Требуется разработать технологическую карту на нулевой цикл (земляные работы и возведение монолитных железобетонных фундаментов) многоэтажного здания по ниже приведенным данным в соответствии с моим учебным шифром 207426.

Номер задания принимаю по последней цифре - 4

Номер варианта в задании принимаю по предпоследней цифре - 9

Номер схемы расположения фундаментов - 1

Вид грунта Е -

Глубина котлована - 3 м.

Количество буквенных осей - 4 шт.

Расстояние между буквенными осями - 9 м.

Количество цифровых осей - 18 шт.

Расстояние между цифровыми осями - 6 м.

Ширина площадки у котлована - 12 м.

Дальность возки грунта - 2 км.

Количество арматуры приходящийся на 1 м³ железобетона фундамента - 45 кг.

Сменная интенсивность бетонирования - 52 м³.

Дальность возки бетонной смеси - 9 км.

Размещение объекта - на свободной территории выбранной площадки.

Рельеф местности - спокойный, большого перепада высот нет.

Поверхностный слой всех грунтов - растительный слой грунта I группы толщиной 0,2м, который срезается по площади его возможного повреждения, т.е. по размерам котлована и ширины площадки у котлована.

Гидрогеологический режим - нормальный.

Земляные работы ведутся в две смены, железобетонные - в одну.

Условия производства работ - летние.

В результате выбора схемы планов фундаментов в соответствии с заданием выполняем схему планов фундаментов и поперечный разрез котлована.

План фундаментов:

Поперечный разрез котлована:

2. Геодезическая привязка здания на площадке

Земляные работы относят к наиболее тяжёлым и трудоёмким видам строительных работ, выполняемым в сложных условиях и в значительной степени зависящих климатических факторов.

Земляные работы относятся к комплексу работ нулевого цикла, в состав которого входят: отрывка котлована и траншей, устройство дренажей, усиление и подготовка оснований под здание, возведение фундаментов и стен, перекрытий, туннелей, выполнение обратной засыпки грунта в пазухи между фундаментами и откосами котлованов и др. Земляные работы выполняют различными методами: механическим, гидравлическим, взрывным и ручным.

Результатом разработки грунта является инженерное сооружение, устраиваемое в грунтовом массиве или возводимое на поверхности грунта.

земляная бетонная работа строительный

3.2.1 Подсчёт объёма земляных работ

Общий объем экскавации грунта V_оо может включать объем котлована V_к и объем въезда в котлован V_в.

где Н = 3,5 м - глубина котлована

S; Z - ширина и длина котлована понизу, м;

S¹; Z^{1 -} ширина и длина котлована поверху, м;

Ширина котлована понизу:

,

где l = 6 м - расстояние между буквенными осями (принимается по зданию), м;

а = 1,5 м - расстояние от буквенной оси до наружной боковой поверхности фундамента (принимается по зданию), м;

b = 0,8 м - расстояние от наружной боковой поверхности фундамента до подошвы откоса (принимается по зданию), м;

S = 3Ч9 + 2Ч (1,5 + 0,8) = 31,6 м.

Длина котлована понизу:

,

l₁ = 6м - расстояние между цифровыми осями (принимается по зданию), м;

а₁ = 1,5 м - расстояние от цифровой оси до наружной боковой поверхности фундамента (принимается по зданию), м;

L = 17Ч6 + 2Ч (1,2+ 0,8) = 106 м.

Ширина котлована поверху:

S¹ = S + 2x,

где х - проекция откоса: x = HЧm = 3Ч0,25 = 0,75 м.

m = 0,5 - коэффициент откоса, равный отношению заложения откоса к его высоте, принятой за единицу (приложение 1 МУ).

S¹ = 31,6 + 2Ч0,75= 33,1 м.

Длина котлована поверху:

Z¹ = Z +2x =106 +2Ч0,75 = 107.5 м

Объем въезда в котлован определяем по формуле:

где l = 8м - ширина въезда в котлован, принята из расчёта двустороннего движения.

m¹ = 10 - коэффициент заложения дна въезда

m = 0,25 - коэффициент откоса котлована

Общий объем экскавации грунта составит

V_оо = V_к +V_в = 10360.75+382.5 = 10743.25м³

1. Объем срезанного растительного слоя (площадь участка расчистки) определяем площадью котлована поверху, увеличенного с каждой стороны на 12 м, т.к. ширина площадки у котлована равна 12 м. Толщина растительного слоя 0.2м.

V_ср= (S¹ + 12*2) * (Z¹ + 12*2) = (33,1+12*2) Ч (107,5+12*2) *0.2 =1501.73м³

2. Определяем объем ручной разработки грунта

V_руч = N * F_ф * h = (68Ч7,2+ 4Ч9,9) Ч0,05= 26,46 м^3,

где N - число фундаментов (Ф1 = 68 шт.; Ф2 = 4 шт.)

F_ф - площадь фундаментов (3Ч2,4 = 7,2 м²; 3Ч3,3 = 9,9 м²)

h = 0,05 м - толщина зачистки дна котлована (СНиП 3.02.01-87" Земляные сооружения, основания и фундаменты'').

3. Определяем объем обратной засыпки пазух

?

Объем под полы:

3. Определяем объем экскавации грунта с погрузкой в транспорт - V_эт

4. Определяем объем экскавации грунта в отвал

м³

5. Определяем объем грунта, подлежащего уплотнению грунтоуплотнительными машинами и трамбовками.

, где

m - коэффициент откоса

l₁,l₂ - длина и ширина котлована понизу

Ф₁, Ф₂ - площади фундаментов

Ф₁ = N (a₃*b₃+a₂*b₂+3*a₁*b₁) =68 (3*2,4+2,1*1,5+3*0,9*0,9) =869.04

Ф₂ = N (a₃*b₆+a₂*b₅+3*a₁*b₄) = 4 (3*3,3+2,1*2,7+3*0,9*2,1) =84.96

Результаты расчетов сводим в таблицу:

3.2.2 Выбор и исследование технологической взаимосвязи машин для комплекса механизации работ и технико-экономическое обоснование

Земляные работы выполняют с использованием принципов комплексной механизации, в которой проектируют комплекс машин, технологически связанных между собой, а именно в качестве ведущей машины принимаем экскаватор, а ведомых им (которые зависят от него) машин - бульдозер, автомобильный транспорт, катки, ручные трамбовки.

Производительность бульдозера берем на 10-15% больше, чем производительность экскаватора в отвал для обеспечения технологической непрерывности выполнения процессов.

Выбор экскаватора

Подбор экскаватора для разработки котлована осуществляется в 2 этапа:

1) подбираем 2 варианта экскаватора: различных по емкости ковшей и рабочему оборудованию;

2) производим их экономическую оценку.

В соответствии с приложением 3 МУ в зависимости от объема котлована (Vк=10360.75 м³) принимаем емкость ковша 0,8 м³.

Выбираем три типа экскаватора:

1) Экскаватор ЭО - 41-21, объемом ковша обратной лопаты 1,0 м³.

2) Экскаватор ЭО - 43-21, объемом ковша прямой лопаты 0.8 м³.

Таблица 1. Производственные характеристики экскаваторов (по ЕНиР).

П^Т_см - производительность экскаватора при работе на транспорте

П^о_см - производительность экскаватора при работе в отвал

Сменная производительность экскаваторов определяется делением продолжительности смены на норму времени по формуле:

где П - сменная производительность экскаватора

Н_вр - норма времени по ЕНиР (§ Е2-1-7, § Е2-1-7,§ Е2-1-9).

Для ковша обратной лопаты емкостью 1,0 м³: Н^т_вр=2,0 маш/час, Н^о_вр=1,5маш/час

П^Т_см = 8/2,0 * 100 = 400 м³ - в транспортные средства;

П^о_см = 8/1.5* 100 = 533.3 м³ - в отвал.

Для ковша прямой лопаты емкостью 0.8 м³: Н^т_вр=1,5 маш/час, Н^о_вр=1,2 маш/час

П^Т_см = 8/1,5 * 100 = 533.3 м³ - в транспортные средства;

П^о_см = 8/1,2 * 100 = 666,7 м^{3 -} в отвал.

Предварительно делаем вывод о целесообразности экскаватора ЭО - 4321.

Экономическая оценка результатов работы экскаватора

Число смен работы экскаватора определяется по формуле:

Для экскаватора ЭО-41-21

маш. смен

Для экскаватора ЭО - 43-21

маш. смен

Экономическая оценка результатов работы экскаваторов производится по формуле:

, где

Сэ - затраты на эксплуатацию экскаватора по отрывке котлована и въезда, руб;

Е₀ - единовременные затраты на доставку экскаватора, руб;

Э_год - годовые на амортизацию отчисления экскаватора, а также на содержание и ремонт вспомогательных устройств, руб;

N_год - нормативное число смен работы экскаватора, маш-смен;

Э_см - стоимость сменных эксплуатационных затрат, руб;

44,41 - средний индекс по затратам на эксплуатацию строительно-монтажных машин. Для экскаватора ЭО-41-21:

Для экскаватора ЭО 43-21:

На основании выбора типов экскаваторов, а также их экономического обоснования выбираем экскаватор ЭО-43-21 А прямая лопата с большей производительностью П^Т_см = 533.3 м³, П^о_см = 666.7 м³ и меньшими эксплуатационными расходами С_э=65016 руб.

Выбор других средств механизации.

1) Перемещение разработанного грунта на поверхности земли от места выгрузки до места укладки в отвал производим бульдозером. Этой же машиной производим разработку недобора грунта на дне котлована, обратную засыпку фундаментов и разравнивание грунта.

2) Для составления калькуляции затрат труда и машинного времени на производство работ таких, как перемещение грунта от места выгрузки до места укладки в отвал на поверхности земли, разработка недобора грунта на дне котлована и обратная засыпка, определяем расстояние перемещения разработанного грунта.

Определяем площадь сечения отвалов F

F_от = V_эо* К_р / (2*L), где

К_р = 1,3 - коэффициент разрыхления

F_от= 6044.93/ (2*111,5) = 27,1 м²

L ^- длина котлована поверху, увеличенная с каждой стороны на 4 м (107.5+4=111,5 м)

Определяем размеры отвала треугольника

а=2h/tg45=10.4

Т.к. наибольший радиус выгрузки экскаватора 6,0 м, пересчитываем размеры отвала

h_от = 6,0-0,5=5,5 м

F_от = Ѕ*h*a

a=9.9 м

Определяем размеры отвала трапеции

Принимаем высоту трапеции 2 м, тогда:

b = 2с + 4 и >23,1= 2с + 4 > с = 11,55 м, b = 11,55+4=15,55 м

L₁=1+0,75+16\5,8+5,2 =22.75м - перемещение грунта в отвал

L₂=12+7.75=19,75м - перемещение грунта из одного отвала в другой

L₃=L₁+L₂=22,75+19,75=42,5 - засыпка пазух

Определяем объем разработки недобранного грунта в котловане - V_нг.

Величину недобора принимаем условно 0,20 м (т.к. емкость ковша обратная лопата 1,25 м³)

V_нг = F_дk*0.20, где

F_дк - площадь дна котлована

F_дк = S*Z =26,2Ч88,2 = 2310,84 м²

V_нг = 2310,84Ч0, 20= 462,17м³

3) Для перемещения разработанного грунта от места выгрузки до места укладки в отвал на поверхности земли используем бульдозер с производительностью на 10% - 15% больше производительности экскаватора, разрабатывающего грунта в отвал, т.е.

П^о_см = 1025,64*1,15=1179,49м³.

Отсюда находим суммарную норму времени, т.к. в ЕНиР даётся не производительность, а норма времени бульдозера.

Н_вр=8*100/ П^о_см=8*100/1179,49=0,68 маш/час

Грунт - лесс мягкий без примесей.

Для данного грунта по ЕНиР средняя плотность в естественном залегании - 1,6 т/ м³

По ЕНиР (§Е2-1-22) для грунта I группы и дальностью перемещения ранее разработанного грунта 37,45 м подбираем бульдозер ДЗ-34С на базе трактора ДЭТ-250.

Определяем суммарную норму времени и сменную производительность бульдозера ДЗ-34С

По ЕНиР (§Е2-1-22 Т.2) на первые 10 метров Н_вр=0,22 маш/час,

на каждые последующие 10метров Н_вр=0,2 маш/час.

Н_вр = (0,22+ 3*0,2) *0,85 =0,69 маш/час.

П_см = 8/0,69 * 100 = 1159,42 м³ в сутки.

Расчетная производительность бульдозера ДЗ-34С удовлетворяет способу проведения работ:

(1159,42 - 1025,64) /1159,42*100 %= 11%

Параметры бульдозера:

управление гидравлическое

тип отвала неповоротный

мощность 221 (300) - 228 (310) кВт (л. с.);

длина отвала 4,54 м;

высота отвала 1,55 м;

масса бульдозерного оборудования 3,98т

4) Уплотнение грунта осуществляем самоходными вибрационными катками марки ДУ - 10А

Параметры катка:

Масса без балласта - 1,5 т

Масса с балластом - 1,3 т

Число вальцов 2

Ширина уплотняемой массы - 0,85 м

База - 1,3 м

Радиус поворота по внутреннему следу - 1,5 м

Длина - 2,7 м

Ширина - 0,98 м

Высота - 2,2 м

Выбор транспортного средства

Грузоподъемность устанавливается на основании емкости ковша 0.8 м³ и дальности возки 2 км.

По приложению 19 МУ принимаем марку автосамосвала КрАЗ-2565 грузоподъемностью 11 т

Определяем количество транспортных единиц из условия непрерывной работы экскаватора:

, где

- продолжительность погрузки, мин.

- дальность возки грунта (2 км).

- средняя скорость транспортных средств

мин, мин

рассчитывается по формуле: , где

n_м = 1,1, K_м = 0,95

М - количество ковшей, загружаемых в кузов;

, где

Q - грузоподъемность самосвала (11 т)

q - емкость ковша экскаватора (0.8 м³)

г - плотность грунта

К_р=1,25; К_и=1

Проверка расчета грузоподъемности автосамосвала

т

Получили перегруз машины на 2 т, уменьшаем количество ковшей до 9, тогда Q=10т

мин.

машины..

3.2.3 Выбор и обоснование схемы организации и технологии строительного процесса производства земляных работ.