Проектирование технологического процесса производства земляных работ по вертикальной планировке площадки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет

Кафедра технологии строительного производства

Курсовая работа

«Проектирование технологического процесса производства земляных работ по вертикальной планировке площадки»

Разработал:

Логунова И.В.

Принял:

Чередниченко Т.Ф.

Волгоград 2015

Введение

Подсчитать объемы насыпей и выемок при планировке площадки с уклоном i = 0,004 и нулевым балансом земляных масс. Подобрать комплект механизмов для вертикальной планировки площадки.

Площадка 250 Ч 200, грунт 2 группы

В состав земляных работ по вертикальной планировке площадки входят: разработка выемки, перемещение грунта из выемки в насыпь площадки, образование насыпи, транспортирование лишнего грунта в отвал или недостающего грунта из карьера, разравнивание грунта, доставленного из карьера, уплотнение грунта в насыпи, окончательная планировка площадки.

Для определения объемов работ по вертикальной планировке на чертеж площадки наносим планировочную сетку - площадку делим на равные квадраты или прямоугольники.

Вертикальную планировку площадки можно производить под заданную отметку или под отметку, определяемую из условия нулевого баланса земляных масс, при котором объемы грунта выемок и насыпей равны между собой. В последнем случае сначала определяют отметку планировки, а затем ведут подсчеты по той же методике, которая рекомендуется для площадок, планируемых под заданную отметку.

Порядок определения объемов насыпей и выемок следующий:

1. Определяем расчетную отметку площадки

Расчетную отметку площадки, планируемую с равенством объемов грунта выемок и насыпей, рассчитываем методом треугольных призм. Для этого квадраты или прямоугольники планировочной сетки дополнительно разбиваем на равные треугольники и расчетную отметку планировки определяют по формуле:

Н0= (?Н1 + 2?Н2 + 3?Н3 + 6?Н6) / 3n,

где ?Н1, ?Н2, ?Н3, ?Н6- сумма черных отметок таких углов планировочной сетки, в которых соответственно сходятся 1, 2, 3,6 угла элементарной фигуры; n -количество треугольников, образованных на планировочной сетке.

Н0=[(35.12+37.87)+2(36.27+36.64)+3(36.07+35.74+35.41+35.4+35.72+36.03+36.29+ +36.77+37.02+37.54+37.56+37.17+36.65+36.52)+6(35.9+36+36.2+36.53+36+36.24+ +36.54+36.74+36.29+36.55+36.76+37.07)]/3*40=36.41

Н0 - эта отметка линии, проходящей посредине ширины площадки, вокруг которой будет повернута горизонтальная плоскость.

2. Определяем красные (планировочные) отметки площадки по

формуле: Н1 = Н0+ iL,

где Н0 - расчетная отметка, определенная ранее; i - уклон площадки;

L - расстояние от линии поворота до точки, в которой определяется отметка

Н1. Красные отметки проставляют в чертеже (рис.5).

Н1 = 36.41+0,004*125=36.91; Н2 = 36.41+0,004*75=36.71; Н3 = 36.41 ? 0,004 *25 = 36.51; Н4 = 36.41 ? 0,004 *25=36.31

Н5 = 36.41 ? 0,004*75 =36.11

Н6 = 36.41 ? 0,004 *125=35.91

3. Определяем рабочие отметки площадки

Рабочие отметки вычисляются как разность между красной и черной отметкой по равенству: Нкр. - Нчерн.=hраб.

Рабочие отметки со знаком «плюс» - обозначают насыпь, то есть грунт на данный участок площадки необходимо завезти и досыпать до проектной красной отметки; рабочие отметки со знаком «минус» - обозначают выемку, то есть на данном участке площадки находятся излишки грунта, который необходимо разработать под планировочную красную отметку и вывезти.

Все отметки, необходимые для подсчета объемов насыпей и выемок, записываются в углах планировочной сетки с соответствующим знаком (+) или (-) строго по схеме

4. Определяем положение линии нулевых работ на площадке

Линия нулевых работ проходит через элементарные фигуры

планировочной сетки, стороны которых имеют рабочие отметки разных знаков. Точки пересечения линии нулевых работ со сторонами фигур определяем графическим способом (рис.4.), на чертеже плана площадки проводим линию нулевых отметок 0 - 0 и пронумеруем образовавшиеся элементарные фигуры в насыпи и выемке.

5. Определяем объемы насыпи и выемки

Объемы насыпи и выемки в каждой отдельной фигуре планировочной сетки, имеющей отметки одного знака, подсчитывают по формуле:

V ? hср F

где hср - средняя величина рабочих отметок углов элементарной фигуры; F - площадь данной элементарной фигуры (квадрат, прямоугольник, трапеция, треугольник).

В фигурах с отметками различного знака, так называемые фигуры со
смешанными объемами, объемы насыпи и выемки подсчитывают отдельно.

Сначала определяют разность объемов в фигуре со смешанными объемами по формуле.

(-) для выемки; n - количество отметок, взятых по углам элементарной фигуры; F - площадь элементарной фигуры.

Значение W в данной формуле со знаком (+) указывает, что в фигуре со смешанными объемами, объем насыпи больше объема выемки на величину -

W и наоборот.

Затем определяют объем V1 (рис.5):

- элементарная фигура планировочной сетки имеет вид треугольника:

рабочие отметки в углах элементарной фигуры планировочной сетки в знаменателе записывают в абсолютных значениях; а - длина катета прямоугольного треугольника.

Далее определяем объем V2 по формуле: V2 ? W ?V1

Находим V1

Результаты подсчетов всех объемов насыпей и выемок в пределах планируемой площадки сводим в таблицу (табл.1).

6. Определяем объемы 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.

Крутизну откосов при планировке площадок принимают 1:2 или соответственно m = 2 согласно СП 45.13330.2012 «Земляные сооружения, основания и фундаменты».

При вертикальной планировке площадки откосы выемок и насыпей, примыкающие к линии нулевых работ, имеют форму трехгранной пирамиды, далее по периметру образуются неправильные трехгранные призмы.

Геометрические объемы откосов определяем по формулам:

где: h1; h2 - значения рабочих отметок углов элементарной фигуры;

L1и L2 -длины оснований откоса насыпи или выемки; m-показатель откоса.

Объемы грунта в откосах насыпи (с учетом коэффициента Кр) или выемки рассчитываем по формуле:

Vотк.выемки (насыпи) ? ?Vпир. ? ?Vприз.

Определяем длины сторон откосов в фигурах со смешанными объемами

VВ =(19.57*2*0.182)/6 =0.21

VВ =(21.21*2*0.142)/6 =0.14

VВ = (50*2/4)( 0.182 + 0.732) =14

VВ =25( 0.732 + 0.862) =31.75

VВ = 25( 0.862 + 1.112) =49.25

VВ = 25( 1.112 + 1.672) =100.5

VВ = 25( 1.672 + 1.962) =165.75

VВ = 25( 1.962 + 1.452) =148.5

VВ = 25( 1.452 + 0.862) =71

VВ = 25( 0.862 + 0.142) =19

Vотк.выемки = 601.1

VН=(30.43*2*0.282)/6 =6.8

VН =(28.79*2*0.192)/6 =0.38

VН =25( 0.642 + 0.192) =11.25

VН =25( 0.642 + 0.842) =16

VН =25( 0.842 + 1.172) =40

VН =25( 1.172 + 1.52) =90.5

VН =25( 1.52 + 1.792) =138.75

VН =25( 1.792 + 1.312) =123

VН =25( 1.312 + 0.792) =58.5

VН =25( 0.792 + 0.282) =32.25

Vотк.насыпи = 506.18

Объем откосов в насыпи с коэффициентом Kо.р - Vн=506.18/1,03=468,69 м3

Подсчет длинны сторон фигур со смешанными объемами смотреть в таблице №2

7. Определяем общий объем земляных масс

Общий объем насыпи и выемки с откосами:

Vн=15971.9+468.69=16440.59 м3

VВ=15967.3+601.1=16568.4 м3

Определяем разницу объемов грунта в насыпях и выемках:

16440.59 ? 16568.4 *100% ? 0,78%

Следовательно, расчетные отметки, по которым были произведены вычисления, могут быть приняты как отметки планировки.

8. Определяем среднюю дальность перемещения грунта

Производительность землеройно-транспортных машин в значительной степени зависит от дальности перемещения грунта. Дальность транспортировки грунта определяется по протяженности пути следования машины. В курсовом проекте эта величина определяется графоаналитическим и аналитическим методами.

Среднюю дальность перемещения грунта из выемки в насыпь при вертикальной планировке площадки определяем при помощи статических моментов объемов элементарных фигур по формуле:

М х?у ? ?V ? x?y?

где х и у - расстояния от центра тяжести каждой из элементарных фигур планировочной сетки до координатных осей, за которые принимаем линии х - х и у - у, представляющие собой границы площадки; V - объемы элементарных фигур (прямоугольник, трапеция, треугольник), на которые делим площадку планировки (см. пример, приведенный на рис.12).

Данные для определения средней дальности перемещения грунта заносим в таблицу табл.3.

Координаты точек центров тяжести выемки (В) и насыпи (Н) определяем по формулам: площадка земляной сооружение откос

Мх(насыпи) = 928719.08 Мх(выемки)=3090979.83

Му(насыпи) =2022829.68 Му(выемки)=1133558.21

где V1, V2…Vn - объемы грунта в элементарных фигурах №1,2,...n; x1,x2…xn, y1,y2…yn - расстояние до координатных осей от центра тяжести фигуры соответствующего номера (соответствующих номеров); УМх, УМу - сумма статических моментов объемов всех фигур относительно осей х и у; УV - сумма объемов грунта во всех фигурах планировочной сетки насыпи или выемки.

Lх(Н)=57.8м

Lу(Н)=125.8м

Lх(В)=200.3м

LУ(В)=73.4м

Определив координаты Lх(В) и Lу(В) точки «B», центра тяжести выемки, и координаты Lх(Н) и Lу(Н) точки «Н», центра тяжести насыпи, среднее расстояние перемещения грунта (Lср.) получим графически, соединив точки «B» и «Н» или аналитически по формуле:

Lср ??( Lх(Н) ? Lх(В))2 +( Lу(В) ? Lу(Н))2 =??74.5???23.1?2????64.9???34.7?2

Lср =151.8м

9. Технолгогия ведения работ и выбор комплектов машин при вертикальной планировке площадки

При производстве земляных работ по вертикальной планировке площадки представляется право выбора марок и видов машин и механизмов в зависимости от условий работ, категорий грунтов и наличия машин в управлениях механизации. Планировочные работы на площадках, имеющих срезку и подсыпку, выполняют комплектом машин, который обеспечивает их технологическую связь и осуществление работ в заданные сроки с наименьшими материальными затратами .

Механизмы для производства земляных работ подбираются по техническим характеристикам и группе грунта (согласно ЕниР, сб.2, вып.1, табл.1) для двух вариантов. Из них принимается комплект машин с наименьшей стоимостью разработки 1м3 грунта.

В состав работ по вертикальной планировке площадки включают следующие процессы:

1. Срезка растительного слоя бульдозером

Для расчета применяем:

ЕНиР, сб.2. Земляные работы, §Е2-1-5.

СНиП 4.03.91. Сборник сметных цен эксплуатации строительных машин.

Площадь участка планировки - S=50000 м2, группа грунта - 1.

Срезка растительного слоя проводится параллельными проходками бульдозера от середины очищаемого участка к краям. Срезанный грунт в конце каждого прохода бульдозера укладывается вдоль расчищаемого участка за его пределами.

В табличной форме приводятся следующие данные:

Технические характеристики бульдозеров	1 вариант	2 вариант
Марка бульдозера	ДЗ-8	ДЗ-28
Тип отвала	неповоротный	поворотный
Длина отвала, м	3.03	3.94
Марка трактора	Т-100	Т-130
Управление	канатное	гидравлическое
Норма времени на 1000 м2, маш.-ч	0.84	0.66
Цена маш.-ч, руб.	3.35	4.57
Сменная производительность	9762	12424
Псм = 8,2 * 1000 / Нвр, м2/см
Трудоемкость производства работ	5.12	4.02
Т = S / Псм, см
Стоимость машино-смены бульдозера	27.47	37.47
Смаш.-см.= Смаш.-ч ·* 8,2, руб.

2. Разработка и перемещение грунта скрепером

Движение скрепера в процессе производства работ по планировке площадки осуществляется по эллиптической схеме. Наполнение ковша скрепера следует производить на прямолинейном участке пути при движении под уклон.

Для расчета применяем:

ЕНиР, сб. 2, Е2-1-21; СНиП 4.03.91.

Среднюю длину перемещения грунта скрепером (для расчета нормы времени) - 151.8 м.

Объем разработки (выемки) грунта - VВ=15967.3 м3

Технические характеристики скреперов

Марка скрепера

Тип скрепера Вместимость ковша,м3

Ширина захвата,м Мощность скрепера л.с.

Норма времени на 100 м3, маш.-ч. Цена маш.-часа, руб.

Сменная производительность

Псм = 8,2*100 / Нвр, м3/см

Трудоемкость производства работ

Т = VВ / Псм, см

Стоимость машино - смены скрепера

Смаш.-см. = Смаш.-ч.·* 8,2, руб.

1 вариант	2 вариант
ДЗ-30	ДЗ-20
прицепной	прицепной
3	6.7
1.9	2.59
75	108
2.6+0.14*6==3.44	1.5+0.09*6==2.04
3.67	4.85
238.37	401.96
64.75	38.4
30.09	39.77

3. Уплотнение грунта в насыпях катками

В основе технологии уплотнения грунтов в насыпях лежит разбивка насыпи на карты-участки небольшой длины, на которых производят уплотнение. Уплотнение грунта производится послойно, начиная от краев участка к середине (по спирали). Каждый последующий проход катка должен перекрывать предыдущий на ширину 0,2-0,3 м.

Для расчета принимаем: ЕНиР, сб.2; Е2-1-29; Е2-1-31; СНиП 4.03.91.

Объем насыпи грунта - VН=16451.1.

Технические характеристики катков	1 вариант	2 вариант
Марка катка	ДУ-39 А	ДУ-31 А
Тип катка	прицепной	самоходный
Ширина уплотняемой полосы,м	2.6	1.9
Мощность двигателя, л.с.	108	90

Масса катка, т Норма времени на 100м3, маш.-ч Цена маш.-часа, руб.

Сменная производительность

Псм = 8,2*100 / Нвр, м3/см

Трудоемкость производства работ

Т = VН / Псм, см

Стоимость машино - смены бульдозера

Смаш.-см. = Смаш.-ч*8,2, руб.

25	16
0.34	0.41
3.02+0.94=3.96	5.58
2411	2000
6.67	8.04
32.47	45.76

4. Окончательная планировка площадки бульдозером

Для окончательной планировки площадки примем те же марки бульдозеров, что и для срезки растительного слоя. Схема движения бульдозеров по площадке - параллельными проводками.

Для расчета применяем: ЕНиР сб. 2 Е2-1-36; СНиП 4.03.91.

Площадь участка планировки - S=50000.

Технические характеристики бульдозеров	1 вариант	2 вариант
Марка бульдозера	ДЗ-8	ДЗ-28
Тип отвала	неповоротный	поворотный
Длина отвала, м	3.03	3.94
Марка трактора	Т-100	Т-130
Управление	канатное	гидравлическое
Норма времени на 1000 м2, маш.-ч	0.38	0.27
Цена маш.-ч, руб.	3.35	4.57
Сменная производительность	21578	30370
Псм = 8,2 * 1000 / Нвр, м2/см
Трудоемкость производства работ	2.32	1.65
Т = S / Псм, см
Стоимость машино-смены бульдозера	27.47	37.47
Смаш.-см.= Смаш.-ч ·* 8,2, руб.

5. Технико-экономические показатели планировки площадки

Для выбора более экономичного комплекта машин делаем сравнение двух вариантов.

а) Подсчитываем себестоимость разработки 1м3 грунта. Расчет производим для ведущего процесса

Смаш.-см. - усредненная стоимость машино - смены;

Т - трудоемкость производства работ;

V - объем работ ведущего процесса (VВ).

Сед I=1.08(27.47*5.12+30.09*64.75+32.47*6.67+27.47*2.32)/15433.96 = 0.17 руб/м3

Сед II=1.08(37.47*4.02+39.77*38.4+45.7*8.04+37.47*1.65)/15433.96 = 0.15 руб/м3

б) Затраты труда на выполнение единицы работы полностью механизированных процессов.

Т з ? ПР ,

где Р - количество рабочих, занятых на обслуживании машины и на вспомогательных работах (для ведущего процесса);

Псм - производительность машины в смену(для ведущего процесса).

Технико-экономические показатели по вариантам сводим в таблицу 4.

Таблица 4. Технико-экономические показатели

	Показатели	Вариант
		I	II
	1	2	3
1	Стоимость разработки 1м3 грунта, руб./м3	0.14	0.12
2	Трудоемкость разработки 1м3 грунта, чел.дн/ м3	3.2*10-3	1.8*10-3
3	Продолжительность основных работ, маш.-см.	64.75	38.40

Выбираем 2 вариант, как наиболее экономичный комплект механизмов для вертикальной планировки площадки

10. Мероприятия по охране труда При производстве работ соблюдать правила техники безопасности

СНиП 12-03-2001, 12-04-2002 (в пределах действующих разделов) «Безопасность труда в строительстве».

1. До начала производства земляных работ в местах расположения действующих подземных коммуникаций должны быть разработаны и согласованы с организациями, эксплуатирующими эти коммуникации, мероприятия по безопасным условиям труда, а расположение подземных коммуникаций на местности обозначено соответствующими знаками или надписями.

2. Производство земляных работ в зоне действующих подземных коммуникаций следует осуществлять под непосредственным руководством прораба или мастера, а в охранной зоне кабелей, находящихся под напряжением, или действующего газопровода, кроме того, под наблюдением работников электро- или газового хозяйства.

З. При обнаружении взрывоопасных материалов земляные работы в этих местах следует немедленно прекратить до получения разрешения от соответствующих органов.

4. Перед началом производства земляных работ на участках с возможным патогенным заражением почвы (свалка, скотомогильники, кладбища и т.п.) необходимо разрешение органов Государственного санитарного надзора.

5. Места прохода людей через траншеи должны быть оборудованы переходными мостиками, освещаемыми в ночное время.

6. Грунт, извлеченный из котлована или траншеи, следует размещать на расстоянии не менее 0,5 м от бровки выемки.

7. Разрабатывать грунт в котлованах и траншеях «подкопом» не допускается.

8. Валуны и камни, а также отслоения грунта, обнаруженные на откосах, должны быть удалены.

Библиографический список

1. Технология строительных процессов: Учебник для вузов: в 2ч.: Учебник/ В.И. Теличенко, А.А. Лапидус, О.М. Терентьев. М., Высш. шк., 2005 г. - 392 с.

2. Хамзин С.Л., Карасев А.К. Технология строительного производства; курсовое и дипломное проектирование. М., Высш.шк., 2006. - 216 с.

3. Земляные работы: Справочник строителя / под ред. А. К. Рейша. -- М.:, 1984. -- 320 с.

4. СП 45.13330.2012 Актуализированная редакция СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения, основания и фундаменты. -- М., 2013.

5. СП 48.13330.2011 Актуализированная редакция СНиП 12-01-2004. Организация строительного производства. -- М., 2012.

6. СНиП 12--04--02. Безопасность труда в строительстве. -- М., 2002, -- 34 с.

7. ЕниР. Сб. 2: Земляные работы. Механизированные и ручные земляные работы. Вып. 1. -- М., 1988. -- 222 с.

8. СНиП IV-3-82 Сборник сметных цен эксплуатации строительных машин.

Размещено на Allbest.ru