Основы строительных технологий

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. ТСП как наука, продукция и особенности строительного производства

ТСП - это совокупность методов рационального взаимодействия трудовых и материальных ресурсов занятых на возведении зданий и сооружений.

Как наука ТСП занимается изучением строительных процессов, влияющих на характеристики строительной продукции и производительность труда.

Строительное производство - совокупность работ на строительной площадке в подготовительный и основной периоды строительства, включая работы по возведению подземной и надземной частей здания, все отделочные работы и инженерное санитарно- и электротехническое оборудование, лифты и др.

Технология строительных процессов рассматривает теоретические основы, способы и методы выполнения строительных процессов, обеспечивающих обработку строительных материалов, полуфабрикатов и конструкций с качественным изменением их состояния, физико-механических свойств, геометрических размеров с целью получения продукции требуемого качества. Понятие «метод», включенное в это описание, определяет принципы выполнения строительных процессов, базирующихся на различных способах воздействия (физических, химических и др.) на предмет труда (строительные материалы, полуфабрикаты, конструкции и др.) с использованием средств труда (строительные машины, средства малой механизации, монтажная оснастка, оборудование, аппараты, ручной и механизированный инструмент).



2. Строительные процессы и рабочие операции. Структура строительных процессов и их характеристика

Строительное производство состоит из строительных процессов, протекающих на строительной площадке и имеющих конечной целью возведение, восстановление или ремонт различных зданий, сооружений или их частей. Строительные процессы бывают основными, вспомогательными и транспортными, например, основной процесс -- кладка кирпичной стены, вспомогательный -- устройство подмостей, транспортный -- подъем на этаж кирпича и раствора. 

Технологически однородный и организационно неделимый элемент строительного процесса называется рабочей операцией. Для нее характерны неизменяемость состава рабочих-исполнителей, предметов и орудий труда. 

Каждая рабочая операция состоит из нескольких, тесно связанных между собой, рабочих приемов, которые состоят из отдельных движений. Рабочая операция может выполняться одним рабочим или же группой согласованно действующих рабочих. 

В первом случае операция является индивидуальной, во втором -- групповой (звеньевой или бригадной). 

По сложности производства строительные процессы разделяются на рабочие (простые) и комплексные (сложные). 

Рабочим процессом называется совокупность технологически связанных рабочих операций, выполняемых одним составом исполнителей, например монтаж стеновых панелей, укладка плит покрытия и т.д. 

Комплексным процессом называется совокупность одновременно осуществляемых процессов, находящихся между собой в непосредственной организационной зависимости и связанных единством конечной продукции

Строительные процессы, выполняемые вручную с использованием ручного инструмента и простейших приспособлений, называют ручными; выполняемые с помощью электрических ручных машин (электропилы, электрорубанка и пр.) --полумеханизированными. Строительно-монтажные процессы, выполняемые с помощью машин и механизмов, где функции рабочего сводятся лишь к управлению данной машиной, называют механизированными. Если все технологические операции процесса (основные и вспомогательные) выполняются при помощи комплекта машин, то такой процесс называют комплексно механизированным. 

3. Профессии и квалификация рабочих в строительстве, ЕТКС, тарификация рабочих

Разнообразие строительных процессов требует для их выполнения привлечения рабочих разных профессий, имеющих необходимые знания и практический опыт.

Профессия рабочих - это их постоянная деятельность, определяемая видом и характером выполняемых ими работ (монтажники, бетонщики, маляры).

Специальность - более узкая специализация по данному виду работ (монтажник-высотник, монтажник железобетонных или металлических конструкций). Для выполнения разнообразных строительных работ и процессов нужны рабочие с разным уровнем подготовки, т. е. разной квалификации.

Квалификация - наличие знаний и навыков для выполнения работы определенной сложности. Показателем квалификации является разряд, устанавливаемый в соответствии с квалификационными характеристиками каждой профессии и разряда.

Единый тарифно-квалификационный справочник ЕТКС работ и профессий в строительстве включает 179 профессий, с учетом 6-разрядной сетки, принятой в строительстве. В справочнике приведены требования, предъявляемые к рабочим разных профессий в отношении знаний и умения выполнять ту или иную работу. В соответствии со сложностью выполняемых строительных процессов для рабочих основных профессий установлено шесть квалификационных разрядов:

1 разряд - достаточно иметь трудовые навыки и знание правил охраны труда;

2 разряд - нужны некоторые профессиональные навыки;

3 разряд - необходим определенный профессиональный уровень знаний и навыков;

4 разряд - требуется специальная и теоретическая подготовка и большой профессиональный стаж для выполнения процессов средней сложности;

5 разряд - необходимы высокая квалификация и знания для выполнения сложных процессов, организаторские способности для работы звеньевым или бригадиром;

6 разряд - особо сложные процессы.

Тарификация работ - определение разряда их сложности в соответствии с описаниями содержания работ, приведенными в тарифно-квалификационных характеристиках ЕТКС работ и профессий рабочих; тарификация рабочих - присвоение им квалификационных разрядов согласно требованиям тарифно-квалификационных характеристик Единого справочника. Разряды работ и рабочих используются при организации их оплаты на предприятиях, в учреждениях и организациях.

На основе ЕТКС тарифицируются рабочие, занятые в различных отраслях, производствах и видах работ, предусмотренных структурой Единого справочника.

По ЕТКС не тарифицируются рабочие, права и обязанности которых регламентируются уставами и специальными положениями, такие, как рабочие локомотивных бригад, работники летного состава, плавсостава, служб МЧС и др.

Тарификация работ на предприятиях проводится на основе тарифно-квалификационных характеристик ЕТКС путем сопоставления или приравнивания содержания тарифицируемой работы с соответствующими работами-аналогами, описанными в тарифно-квалификационных характеристиках.

В тех случаях, когда работа выполняется бригадой (звеном), ее разряд определяется либо дифференцированно по каждой операции, входящей в эту работу, либо как средний разряд, рассчитанный по сумме разрядов операций с учетом удельного веса каждой операции.

4. Организация труда рабочих, звеньев и бригад в строительстве, виды бригад. Понятие рабочего места, фронта работ, делянка, ярусы

Формы организации труда на строительстве постоянно совершенствуются. Важную роль в повышении производительности труда рабочих играет расчлененный пооперационный принцип выполнения строительных работ. При этом строительный процесс разделяется на однородные операции, которые выполняются звеньями рабочих соответствующей квалификации. Внутри звеньев, состоящих из рабочих одной или нескольких профессий, работы распределяются с таким расчетом, чтобы наиболее сложные операции выполнялись рабочими более высокой квалификации. Звенья рабочих объединяются в бригады для выполнения отдельных видов работ. 

Звено - группа рабочих одной профессии, выполняющих совместно один и тот же вид работ; при разной квалификации членов звена рабочие более высокого разряда выполняют более сложные операции. Численность звена обуславливается рациональной организацией труда; состав обычно колеблется в пределах 2...5 чел.

Бригада - несколько звеньев рабочих, объединенных для совместного производства одного и того же вида работ. Количественный и квалификационный состав звеньев и бригад устанавливается в зависимости от объема работ, сложности выполняемых процессов, планируемых сроков работ, принятых методов производства работ. Наиболее распространены в строительстве специализированные и комплексные бригады.

При осуществлении правильного формирования обеспечивается эффективное использование по профессии и квалификации каждого рабочего, одинаковая загруженность всех рабочих, рациональное совмещение профессий и максимальное использование по времени строительных машин.

Виды бригад:

Специализированная бригада (обычно до 25...30 чел.) состоит из звеньев рабочих одной профессии, выполняющих работы одного вида (малярные, штукатурные, плиточные).

Комплексная бригада (до 40...50 чел.) создается из рабочих разных профессий, занятых выполнением одновременно протекающих строительных процессов, связанных единством конечной продукции (бригада отделочников - штукатуры, маляры и плиточники, бригада бетонщиков - опалубщики, плотники, арматурщики, бетонщики). Такая организация труда позволяет правильно распределить работу между членами бригады, осуществляется совмещение профессий, благодаря чему устраняются возможные простои. Бригадир комплексной бригады назначается из числа наиболее квалифицированных и уважаемых рабочих ведущей специальности или ИТР.

Комплексная бригада «конечной продукции» (до 60...70 чел.) создается для проведения работ, предусматривающих выполнение отдельных законченных комплексных работ (монтаж каркаса здания из сборных элементов, возведение конструктивных элементов здания из монолитного железобетона) или выполнение строительства здания или сооружения в целом. Такая бригада состоит из звеньев рабочих разных профессий и выполняет весь комплекс общестроительных работ по возведению надземной части здания, включая все отделочные работы.

Рабочее место -- это участок, где перемещаются участвующие в строительном процессе рабочие и расположены потребные материалы, и технические средства. Рабочее место должно быть удобным для трудового процесса и обеспечивать безопасность труда.

Делянка -- участок, отводимый звену для бесперебойной работы в течение смены.

Фронт работ -- обычно это направление и последовательность перехода звена с делянки на делянку, а для бригады - с захватки на захватку.

Ярус - часть здания (сооружения), условно ограниченная по высоте и представляющая собой единое целое в объемно-планировочном, техническом или конструктивном отношении. В жилищном строительстве ярус соответствует этажу здания.

5. Оценка качества СМР

Обеспечение качества строительно-монтажных работ достигается систематическим контролем выполнения каждого производственного процесса. С позиций организации контроля он подразделяется на внутренний и внешний.

Внутренний контроль - функция административно-технического персонала строительной организации. Оперативный повседневный контроль ведется в процессе производства строительно-монтажных работ.

Внешний контроль за осуществлением строительства выполняют государственные органы и заказчик. Государственные органы - инспекции архитектурно-строительного надзора (ИГАСН) и административно-технические инспекции (АТИ) осуществляют всесторонний контроль не только за процессом строительства, но и за взаимодействием с окружающей средой (вывоз мусора, обеспечение проездов и др.).

Заказчик осуществляет технический контроль. Контролирующие функции возлагают на специального представителя, который следит за обеспечением качества работ, оформлением надлежащим образом скрытых работ, соблюдением сроков работ, проверяет выполненные объемы.

Авторский надзор осуществляет проектная организация, контролирующая соблюдение строителями проектных решений и качество выполнения строительно-монтажных работ.

Окончательная приемка здания Госкомиссией предусматривает не только визуальную оценку сооружения и всех его помещений, но и наличие всех необходимых и оформленных актов выполнения работ, включая акты на скрытые работы.

6. Техническое нормирование, понятие Нвр, Нвыр, определение Нвр, трудоемкости

Под нормированием труда понимают установление норм затрат труда на изготовление единицы продукции, выполнение работы и оказание услуги или какое количество труда должно быть затрачено в течение полного рабочего дня, или выработку продукции за единицу времени.

Нормой времени (Н_вр) - называется количество рабочего времени, необходимого для изготовления единицы доброкачественной продукции рабочим соответствующей профессии, специальности или квалификации в условиях правильной организации производства работ и применение современных методов труда.

Нвр = Тп-з + Тосн + Твсп +Тобсл + Тотд

Подготовительно-заключительное время (Тп-з) - это время, которое затрачивается рабочим на подготовку к выполнению задания и его завершения.

Основное время (или технологическое время) (Тосн) - это время в течение которого осуществляется цель технологического процесса.

Вспомогательное время (Твсп) - это время, затрачиваемое на различные вспомогательные действия, которые обеспечивают выполнение основной работы.

Время обслуживания рабочего места (Тобсл) - это время, затрачиваемое на уход за рабочим местом и поддержания порядка на нём.

Время на отдых и личные надобности (Тотд) - это время, отводимое в ходе работы на физиологически необходимый отдых и исполнение личных надобностей рабочего.

Нормой выработки (Н_выр)называется количество доброкачественной продукции, которую должен выработать рабочий соответствующей профессии и квалификации в условиях правильной организации производства за единицу времени (за час, за смену или за год).

Н_выр=1/ Н_вр (за час)

Н_выр=Т_см/Н_вр (за смену)

Трудоемкость - количество труда рабочих, затрачиваемого на производство доброкачественной продукции, (чел-мин, чел-час, чел-смены).

ТРУДОЕМКОСТЬ ( в чел-час) = Н_вр*Объем работ.

На основе норм времени и тарифных ставок устанавливают расценки для оплаты труда строительных рабочих. При вредных условиях труда и на тяжелых работах вводятся коэффициенты условий работ, составляющие 1,12....1,24. В зимнее время применяют зимние коэффициенты в пределах 1,1....1,6, которые принимаются в зависимости от температурной зоны и фактической температуры производства работ.

7. Тарифное нормирование, тарифная сетка, понятие тарифной ставки (Тст), тарифного коэффициента, расценки (Рц), расчет расценок, коэффициенты применяемые к Нвр и Рц

Основной задачей тарифного нормирования оплаты труда является установление оптимальных пропорций между мерой труда и мерой потребления. Тарифное нормирование обслуживает тарифную систему, представляющую собой совокупность правил и нормативов, обеспечивающих планирования фонда оплаты труда в сметах и дифференцирование заработной платы рабочих в подрядных организациях, в зависимости от качества и условий труда.

Тарифная сетка представляет собой шкалу, состоящую из определенного числа тарифных категорий, соответствующих им тарифных ставок и тарифных коэффициентов. Она характеризуется диапазоном тарифных коэффициентов - отношение тарифных ставок крайних категорий и тарифными коэффициентами - соотношением тарифных ставок всех категорий тарифной сетки, приведенных к низшей категории или к среднему уровню.

Тарифная ставка - удельная заработная плата рабочего, которая полагается ему за выполнение установленных производственных заданий на работах, соответствующих его квалификации. В строительстве были установлены единые часовые тарифные ставки для рабочих-сдельщиков и рабочих-повременщиков.

Тарифный коэффициент - показывает во сколько раз уровень оплаты труда этого разряда выше оплаты труда работника первого разряда.

Расценка -- величина оплаты за единицу работы при сдельной оплате труда, зависящая также от нормы выработки и тарифной ставки.

Рц=Нвр*средТст

8. Формы оплаты труда в строительстве

В строительстве применяется 2 формы оплаты труда: сдельная и повременная.

Сдельная форма оплаты труда - заработная плата начисляется в зависимости от количества выполняемой работы (произведенной продукции) по установленным сдельным расценкам за единицу качественной продукции в натуральных показателях.

Различают: индивидуальную и коллективную (звеньевую, бригадную) сдельную форму оплаты труда.

При индивидуальной форме производственное задание получает каждый рабочий в отдельности. Его зарплата зависит от достигнутого им уровня производительности труда.

При коллективной (звеньевой и бригадной) формах задание выдается на звено или бригаду. Учет выполненных работ производится в целом по звену (бригаде).

В зависимости от технико-организационных условий и решаемых на данном участке производства задач применяются следующие системы сдельной оплаты труда: прямая сдельная, сдельно-премиальная, сдельно-прогрессивная, косвенная, аккордная.

а) Прямая сдельная система оплаты труда (З_пс) - оплачивается количество произведенной продукции (выполненных работ) по установленным расценкам.

,

где Расц_i - расценка за i-тую работу, руб.;

Qi - объем работы i-того вида.

б) Сдельно-премиальная система оплаты труда (З_с.прем) - зарплата состоит из оплаты по прямым сдельным расценкам и премии (Прем) за выполнение и перевыполнение количественных и качественных показателей (эффективное использование оборудования, высокое качество продукции, работы, экономное расходование ресурсов).

Показатели и условия премирования устанавливаются в соответствии с уставом организации или договором между работниками и администрацией.

в) Сдельно-прогрессивная система оплаты труда (З_с.прог) - объем продукции, произведенной в пределах норм выработки, оплачивается по неизменным прямым сдельным расценкам, а сверх нормы - по повышенным (прогрессивным) расценкам, возрастающим по мере роста выполнения норм.

Прогрессивная оплата труда создает высокую материальную заинтересованность в перевыполнении норм. В наряде должен быть указан объем работ, срок выполнения, нормы и расценки, а также величина премиальных доплат. Оплата по сдельно-прогрессивной системе производится по шкале доплат, которую каждое предприятие устанавливает самостоятельно.

г) Косвенная сдельная система оплаты труда применяется преимущественно при оплате труда вспомогательных рабочих, чья заработная плата устанавливается в прямой зависимости от результатов труда обслуживаемых ими рабочих-сдельщиков или производств.

д) Аккордная сдельная система оплаты труда - оплата производится не за отдельную операцию и работу, а за комплекс взаимосвязанных работ, за выполнение определенного производственного задания, комплекса работ, выраженного в единицах измерения конечной продукции (производственно-технический модуль, этап, здание, сооружение).

Повременная форма оплаты труда применяется в тех случаях, когда невозможно установить норму или ее установка нецелесообразна, т.к. интенсивность работы в течение времени неравномерна. При повременной форме оплаты труда величина заработка работника зависит от фактически отработанного им времени и его тарифной ставки (оклада). Для производственных рабочих чаще всего устанавливаются часовые тарифные ставки.

При повременной форме оплаты труда различают простую повременную и повременно-премиальную системы оплаты труда.

а) Простая повременная система оплаты труда (З_повр) - заработная плата определяется умножением часовой тарифной ставки работника на фактически отработанное (по табелю) время в часах.

,

где С_час - тарифная ставка рабочего соответствующего разряда, руб.;

Т_раб - фактически отработанное время, час, день.

б) Повременно-премиальная система оплаты труда (З_{повр.прем}) - к заработной плате работника - повременщика сверх тарифа за фактически отработанное время включается премия за выполнение производственного задания в срок или досрочно, за высокое качество и другие показатели. Оплата труда рабочих по повременно-премиальной системе производится на основании положения разработанного на предприятии и включенного в коллективный договор и в текст трудового договора.

,

где Прем - размер премии в процентах к тарифной ставке за выполнение установленных показателей и условий премирования.

9. Виды и назначение земляных сооружений, требования к ним. Элементы земляных сооружений

Результатом разработки грунта является земляное сооружение, представляющее собой инженерное сооружение, устраиваемое из грунта в грунтовом массиве или возводимое на поверхности грунта. Земляные сооружения разделяют:

-по отношению к поверхности грунта - выемки, насыпи, подземные выработки, обратные засыпки;

-по сроку службы - постоянные и временные;

-по функциональному назначению - котлованы, траншеи, ямы, скважины, отвалы, плотины, дамбы, дорожные полотна, туннели, планировочные площадки, выработки;

-по геометрическим параметрам и пространственной форме - глубокие, мелкие, протяженные, сосредоточенные, простые, сложные и т.п.

К постоянным относят сооружения, предназначенные для долгосрочной эксплуатации - земляные плотины, каналы, полотно рельсовых и безрельсовых дорог, выемки и насыпи, возводимые при планировке.

К временным земляным сооружениям относят выемки, отрываемые при возведении фундаментов жилых и промышленных зданий, мостов, плотин, траншеи для прокладки водопроводных, канализационных, газовых и других сетей, насыпи для временных дорог и запруд. Каждое земляное сооружение должно быть устойчивым, прочным и защищенным от размыва водой.

Выемки шириной более 3 м называют котлованами, более узкие выемки для ленточных фундаментов или сетей коммуникаций - траншеями, выемки под отдельно стоящие фундаменты или столбы - ямами. Эти сооружения имеют дно и боковые поверхности, наклонные откосы или вертикальные стенки. Выемки, разрабатываемые для добычи недостающего для строительства грунта, называют резервами; насыпи, в которые осуществляют отсыпку излишнего грунта, - кавальерами или отвалами. Места для отсыпки строительного и другого мусора называютсвалками, а места, где осуществляют разработку песка, щебня и других строительных материалов -- карьерами.Выемки, закрытые с поверхности земли и устраиваемые для прокладки транспортных и коммуникационных туннелей называют подземными выработками. Выемки имеют дно и наклонные откосы, после устройства подземных сооружений (или подземной части сооружений) выполняется обратная засыпка пазух - заполнение грунтом пространства между сооружением и откосами котлована.

Земляные сооружения устраивают в соответствии с техническими правилами формой и размерами, предусмотренными проектом; они должны быть устойчивыми и прочными, воспринимающими статические и динамические нагрузки, противостоящими воздействию воды.

Основные элементы земляных сооружений

Откосом называется боковая поверхность выемки или насыпи, соединяющая верхнюю и нижнюю бровки. Заложение откоса -- это проекция линии откоса на горизонтальную плоскость. Крутизну откоса характеризуют углом а между направлением откоса и горизонтальной плоскостью или коэффициентом заложения откоса т: т = a/h = Icosa/h = ctga, где а -- заложение откоса; h -- высота откоса; I -- ширина откоса.

Бровка откоса -- линия пересечения поверхности откоса с поверхностью земли или сооружения (различают верхнюю и нижнюю бровки). Подошва откоса -- линия пересечения поверхности откоса сооружения с поверхностью.

10. Грунты, их характеристики и свойства, учитываемые при проектировании земляных сооружений и при производстве земляных работ

Грунт представляет собой естественную среду, в которой размещается подземная часть зданий и сооружений. Грунтами в строительстве называют породы, залегающие в верхних слоях земной коры и представляющие собой главным образом рыхлые и скальные породы. Различают следующие основные виды грунтов: песок, супесь, суглинок, глина, лессовый грунт, торф, гравий, растительный грунт, различные скальные и уплотненные грунты. От строительных свойств грунтов зависит прочность и устойчивость возводимых сооружений, методы производства, трудоемкость и стоимость работ. При выборе методов производства земляных работ необходимо учитывать следующие основные характеристики грунтов: плотность, влажность, липкость, разрыхленность, сцепление, угол естественного откоса, сложность разработки.

Песчаные грунты - сыпучие в сухом состоянии, не обладают свойством пластичности. Они водопроницаемы.

Глинистые грунты - связные и обладающие свойством пластичности. Глины сильно впитывают воду и при этом сильно разбухают.

Суглинок имеет свойства глины, супесь - песка, но в значительно меньшей степени. В глинистых грунтах особо выделены лессовидные грунты. В сухом состоянии лесс обладает значительными прочностью и твердостью, но при соприкосновении с водой легко ее впитывает, при этом расплывается, сильно уменьшается в объеме, резко теряет несущую способность, становится просадочным.

В зависимости от среднего размера частиц, мм, составляющих грунт, их подразделяют на: глинистые-<0.005, пылеватые-0.005…0.05, пески -0,03...3, гравий-3...40, галька, щебень-40...200, камни, валуны->200.

Влажность грунта характеризуют степенью насыщения грунта водой и определяют отношением массы воды в грунте к массе твердых частиц грунта.

Плотность грунта - это масса 1м³ грунта в естественном состоянии. От плотности и силы сцепления грунта зависит производительность машин.

Сцепление грунта характеризуют начальным сопротивлением сдвигу, оно зависит от вида грунта и его влажности.

Разрыхленность. При разработке грунт разрыхляется и его объем по сравнению с первоначальным увеличивается. Увеличение объема грунта при разрыхлении сильно отличается для различных грунтов и называется первоначальным разрыхлением. Степень разрыхленности грунта после его осадки и уплотнения называют остаточным разрыхлением. Величины первоначального и остаточного разрыхления выражают в % по отношению к объему грунта в плотном состоянии. Коэффициенты, учитывающие эти приращения объема грунта, называют коэффициентами первоначального и остаточного разрыхления.

Липкость - способность грунта при определенной его влажности прилипать к поверхности различных предметов.

11. Обеспечение устойчивости грунта в откосах земляных сооружений за счет крутизны откосов

Обеспечение устойчивости земляных сооружений является важнейшим требованием, предъявляемым к ним. Чтобы её обеспечить, земляные сооружения возводят с откосами необходимой крутизны. Крутизна откоса выемки или насыпи зависит главным образом от угла естественного откоса грунта. Её принимают в зависимости от глубины выемки или высоты насыпи, свойств грунта, их влажности, характера сооружений (постоянные или временные) и других факторов. Наибольшая допустимая крутизна откосов

котлованов и траншей глубиной до 5 м, отрываемых в нескальных грунтах выше уровня грунтовых вод (УГВ) или в грунтах, осушенных с помощью искусственного водопонижения, регламентируемого СНиП.

При напластовании различных видов грунтов (кроме растительного) крутизну откоса для всех пластов назначают по более слабому грунту (с меньшей крутизной). Для отрывки выемок глубиной более 5 м крутизна откоса устанавливается по расчету исходя из значений угла внутреннего трения и удельного сцепления грунта с учётом нагрузки на берме откоса. При необходимости отрывки выемок ниже УГВ, где будут обводнённые грунты, крутизну и откосов принимают по таблице.

12. Обеспечение устойчивости грунта в откосах земляных сооружений за счет крепления откосов

Однако не всегда имеется возможность отрывки котлована или траншей с наклонными откосами необходимой крутизны, чтобы обеспечить их устойчивость. Такое, в частности, может быть при отрывке выемок в стесн?нных условиях городской застройки и тогда приходится их отрывать с вертикальными откосами. Для предотвращения обрушения вертикальных стенок необходимо устраивать их временное крепление. При этом следует иметь в виду, что без креплений вертикальных стенок траншей и котлованов, расположенных выше УГВ, допускается при глубине их не более: в песчаных и крупнообломочных грунтах - 1 м; в супесях - 1,25 м; в суглинках и глинах (кроме очень прочных) - 1,5 м; в очень прочных суглинках и глинах - 2 м.

Способы и конструкции креплений вертикальных стенок котлованов и траншей зависят от их глубины и размеров, физических и гидрогеологических свойств грунтов, наличия динамических нагрузок у кра?в выемки (от машин и механизмов) и принятых способов последующих работ (монтажа строительных конструкций, труб и т.п.).

В зависимости от конструктивного решения различают крепления следующих типов: распорные, консольные, консольно-распорные,консольноанкерные,подкосные (рис. 1а). Тип крепления выбирают в зависимости от назначения и размеров выемки, свойств грунтов, величины притока грунтовых вод и условий производства работ.

По характеру конструктивного исполнения и степени оборачиваемости крепление может быть инвентарным и стационарным (из отдельных элементов), сплошным или с прозорами.

Распорные крепления наиболее распространены. Они применяются для траншей глубинойдо 3 м и состоят из щитов (сплошных или с прозорами), стоек (или прогонов), раздвижных винтовых распорок или рам. На рис. 1б привед?н инвентарный вариант исполнения крепления. Такое крепление состоит из деревянных щитов 2 х 0,5 м, вертикаль-

но соединённых брусьев 80 х 150 мм, металлических стоек из труб диаметром 70 мм с отверстиями для крепления разжимных телескопических распорок. Крепление стен производят сразу же после отрывки траншеи.

Рисунок 1. Крепление вертикальных стен выемок: а - схемы типов конструктивных решений креплений стенок траншей и котлованов: I - распорное; II - консольное; III -консольно-распорное;IV -консольно-анкерное;V - подкосное: 1 - щиты; 2 - стойки (сваи); 3 - анкеры; 4 - распорки; 5 - подкосы; 6 - упоры; б - инвентарное распорное крепление: 1 - металлические стойки; 2 - уголок; 3 - заострение; 4 - щиты; 5 - распорки телескопической конструкции; 6 - болт; в - консольный тип: 1 - стойки; 2 - щиты и пластины; г -консольно-распорныйтип крепления: 1 - двутавровые балки; 2 - поддерживающие стальные уголки; 3 - деревянные распорки; 4 - доски ограждающего элемента крепления (забирка); д - консольноанкерный тип: 1 - стойки; 2 - забирка; 3 -свая-анкер;4 - засыпка; 5 - тяжи; е - шпунтовое ограждение с внутренним анкерным креплением: 1 - шпунтовая стенка; 2 - балки; 3 - тяги; 4 - анкеры.

Консольные (рис. 1в) иконсольно-распорные (рис. 1г) крепления используются при глубинах отрывки 3 м в слабых водонасыщенных грунтах. Конструктивными элементами креплений этого типа являются: металлическиестойки-сваи,сплошная забирка из досок и распорки между стойками.

Консольно-анкерные крепления (рис. 1д) в отличие от консольных имеют анкеры, состоящие из якорей и тяжей к стойкам. Якоря обычно устанавливают от бровки на расстоянии не менее 1,5 h (где h - глубина выемки), а их количество определяют по расч?ту.

Шпунтовые ограждения стен являются разновидностью консольных ограждений и устраиваются при глубоких котлованах, большом боковом давлении грунта, сложных гидрогеологических условиях. Шпунтовые ограждения представляют собой сплошные стенки из предварительно погруженных в грунт стальных или деревянных шпунтин с замковыми соединениями. Существует три варианта исполнения шпунтовых ограждений: консольное,распорное и анкерное (рис. 1е).

Подкосные крепления используются для крепления стен котлована и состоят из забирки, стойки, подкоса, лежня и упорного якоря. Крепления такого типа затрудняют работы в котловане и поэтому применяются редко.

13. Обеспечение устойчивости грунта в откосах земляных сооружений за счет изменения физико-механических свойств грунта

Способы повышения прочности:

-замораживание грунтов- грунт вокруг будущего котлована замораживают и поддерживают в мерзлом состоянии вест период эксплуатации;

-нагнетание в грунт связующих материалов: цементация грунта, битумизация, силикатизация;

-термический способ;

-электрический способ-для закрепления грунтов с низким коэф. фильтрации. По периметру забивают электроды, и создают на них разность потенциалов. Под действием эл. тока грунты в районе «-» потенциала сильно осушаются и увеличивается их прочность.

14. Назначение размеров и определение объема и котлована. Основные способы производства земляных работ. Машины, применяемые для механического способа разработки грунта

Назначение размеров и определение объема и котлована

а - котлованов малых размеров в плане (Всоор<15 м);

б - то же, средних (Всоор>15 м);

в - то же, больших (Всоор>15n, м);

г - траншей с вертикальными стенками и креплениями;

д - трапецеидальных;

е - сложного сечения и совмещённой прокладке трубопроводов.

Размеры котлованов определяют исходя из общих размеров сооружений в плане, глубины его заложения, крутизны откосов, а также принятых методов выполнения основных производственных процессов. При этом важно учесть: схему возведения будущего сооружения, определяющую схему движения кранов и других машин при монтаже сборных или возведении монолитных сооружений: схемы доставки и раскладки конструкций в монтажной зоне, установки опалубки, лесов и подмостей.

Поскольку при устройстве систем водоснабжения и водоотведения строят заглубленные и чаще всего ёмкостные сооружения прямоугольной или круглой в плане формы, которые фактически отличаются друг от друга только своими размерами и внутренними конструктивными элементами, то независимо от их назначения и принадлежности (но учитывая общие размеры сооружений) можно выделить следующие четыре основные схемы их возведения:

Схема I (кольцевая) - кран и транспортные средства при возведении сооружения перемещаются вокруг него по берме котлована, не заезжая на его дно; схема II - механизмы движутся по дну котлована за пределами сооружения, по его периметру; схема III - механизмы в процессе строительства сооружения перемещаются непосредственно по его днищу;схема IV предусматривает монтаж сооружения одновременно, т.е. параллельно работающими двумя кранами, при котором конструкции крайних стен и примыкающего пролёта сооружения монтируется первым краном с передвижением его и транспортных средств по берме котлована, а конструкции внутри сооружения - вторым краном, предвигающимся по днищу сооружения.

Источник статьи: www.sbh.ru

По схеме I возводят обычно небольшие сооружения, ширина которых в плане или диаметр не превышают 15 м (Всоор<15 м). Размеры котлована (ширина Вк и длина Lк) при этом определяются исходя из внешних размеров сооружения с небольшим уширением его дна с каждой стороны для удобства выполнения работ (рис. 11.3, а):

Bк=Всоор + 2b1; Lк= Lсоор + 2b1,

где Всоор, Lсоор - ширина и длина возводимого сооружения по наружному периметру; b1 - ширина свободного пространства между подошвой откоса выемки и выступающей частью днища сооружения (принимается по условиям теехники безопасности и удобства работ не менее 0,5 м).

По схеме II возводят сооружения средних габаритов, размеры которых в плане превышают 15 м (Bсоор >15 м) при значительном их заглублении и большой массе монтажных элементов. Размеры котлована при этом должны быть достаточными для размещения сооружений, а также для проезда кранов и транспорта вокруг них по дну выемки (рис. 11.3, б) и для раскладки сборных конструкций по фронту работ:

Bк = Dнn + (n-1)B2 + 2B3;

Lк = Dнn1 + (n1-1)B2 + 2B3,

где Dн - диаметр или размер сооружения по наружному периметру; n, n1 - число сооружений или секций в одном ряду соответственно в поперечном и продольном направлениях; B2 - расстояние между сооружениями в свету; B3 - уширение котлована по дну для безопасного выполнения монтажных работ и движения транспорта:

B3 = 1 * 2 + 2Rм = 2(1 + Rм),

где 1 - просвет между движущимся краном и сооружением (или откосом выемки), м; Rм - радиус поворота машинной платформы крана.

По схеме III обычно строят крупные сооружения (рис. 11.3, в), размеры которых в плане в несколько раз (n) превышают 15 м (Bсоор>15n, м). В этом случае размеры котлована:

Bк = Bсоор + b1 + B4; Lк = Lсоор + 2l1;

где B4 - уширение котлована для монтажа конструкций последней секции сооружения (рис. 11.3, в); l1 - уширение котлована в торцах сооружения для заезда и выезда крана и транспортных средств (принимается равным 6-7 м и зависит от радиуса их поворота);

B4 = 1*3 + 2Rм + Ба,

где Ба - ширина базы грузовых автомашин на уровне кузова (габарит).

По схеме IV строят крупные сооружения при Всоор>15n, м. Размеры котлованов, поскольку уширение их дна на величине B3 или B4 не требуется, могут быть определены по формулам, применяемым при схеме I. Размеры котлованов поверху определяют исходя из их размеров понизу Bк, Lк глубину выемки H и принятых коэффициентов заложения откоса m для соответствующих грунтов и глубин котлованов

Bкв = Bк + 2mH; Lкв = 2mH.

Основные способы разработки грунта и применяемые механизмы

Грунты можно разрабатывать механическим, гидромеханическим и взрывным способами. Основным способом является механический.

Механический способ разработки заключается в отделении грунта от массива резанием с помощью землеройных машин (экскаваторов) или землеройно-транспортных машин (бульдозеров, скреперов, грейдеров).

Гидромеханический способ основан на размывании грунта водяной струей гидромонитора или всасывании разжиженного грунта земснарядом.

Взрывным способом в основном разрабатывают грунты, находящиеся за городом. Для этого в земляном массиве бурят скважины, в которые закладываются взрывчатые вещества (ВВ).

Основные процессы механической разработки грунта - рыхление, разработка, транспортирование, отсыпка, разравнивание, уплотнение, планирование откосов и площадей.

15. Виды одноковшовых экскаваторов, разработка грунта экскаваторами «Прямая лопата», виды забоев, порядок разработки выемки

Рис.14. Схемы разработки выемок экскаватором "прямая лопата":

а - общий вид;

б, в, г - лобовые проходки соответственно: узкая, нормальной ширины, уширенная;

д - боковая проходка

Виды одноковшовых экскаваторов:

-с прямой лопатой;

-с обратной лопатой;

-драглайн

-грейфер

Экскаватор с прямой лопатой(рис.14, а) в основном используется при разработке выемок в сухих и маловлажных грунтах, что связано с необходимостью съезда на дно выемки. Применяют продольные лобовые (рис.14, б - г) или боковую (рис.14, д) проходки с погрузкой грунта в транспортное средство, которое обычно размещают непосредственно в забое. Для выезда и въезда транспорта устраивают наклонные пандусы с уклоном 10... 15°.

Нормальная ширина лобовой проходки (см. рис.14, в)

где R, - оптимальный радиус резания;

L - длина передвижки, т.е. расстояние, на которое передвигается экскаватор после разработки грунта с предыдущей стоянки.

Наряду с проходками нормальной ширины [(1,5... 1,9) R ] из-за условий работы могут применяться узкие проходки (до 1,5 R0) и; уширенные проходки [(2... 2,5) R]. В зависимости от ширины проходки лобовые забои подразделяются на узкие, нормальные и уширенные. Из-за большого угла поворота стрелы производительность экскаватора, работающего в узком забое, бывает ниже, чем при работе в нормальных и уширенных забоях.

При боковой проходке (см. рис.14, д) транспорт подается под погрузку сбоку выработки, что уменьшает угол поворота стрелы экскаватора и способствует повышению его производительности.



16. Виды одноковшовых экскаваторов, разработка грунта экскаваторами «Драглайн», виды забоев, порядок разработки выемки

Виды одноковшовых экскаваторов:

-с прямой лопатой;

-с обратной лопатой;

-драглайн

-грейфер

Драглайн(рис.17, в, г) применяют при разработке грунта ниже уровня стоянки экскаватора, без съезда на дно выемки, поэтому наличие грунтовых вод не влияет на работу машины.

Драглайн используют для рытья сравнительно больших котлованов и траншей, а также для отсыпки насыпей, в частности на строительстве каналов, автомобильных и железных дорог.

При применении драглайна выемку грунта можно осуществлять лобовыми или боковыми проходками. Поскольку ковш подвешен на канате, то при загрузке он раскачивается и забрасывается на расстояние, превышающее длину стрелы; часто используют челночные способы работы (рис.18, а, б).

При поперечно-челночном способе самосвал загружается попеременным черпанием ковша с обеих сторон кузова. При продольно-челночном грунт набирается перед задним бортом кузов самосвала. Угол поворота стрелы экскаватора при погрузке по продольно-челночной схеме приближается к 0, а при поперечно-челночной - к 15...20°. Во время разгрузки движение ковша не прекращается, благодаря чему продолжительность цикла экскавации снижается на 20... 26 %.

Рис.18. Разработка грунта способами

а - поперечно-челночным;б - продольно-челночным; в - "на себя"; 1 - подъем ковша; 2 - опускание ковша при наборе грунта; 3 - разгрузка ковша;4 - автосамосвал

17. Виды одноковшовых экскаваторов, разработка грунта экскаваторами «Обратная лопата», «Грейфер» виды забоев

Виды одноковшовых экскаваторов:

-с прямой лопатой;

-с обратной лопатой;

-драглайн

-грейфер

Экскаваторы, оборудованные обратной лопатой, разрабатывают выемки торцевыми (лобовыми) и боковыми проходками (рис.15), располагаясь выше дна забоя, что позволяет: использовать их при разработке увлажненных и мокрых грунтов, с погрузкой в транспортное средство или в отвал.

Рис.15. Варианты проходки экскаватора с рабочим оборудованием "обратная лопата":

а - торцевая (лобовая);

б - уширенная лобовая;

в - поперечно-торцевая;

г - боковая;

д - торцевая с разгрузкой грунта в транспорт и в отвал;

1 - автосамосвал;

2 - экскаватор.

Транспорт может подаваться по дну выемки или поверху с одной или двух сторон. Глубина забоя определяется длиной рукояти экскаватора. Ширина торцевой проходки при двухсторонней погрузке самосвалов (1,6... 1,7) R, при односторонней - (1,2... 1,5) R. При работе в отвал ширина проходки бывает меньше - (0,5... 0,8) R. При боковой проходке автотранспорт под погрузку может подаваться по верху или по дну котлована, с правой или левой стороны (рис.16).

Экскаваторы с грейферным ковшом применяют при разработке узких или глубоких выемок (траншей, колодцев) в мягких и сыпучих грунтах, в том числе при высоком уровне грунтовых вод. Ковш может быть установлен на рукояти или подвешен на решетчатой стреле, грунт набирается с использованием гидравлического привода или врезания в грунт тяжелого ковша (рис.17, а, б). Гидравлическая система привода позволяет разрабатывать плотные грунты легкими ковшами, что дает возможность за один цикл экскавации набирать в ковш больше грунта. Производительность экскаваторов с таким оборудованием значительно повышается. При отрывке небольших в плане, глубоких выемок экскаватор, оборудованный грейферным ковшом, работает без перемещений. При отрывке траншей он перемещается вдоль траншеи, поэтому подъезд транспорта может осуществляться с любой свободной стороны.

Рис.16. Схемы разработки грунта экскаватором, оборудованным ковшом "обратная лопата":

а, б - с жесткой и гибкой подвеской;

в - разработка грунта в материковом залегании с установкой транспорта выше и ниже стоянки экскаватора;

г - разработка предварительно разрыхленного грунта;

д, е - варианты подъезда автомашин.

Рис.17. Схемы разработки грунта экскаваторами, оборудованными ковшами "грейфер" и "драглайн":

а, б - при установке грейфера на рукояти и решетчатой стреле;

в, г - работа ковшом "драглайн";

I - положение ковша при наборе грунта;

II - то же при подъеме и разгрузке.

18. Производительность экскаватора и пути ее повышения

где: Т, Т - соответственно время работы машины, время цикла экскавации;

q - геометрическая вместимость ковша (земляной призмы);

К,К,К-соответственно коэффициенты наполнения ковша, разрыхления грунта, использования времени в течение смены.

Производительность можно повысить в результате следующих мероприятий:

-сокращения цикла экскавации (Т), совмещая рабочие операции, уменьшая угол поворота стрелы при разгрузке, разрыхляя грунт в период перерывов в подаче транспорта и т.д.;

-увеличения объема грунта, разрабатываемого за один цикл (q, К), в случае применения ковшей повышенной вместимости, более полного их заполнения ("с шапкой") и т.д.;

-увеличения коэффициента К в процессе сокращения простоев (своевременное проведение профилактических работ, представление фронта работ, подвозка горюче-смазочных материалов и пр.).

19. Транспортирование грунта, расчет количества транспортных средств к экскаватору для транспортирования грунта

Для транспортирования грунта на расстояние свыше 0,5 км в комплекте с экскаватором могут быть использованы автосамосвалы, тракторы с прицепами и полуприцепами, рельсовый транспорт (вагонетки, думкары) и др. Наибольшее распространение получили автосамосвалы как более маневренный и достаточно подвижный вид транспорта.

Выбор способа транспортирования грунта и определения комплекта транспортных средств требуемой грузоподъемности определяется технико-экономическим сравнением вариантов. В качестве экономического критерия могут быть приняты приведенные затраты на транспортировку грунта или суммарные затраты на экскавацию и транспортировку, отнесенные к единице выработки.

В зависимости от объема ковша экскаватора, расстояния перевозки до места отвала и объема экскавации грунта выбирается грузоподъемность автотранспорта.

Потребное количество автосамосвалов или тракторных поездов (N) находят исходя из условия обеспечения бесперебойной работы экскаватора:

N = Тц/tп = (tп + 2L/Vcp- + tm + tp)/tп,

где Тц -- продолжительность цикла работы одного транспортного средства; tп - время погрузки транспорта; L -- расстояние от места погрузки транспорта до отвала; Vcp -- средняя скорость движения транспорта с грунтом к месту отвала и обратно; tм -- продолжительность маневрирования при установке транспорта под погрузку; tр -- продолжительность разгрузки транспортного средства с маневрированием.

При работе экскаватора поочередно не только в транспорт, но и навымет количество транспортных единиц определяется с учетом поправки: N=Тцк/tn

где к-поправка:

к= (Пнав/Птр)/[(Vнав/Vтр) + (Пнав/Птр ) ];

Пнав и Птр -- производительность экскаватора при работе навымет и в транспорт;

Vнав и Vтр -- объемы земляных масс, разрабатываемых навымет и в транспорт.

20. Виды многоковшовых экскаваторов, область их применения, профили траншей. Расчет производительности многоковшового экскаватора

У экскаваторов непрерывного действия все операции по разработке грунта выполняются одновременно и непрерывно. По типу рабочего органа экскаваторы подразделяют на цепные многоковшовые и скребковые, роторные многоковшовые и бесковшовые. По характеру движения рабочего органа экскаваторы делятся на экскаваторы продольного, поперечного и радиального копания. У первых направление движения рабочего органа (ротора, ковшовой цепи) совпадает с направлением движения машины. У вторых оно перпендикулярно направлению движения машины. У третьих рабочие органы поворачиваются относительно базы машины (роторные стреловые экскаваторы).

По типу ходового оборудования различают экскаваторы на гусеничном, пневмоколесном и рельсовом ходу.

Цепные экскаваторы продольного копания (непрерывного действия) (рис.20, а, б) применяются для отрывки траншей под кабели, трубопроводы и другие коммуникации с небольшим объемом работ в грунтах первой группы без каменных включений. После срезки ковшами грунт поднимается наверх, откуда скребками, шнеками и отвальным устройством сдвигается в сторону от траншеи.