Производство бетонных работ
Производство бетонных работ
Курсовой проект
Выполнил: студент группы 5011/1 Гиргидов
А.А.
Санкт-Петербургский Государственный
Технический Университет
Инженерно-строительный факультет
Кафедра технологии, организации и
экономики гидротехнического строительства
Санкт-Петербург
1999 г.
Исходные данные.
В проекте
рассматривается высоконапорный гидроузел.
Основное
рассматриваемое сооружение – арочно-гравитационная плотина высотой м.
Дана основная
порода карьера крупного заполнителя: базальт с плотностью кг/м3.
Этапы возведения сооружения и объемы работ
(общие и по этапам).
Этапы возведения
сооружения.
Возведение
сооружения проходит по следующим временным этапам:
Возведение
перемычки первой очереди и сужение русла;
Возведение глухой
и водосливной части плотины до отметок временного порога;
Перекрытие русла и
пропуск строительных расходов через временный порог;
Сооружение
станционной и глухой части плотины;
Окончательное
сооружение глухой, водосливной и станционной частей плотины и набор
водохранилища.
Объемы работ.
Полный объем работ
составляет:
м3,
что включает в
себя:
Объем глухой части
м3;
Объем водосливной
части м3;
Объем станционной
части м3;
Зональное распределение бетона.
Распределение
бетона по зонам показано на рисунках 1.1., 1.2., 1.3. для глухой, станционной и
водосливной части соответственно.
На рисунках
обозначены зоны: 1. - Зона морозостойкого бетона; 2. – Зона бетона с пониженным
тепловыделением; 3. – Зона водонепроницаемого бетона; 4. – Зона
кавитационностойкого бетона.
Подбор состава бетона для одной из марок.
Подберем состав
бетона для напорной грани плотины. Из пункта 1.3. принимаем бетон марки М400.
Подбор крупного заполнителя.
Крупный
заполнитель – базальтовый щебень кг/м3 (п. 1.1.).
Определение плотности бетона.
Плотность бетона
определяется из условия:
Принимаем
конструкции как массивные армированные, с содержанием арматуры до 0.5%, а также
максимальная крупность заполнителя равна 80мм.
Из условия выше и
по [1, т.2.] выбираем бетоносмесители:
Смеситель
цикличного действия, гравитационный с объемом готового замеса 165 л;
Смеситель
непрерывного действия с принудительным перемешиванием.
Отсюда, по [1,
т.1.] находим объемную плотность бетона т/м3.
Определение жесткости (осадки конуса).
Для реальных
условий осадка конуса (ОК) определяется в лабораторных условиях. Основываясь на
нормативных документах, в рамках курсового проекта назначаем ОК=4 см [1, т.3.].
Определение водоцементного отношения
(В/Ц).
По прочности, определяется по формуле [1,
с.28]:
,
где - прочность цемента (кгс/см2);
- прочность бетона в возрасте 28
суток (кгс/см2).
По [1, т.4]
определяем, R28=600 кгс/см2,
откуда получаем:
.
Определение водоцементного отношения по
водонепроницаемости и морозостойкости.
По таблице 6 [1]
определяем предельное значение для массивных гравитационных сооружений, в зоне
переменного уровня сооружения в суровых климатических условиях:
.
Уточнение водоцементного отношения.
По данным пунктов
1.4.4. и 1.4.5. выбираем наименьшее и округляем:
.
Определение
водопотребности бетона (В).
По таблице 7 [1]
по максимальной крупности заполнителя определяем водопотребность для базового
состава бетона:
,
л/м3.
Для уточнения
водопотребности бетона по таблице 8 [1] необходимо:
Определить модуль
крупности песка.
По кривой
гранулометрического состава определяем модуль крупности
Определить
процентное содержание песка r.
По отношению к , полученное на 0.05 меньше, следовательно,
уменьшаем стандартное на
1%, из чего следует:
Сравнить
стандартную ОК с полученной.
Стандартная см, что на 2 см больше чем
полученная ОК. Следовательно, необходимо уменьшить процентное содержание песка
на 0.5% и уменшить содержание воды на 2.4%.
Окончательные
данные.
,
л/м3.
Определение
расхода цемента (Ц).
кг/м3.
Проведение корректировки.
Корректировка
водоцементного отношения не требуется.
Определение
суммарного расхода заполнителя (З).
При известных G, В и Ц
находим З:
кг/м3.
Определение
количества песка (П).
Количество песка
определяется по формуле:
кг/м3.
Определение количества
крупного заполнителя (КрЗ).
кг/м3.
Проведем
фракционирование крупного заполнителя.
При максимальной
крупности заполнителя 80 мм количество каждой фракции будет:
Таблица 1.1.
Фракции, мм
|
Сумма
|
5..20
|
20..40
|
40..80
|
30%
|
30%
|
40%
|
100%
|
398.4
|
398.4
|
519.2
|
1298
|
Технологические
мероприятия по обеспечению трещиностойкости и прочности сооружения.
Выбор системы
разрезки сооружения.
Для
арочно-гравитационной плотины выбираем столбчатую систему разрезки с плотными
межстолбчатыми швами.
Обоснование:
Применяется на
скальных основаниях (грунты основания – базальт);
Применим для любых
климатических условий;
Применяется для
высоких плотин любого типа.
Определение величины необходимого снижения
максимальной температуры в блоке по условиям его трещиностойкости.
Максимальное
значение температуры в блоке равно:
,
где q – удельное тепловыделение бетона;
С – удельная
теплоемкость бетона;
g - Объемный вес бетона.
Определим
допустимое значение температуры в блоке:
,
где – предельная растяжимость;
– коэффициент линейного расширения;
– коэффициент защемления;
– коэффициент релаксации;
– коэффициент трещинообразования.
°,
где [1, рис. 5.];
[1, рис. 6.];
[2, стр. 19.].
Из вышеприведенных
расчетов следует, что температуру в блоках необходимо снизить на:
°
Определение необходимого повышения
температуры в зимний период.
Для строительства на
реке Нурек повышать температуру в блоках в зимний период не требуется.
Требования к опалубке.
К опалубке
специальные требования не применяются.
Мероприятия по снижению температуры в
блоках.
Из приведенных
выше расчетов видно, что температуру в блоках необходимо снизить на 28.9°.
Следовательно, необходимо принять следующие мероприятия по снижению температуры
в блоках:
Присадка льда,
вместо воды (10°);
Трубное охлаждение
1.0Х1.0 (22°).
В результате
получается снижение температуры на 32°С.
Календарный график производства бетонных
работ.
Сроки проведения
бетонных работ и их интенсивность представлены на рисунке 3.1. Общий срок
строительства принимаем 7 лет. Среднемесячная интенсивность производства
бетонных работ с учетом коэффициентов неравномерности определяется как:
,
где - коэффициентов неравномерности
работы;
м3/мес.
Максимальная
месячная интенсивность с учетом коэффициента неравномерности определяется:
м3/мес.
Бетонные работы.
Определение мощности бетонного завода.
Необходимая
часовая эксплуатационная производительность бетонного завода:
,
где - число расчетных часов в месяц
работы бетонного завода в месяц при нормальном режиме работы;
- расход бетонной смеси на 1 м3
бетона.
ч/мес, так как климатические условия
умеренные.
м3/ч.
Выбранная
расчетная мощность должна быть проведена на удовлетворение максимальной
интенсивности ведения бетонных работ в форсированном режиме.
м3/ч.
Должно выполняться
условие:
Из полученных выше
значений имеем:
Условие
выполняется.
Определение марки и потребного
оборудования.
В пункте 1.4.2.
приняты два типа смесителей:
Смеситель
цикличного действия, гравитационный с объемом готового замеса 165 л;
Смеситель
непрерывного действия с принудительным перемешиванием.
Количество
бетоносмесителей, необходимых для бетонного производства, определяется по
формуле:
,
где
- производительность бетоносмесителя
непрерывного действия. Принимаем м3/ч.
Найденная
проиводительность составляет 50% от общей производительности бетонного завода.
Остальные 50% определяются для бетоносмесителей циклического действия.
Производительность определяется как:
;
,
где - число циклов;
- продолжительность цикла;
- емкость бетоносмесителя.
,
где с; с; c; с;
с.
м3/ч.
м3/ч.
, тогда м3/ч.
Определение
количества бетоносмесителей:
,
принимаем .
Окончательно
принимаем СБ-109 – 1 шт., и СБ-153 – 2 шт.
Арматурные и опалубочные работы.
Применяемые типы армирования. Определение
мощности арматурного завода. Доставка и установка арматуры.
Для каждого
сооружения применяются различные типы армирования. Рассмотрим армирование
каждого сооружения.
Глухая часть
плотины армируется армосетками со стороны напорной грани, т.к. эта часть
предназначена для перекрытия русла и создания напора. Армосетки применяются по
причине того, что в данной конструкции используется положение рабочей арматуры
работающей в 2-ух направлениях, и она является плоским изделием, а значит,
имеет вес меньше, чем объемная конструкция.
Водосливная часть
плотины имеет следующие арматурные конструкции:
Напорная грань
армируется армосетками;
Бычки и гребень
армируется армокаркасами;
Водосливная грань
армируется армокаркасами так же, как патерна;
Станционная часть
со стороны напорной грани и в тех местах, где проходят водовыпуски;
Оголовок
армируется армофермой.
Общая сменная
производительность завода по выпуску арматуры определяется по формуле:
,
где - расчетная месячная интенсивность
бетонных работ;
кг/м3 - удельный расход
арматуры на 1м3 бетона;
- число рабочих смен в месяц;
т/см.
Вес
армоконструкций определяется как:
кгт.
Транспортирование
арматурных конструкций осуществляется на специальных прицепах-платформах со
специальными прокладками во избежание деформаций и повреждений при перевозке.
Погрузка и
разгрузка армоконструкций осуществляется башенными кранами.
Тип опалубки. Определение мощности
опалубочного цеха. Доставка и установка опалубки.
Для данного
гидроузла используется:
Консольная
опалубка для напорных граней, применение которой обусловлено тем, что
применяется крепление в виде консольных балок или ферм и скрепленных с
нижележащим блоком с помощью анкеров, заложенных в нижнем блоке;
Железобетонная
опалубка - для всех остальных участков, как и для быков, являющаяся несъемной,
что уменьшает производство работ;
Вакуумная опалубка
применяется для водосливной грани, т.к. она позволяет обеспечить меньшую
шероховатость.
,
где - удельный расход опалубки в м2
на 1 м3 бетона.
м2/м3;
м2.
Производительность
опалубочного цеха определяется по формуле:
м2/смен.
Опалубка
доставляется на специальных прицепах-платформах. Погрузка и разгрузка
железобетонной опалубки осуществляется кранами, которые имеются на стройке.
Транспорт и укладка бетонной смеси.
Выбор основной схемы транспортировки и
укладки бетонной смеси.
Транспортная схема
бетонных работ представляет собой комплекс машин, обеспечивающих доставку смеси
от бетонного завода до места укладки. Схема состоит из двух условных частей:
Горизонтальный
транспорт (транспорт от завода до сооружения);
Вертикальный
транспорт (подача бетонной смеси в блоки бетонирования).
В качестве
горизонтального транспорта берутся автосамосвалы, т.к. автобетоновозов и
автобетоносмесителей требуется более жесткое дорожное покрытие. Принимаем
самосвалы марки КамАЗ 5511.
Для подачи бетона
в блоки используется крановый способ. Применяются краны башенного типа
КБГС-500ХЛ с грузоподъемностью 12 т.
Определение комплексной производительности
крана и их количества. Расстановка кранов на сооружении.
Комплексная
производительность кранов определяется по формуле:
,
где - фактическая масса транспортируемого
груза за один цикл;
- грузоподъемность крана;
- коэффициент использования
грузоподъемности крана (коэффициент загрузки);
,
где с.; с.; с.; с.; с.; с.; с.; с.; с.; с.; с.
с.
циклов.
т.
т/ч. при емкости бадьи 3.2 м3.
Эксплуатационная
производительность определяется:
т/ч.
По опыту
проведения работ определено, что комплексная производительность примерно в два
раза меньше эксплуатационной производительности крана:
т/ч.
Количество кранов
определяется как:
,
где т/мес;
шт.
Принимаем 3 крана.
Определение производительности бетоновоза
и количество.
В рамках данного
курсового проекта принимается бетоновоз СБ-128.
Определяется
производительность одного бетоновоза:
,
с.
циклов.
м3/ч.
м3/ч.
м3/мес.
Количество
бетоновозов определяется как:
шт.
Принимаем шт.
Комплексная механизация работ в блоке.
Проверка площади блока.
При укладке
бетонной смеси в начальном состоянии, конструкция заполняется не полностью, в
связи с этим производится уплотнение бетонной смеси. Для данного проекта было
принято уплотнение:
10% уплотняется
ручными вибраторами типа ИВ-59;
90% - подвесными
манипуляторами типа ИВ-90.
Определение производительности ручного
вибратора и их необходимое количество.
Производительность
ручного вибратора и их количество определяется:
м2;
с;
циклов;
м2/ч;
м2/ч.
Количество ручных
вибраторов определяется как:
шт.
Принимаем шт.
Определение производительности
манипулятора и их количество на один блок.
м2;
с;
циклов;
м2/ч;
м2/ч.
Количество ручных
вибраторов определяется как:
Принимаем
количество манипуляторов шт.
Стоимость укладки 1м3 бетона и
определение трудозатрат на укладку 1м3 бетона.
Стоимость укладки
и трудозатраты 1м3 бетона определяются по ЕРЕР’у и ЕНИР’у. Расчеты
сведены в таблицу 6.1.
Таблица 6.1.
№ п/п
|
Нормы
|
Наименование работ
|
Ед. изм.
|
Объем работ
|
Прим. Испр. Коэф.
|
Норма на единицу объема
|
На весь объем
|
Нвр
|
Расценка, руб.
|
Нвр
|
Расценка, руб.
|
1
|
В14-I-36 №3б
|
Укладка бетонной смеси в блоки
бетонирования при подаче кранами и уплотнении манипуляторами
|
100м3
|
2.7
|
-
|
17
|
12.9
|
45.9
|
34.83
|
2
|
В14-I-36 №2б
|
Укладка бетонной смеси в блоки бетонирования
при подаче кранами и уплотнении ручными вибраторами
|
100м3
|
2.7
|
-
|
9.8
|
7.2
|
26.5
|
19.44
|
3
|
В14-I-38 №4а
|
Установка уплотнений в строительных
швах в процессе бетонирования
|
1 п.м.
|
15
|
-
|
0.18
|
0.106
|
2.7
|
1.59
|