

= 12,7 м

где : Rmax - максимальный радиус копания, радиус резания при торцевой проходке

RР = 0,85•Rmax = 0,85•7,98=6,783 м,

lП- минимальный радиус резания, м, lП =0,3•Rmax = 0,3•7,98=2,394 м .

Ширина торцевого забоя по низу:

В'Т = ВТ - 2•m•hПК = 12,7-2•0,5•2=10,7 м, где

В'Т - ширина по низу при торцевой проходке, м;

m -- коэффициент откоса (так как глубина пионерного котлована находится в пределах от 1,5 до 3 м, то m принимаем равным 0,5).

Размер бокового забоя (2-я проходка):



, где

RВ - радиус выгрузки грунта в транспорт, м.;

bТ = 2,5 м - ширина транспортного средства;

d = 1 м - расстояние от бровки выемки до транспортного средства;

Количество боковых проходок:

,где

Вкотл - ширина котлована по верху, Вкотл=Dкотл=21м.

5.3 Подготовительные работы перед погружением опускного колодца

После выполнения бетонирования I яруса опускного колодца в работах наступает технологический перерыв, связанный с необходимостью твердения бетона. Продолжительность технологического перерыва - 28 суток от начала бетонирования, т.к. бетон ножа опускного колодца должен достичь 100% прочности к моменту погружения, но опалубку наружной стороны стены опускного колодца мы можем демонтировать значительно раньше, примерно по истечении 3 суток от окончания бетонирования.

Таким образом, во время основного технологического перерыва (28 суток) производится демонтаж опалубки и гидроизоляция наружной и внутренней поверхности опускного колодца, а также непосредственно перед погружением необходимо удалить временные опоры под ножом опускного колодца которые удерживают сооружение от самопроизвольного погружения.



5.4 Комплекс земляных работ по погружения опускного колодца

В данном случае принимаем вариант погружения опускного колодца - насухо с применением крана, оборудованного грейферным ковшом. В опускных колодцах круглой формы целесообразно вести разработку грунта грейфером способом круговых или радиальных траншей с постепенным перемещением от центра колодца к его стене.

Расчет нормы времени для процесса разработки грунта краном с грейферным ковшом при погружении опускного колодца.

Продолжительность рабочего цикла:

где НП(НО)- высоты подъема (опускания) ковша;

НП = НО = Н+0,5 = 7,2+0,5=7,7 м

Н -высота яруса,

0,5 - необходимый запас при перемещении ковша над стеной колодца

V1 = V2 = 3,8 м/мин - скорости подъема и опускания ковша

б = 1200 - угол между стоянками крана

n = 0,25 мин-1 - частота вращения поворотной части крана

S - расстояние, которое проходит кран при смене стоянки:

S= •2•р•В1= •2•3.14•12.75=26.69 м

V3 = 0,48 км/ч - скорость крана при смене стоянки



=8.37 мин

Сменная эксплуатационная производительность грейфера:

, где

tсм = 8 ч - продолжительность смены;

Vк =1 м3 - объем грейферного ковша;

tц - продолжительность одного цикла наполнения и разгрузки ковша, ч;

kн = 0,8 - коэффициент наполнения ковша;

kв = 0,85 - коэффициент использования механизма по времени.

38.99 м3/смена

Норма времени при разработке 100 м3 грунта краном, оборудованным грейферным ковшом:

,где

Vгр = 100 м3 - объем грунта;

tсм = 8 ч - продолжительность смены;

nсм = 1 - количество человек в звене.



20.5

5.5 Расчет количества бетонолитных труб при бетонировании подушки днища опускного колодца методом ВПТ

Бетонирование днища производим методом подводного бетонирования - методом вертикально перемещающейся трубы (ВПТ) (рисунок 9, б).

Рисунок 9 - Подводное бетонирование подушки опускного колодца:

а - методом ВР; б - методом перемещения трубы; 1 - трубы; 2 - смеситель; 3 - крепление; 4 - рабочая площадь; 5 - гравийная подушка; 6 - уровень верха подушки

Находим избыточное давление:

Pп = 0,25•hт + 0,15•hв = 0,25•4+0,15•18=3,7кН/см2 ,где

hт - расстояние от уровня воды до верха трубы, м:

hт = HУГВ + 1,5 = 2,5+1,5=4 м.

hв - расстояние от уровня воды до уровня кладки бетона, м:



hв = H - HУГВ - 1 =21,5-2,5-1=18м.

В зависимости от избыточного давления определяем диаметр трубы dтр = 300 мм и радиус «кладки» смеси Rкл = 4,5 м. (И.В.Федорцев, Ю.В.Трояновский «Проектирование организации и технологии строительства водозаборных станций (методом опускного колодца»)

Для обеспечения подачи бетона на всю поверхность днища, учитывая радиус укладки смеси 4,5 м, используем 3 бетонолитные трубы.



6. Составление календарного плана производства работ

Календарный план производства работ (таблица 9) - основной оперативный документ по выполнению всех работ на объекте. В нем отражается принятая технология производства работ по сооружению опускного колодца, и увязываются по времени технологические операции и рабочие процессы, а также предусматривается возможность совмещения процессов.

Продолжительность работ по ведущим процессам определяется по формуле:

где

Tк.см - трудоемкость выполнения каждого вида работ (графа 5), чел-см,(Тк.ч/8)

kсм - количество смен в течение суток (графа 7);

nзв - состав звена (графа 6);

N - количество механизмов (машин), работающих одновременно;

kн - коэффициент планируемого перевыполнения норм, равный 1,1.

Таблица 9 - Календарный план производства работ

№ п/п	Наименование работ	Объем работ	Трудозат-раты, чел-ч.	Состав звена, чел.	Кол-во смен	Продолж. работ,сут
		Ед. изм	Кол-во
1	2	3	4	5	6	7	8
1	Срезка растительного слоя	100 м3	7,3	15,279	1	2	1
2	Отрывка ПК экскаватором	100 м3	6,29	17,612	1	2	1
3	Устройство песчаного основания	100 м3	2,835	29,77	1	2	2
4	Установка армоблоков (на 1 ярус)	шт	19	116,85	4	2	2
5	Сварка стыков армоблоков (на 1 ярус)	10 м	11,4	49,02	1	2	3
6	Установка внутренней и наружной опалубок (на 1 ярус)	1 м2	506,58	385,01	2	2	12
7	Устройство инвентарных лесов (на 1 ярус)	1 м2	506,58	116,5	4	2	2
8	Установка воронок для подачи бетона	шт	12	3,72	1	2	0,5
9	Подача бетонной смеси для стен (на 1 ярус)	100 м3	5,066	91,18	3	3	1
10	Укладка бетонной смеси для стен (на 1 ярус)	1 м3	506,6	455,94	2	3	9,5
11	Очистка бетоноводов нагнетанием воды	100 м	0,332	2,092	3	2	0,5
12	Снятие воронок	шт	12	1,8	1	2	0,5
13	Технологический перерыв						14
14	Разборка наружной опалубки (на 1 ярус)	1 м3	299,35	86,81	2	2	3
15	Гидроизоляция внутренней поверхности горячим битумом (на 1 ярус)	100 м2	4,144	38,33	2	2	1
16	Гидроизоляция наружной поверхности торкретным бетоном (на 1 ярус)	1 м3	2,993	942,9	6	2	10
17	Разборка инвентарных лесов (на 1 ярус)	1 м2	506,58	65,85	4	2	1
18	Разработка грунта грейфером при опускании колодца (1-2 ярус)	100 м3	4,578	9,156	2	2	0,5
	(3ярус)	101 м3	3,243	6,486	2	2	0,5
19	Обратная засыпка ПК	100 м3	3,43	1,303	1	2	0,5
20	Устройство щебеночной подготовки	100 м2	1,226	25,746	2	2	1
21	Бетонирование подушки методом ВПТ	1 м3	165,14	82,568	2	3	2
22	Гидроизоляция днища литой асфальтовой мастикой	100 м2	0,679	48,21	2	2	1
23	Установка арматуры для ж/б плиты	шт	30	63	4	2	1
24	Подача бетонной смеси для ж/б плиты	100 м3	0,102	1,836	3	3	0,5
25	Укладка бетонной смеси ж/б плиты	1 м3	10,184	2,647	2	3	0,5
26	Очистка бетоноводов нагнетанием воды	100 м	0,332	2,092	3	2	0,5



7. Проектирование складского хозяйства

Складские помещения предназначены для хранения конструкций, материалов и полуфабрикатов.

Исходными данными для проектирования складского хозяйства является график производства работ по объему, объем потребных конструкций, деталей, полуфабрикатов.

Расчет площади и размеров складов ведем в табличной форме (таблица 11).

Полезная площадь склада:

,где

Vi - норма хранения i-тых ресурсов на 1 м2 площади склада;

Зi - запас i-ой конструкции (материала): Зi = Imax•Пз

где Пз = 3 дня - принятый запас;

Imax - наибольший суточный расход, определяем по формуле:

где

Qi - объем i-тых конструкций;

Ti - продолжительность потребления i-тых конструкций;

б = 1,1 - коэффициент неравномерности поступления ресурса на склад;

K = 1,3 - коэффициент неравномерности потребления ресурса.



Таблица 10 - Расчет площади и размеров складов

№ п/п	Наименование материалов и конструкций	Объем	Наибольший суточный расход.	Принятый запас, дни	Расчетная площадь склада на ед. изм.	Расчетная площадь склада, м2	Размеры склада, м2	Принятая площадь, м2	Тип склада
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	Подкладки под нож	7,5 т	7,5	-	1,5	11,25	3х1,5	13,5	открытый
2	Щиты наружной опалубки	299,35 м2	20,64	-	0,1	2,064	2х0,5	3
3	Несъемная внутренняя опалубка (плиты-оболочки)	207,24 м2	14,3	3	1,2	51,48	7х2,5	52,5
4	Леса (стойки)	4,3 т	0,28	-	1,7	0,476	4х0,5	6
5	Песок	283,5 м3	141,75	-	0,5	70,875	5х5	75
6	Армоблоки	50,66 т	3,5	3	1,2	12,6	3х1,5	13,5
7	Арматура для ж/б плиты днища	1,018 т	1,018	-	1,2	1,2216	1х1,5	1,5
8	Щебень	18,39 м3	18,39	-	0,5	9,195	2х2	12
Итого	177 2

Итоговая площадь всех складов равна: 177 м2



8. Проектирование временных санитарно-бытовых и административных зданий

В соответствии с существующей классификацией временных зданий, последние подразделяются на производственные, административные, санитарно-бытовые, жилые, общественные и склады.

К санитарно-бытовым относятся:

гардеробные помещения;

умывальники и душевые;

помещения для обогрева и сушки одежды;

столовые и буфеты;

здравпункт;

уборные.

К административным временным зданиям относятся:

конторы;

диспетчерские;

строительные лаборатории.

Проектирование временных санитарно-бытовых и административных зданий производится в следующей последовательности:

определение номенклатуры временных зданий;

определение расчетной численности рабочих;

расчет площадей и объемов временных зданий, выбор типа временных зданий (таблица 11);

составление ведомости временных м постоянных зданий и сооружений.



Таблица 11 - Расчет площади временных зданий

№№ п/п	Наименование помещений	Показатель для расчета площади, м2/чел	Кол-во рабочих	Площадь по расчету, м2	Размеры в плане, мЧм	Тип здания	Принятая площадь, м2	Высота помещениящения, м
1	Гардеробная	0,9	12	10,8	3х3,6	Инвентарные передвижные вагон-домики	10,8	2,5
2	Помещение для сушки одежды	0,2	12	2,4	2,5х1		2,5	2,5
3	Помещение для приема пищи	0,6	12	7,2	3х2,5		7,5	2,5
4	Умывальные	0,05	12	0,6	1х1		1	2,5
5	Помещение для обогрева рабочих	0,2	12	2,4	2,5х1		2,5	2,5
6	Контора	3,5	1	3,5	1,5х2,5		3,75	2,5
		?=25,55
7	Туалет	2,5	12	2,5	2,5х1		2,5	2,5

Число рабочих Zраб = 11чел (по календарному плану в наиболее многочисленной смене).

Число ИТР

Zитр = 0,1•Zраб = 0,1*11=1,1=1чел.

Общее количество человек: 12 чел.

Исходя из требуемой площади 25,55 м2, принимаем 2 вагон-домика передвижных, имеющих следующие размеры:

Длина 5 м

Ширина 3 м

Высота 2,5 м

Площадь одного домика: 5х3 = 15 м2



9. Проектирование временных сетей водоснабжения

Потребители воды классифицируются по трем направлениям и разделяются на:

производственные нужды;

хозяйственно-бытовые;

противопожарные нужды.

Определение общего расхода выполняем в табличной форме (таблица 12).

Минимальный расход для противопожарных целей определяем из расчета одновременного действия двух струй из гидрантов по 5 л/с на каждую, т.е. расход Qпож = 5•2 = 10 л/с. Такой расход может быть принят для небольших объектов с площадью застройки до 10 га.

Таблица 12 - Определение общего расхода воды

Наименование потребителей	Объем потребления воды	Нормативный удельный расход воды	Общий расход воды, л/с
1. Производственные нужды
1.1 Автотранспорт	5	500 л/маш-сут	0,028
1.2 Экскаватор	1	500л/маш-сут	0,006
1.3 Бульдозер	1	500 л/маш-сут	0,006
1.4 Компрессор	1	25 л/смен	0,002
1.5 Цемент-пушка (SНАР)	898 м2	2 л/м2	0,021
1.6 Поливка бетона при наборе прочности (Vст + Vжб )	1526,98м3	300 л/м3	0,4
2. Хозяйственно-бытовые нужды
	12 чел	15 л/чел	0,002
3. Пожаротушение
	2400 м3	10 л/с	10
Всего:	10,465

Диаметр труб определяем по формуле:



= = 0,1 м = 100 мм, где

Qобщ - общий расход воды, л/с;

V = 1,3 м/с - скорость воды в трубопроводе, м/с.

Принимаем диаметр труб временного водопровода 100 мм.



10. Проектирование временных сетей электроснабжения

10.1 Определение расхода электроэнергии

Определение расхода электроэнергии выполняем в табличной форме (таблица 13). Зная норму потребления электроэнергии на единицу мощности и количество потребителей электроэнергии на строительной площадке, вычисляем общий расход энергии.

Таблица 13 - Определение расхода электроэнергии

Наименование потребителей	Норма на единицу мощности	Кол-во машин, установок, площадь освещения, м2	Расход электро-энергии, кВт
1. Производственные нужды
1.1 Сварочный трансформатор СТЭ-34	35 кВт	4	140
1.2 Вибратор ИВ-102	0,8 кВт	2	1,6
1.3 Цемент-пушка СБ-117	3 кВт	6	18
2. Технологические нужды
2.1 Насос плунжерный 150 л/час (для водоотлива)	2 кВт	2	4
3. Освещение
3.1 Территория строительства в районе производства работ	0,4	2920,98м2	1,17
3.2 Места производства механизирован-ных земляных и бетонных работ	1	346,2 м2	0,346
3.3 Склады	2	177м2	0,354
3.4 Бытовые и конторские помещения	15	53,6	0,8

Суммарный расход электроэнергии равен 166,27 кВт.



10.2 Определение мощности трансформатора

Определим мощность трансформаторной подстанции для обеспечения электроэнергией всех потребителей:

где

Pуст - суммарная установочная мощность потребителя электроэнергии, кВт;

Kc - коэффициент спроса.

Запишем эту формулу по видам потребителей:

где

Рi - мощности потребителя на производственные и технологические нужды

ki№, kiІ, kiі- коэффициенты спроса, зависящие от числа потребителей ;

cosц - коэффициенты мощности

Р=1,1*( + + + + ) = 144,66 кВт

Принимается комплектная трансформаторная подстанция СКТП-180 мощностью 180 кВт.



10.3 Расчет количества прожекторов

Для обеспечения требуемой освещенности на территории строительства и места производства бетонных работ рассчитываем необходимое количество прожекторов. К расчету принимаем прожекторы ПЗС-35 с удельной мощностью P = 0,4 Вт/м2•Лк, количество которых определяется по формуле:

где

E - освещенность(для территории строительства E = 2 Лк; для места производства крановых работ E = 10 Лк);

S - площадь освещения;

PЛ = 1000 Вт - мощность лампы прожектора.

Количество прожекторов для освещения пионерного котлована:

n= = 1,38 ? 2 шт.

Количество прожекторов для освещения территории строительства:

n= = 2,3 ? 3 шт.



11. Технико-экономические показатели проекта

Нормативные затраты на 1 м3 сооружения:

,,где

Тк - трудоемкость сооружения стакана опускного колодца, смен;

Vк - объем стакана опускного колодца.

= = 0,5962

Выработка в физических объемах работ:

, мі/чел-см

Вф = = 1,68 мі/чел-см



Список используемой литературы

1. Трояновский Ю.В., Пример расчета к курсовому проекту «Технология строительства подземных сооружений методом опускного колодца», Уфа, 1997 г., - 53 стр.

2.Федорцев И.В.,Трояновский Ю.В., Учебное пособие «Проектирование организации и технологии строительство водозаборных станций (методом опускного колодца)», Уфа, 2005 г., - 155 стр.

3.ЕНиР. Сб. Е2, вып.1. Механизированные и ручные земляные работы. - Госстрой СССР. - Москва, Стройиздат, 1988 г., - 244 стр.

4. ЕНиР Сб Е4. Монтаж сборных и устройство монолитных железобетонных конструкций.- Госстрой СССР. - Москва, Стройиздат, 1987 г., - 235 стр.

Размещено на Allbest.ru