Технология и организация строительства автомобильной дороги

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Характеристика природных условий района

1.1 Административное значение

Болотнинский район занимает крайнее северо-восточное положение. Его северное положение граничит с Томской и Кемеровской областями, Южное - с Маслянинским и Тогучинским районами.

Болотное - город областного значения, центр одноименного района - расположен в 89 км по железной дороге.

1.2 Рельеф

Поверхность в основном равнинная. Северная часть - заболоченная равнина с абсолютными отметками 80-100 м и уклоном на северо-запад. Южная часть - предгорная возвышенность, примыкающая к Сокурской возвышенности. Абсолютные отметки составляют 223 м.

Южная равнина расчленена многочисленными балками, глубокими долинами рек, невысокими увалами, холмами, достигающими высоты 50-70 м.

1.3 Полезные ископаемые

Торф. Разведанные запасы торфа (млн. т) составляют 131,0, к промышленному освоению подготовлено 2 месторождения, Усть-Баксон с запасами 3,2 и участок Таганского месторождения - 31,4.

Болотные фосфаты. Разведанного для фактического освоения месторождения Усть-Баксон с запасами болотных фосфатов 0,9 млн. т.

Сапропель. Разведанные запасы сапропеля составляют 3478 тыс. т. основные запасы сосредоточены на Таганском месторождении под залежью торфа мощностью до трех метров. Запасы месторождений открытых водоемов (тыс. т.): озеро Карасево - 69, Окунево - 567, Озере-4 - 92, прогнозные ресурсы - 86.

Камни строительные. Разрабатываются Новобибеевское месторождение с запасами 10898 тыс. м³.

Суглинки кирпичные. Разрабатывается Болотнинское месторождение с запасами 1432 тыс. м³, в резерве 5 небольших месторождений с запасами 774 тыс. м³.

1.4 Гидрология района

Речная сеть района развита хорошо. По западной окраине протекает р. Обь, принимающая притоки Ояш, Курунчук, Иксус Баксой, на востоке - верхние участки реки Лебяжьей, относящейся к бассейну реки Томи. Наиболее глубокие реки - Икса, Лебяжья и Ояш - имеющие широкие, до 1 км. заболоченные поймы, у мелких рек часто заболоченные русла.

Вода рек - гидрокарбонатного класса группы кальция, минерализация 200 - 700 мг/л, жесткость незначительная, качество хорошее.

Речные воды используются для хозяйственных целей. На Иксе создано 39 прудов для водопоя скота и один - для орошения. Для этих же целей используются воды Ояша, Бакты.

Озера сосредоточены на севере и являются остатками протекавшей здесь реки - наиболее крупные - Черное, Сухое, Долгое, Большое Круглое, Малое Круглое и др. Глубина озер достигает 10 м. Среди болот встречаются мелкие озера.

Озера района используются для рыболовства и охотничьего промысла. Воды в них пресные.

1.5 Грунты

Большая часть поверхности в районе сложена плейстоценовыми озерно - аллювиальными пылеватыми суглинками. В северо-западной, приобской части территории - суглинки легкие с прослоями супесей и тонко, - мелкозернистого песка, в центральной и южной частях - средние и тяжелые с прослоями глины.

Лессовые грунты верхней части разреза до глубины 3-7 м. обладают просадочностью при увлажнении и дополнительной нагрузке. Вблизи вод грунты слабые, сильносжимаемые, низкопрочные. Наиболее рациональный тип фундамента - свайный.

Северо-западную часть занимает первая и вторая террасы и пойма долины реки Оби. Верхняя часть разреза (мощностью 10-15 м.) второй террасы сложена супесями и прослоями суглинков и тонко-, мелкозернистого песка. На поверхности развиты гривообразные формы, межгривные понижения часто заболочены. Уровень подземных вод 5-10 м. возможен любой тип фундаментов.

Первая терраса и пойма сложены песками мелко-, среднезернистыми с прослоями супесей и суглинков, с глубины 5-10 м., переходящими в разнозернистые пески с включениями гальки и гравия.

1.6 Растительность

Зональные березовые и осиновые травелистые леса, занимавшие водораздельные поверхности большей частью вырублены, их место занято сельхоз угодьями. Лесная растительность на водоразделах сохранилась лишь по их окраинам или в западинах и других мелких депрессиях. Большие площади леса, лесные и настоящие луга занимают склонные местоположения.

В южной части территории естественная растительность сосредоточена в основном по склонам и днищам многочисленных логов и балок, долинам рек и ручьев. Водораздельные поверхности и более пологие склоны тоже распаханы, остатки лесной растительности сохранились лишь по небольшим западинам среди пашен.

Среди луговой растительности преобладают разнотравно-ежовые, ежово-тимофеечные и злаково-высокотравные луга, используемые как сенокосы. Постоянными пастбищными угодьями служат разнотравно-мятликовые луга в долинах рек и по пологим склонам лугов.

Располагаясь на границе южной тайги и северной лесостепи, район - один из наиболее лесных в области. Общая площадь лесного фонда - 142,3 тыс. га. Лесистость равна 37,3%.

Хвойные насаждения преобладают на 46,9% покрытой лесом площади, в том числе: сосняки - 30,3%, кедровики - 9,2%, ельники и пихтачи - 6,3%. Березняки и осинники составляют 49,7%. Остальные 3,4% площади заняты топольниками и ивняками. Крупные массивы сосновых лесов сосредоточены по правому берегу Оби; кедровики, ельники и пихтачи - на северо-востоке района. На юге и юго-западе преобладают смешанные сосново-березовые древостои и смешанные хвойные породы березово-осиновые леса.

На площади 121 га. выделены особо ценные объекты как уникальные участки лесной растительности. Остальные леса относятся к эксплуатационным лесам ЙЙ группы.

1.7 Климатические условия

Таблица 1 - Данные о среднемесячной температуре воздуха, градус

Месяцы	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII	Средн.
Температура, град	-18,6	-16,7	-10,1	-0,2	9,4	16	18,6	15,7	9,6	1,0	-10,1	-17	-0,2

Таблица 2 - Данные о повторяемости по направлениям самого теплого и самого холодного периода года

Месяцы	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
Январь	3	9	6	6	21	44	6	5
Июль	7	14	10	8	13	20	15	13

Таблица 3 - Данные о глубине промерзание почвы по месяцам

Месяцы	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
Глубина, см	90	122	131	136	-	-	-	-	-	-	4	46

Средняя дата образования снежного покрова 1 ноября, а разрушения 10 апреля. Средняя из наибольших высот снежного покрова за зиму 37 см.

Количество осадков за год - 514 мм.

Таблица 4 - Высота снежного покрова

Месяцы	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	XI	XII
Высота, см	25	31	33	15	-	-	-	-	-	-	11	20

1.8 Определение сроков строительства

Календарное планирование сроков строительства дорожной одежды зависит от природно-климатических условий, которые определяют сроки начала и окончания дорожно-строительных работ. Срок строительства назначается с учетом температуры укладки наиболее «требовательных» слоев, т.е. асфальтобетонного покрытия. Работы выполняют при средней дневной температуре выше плюс 5?С весной и выше плюс 10?С осенью.

Продолжительность определяется по формуле:

, (1.1)

где - число выходных и праздничных дней;

Т₂ - простои, связанные с неблагоприятными метеоусловиями;

Т₃ - простои по организационным причинам;

- продолжительность технологических перерывов;

- количество дней, необходимых для развертывания потока;

К_см = 1 - коэффициент сменности.

24 (смены);

7 (смен);

7 (смен);

4 (смены);

10 (смен).

Расчетный срок :

(смен).

2. Проект производства работ на строительства дорожной одежды

2.1 Характеристика конструкции дорожной одежды

Конструкцию дорожной одежды и толщины ее слоев назначают на основе расчетов в процессе вариантного проектирования с учетом значения дороги, интенсивности движения, состава и скоростей движения транспорта, климатических и гидрологических условий, наличия местных дорожно-строительных материалов. При разработке вариантов конструкций дорожной одежды учитывают также, что толщины слоев должны быть достаточными для обеспечения надлежащего уровня формирования каждого слоя в период строительства и надежной его работы в эксплуатации.

Покрытия и верхние слои оснований из асфальтобетонных смесей следует проектировать в соответствии с рекомендациями приложения ГОСТ 9128 97 «Смеси асфальтобетонные дорожные, аэродромные и асфальтобетон».

Участок строящейся автомобильной дороги относится к 3 технической категории. Принята дорожная одежда облегченного типа с асфальтобетонным покрытием, согласно п. 2.17 ОДН 218.046-01/10/.

Таблица 2.1 - Конструкция дорожной одежды

№слоя	Наименование материала	Расчетная толщина слоя	Общий модуль упругости
1	Асфальтобетон плотный горячий на битуме марки БНД 90/130 (тип Б, марка1)	6	334,08
2	Асфальтобетон пористый горячий на битуме марки БНД 90/130 (мелкозернистый, Марка 1)	6	258,66
3	Щебень фракционированный легкоуплотняемый 40-70 мм с заклинкой	36	210,77
4	Песок средней крупности	30	71,40
5	Суглинок легкий	-	39,16

2.2 Характеристика дорожно-строительных материалов

Выбранная конструкция дорожной одежды включает следующие материалы: песок средней крупности; щебень фракционированный легкоуплотняемый 40-70 мм с заклинкой более мелкими фракциями (смесь фракций 5-10; 10-20); асфальтобетон пористый горячий на битуме марки БНД 90/130 (мелкозернистый, Марка 1); асфальтобетон плотный горячий на битуме марки БНД 90/130 (тип Б, марка 1).

Песок карьера Ташара доставляется в Болотнинское ДРСУ железнодорожным транспортом, дальность возки 92 км. Далее до объекта на расстояние 28 км,

Щебень Новобибеевского карьера доставляют до станции Болотная по железной дороге на расстоянии 48 км, далее на объект строительства средней дальностью возки 28 км.

Асфальтобетонная смесь должна соответствовать требованиям ГОСТ 9128-97 /7/, доставляется с асфальтобетонного завода, находящегося в город Болотное, средняя дальность возки 28 км.

Расчет объемов работ и потребности материалов

Потребность материалов подсчитывается отдельно по конструктивным слоям, а также в целом для всей дорожной одежды на протяженность автомобильной дороги.

Объемы дорожно-строительных материалов определяются по формуле

V=B_сл*h_сл*L*K_у*К_п (3.1)

где V - объем материала в данном слое, м³;

В_сл - ширина слоя, м;

h_сл - толщина слоя, м;

L - длина участка (или дороги), м;

К_у - коэффициент запаса на уплотнение (для асфальтобетонной смеси - 1.1; для щебня - 1.4; для песка - 1.1);

К_п - коэффициент потерь (для щебня - 1.041; для песка - 1.03).

Расход щебня фракции 10-20 мм - 15м³ на 1000 м²; фракции - 5-10 мм - 10 м³ на 1000 м².

Наименование конструктивного слоя	Наименование материала слоя	Ед. Изм.	Количество материала
			На 1 км	На захватку	На дорогу
Дополнительный слой основания	Песок средней крупности (1.9 г.\см3)	м3	6401.45	1760,4	102423.2
Основание	Щебень: 5-10 (10%)	м3	479.48	131,86	7671.68
	10-20 (15%)	м3	719,23	197,79	11507,68
	20-40	м3	3596,14	988,94	57538,24
Покрытие	Асфальтобетон пористый горячий на битуме марки БНД 90/130 (мелкозернистый, Марка 1)	т	1214,4	333,96	19430,4
	Асфальтобетон плотный горячий на битуме марки БНД 90/130 (тип Б, марка1)	т	1256,64	345,58	20106,24
	Вода	т	1166,09	320,67	18657,44

2.3 Разработка маршрутной схемы доставки материалов

На основании плана строящейся дороги составляется план строительства с указанием дальности транспортировки.

Ведомость поставки материалов

Материал	Пункт погрузки	Способ транспортировки	Объем на текущий год
			Дальность, км	Единица измерения	Кол-во
Песок	Карьер песка 1	а/с	1	м3	102423,2
Щебень	Карьер щебня	а/с	1	м3	25421

2.4 Определение длины захватки и расчет технологической схемы

В данном проекте строительство дорожных одежд начинается после окончания отсыпки земляного полотна, поэтому время на устройство дорожных одежд определяется с учетом фактического времени земляных работ, рассчитанного по формуле 2.7. Контрольная скорость потока (минимальная длина захватки) определяется по формуле

l_min=L_д/Т_р (3.2)

где L_д - длина, строящегося участка, м;

Т_р=106-55=51 день

l_min=6000/51=118 м.

Максимальную длину захватки определяют из условия наибольшего использования производительности ведущей машины, которая вычисляется по формуле

П_а/у=b*h*V*К_в*К_п*60 (3.3)

где b - ширина укладываемого слоя, м;

h - толщена укладываемого слоя, м;

V - скорость укладки смеси, м/мин.;

К_в - коэффициент, учитывающий нормируемые потери времени (0,9);

К_п - коэффициент, учитывающий случайный характер условий производства работ;

Для ДС-126: b=3,5 м; h=0,6 м; V=2 м/мин; К_в=0,9; К_п=0,787 /11/.

П_а/у=3,5*0,06*2*0,9*0,787*60=17,85 м³/ч; (178.5 м³/смену)

Максимальная длина захватки определяется по формуле

l_max= П_а/у/V_п.м (3.4)

где V_п.м - объем работ на 1 погонный метр, м³/м (V_п.м=0,42 м³/м).

l_max=178.5/0,42=425 м.

Также необходимо учесть производительность асфальтобетонного завода, которая для ДС 158 равна 40 т/ч /11/. Соответственно 400 т/смену. Принимая плотность асфальтобетона равной 2.2 т/м³, объем получим 182 м³/смену.

l_max=182/0,42=433 м.

Принимаем максимальную длину захватки равную 425 м.

Оптимальную длину захватки определяют путем сравнения вариантов по стоимости производства работ на 1 погонный метр того или иного конструктивного слоя, изменяя длину захватки от минимальной до максимальной.

За оптимальную принимают такую захватку, при которой стоимость строительства 1 погонного метра будет наименьшей.

Определяя оптимальную величину захватки следует рассматривать 4-5 различных длин от минимальной до максимальной, включительно.

Стоимость эксплуатации машин по каждой операции и по каждо1й длине захватки определяют по формуле

С_маш=С_м-см*N_маш (3.5)

где С_маш - стоимость эксплуатации машин, руб.;

С_м-см - стоимость машино - смены данной марки машины, равная произведению стоимости машино-часа, определенная по ФЕР/17/, и продолжительности смены в часах;

N_маш - количество машин данной марки.

Стоимость строительства 1 погонного метра слоев дорожной одежды определяется по формуле

 (3.5)

Где УС_Маш - суммарная стоимость всех машин, входящих в комплект, руб.;

n - общее количество машин;

l - длина захватки, м.

Выбор оптимальной длины захватки представлено в приложении Д.

В расчетах было определено, что оптимальной является захватка, длиной 230 м., расчет технологической схемы представлен в таблице 3.3.

Технологическая схема потока

Наименование операций	Ед. измерения	Объем работ на захватку	Обоснование норм	Норма времени	Производительность	Требуется на 1 захватку машин	Коэффи-циент использова-ния
						По расчету	принято
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1. Погрузка песка автопогрузчиком	100 м3	1115,33	Е2-1-9	1	1000	1,11	2	0,55
2. Разравнивание песка автогрейдером	100 м2	3284,4 м2	Е17-1	0,11	9090,9	0,36	1	0,36
3. Увлажнение поливомоечной машиной	100 м2		Е17-2	0,04	25000	0,13	1	0,13
4. Уплотнение катками, массой 30т, песка	100 м3	1115,33	Е2-1-31	0,32	3125	0,36	1	0,36
5. Погрузка автопогрузчиком щебня	100 м3	616,4	Е2-1-9	1,2	833,3	0,74	1	0,74
6. Планировка щебня автогрейдером	100 м2	1840	Е17-1	0,13	7692,3	0,24	1	0,24
7. Увлажнение щебня поливомоечной машиной	100 м2	1840	Е17-2	0,16	6250	0,29	1	0,29
8. Прикатка катками 8т нижнего слоя щебня	100 м2	1840	Е17-3	0,64	1562,5	1,18	2	0,59
9. Уплотнение катками 13т нижнего слоя щебня	100 м2	1840	Е17-3	0,91	1098,9	1,67	2	0,84
10. Погрузка автопогрузчиком щебня для верхнего слоя	100 м3	43,93	Е2-1-9	1,2	833,3	0,05	1	0,05
11. Планировка автогрейдером	100 м2	1840	Е17-1	0,13	7692,3	0,24	1	0,24
12. Увлажнение поливомоечной машиной	100 м2	1840	Е17-2	0,16	6250	0,29	1	0,29
13. Уплотнение катками 13т основания	1000 м2	1840	Е17-3	0,5	2000	0,92	1	0,92
14. Подгрунтовка ручным гудронатором основания	т	2,83	Е17-32	3	3,33	0,85	1	0,85
15. Укладка смеси асфальтоукладчиком	100 м2	1610	Е17-6	0,17	5882,4	0,27	1	0,27
16. Прикатка катками 8т	100 м2	1610	Е17-7	0,25	4000	0,4	1	0,4
17. Уплотнение катками 13т	1000 м2	1610	Е17-7	0,61	1639,3	0,98	1	0,98

2.5 Описание технологических операций при строительстве дорожной одежды

Технология устройства дополнительного слоя основания из песка

Дополнительный слой основания начинают отсыпать сразу после окончания работ по уплотнению земляного полотна, поэтому планировка верха не требуется.

Строительство подстилающего слоя состоит из следующих операций: подвозка материала автосамосвалами; распределение его автогрейдерами; увлажнение поливомоечными машинами; уплотнение тяжелыми катками за 10-12 проходов со скоростью 2.5 км/ч.

Технология устройства основания из щебня по способу заклинки

Работы по устройству оснований методом заклинки производят в два этапа: распределение фракции 40-70 мм, ее уплотнение сначала легкими, затем тяжелыми катками; распределение смеси фракций 5-10 и 10-20, окончательное уплотнение легкими и тяжелыми катками.

При уплотнении щебня катки проходят вдоль захватки, начиная от обочины и заканчивая на оси основания. Общее число проходов катков статического типа должно быть не менее 30 (10 на первом этапе и 20 на втором) по СНиП 3.06.03-85/4/.После россыпи каждой фракции производят розлив воды (15-25 л/м²) по СНиП 3.06.03-85/4/.

Технология устройства покрытия из асфальтобетонной смеси

Перед укладкой смеси основание необходимо подгрунтовать битумной эмульсией. По краям покрытия устанавливают боковые упоры из деревянных брусьев, из рельс узкой колеи или из прокатной стали корытного профиля. Упоры через 1.5-2 м железными костылями.

Асфальтобетонную смесь к месту работы доставляют автосамосвалами. Привезенную смесь осматривают, замеряют температуру, укладывают смесь укладчиком ДС-126.

Для лучшего сопряжения внутренний край ранее построенной полосы разогревают: на края ее перед устройством смежной полосы укладывают валик горячей смеси шириной 15-20 см. Непосредственно перед асфальтоукладчиком эту смесь убирают на вторую полосу. Толщину укладываемого слоя регулируют путем поднятия или опускания выглаживающей плиты асфальтоукладчика. Если ширина проезжей части больше ширины полосы, укладываемой асфальтоукладчиком, не уложенная узкая полоса заполняется вручную. Поверхность уложенного слоя после прохода асфальтоукладчика должна быть ровной, однообразной, без разрывов и раковин.

Уплотняют асфальтобетонное покрытие самоходными катками с гладкими металлическими вальцами массой 6-8, 8-18 за 5-20 проходов по одному следу. Уплотнение ведут от краев к середине, затем от середины к краям, перекрывая каждый след на 20-30 см. При уплотнении первой полосы вальцы катка не должны приближаться более чем на 10 см к кромке, обращенной к оси дороги. Каток должен трогаться с места или изменять направление плавно, без рывков. Нельзя останавливать каток на горячем неуплотненном покрытии. Вальцы катков во избежание прилипания смеси к ним должны автоматически смачиваться водой, смесью воды с керосином в пропорции 1:1.

2.6 Расчет технико-экономических показателей работы отряда

строительство дорожный одежда материал

Расчет энергетических характеристик

Тип и марка машин в отряде	Расчетная потребность в машине, маш.-см	Продолжительность работы машин, ч	Принятое количество машин в отряде	Мощность двигателя, кВт (л.с)	Суммарная мощность, кВт для	Цена машино-ч., руб.	Суммарные прямые затраты
					Расчетной потребности машин в отряде	Принятого числа машин
Автогрейдер ДЗ -31-1	0,24	2,4	1	125	30	125	1230	1230
Каток ДУ-29	0,36	3,6	1	96	34,56	96	398	398
Каток ДУ-11А	2,08	20,8	3	19,8	41,18	59,4	750	2250
Каток ДУ-31А	4,73	47,3	5	66	312,18	330	1210	6050
КДМ-130	0,71	7,1	1	110	78,1	110	1100	1100
Асфальтоукладчик ДС-126	0,54	5,4	1	29	15,66	29	1952	1952
Всего	-	86,6	12	-	511,68	749,4	-	12980

Технико-экономические показатели отряда

Показатель	Единица измерения	Количество
Темп работ	м2/смену	1610
Трудоемкость работ	Час/100м2	5,38
Основная заработная плата на 1 работающего	Руб./чел	15,36
Выработка на 1 работающего	м2/чел	178,9
Прямые затраты	Руб./м2	19057,6
Удельная энерговооруженность отряда	кВт/м2	0,46
Удельная энергоемкость отряда	кВт/м2	0,32
Коэффициент использования машин	-	0,7

2.7 Расчет потребности отряда в горюче-смазочных материалах

Расчет потребности в горюче-смазочных материалах

Машина и ее марка	Количество часов работы машин в смену	Норма расхода основного горючего на 1 ч. Работы, кг	Потребность в основном горючем /6/	Потребность в смазочных материалах
			Дизельное топливо	Моторное масло	Трансмиссионное масло	Консистенционная смазка
Автогрейдер ДЗ -31-1	0,24	8,5	2,04	0,102	0,039	0,0306
Каток ДУ-29	0,36	8,2	2,95	0,1475	0,056	0,044
Каток ДУ-11А	2,08	3,5	7,28	0,364	0,138	0,1092
Каток ДУ-31А	4,73	8,2	38,77	1,939	0,737	0,582
КДМ-130	0,71	31	22,01	1,1005	0,418	0,33
Асфальтоукладчик ДС-126	0,54	3,5	1,89	0,0945	0,036	0,028
Всего	8,66	-	74,94	3,748	1,424	1,124

2.8 Контроль качества строительства

При операционном контроле качества работ по устройству дорожной одежды следует контролировать по каждому укладываемому слою не реже чем через каждые 100 м: высотные отметки по оси дороги; ширину; толщину слоя неуплотненного материала по его оси; поперечный уклон; ровность (просвет под рейкой длиной 3 м на расстоянии 0.75-1 м от каждой кромки в пяти контрольных отметках, расположенных на расстоянии 0.5 м от концов рейки и друг от друга).

При устройстве щебеночных оснований следует контролировать: не реже одного раза в смену - влажность щебня; постоянно качество уплотнения. Качество уплотнения щебеночных оснований следует проверять путем контрольного прохода катка массой 10-13 т по всей длине контролируемого участка, после которого на основании не должно оставаться следа и возникать волны перед вальцом, а положенная под валец щебенка должна разваливаться.

При приготовлении асфальтобетонной смеси следует контролировать: постоянно температуру битума и минеральных материалов, а температуру готовой асфальтобетонной смеси - в кузове каждого автомобиля-самосвала; не реже одного раза в 10 смен - качество щебня, песка и минерального порошка.

В процессе строительства покрытия дополнительно следует контролировать: температуру горячей асфальтобетонной смеси в каждом автосамосвале; постоянно - качество продольных и поперечных сопряжений укладываемых полос; качество асфальтобетонов по показателям кернов (вырубок) в трех местах на 7000 м² покрытия, а также прочность сцепления слоев покрытия.

Вырубки или керны следует отбирать в слоях из горячих асфальтобетонов через 1-3 суток после их уплотнения на расстоянии не менее 1 м от края покрытия.

Коэффициенты уплотнения конструктивных слоев дорожной одежды должны быть не ниже 0,99 для плотного асфальтобетона из горячих смесей типа Б СНиП 3.06.03 - 85/4/.

3. Проектирование производства работ по сооружению железобетонных водопропускных труб

3.1 Конструктивные особенности водопропускных железобетонных круглых труб

Конструкция трубы зависит от условий пропуска воды, сопряжения с земляным полотном, различий в условиях работы фундаментов тела трубы и оголовков, деформируемости основания. Оголовок воспринимает боковое давление от грунта насыпи и поездной нагрузки, а насыпь над ним меньше, чем в средней части трубы, и не способна защитить грунт основания оголовка от промерзания. Поэтому глубина заложения фундамента оголовков больше, чем фундаментов тела трубы.

У круглых труб с плоским опиранием лекальные блоки отсутствуют. Длина звеньев 2 и 3 м. Секции таких труб могут состоять из одного звена длиной 3 м или двух звеньев по 2 м.

В пределах секции труба не имеет сквозных швов и работает под нагрузкой как жесткая конструкция. Между секциями, между оголовком и прилегающей секцией устраиваются деформационные швы толщиной 3 см, которые допускают вертикальные перемещения смежных секций без нарушения целостности конструкции.

Откосные крылья устанавливают на фундаментные плиты. Для сопряжения оголовка с откосными крыльями устанавливается портальная стенка. У круглых труб с плоской плитой конструкция оголовка позволяет обойтись без портальной стенки.

Фундаменты трубы устанавливаются на щебеночную или гравийную подготовку (подушку) толщиной 10 см. В месте сопряжения фундамента под телом трубы и под оголовком эта подушка проливается цементным раствором.

3.2 Организация работ по сооружению труб

Строительство водопропускных труб на участке строящейся автомобильной дороги рекомендуется организовывать поточным методом, используя специализированную бригаду.

Подготовительные работы

Эти работы создают благоприятные условия для выполнения основных работ и включают в себя геодезические и разбивочные работы, планировку строительной площадки с обеспечением отвода воды, устройство подъездов от притрассовой автодороги, складирование конструкций и материалов, обеспечение водоснабжения и энергоснабжения.

Геодезические и разбивочные работы обеспечивают закрепление оси трубы и точки пересечения этой оси с ось дороги. Ось трубы закрепляется кольями, выносимыми за пределы строительной площадки, чтобы избежать их повреждения при дальнейшей работе. (графическое приложение)

Планировка строительной площадки, устройство подъездов к ней и расчистка русла выполняется бульдозером. Все конструкции для трубы завозятся на строительную площадку до начала монтажа и размещаются в соответствии с планом. Фундаментные блоки складируются в несколько ярусов, остальные конструкции - только в один ярус. Стройплощадка оснащается бетономешалкой, контейнером с цементом, емкостью с водой. Отводятся площадки для песка и щебня.

Разработка котлованов и подготовка оснований

Для труб характерны протяженные котлованы небольшой глубины. Лишь под оголовками фундаменты закладываются ниже глубины промерзания. Глубина котлована под телом трубы определяется толщиной щебеночной подушки, высотой фундаментного блока и толщиной стенки звена, то есть в пределах 1.5 м.

Котлованы под тело трубы могут быть разработаны бульдозером, а под оголовки - экскаватором. Следует применять мобильные экскаваторы с небольшой емкостью ковша: 0.25-0.5м³. Вынутый из котлована грунт должен быть перемещен за пределы стройплощадки в сторону от русла в пределах до 50 м. Максимальная крутизна откосов в глинистых грунтах не должна превышать 1:0.5. Временная нагрузка от работающих машин должна быть удалена от бровки неукрепленного откоса котлована не менее чем на 1.5 м.

В обычных условиях котлован разрабатывается сразу под всю трубу. После механизированной разработки производится доработка вручную - 10 - 15% от общего объема.

В готовом котловане устраивается щебеночная подушка. Щебень завозится автосамосвалами, разбрасывается вручную по дну котлована и утрамбовывается.

Монтажные работы

Монтаж фундамента рекомендуется начинать со стороны выходного оголовка. Сначала укладываются блоки фундаментов оголовков до уровня подошвы фундаментов тела трубы. Скосы в котлованах при переходе от тела трубы к оголовкам заполняют щебнем с проливкой цементным раствором. Последующие ряды блоков укладываются от одного оголовка к другому.

Уклон лотка в трубе осуществляется ступенчатым расположением секций. В пределах каждой секции лотки укладываются горизонтально.

После укладки очередного ряда блоков вертикальные швы заливаются раствором. Наружные стороны швов должны быть предварительно законопачены паклей или заделаны раствором, чтобы исключить утечку заливаемого раствора. Каждый последующий ряд блоков укладывается на слой раствора проектной толщины, но не более 2 см.

По окончании монтажа фундамента производится гидроизоляция и засыпка пазух котлована и начинается монтаж звеньев трубы. В первую очередь рекомендуется монтировать блоки выходного оголовка, затем звенья средней части трубы в направлении к выходному оголовку и сам входной оголовок.

Монтаж конструкций труб следует производить в теплое время года при среднесуточной температуре не менее 5?С и минимальной суточной температуре не ниже 0?С.

Гидроизоляционные работы

Все поверхности труб, соприкасающиеся с грунтом, должны быть покрыты гидроизоляцией.

Гидроизоляция фундаментов выполняется битумной мастикой сразу же после их монтажа, чтобы в кратчайший срок можно было засыпать пазухи котлована и не допустить замачивания грунтов основания.

Наружные поверхности звеньев и оголовков должны быть покрыты гидроизоляцией в соответствии с требованиями, изложенными в «Инструкции по устройству гидроизоляции конструкций мостов и труб на железнодорожных, автомобильных и городских» (ВСН 32-81).

В типовом проекте для звеньев круглых труб с плоским опиранием предусмотрена оклеечная гидроизоляция. Они покрываются сплошной термопластичной двухслойной армированной битумно-мастичной или изольно-рулонной гидроизоляцией. В качестве армирующего материала в обычных климатических условиях применяют стеклянные тканые сетки.

Засыпка водопропускных труб

Эти работы состоят из засыпки пазух котлована, которая производится сразу после монтажа фундаментов и их гидроизоляции, и засыпки самой трубы после ее готовности. Перемещение грунта для засыпки пазух производится бульдозером. Грунт укладывается послойно с уплотнением пневмотрамбовками или электротрамбовками. В труднодоступных местах засыпка выполняется вручную.

Засыпка готовой трубы начинается после монтажа надземной части и ее гидроизоляции. Применяется тот же грунт, которым отсыпается насыпь. Не допускаются грунты крупнообломочные и содержание фракции крупнее 50 мм. Коэффициент уплотнения грунта не менее 0,95 .

Полуметровый слой над трубой предохраняет ее от воздействия уплотняющих машин. Отсыпка производится мягким, хорошо уплотняемым грунтом одновременно с обоих сторон слоями толщиной 15-65 см, в зависимости от грунтоуплотняющих средств и вида грунта с тщательным уплотнением каждого слоя. Для разравнивания грунта применяют бульдозеры.

Укрепительные работы

После окончания монтажных работ на трубе площадка между откосными крыльями (лоток) бетонируется по гравийно-песчаной подготовке. Когда же отсыпана над трубой насыпь, производится укрепление откосов насыпи и русла у входного и выходного оголовков. Откосы и подводящее русло входного оголовка укрепляют обычно плитами по щебеночному слою. Русло у входного оголовка укрепляют монолитным бетоном.

Для расчистки русла перед укрепительными работами используется бульдозер, рытье траншей под упоры можно выполнять экскаватором. Плиты после укладки осаживаются пневмотрамбовками или электротрамбовками.

3.3 Разработка календарного графика

Исходными параметрами для водопропускных труб являются: высота насыпи h_н, вид поперечного сечения трубы и размер отверстия, число очков трубы, толщина стенки звена. Прежде всего следует определить длину тела трубы по формуле

При h_н<6 м l_т=b_о+2m_о(h_н-h_т)-2l_ог (4.1)

где l_т - длина тела трубы, м;

b_о - ширина основной площадки земляного полотна, м;

m_о - показатель крутизны откосов насыпи;

h_т - высота трубы в свету, м;

l_ог - длина оголовка (у круглых труб - 1.68 м).

l_т=10+2*3 (2,37-1,25) - 2*1,68=13,36 м.

Затем следует определить количество звеньев по формуле

n_зв= l_т/ l_зв (4.2)

где l_зв - длина звена, м (по типовому проекту равна 1 м).

n_зв=13,36/1=13,36 м.

Для круглых труб с плоской пятой, где длина звеньев может быть 300 см и 200 см, а длина секции принимается либо 300 см (равная длине звена), либо 401 см, нужно подобрать число секций так, чтобы l_фт было максимально близким к l_т по формуле

l_фт=n₃₀₀*300+n₄₀₁*401+(n₃₀₀+ n₄₀₁+1)*а_шв (4.3)

где l_фт - фактическая длина трубы, м;

n₃₀₀, n₄₀₁ - число секций длиной 300 и 401 м;

а_шв - ширина деформационного шва между секциями, а также между оголовком и телом трубы (принимается равной 0,03).

l_фт=2*3+2*4,01+(2+2+1)*0,03=14,17 м.

Объемы работ по рытью и засыпке котлована, устройству гидроизоляции обмазочной и оклеечной определяются по формуле

V=v_1м* l_фт+V_ог (4.4)

где V - общий объем по виду указанных выше работ;

v_1м - удельный объем на 1 м средней части (тела) трубы;

V_ог - объем по виду работ на двух оголовках.

V=2,8*14,17+51,2*2=143,08 м³ - объем работ по рытью котлована;

V=1,4*14,17+39,6*2=99,04 м³ - объем работ по засыпке котлована;

V=4,4*14,17+6,3*2=74,95 м² - объем работ по устройству оклеечной гидроизоляции;

V=0+23,4*2=46,8 м² - объем работ по устройству обмазочной гидроизоляции;

Объем работ по щебеночной или гравийной подготовке рассчитывается по формуле

(4.5)

где S_n - площадь подготовки, м²;

V_n - объем подготовки, м³;

h_n - высота слоя подготовки, м, (принимается 0,1 м).

S_n= 0,2/0,1=2 м²;

S_n=1,38*2/0,1=0,28 м² - объем работ по подготовке лотка.

Объем доработки котлована вручную принимается в размере 10-15% от общего объема.

Объемы работ по монтажу фундамента должны выражаться в количествах фундаментных блоков различной массы.

В связи с тем, что трудоемкость установки блока фундамента зависит от его вида (блок или плита) и массы, необходимо определить количество блоков по градациям массы, взятым из ЕНиР. Для этого надо знать число двухзвенных и трехзвенных секций, определенное из формулы 4.3.

Объем работ по монтажу звеньев и оголовков определяется количеством звеньев и оголовков. Масса этих элементов приведена в приложениях.

Для определения объема изоляционных работ на швах необходимо знать число швов и длину одного шва, которая определяется как периметр сечения трубы. Число швов вычисляется по формуле

n_шв=n_зв+1 (4.6)

n_шв=4+1=5

Длина шва: l_шв=3,93*5=19,65 м.

Объемы грунта, засыпаемого вручную и уплотняемого механизированным инструментом, можно приближенно определить для круглой одноочковой трубы по формуле

(4.7)

Где d - отверстие круглой трубы, м;

д - толщина звена, м;

h_доп - допустимая толщина слоя грунта над трубой, уплотняемого ручным механизированным инструментом, м;

b - допустимое приближение уплотняющих машин к конструкциям трубы, м.

W_кт=[(1,25+2*0,12+0,15) (1,25+2*0,12+2*0,05) - 3,14 (1,25+2*0,12)²/4]* *(14,17+2*1,68)=26,07 м³.

Полученные объемы по каждой работе помещаются в ведомость затрат труда. Здесь же на основе расчетных объемов работ и норм затрат труда, определяется трудоемкость и машиноемкость.

Затраты труда на подготовительные работы можно принять в размере 15% от суммарной трудоемкости остальных работ по трубе. Ведомость затрат приведена в приложении Е.

На основе данных ведомости затрат труда строится горизонтально-линейный календарный график, представленный в графическом приложении.

3.4 Разработка плана строительной площадки

На плане строительной площадки показывается расположение водопропускной трубы, складов материалов и конструкций, оборудования, временных сооружений, проездов для крана и подъездов от притрассовой дороги.

План строительной площадки зависит от выбранного крана для монтажных работ. Выбор крана определяется его грузоподъемностью.

Разработку плана стройплощадки начинают с нанесения границ котлована для трубы. Затем наносится полоса проезда для крана и назначаются стоянки вблизи проектного положения наиболее тяжелых конструкций. План строительной площадки представлен на листе 12.

3.5 Проектирование транспортных работ

Для перевозок целесообразно использовать машины высокой проходимости, грузоподъемность которых можно максимально использовать, зная размеры и массу конструктивных элементов трубы.

Количество машин для перевозки конструкций по группе труб определяются по формуле

(4.8)

где Q - масса конструкций и материалов для рассматриваемой группы сооружений, определяется в ППР;

q - грузоподъемность автомобиля, т;

k_гр - коэффициент использования грузоподъемности;

t_ис - срок постройки рассматриваемой группы сооружений, дни;

n - коэффициент сменности;

t_ц - время оборота автомобиля, ч., определяется по формуле

t_ц= t_погр+2l/v_ср+ t_раз+ t_ман (4.9)

где t_погр, t_раз, t_ман - время на погрузку, разгрузку и маневры автомобиля (можно принять 0.7 ч);

l - средняя дальность перевозки, км;

v_ср - средняя скорость движения по притрассовой дороге (принимается 30 км/ч).

t_ц=2*4/30+0,7=0,97 ч.

N_а=68*0,97/8*10*1*3,35*1=0,25?1.

Список источников

1. СТО СГУПС 1.01С.02-2006. Курсовой и дипломный проекты. Требования к оформлению. - Новосибирск: Издательство СГУПС, 2006.

2. ЕНиР. Сборник Е - 2. Земляные работы. Выпуск 1. Механизированные и ручные земляные работы /Госстрой СССР - М.:Стройиздат, 1988 - 224 с.

3. СНиП 2.05.02-85. Автомобильные дороги. Госстрой СССР - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986 - 56 с.

4. СНиП 3.06.03 - 85. Автомобильные дороги. Госстрой СССР - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986 - 112 с.

5. Базавлук В.А. Проектирование технологии и организации дорожно-строительных работ: Учебное пособие. - Томск: Издательство Томского университета, 1994 - 111 с.

6. Шелюбский Б.В., Ткаченко В.Г. Технологическая эксплуатация дорожных машин: Справочник инженера - механика. - М.: Транспорт, 1985 - 296 с.

7. ГОСТ 17.5.3.068 - 85. Охрана природы. Требования к определению норм снятия плодородного слоя почвы при производстве земляных работ.

8. ГОСТ 9128-97. Асфальтобетонные смеси и асфальтобетон для автомобильных дорог и аэродромов. Технические условия. Межгосударственный стандарт - М., 1999 - 26 с.

9. СНиП 23-01-99. Строительная климатология.-М.; 1990 - 90 с.

10. ОДН 218.046-01. Проектирование нежестких дорожных одежд. - М. 2000 - 146 с.

Размещено на Allbest.ru