Планировка площадки, отрывка котлованов и возведение железобетонных фундаментов зданий

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра строительного производства

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К курсовому проекту по дисциплине

Технология строительных процессов

Планировка площадки, отрывка котлованов и возведение железобетонных фундаментов зданий

Выполнил студент группы ЭУН-07-3

А.М. Королёва

Проверил

П.И. Косянчик

Иркутск 2009



Содержание

1. Цели, задачи и состав курсового проекта

1.1 Построение рабочей схемы заданного сооружения

1.2 Подсчет объема котлованов и траншей

1.3 Объем обратной засыпки

1.4 Расчет кавальеров

2. Технологическое проектирование

2.1 Проектирование технологии разработки, перемещения и укладки грунта при вертикальной планировке площадки и отрывке котлована, выбор комплектов машин

3. Календарное планирование

3.1 Составление общей ведомости трудоёмкости и стоимости трудозатрат

3.2 Составление одного календарного плана



1. Цели, задачи и состав курсового проекта

Цель выполнения курсового проекта -- овладение основами технологического проектирования, а также методикой разработки основных документов проекта производства работ, в который входят: - технологические схемы процессов разработки, перемещения и укладки грунта при вертикальной планировке площадки:

- технологические схемы разработки котлована под здание (сооружение);

- технологические схемы процессов возведения фундаментов ин монолитного бетона и стен подвала;

- технологические схемы при разработке котлованов в сложных условиях (при наличии грунтовых вод, производства работ в зимних условиях);

- сводный календарный план производства земляных и бетонных работ.

В процессе курсового проектирования студент последовательно решает следующие задачи:

- изучает особенности заданной строительной площадки; планировочные отметки и уклоны, грунтовые условия, привязку сооружения;

- подсчитывает объемы земляных работ по вертикальной планировке и разработке котлована, составляет сводный баланс земляных масс на площадке;

- определяет оптимальное расстояние перемещения грунта при вертикальной планировке; разрабатывает схему перемещения земляных масс;

- выбирает и обосновывает методы разработки, перемещения и уплотнения грунта, а также комплект машин для производства работ по вертикальной планировки площадки;

- выбирает технические средства для разработки котлована под сооружения, обосновывает выбор транспортных средств для перемещения лишнего грунта из котлована;

- разрабатывает мероприятия по борьбе с грунтовыми водами и разработке грунта в зимнее время;

- определяет объемы работ по возведению фундаментов;

- выбирает и обосновывает вид опалубки, методы ее монтажа, укладки и уплотнения бетонной смеси, выдерживания бетона;

- выбирает механизмы и оборудование для монтаже и демонтаже опалубки укладки и уплотнения бетонной смеси;

- составляет ведомость объемов работ, затрат труда и стоимости трудозатрат;

- составляет сводный график выполнения работ на строительной площадке:

- подсчитывает основные технико-экономические показатели;

- проводит исследования в целях разработки предложений по совершенствованию технологии переработки грунта и возведения монолитных фундаментов и стен подвалов.

Выполненный и подготовленный курсовой проект состоит из расчетно-пояснительной записки и графической части.

Графическая часть оформляется на листе ватмана формата (АI). Лист делится по длине на три части. На левой части листа изображается работы по вертикальной планировке площадки. Сверху дается план размещения земляных масс на площадке, под ним изображаются основные технологические схемы отдельных процессов по вертикальной планировке площадки (каждая схема дается в двух проекциях: в плане и разрезе).

Середина листа отводится под разработку котлована. Здесь необходимо дать план котлована с нанесением проходок экскаватора, план и разрез забоя, схемы обратной засыпки пазух с послойным трамбованием.

В правой части листа даются технологические схемы производства работ по возведению монолитных фундаментов и стен подвалов (в плане и разрезе).

В нижней части листа изображаются календарный план производства работ и другие таблицы, и разделы, необходимые по требованиям к типовой технологической карте.

Исходные данные для технологического проектирования.

1. Категория грунта. Распределение немерзлых грунтов на группы в зависимости от трудности их разработки механизированным способом.

Грунт: глина

2. Разрыхляемость грунтов. Первоначальное разрыхление 30%, остаточное 7%

3. Устойчивость грунтов в откосах. Крутизна откосов выражается величиной угла между горизонтальной плоскостью и плоскостью откоса =76° или отношении 1: m = 1:0,25

Студент изучает задание и дает его краткую характеристику.

Для преобразования естественного рельефа территории, отведенной под строительство, в искусственный, наилучшим образом отвечающий требованиям эксплуатации сооружения, производится вертикальная планировка.

На проекте вертикальной планировки, составляемой, как правило, на основе генплана застройки, показываются фактические горизонтали естественного рельефа, которые снабжаются числовыми отметками через 0,5 Составленный проект вертикальной планировки и разработки котлована должен обеспечивать при его реализации: сток поверхностных вод, проектные уклоны транспортных коммуникаций, минимум земляных, нулевой баланс земляных масс.

Для подсчета объемов работ при разработке земляных сооружений для устройства фундамента (общий котлован, траншеи, отельные котлованы) используются соответствующие формулы.

Для подсчета объемов земляных работ при вертикальной планировке с использованием схемы вертикальной планировки составляется картограмма земляных работ‚ представляющая собой сетку квадратов или треугольников с размерами сторон 50?50 м или 40?40 м, в вершинах которых определены отметки фактического и проектного рельефа.

Размеры сооружения (здания) в осях даются в задании Сооружение обычно располагают в центре площадки.

Вида грунтов, их напластование, вид и размеры фундаментов даются в задании. В задании же указываются и дополнительные условия: разработка котлована в зимних условиях или понижение уровня грунтовых вод. Курсовой проект допускается выполнять на миллиметровой бумаге. Планы площадки выполняются в масштаб1 1:1000.

котлован траншея планировка кавальер

1.1 Построение рабочей схемы земляного сооружения

По заданию даются план здания и размеры в осях, а также размеры фундаментов. Для построения рабочей схемы котлована или траншей

необходимо учесть размеры фундаментов, величину заложения откосов, размеры опалубки и ее креплений и т.п.

а) б)

Рис.1. Определение размеров по низу траншей с откосами (а) и с вертикальными стенками (б)



При разработке с откосами ширина дна траншеи «В» принимается равной ширине подошвы фундаментов «в» плюс по 0,2 м с каждой стороны для устройства песчаной подушки или бетонной подготовки (рис.1,а).

Для установки крепление размеры траншей или котлованов в плане должны быть увеличены еще не величину а 0,15 м на каждую сторону крепления; при устройстве же шпунтового крепления это уширение должно составить а=0,2 м. При необходимости устройства вертикальной гидроизоляции фундаментов и стен подвалов для удобства работ необходимо уширить котлован с таким расчетом, чтобы размер «С» (рис.1,б) был равен 0,5 -- 1,0 м. Сразу же следует наметить расположение объезда в котлован, необходимого для ввода в забой экскаватора “прямая лопата”, а также для работы транспортных средств. Ширина объекта принимается не менее 4 м, а уклон -- в пределах 10-12% .

Определение размеров по низу траншей по рис.1 а:

Исходные данные:

а₁=1,5;в₁=1,6;а₂=1,1;в₂=1;h₁=0,9;h₂=1,2;h_k=2,1;d=22мм отсюда

В=в₁+0,2 с обеих сторон=1,9 м

1.2 Подсчет объема котлованов и траншей

Определив глубину копания котлована и размеры ее в плане, можно подсчитать объемы земляных работ по отрывке котлована. Подсчет производится по формулам для различных геометрических тел. При сложной конфигурации котлована следует разбить его на отдельные простые тела, объемы которых подсчитываются раздельно.

При вертикальных боковых стенках (в случае производства работ в зимних условиях и т.п.) объем котлована определяется по формуле



,

где - объем котлована,

и - соответвенно длина и ширина котлована, м

- глубина котлована, м.

=(1,5?1,6?0,9)+(1,1?1?1,2)=3,48 м³

Рис.2. Схема котлована Рис.3. Размеры котлована по верху в форме призматоида и низу в поперечном направлении и продольном (в скобках)

Если котлован имеет форму обелиска (рис.4), то его объем можно определить по следующей формуле:

=,



Рис. 4. Схема котлована в форме обелиска

а₁=а₁+0,2 м=1,5+0,2=1,7 м

в₁=в₁+0,2 м= 1,6+0,2=1,8 м

а₂=1,3 м

в₂=1,2 м

а=в=3 м

е=m?h=0,25?2,1=0,525 м

с₁=(а₁+2е)=1,7+2?0,525=2,75 м

с₂=2,35 м

d₁=в₁+2е=2,85 м

d₂=2,25 м

с=d=5,1 м

Тогда V_k=2,1?9+26,01/2=36,7605 м³

1.3 Объем обратной засыпки

Подсчет объема обратной засыпки производится по рабочей схеме-- земляного сооружения.

Объем обратной засыпки Vоз одиночного фундамента легко подсчитать по разнице между объемом котлована Vк и объемом фундамента Vср с учетом коэффициента остаточного разрыхления Кор

Vоз= ,

Таким же способом можно поступить при подсчете объема обратной засыпки в пазух ленточных фундаментов или траншей с трубопроводами.

Объем обратной засыпки при возведении подвального этажа здания несколько сложнее (рис. 5). Здесь можно сложную форму пазуха и подвала разбить на простые объемные тела и подсчитать отдельно объемы последних.

Рис. 5. Схема определения объема обратной засыпки

Vоз=36,76-3,48/1-0,07=35,78 м³

1.4 Расчет кавальеров

При подсчете грунта для обратной засыпки сразу же подсчитывают необходимые площади для размещения этого грунта на бровке котлована или траншей (площадь кавальера).

Для этой цели следует определить по схеме сооружение длину кавальеров с учетом разрывов для устройства проездов и проходов и начертить поперечное сечение кавальера (рис. 6).

Рис. 6. Поперечный профиль кавальера в виде треугольника и траншеи

На рисунке б - угол естественного откоса грунта.

Зная объем кавальеров (объем обратной засыпки) Vоз и задаваясь высотой кавальера hкав =1,5-3 м, можно определить ширину кавальера Bкав , либо, наоборот, задаваясь шириной кавальера, можно определить его высоту. При подсчете объема кавальеров следует учесть коэффициент разрыхления грунта Кр (см. приложение 4).

Vкав = Vоз ? Кр

Ширину кавальера, а также его высоту нельзя назначать произвольно. Предельные их величины должны соответствовать рабочим параметрам экскаватора, а именно: высоте разгрузки Нразг и максимальному радиусу разгрузки Rразгр. (рис.10).



Рис. 10. Схема определения размеров кавальера в зависимости от рабочих параметров экскаватора.

Грунт для обратной засыпки обычно располагается в протяженных кавальерах на расстоянии 1 м от бровки котлована.

V_кав=35,78?0,07=2,5046 м³



2. Технологическое проектирование

2.1 Проектирование технологии разработки, перемещения и укладки грунта при вертикальной планировке площадки и отрывке котлована, выбор комплектов машин

Вертикальная планировка площадки и разработка котлована являются результатом осуществления комплексно--механизированного технологического процесса (КМГП) переработки грунта. КМТП представляет собой совокупность отдельных процессов, каждый из которых может быть выполнен различными способами, зависящими от применяемой землеройно-транспортной машины. Процессы, рассматриваемые в ходе проектирования земляных работ, развиваются в пространстве и времени.

В пространстве осуществление КМТП понимается как совокупность рабочих зон землеройно--транспортных машин, взаимное расположение которых определяется объемом работ и условиями производства работ на объекте (дальность перемещения грунта, места расположения устройства обратных засыпок и выполнения требований техники безопасности).

Развитие процессов КМТП во времени отражает календарный график производства работ.

Построение пространственной и временной структуры производства земляных работ на заданном объекте -- основная задача технологического проектирования, и решается она путем рассмотрения нескольких возможных вариантов производства работ я выбора наиболее эффективного из них.

Начинать проектирование необходимо с определения состава работ.

При вертикальной планировке площадки и разработке котлована состав работ следующий:

1. Срезка и перемещение грунта растительного слоя.

2. Предварительное послойное рыхление грунта на участке планировочной выемки прицепными или самоходными тракторами рыхлителями (в грунтах выше II группы).

3. Разработка грунта на участках выемки прицепными скреперами, бульдозерами, иногда одноковшовыми экскаваторами (в зависимости от среднего расстояния перемещения грунта, объемов земляных масс, вида грунта значения рабочих отметок).

4. Послойное уплотнение грунта насыпи катками.

5. Бетонирование

6. Обратная засыпка пазух бульдозером.

7. Послойное уплотнение грунта в пазух пневмотрамбовки.

8. Общая планировка площадки бульдозерами.

В комплексе работ по каждой из зон выделяются основные процессы, которые в зависимости от принятой технологической схемы производства работ могут выполняться различными землеройно-- транспортными машинами и вспомогательными (сопутствующие).

Вспомогательные процессы на разных зонах должны выполняться одними и теми же машинами с минимальным разрывом во времени.

Исходными данными для технологического проектирования производства земляных работ являются:

1. Посчитанные ранее объемы земляных масс, обозначенные в дальнейшем ;

-- объем выемки при планировке площадки, ;

- объем насыпи при планировке, ;

- объем котлована, ;

- объем обратной засыпки, .

2. Средняя дальность перемещения грунта - LСР, м.

3. Общий срок производства работ -- Т, дни.

Срок производства работ студент назначает в зависимости от максимального (преобладающего) объема земляных масс примерно на каждые 10-15 тыс. земли -- 10 дней.

Подбор комплекта машин по каждой зоне начинается с выбора технологической схемы производства работ.

Подробные рекомендации по выбору технологических схем в зависимости от вида работ, условий их производства и применяемых механизмов приведены в учебной, нормативной и справочной литературе.

0сновополагащими принципами выбора комплекта машин является:

1. Производительность (сменная) различных машин в комплекте должна быть примерно одинаковой, что регулируется количеством этих машин.

2. Машина выбирается по техническим характеристикам, которые должны соответствовать средним рабочим отметкам планировки.

Технические характеристики различных машин, работающих в одном комплекте, должны быть увязаны между собой и соответствовать средней глубине (толщине) разрабатываемого (иди укладываемого) слоя.



3. Календарное планирование

3.1 Составление общей ведомости трудоемкости и стоимости трудозатрат

Этот этап включает все процессы по производству земляных и бетонных работ (тал. 7).

3.2 Составление сводного календарного плана

Любой технологический процесс развивается в двух измерениях: в пространстве и времени. Развитие процесса в пространстве отражает технологические схемы производства работ, выполненные в плане и по разрезах. Развитие процесса во времени отражает календарная модель.

Календарный план производства работ - это линейный график, построенный в масштабе времени (смены, дни) и отражающий последовательность, процессов и их взаимную увязку по времени.

Если процесс полностью механизирован, то его продолжительность будет равна затратам времени работы соответствующих машин (маш.-ч, маш.--см.); если в графике необходимо отразить ручной процесс, то его продолжительность определяется как частное от деление затрат труда (чел.-дн.) на количество людей, занятых в процессе. При составлении календарных планов учитывается двухсменная работа машин и механизмов. Продолжительность каждого процесса должна быть равной целому числу дней или смен, что регулируется процентом перевыполнения норм. Отдельные процессы календарного плана, как правило, должны быть записаны в их технологической последовательности.

Выбирая машинные комплексы для производства работ по зонам, составляем отдельные календарные модели. Задачей составления общего календарного плана является расчет и увязка этих моделей в целом.

Работы по отдельным зонам могут вестись последовательно, параллельно или поточно. Одноименные работы (например, рыхление, разравнивание, уплотнение грунта), выполняемые в разных зонах, рекомендуется объединять, так как их необходимо выполнять одним типом машин с переходом их из одной зоны в другую.

Если работы выполняются одним комплектом (разработка выемки осуществляется экскаватором с перемещением грунта на участок насыпи и в отпал автотранспортом), то при этом работы по зонам выполняются последовательно.

Работы по созданию насыпей за счет внутренних (планировочные выемки) и внешних (карьер) резервов можно также вести параллельно, объединив при этом процессы разравнивания и уплотнения грунта.

Таблица 1 Ведомость трудоемкости работ и стоимости трудозатрат

Таблица 2 Календарный план производства работ



Работы по отрывке котлована, расположенного в зоне выемки, можно начинать только после выполнение планировочных работ (срезка грунта на участке котлована). Если котлован расположен в зоне планировочной насыпи, то вначале разрабатывается котлован, а затем ведутся планировочные работы.

Работы по возведению фундаментов и стен подвала ведутся после планировки дна котлованов и траншей.

При разработке плана производства работ следует учитывать разбивку зданий или сооружений на захватки, принципы и порядок устройства опалубки и бетонирования, последовательность выполнения процессов на захватках, применяемые машины и механизмы.

Обратную засыпку пазух грунтов и уплотнение его необходимо осуществлять после распалубливания фундаментов и стен подвалов при условии приобретения бетоном не менее 50%-ной проектной прочности.

Итак, в каждом отдельном случае студент решает конкретно поставленную перед ним задачу.

Размещено на Allbest.ru