Разработка грунта в котловане

Разработка грунта в котловане

Курсовой проект

Разработка грунта в котловане под здание с подвалом

1. Расчет размеров котлована

Исходные данные для выполнения работы.

Размер здания по наружному контуру, мЧисло рабочих сменВид грунтаТип экскаватораРасстояние перевозки грунта, кмСредняя скорость самосвала, км/часГлубина котлована м20 х 361СупесьОбратная лопата2242

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 (Lн(, BH) определяют путем прибавления данного расстояния к размерам здания по наружному контуру (табл. 1).

Lн = 36 +1 = 37 м BH = 20 + 1 = 21 м

Размеры котлована по верху (LB, BB) определяют с учетом заложения откоса (с) в зависимости от вида грунта и глубины котлована:

LB = LH + 2mhtp (1)

B =37+2*0,67*2=39,68 м.

Вв. = Вн + 2 mhtp (2)

Вв=21+2*0,67*2=23,68 м.

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

Расчетную глубину котлована определяют по выражению:

htp = htp - hH (3)

hр = 2 - 0,15 = 1,85 м.

где hH - 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

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

где LH Вн - размеры котлована по низу, м; LB Вв - размеры котлована по верху, м; hp - расчетная глубина котлована (без учета недобора), м;

Объем грунта в съездной траншее определяют по выражению:

Vtp = hTp2[3b + 2mhTp(m' - m) / m'] * (m' - m) / 6 (6) =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

VH = Lн * Bн * hH. (7)

VH = 37 * 21 * 0,15 = 116,55 м3

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

Растительный слой грунта срезают на глубину hр.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 = (BB+20) * (Lв+20).(8)= (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

Наименование строительных процессовЕдиницы измерения по ЕНиРКоличество единичных измерений1. Срезка растительного слоя грунта бульдозером ДЗ-35Cм22606,82. Транспортирование ранее разработанного грунта бульдозером ДЗ-35C на расстояние 40 метровм3521,363. Разработка грунта экскаватором ЭО-3322 обратная лопата с ёмкостью ковша 0,5 м3 с погрузкой в транспортное средство (для растительного слоя)м3521,364. Разработка грунта в местах съезда и выезда машин экскаватором ЭО-3322 с ёмкостью ковша 0,5 м3 с погрузкой в транспортное средство.м336,955. Разработка грунта в котловане экскаватором ЭО-3322 с ёмкостью ковша 0,5 м3 с погрузкой в транспортное средством31585,666. Разработка недобора грунта в котловане бульдозером ДЗ-35C с транспортированием на расстояние 21 метрм3116,67. Разработка ранее разработанного грунта экскаватором ЭО-3322 обратная лопата с ёмкостью ковша 0,5 м3 с погрузкой в транспортное средство.м3116,68. Окончательная планировка дна котлована бульдозером ДЗ-35См27773. Подбор комплекта машин для разработки грунта в котловане

земляной котлован здание грунт

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.

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 = tц / tп; (9)

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

tи = tп + 2L / vcp + tут + tр + tм; (10)

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

tп = HBp * VKa / (100Knp) + tм (11)

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

где tu - продолжительность работы цикла автосамосвала, ч; tn - время погрузки автосамосвала, ч; L - расстояние перевозки грунта; vcp - средняя скорость автосамосвала, км/ч; tyT - время ускорения и торможения в пути, принимается 0,033 ч; tp - время разгрузки автосамосвалов, принимается 0,017 ч; tM - длительность маневров транспортных средств при выгрузке или установке под погрузку, принимается 0,017 ч; Нвр - норма машинного времени на разработку грунта экскаватором с погрузкой в транспортное средство, маш.-ч; VKa - 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

Обоснование ЕНиРНаименование процессовЕд. изм.Обьём работНорма работ маш.-час.Расценка, руб.-коп.Затраты труда маш-час.Заработная плата руб.-коп.Состав звена рабочих§ Е2-1-51. Срезка растительного слоя грунта бульдозером ДЗ-35См22,60680,60,631,561,64М-6 р 1§ Е2-1-222. Транспортирование ранее разработанного грунта бульдозером на расстояние 40 метровм35,21361,01151,07955,275,63М-6 р 1§ Е2-1-83. Разработка грунта экскаватором обратная лопата с ёмкостью ковша 0,5 м3 с погрузкой в транспортное средство (для растительного слоя)м35,21362,93,0715,116М-6 р 1§ Е2-1-84. Разработка грунта в местах съезда и выезда машин экскаватором ЭО-3322 с ёмкостью ковша 0,5 м3 с погрузкой в транспортное средство.м30,36952,93,071,071,13М-6 р 1§ Е2-1-85. Разработка грунта в котловане экскаватором ЭО-3322 с ёмкостью ковша 0,5 м3 с погрузкой в транспортное средством315,85662,93,0745,9848,7М-6 р 1§ Е2-1-226. Разработка недобора грунта в котловане бульдозером ДЗ-35С с транспортированием на расстояние 21 метрм31,1661,281,371,491,597М-6 р 1§ Е2-1-117. Разработка ранее разработанного грунта экскаватором обратная лопата с ёмкостью ковша 0,5 м3 с погрузкой в транспортное средство.м31,1662,93,073,43,6М-6 р 1§ Е2-1-368. Окончательная планировка дна котлована бульдозером ДЗ-35См20,7770,230,240,1790,186М-6 р 1

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].

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 (Сед) и удельную трудоемкость (Тед) 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:

Сед =1.08*Σ(CM.CMi * Нi * toi) / V,(12)

Сед =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 СМ.СМ1 - стоимость одной смены работы машины на площадке, руб. (прил. 1); N; - число машин данной марки; t0I - 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 = Σ(TMi * Nr * toi) / 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 TMi - 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

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.

МатериалыЭкскаваторы с емкостью ковша, м3Бульдозеры с тягловым усилием, кН0.5до 150Дизельное топливо517,8583,29Дизельное масло23,5983,74Индустриальное масло1,310,34Веретенное масло3,280,42Автол3,280,17Нигрол1,970,25Солидол13,770,0Керосин3,931,1Обтирочные материалы1,970,17

Используемая литература

1. 3.02.01 - 87. Земляные сооружения, основания и фундаменты. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. - 128 с.
2. СНиП III - 4 - 80*. Техника безопасности в строительстве. - М.: Стройиздат, 1990. - 266 с.
3. СниП 12-03-99. Безопасность труда в строительстве. - М.: Стройиздат, 2000. - 50 с.
4. ЕНиР. Сборник Е2. Земляные работы. Выпуск 1. Механизированные и ручные земляные работы. - М.: Стройиздат, 1988. - 244 с.
5. Земляные работы. Справочник строителя / Под ред.
   А.К. Рейша. - М: Стройиздат, 1984. - 320 с.
   
6. Хамзин С.К. Технология строительного производства.
   Курсовое и дипломное проектирование./ С.К. Хамзин, А.К. Карасев. - М.: Высшая школа, 1989. - 216 с.