Возведение подземной части здания

БОЛЬШАЯ ЛЕНИНГРАДСКАЯ БИБЛИОТЕКА - РЕФЕРАТЫ - Возведение подземной части здания

Возведение подземной части здания

1

Кафедра: «Строительное производство и материалы».

Дисциплина: «Технология строительных процессов».

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ.

ТЕМА: «Возведение подземной части здания»

1. Задание на курсовой проект

Технические условия:

1. Вид грунта: песок с примесями

2. Отметка низа фундамента (ростверка): -3,2 м

3. Наличие подвала: есть 30*54 м

4. Время производства работ: летнее

5. Наличие свай: есть

6. Дальность отвозки грунта: 2,5 км

7. Уровень грунтовых вод: 4,2 м

8. Глубина промерзания: нет

9. Тип здания: кирпичное

10. Шаг колонн (для промышленных зданий): нет

11. Несущие стены: продольные

12. Пролёт (для одноэтажного здания): нет

13. Размеры здания в осях (м): 30 * 54

14. Несущая способность свай: 40 т

15. Нагрузка на один фундамент : 280 т

16. Длина сваи: 8 м

17. Размер подушки фундамента: расчетный

18. Тип фундамента: монолитный ленточный

Объём работы:

1. Графическая часть: 1 лист А1

2. Пояснительная записка: 25 - 30 страниц А4

Дата выдачи проекта: Срок выполнения:

Зав. кафедрой ________________________________________

Руководитель проекта ________________________

Проект защищен с оценкой _________________ Дата ______________

Введение: Цель и состав работы

Цель:

Разработка проекта производства работ на технологические процессы по устройству подземной части здания.

Состав проекта:

Земляные работы, свайные работы, устройство фундаментов из монолитного бетона, выбор типов механизмов, калькуляция трудовых затрат, календарный график устройства работ, технико-экономические показатели: стоимость, продолжительность, трудоемкость.

Расчетная часть

1. Определение параметров котлована

Для удобства определения размеров котлована необходимо на основании исходных данных построить план котлована и фундаментов, а также продольный (поперечный) его профиль. В задании на курсовое проектирование предусмотрен свайный фундамент. Размер свай определяется по [3] таблице 1 приложения.

Конструирование ростверка

Длина сваи - 8 м, поэтому принимаем марку сваи С8 - 30. Сваи квадратного сечения 300*300.

Количество свай, приходящихся на один погонный метр фундамента, принимаем: N= 2 сваи.

Тип фундамента - монолитный ленточный. Размеры ростверка определяются с учетом правил его конструирования. Минимальное расстояние между осями висячих свай принимается на менее 3d, где d - диаметр или сторона поперечного сечения сваи, но не менее 0,7 м. С учетом вышеизложенного конструируем ростверк.

Глубина заложения фундаментов составляет 3,2 м

Определяем размеры котлована по дну:

Длина котлована:

а=L+2(M1+c),

Ширина котлована:

b=B+2(M2+c),

где L, B - длина, ширина здания в осях;

М1, М2 - расстояние от наружной грани ростверка фундамента до оси (определяется исходя из геометрических размеров ростверка фундамента);

с=0,3 м (расстояние от подошвы откоса до наружной грани ростверка)

а=54+2(0,9+0,3)=56,4 м - размер в продольном направлении;

b=30+2(0,3+0,3)= 31,2 м - размер в поперечном направлении

Определяем размеры котлована по верху:

a1=a+2d;

b1=b+2d,

где d -заложение откоса стенки котлована;

d=m* Hк,

где Нк - глубина котлована,

1/m - крутизна откоса [3] табл.2 приложения

d=1*3,2= 3,2 м

a1=62.8 м - размер в продольном направлении;

b1=37.6 м - размер в поперечном направлении;

2. Определение объемов работ

Подсчет объёмов земляных работ

Объём работ по разработке грунта в котловане включает объём котлована и объём въездных пандусов. Объём котлована, разрабатываемого экскаватором, определяется:

Vк =((F1+F2)/2)(Hk-н),

где F1=а b - площадь котлована по дну;

F1=а b= 57,9*20,2=1759,7 м2

F2=a1 b1 - площадь котлована по верху;

F2=a1 b1=62,8*37,6=2361,3 м2

Hk - глубина котлована;

н=0,1(м) - грунт, недобираемый экскаватором.

Vк = ((1759.7+2361.3/2)*(3.2-0,1))=6387.6 м3

Объём въездных пандусов

Для ведения работ по устройству фундамента необходимо устроить съезд в котлован под углом 10 шириной 4 м.

b=4 (м) - ширина пандуса.

Объем пандуса рассчитывается по формуле:

VП=( h2/6)*(3*b+2*m*h((m1-m)/ m1)* (m1-m));

где h - глубина котлована;

b - ширина пандуса по дну;

m=tg= tg10=0,1763;

m1=ctg= ctg 10=5,6713;

VП = (10.24/6) (3 4 +2 0,17633.2(5,6713-0,1763)/5,6713) (5,6713-0,1763)=184.5 м3

Пандус устраивается с обоих концов котлована

VП= 2*184.5=369 м3

Объём работ по срезке растительного слоя

Срезка растительного слоя осуществляется при выполнении работ по разработке котлована в летнее время.

Vраст.гр.=F2*0,3*Kп,

где F2 - площадь котлована по верху,

Kп- коэффициент первоначального разрыхления грунта,

Vраст.гр.=2361.3*0,3*1,018=721.14 м3

Объём работ по зачистке дна котлована

Эта работа выполняется вручную. Подчистка дна котлована выполняется только по площади ростверка плюс по 0,2 м в каждую свободную сторону (для предотвращения осыпания грунта) на глубину, недобираемому экскаватором.

Vзач = F3* нед *N

где F3 - площадь ручной зачистки под один фундамент, м2

N-количество фундаментов,

нед=0,1м - величина недобора;

F3=( аф+0,1)*( bф +0,1)*h,

где аф - длина фундамента;

bф - ширина фундамента;

h-высота зачисти.

F3=(56.4+0,1)*(31.2+0,1)*0.3 =530.53м3

Vзач =531*0,1=53,1 м3

Объем работ по обратной засыпки пазух котлована

Как правило, при отрывке котлована часть грунта оставляется для последующей засыпки пазух фундамента:

Vоз=[(Vк+Vв+Vзач)-( Vр+Vпод)]/Кор

где Кор - коэф. остаточного разрыхления грунта;

Vр - суммарный объём ростверков;

Vр= 0,3*0,6*1,8*184=59,6 м3;

kp = 184 шт. - число ростверков;

Vпод=3,2*54*30=5184 м3;

VЗ= 53,1 (м3) - объем работ по зачистке дна котлована

Vоз=[(6387.6+369+53,1)-(59,6+5184)]/1,01=1618 м3

Объем кавальера обратной засыпки

Определим объем грунта при отсыпке его в кавальер.

Vкав= Vраст.гр* Kп

где Кпр=1,15 - коэффициент первоначального разрыхления

Vкав=721,14*1,018=734 (м3)

Находим площадь кавальера

Sкав = Vкав /(L),

где L= 62,8 (м) - длина кавальера.

Sкав=734/(62,8)=11,7 (м2);

Находим ширину кавальера в котловане

В=3Hk,

Нк=2,5 м

В=3*2,5=7,5 м.

Объем грунта, транспортируемого в отвал

Vотв=Vкотл+Vзач-Vоз,

где Vкотл - объем работ по разработке грунта в котловане;

Vзач - объем работ по зачистке дна котлована;

Vоз - объем работ по обратной засыпки пазух котлована;

Vотв=6387,6+53,1-1618=4822 (м3)

3. Определение объемов свайных работ

Свайные работы включают в себя следующие операции: строповку, подъем сваи, заводку в наголовник, разворот и установку на точку, перемещение агрегата, погружение сваи и срубку голов свай пневматическими молотами или гидроустановками клещевого типа.

Исходя из условий задания, ростверк делается монолитным.

Объем работ по погружению свай определяется общим количеством свай на здание,

Определяем объем свай

Vсв= kp* N,

где kp - количество ростверков в здании,

Vсв= 184*2=368 шт

Объем работ по установке опалубки

Vопал=Fопал kр,

где Fопал - площадь боковых граней ростверка,

kр - количество ростверков

Fопал=(0.6 * 0.3)+(0.3*1.8)=0.72 м2

Vопал=0.72 184 = 132.5 м3

Объём распалубки

Vрасп= Vопал=132.5 м3

4. Объем арматурных работ

Принимаем условно не вдаваясь в детализацию, т.к. фундамент ленточный, то на 6 погонных метров приходится 0,3 т. арматуры. На 330 м. фундамента объем арматурных работ будет равен:

Vарм=0,3 330/6=0,355=16,5 тм

Объем работ по укладке бетонной смеси

Объем бетонирования равен объему фундамента

Vбет=Vф= 59.6 м3, где:

Vф= ? Vр = 1,8*0,6*0,3*184=59,6 м3

Объем работ по уплотнению грунта

Объем грунта, подлежащего уплотнению, равен объему грунта обратной засыпки.

Vупл=Vоз. = 1618 (м3)

Сводная ведомость объема работ.

Подсчитанные объемы земляных и строительных работ по устройству подземной части здания сводятся в таблицу 2.

5. Технико-экономическое сравнение комплексов машин для производства земляных работ по разработке котлована

Производительность и количество землеройных и транспортных машин и механизмов

В целях применения наиболее экономичной схемы комплекта механизации рассмотрим 2 комплекта машин (2 экскаватора, 2 автомобиля). Также рассмотрим и вспомогательные механизмы (бульдозер и грунтоуплотняющая машина).

1 Вариант

Экскаватор «Прямая лопата» Э-652Б

Самосвал КрАЗ-222Б

1. Количество ковшей, загружаемых в кузов самосвала, определяется по формуле:

,

где Q = 10 (т) - грузоподъемность самосвала;

= 1,6 (т/м3) - средняя плотность грунта;

КП = 1,018 - коэффициент первоначального разрыхления,

qэ = 0,65 (м3) - емкость ковша экскаватора.

nk=10/(0,651,61,018) 9 ковшей,

2. Продолжительность погрузки одного автосамосвала определяется по формуле:

где ПЭЧАС =(/Vр/)/Нвр;

Vр - ед. измерение объёма=100;

Нвр - норма времени, ч.(2,1)

ПЭЧАС=(100)/2,1=47,6 (м3/ч) - часовая производительность экскаватора

tn=(90,65/47,6)60 = 8 мин

Время автосамосвала в пути определяется по формуле:

где L= 2,5 (км) - дальность отвозки грунта;

VСР - средняя скорость автосамосвала. (40-45 км/час)

tc=2*2,5/40=0,125 (час) = 9 мин

4. Полный рабочий цикл одного автосамосвала определяется по формуле:

T = tn+tc+tp+tм;

где tP - время разгрузки (1 мин.);

tм - время маневрирования (1 мин.).

T = 8+9+1+1=19 (мин.).

Требуемое количество самосвалов определяется по формуле:

n=T/ tn= 19/ 8= 2,4 3 самосвала

Вариант 2.

Экскаватор « Обратная лопата ЭО- 4121А »

Самосвал КрАЗ- 256

Воспользуемся теми же формулами и получим:

1. nk=10/(0,651,61,17) 8 ковшей;

3. tc= 22,5/35=0,143 (час) = 10(мин);

tP - время разгрузки (1 мин);

tм - время маневрирования (1 мин);

T = 8+10+1+1=20 (мин).

n=T/ tn =20/8=2,5 3 самосвала

Технико-экономическое сравнение

Окончательный выбор оптимального комплекта машин производится на основании технико-экономического сравнения. Оно проводится по удельным приведенным затратам для каждого комплекта машин. В данном случае сравнение производится по расчетной стоимости, которая определяется из каждого комплекта.

Расчетная стоимость для каждого комплекта определяется по формуле:

СР=1,08 Смаш-смен Тмаш-смен;

где Смаш-смен - стоимость машино-смен работы машин, руб. (принимается по [6]);

Тмаш-смен - количество машино-смен работы;

1,08 - коэффициент, учитывающий накладные расходы.

Количество машино-смен определяется по формуле:

,

где Vработ - объем работ для данной машины, м3;

Пэ.см - сменная эксплуатационная производительность машин, м3/см.

Сменная эксплуатационная производительность определяется по формуле:

Пэ.см=(/Vр/)*8,0/Нвр

где - единица измерения объема работ (указана в ЕниР [1]);

Нвр - норма времени, час (определяется по ЕниР [1]);

8,0- продолжительность рабочей смены, ч.

Все расчеты сведем в таблицу №3.

Вариант 1

кскаватор «Прямая лопата»Э-652Б Автосамосвал КрАЗ-252Б

Пэ см=1008,0 /2,1=380 м3/смПэ см=1008,0/2,6=308 м3/см

Тмаш см=6387,6/3800=16,8 17 машинТмаш см=4822/308=16 машин

СР=1,0828,47= 521,40 руб. Ср=1,0832,08 16=597,19 руб.

Бульдозер ДЗ - 19

Пэ см=1008,0/1,1=727 м3/см

Тмаш см=(721+53.1)/ 727=1 машина

Ср=1,0826,41=28,50 руб.

Грунтоуплотняющая машина Д-4

Пэ см=1008,0/1=800 м3/см

Тмаш см=1618/ 800=2 машины

Ср=1,080,52= 1,1 руб.

Вариант 2

Экскаватор « Обратная лопата ЭО- 4121А » Автосамосвал КрАЗ- 256

Пэ см=1008,0/2,5=320 м3/смПэ см=1008,0/2,6=308м3/см

Тмаш см=6387,6/320=20машинТмаш см=4821/308= 16 машин

СР=1,0831,0820= 671,30 руб.Ср=1,0832,0816=554,30 руб.

Бульдозер ДЗ - 19

Пэ см=1008,0/1,1=727 м3/см

Тмаш см=(721+53.1)/ 727=1 машина

Ср=1,0826,41=28,50 руб.

Грунтоуплотняющая машина Д-4

Пэ см=1008,0/1=800 м3/см

Тмаш см=1618/ 800=2 машины

Ср=1,080,52= 1,1 руб.

6. Обратная засыпка и уплотнение

Обратная засыпка осуществляется после работ по устройству фундаментов перед началом работ по надземной части. До начала засыпки котлована должны быть выполнены следующие работы: полностью закончено устройство фундаментов и проверено их проектное положение; удалены все вспомогательные материалы, оборудование, механизмы; составлены акты на скрытые работы и получено разрешение заказчика на обратную засыпку. Обратную засыпку ведут грунтом кавальера. Зона шириной вокруг фундамента разравнивается вручную, остальная часть грунта выравнивается бульдозером. Одновременно с послойным разравниванием грунта ведется равномерная, послойная утрамбовка грунта.

Технология производства работ по уплотнению грунтов обратной засыпки трамбованием заключается в следующем. Тяжелые трамбовки (массой более 1 т) поднимают самоходным краном с фрикционными лебедками и бросают с высоты 3-4 м. Трамбование выполняют по участкам последовательными ударами, распределяя их равномерно по поверхности поперечной полосы участка. Ширина обрабатываемых участков не должна превышать двух радиусов действия крана, чтобы исключить лишние его передвижки.

Обработку очередного участка начинают после окончания уплотнения предыдущего. Первые удары трамбовки вызывают быстрое понижение поверхности грунта. В дальнейшем понижение замедляет процесс уплотнения, затухает и, наконец, наступает момент, когда уплотненное ядро после каждого удара опускается на одну и ту же величину. После этого трамбование прекращают.

При уплотнении грунта необходимо соблюдать следующие правила:

§ уплотнять грунт сразу после его укладки и разравнивания;

§ перекрывать след укладки на 2030 см.

Техническая характеристика грунтоуплотняющей машины ДУ-4

7. Выбор крана

По заданию конструируется монолитный ростверк в виде сплошной бетонной плиты, опирающейся на 5 свай, после срубания оголовков с обнажением арматуры на 200..300 мм. Подача бетона осуществляется стреловым краном при помощи бадьи.

Основными технологическими параметрами крана являются:

§ вылет стрелы Lкр, м

§ высота подъёма крюка Нкр, м

§ грузоподъёмность Р, т

Выбор крана производится в следующем порядке.

Определяем требуемую грузоподъемность крана:

Ртр =Рб +Рстроп

где Рб -вес бадьи с бетоном, принимается равным 4т (при объеме 1м3);

Рстроп - вес стропа, принимается равным 91кг.(при 10т)

Ртр=4000+91=4091 кг

Определяем требуемую высоту подъёма крюка крана

Нтр=Н0+0,5+hб+hстроп

где Н0 - превышение верха бетонируемого ростверка над уровнем стоянки крана;

0,5- высота выгрузки бетонной смеси;

Hб -высота бадьи (3 м при ёмкости 1,2 м3);

hстроп -расчётная высота стропа, принимается равной 2,5м.

Нтр=2+0,5+3+2,5=8 м

Определение требуемый вылет стрелы

Lкр=C+lстрсоs б,

где C - расстояние от оси вращения крана до оси шарнира пяты стрелы (1,5-2м);

lстр -длина стрелы крана;

б - угол наклона стрелы крана горизонта;

Lкр= 1.5+ 15,50,5= 9.3 м.

Подбираем самоходный кран МКА-10М.

Его характеристики:

§ грузоподъёмность:10т

§ высота подъёма крюка:18 м

§ вылет стрелы:

1) min - 4 м

2) max - 16 м

8. Производство земляных работ

Разработка котлована экскаватором «Прямая лопата Э - 652Б».

Разработка котлована является ведущим процессом в общем, составе земляных работ, поэтому его детальной проработке уделяется особое внимание.

Технические характеристики Э-652Б

Вместимость ковша: 0,65 м3

Радиус резания: Rр= 7.9 м

Высота выгрузки в транспортное средство: Н= 5.6 м

Наибольшая глубина резания: Н= 4.5м

Наименьший радиус резания на уровне стоянки экскаватора: Rcт=3.5м

Расчет экскаваторного забоя

Определяем наименьший радиус резания на уровне дна забоя:

Rз= Rст+Нctg,

где = 45- угол торцевого откоса;

Rст- радиус стоянки;

Н=3.2 м - отметка низа фундамента;

Rз = 3.5+3.2•1=6.7 м

Определяем длину рабочей передвижки экскаватора

Lnер= Rр- Rз,

где Rр - рабочий радиус резания,м;

Rр = 0,9*Rmax=0,9*7.9=7.11 м

Lnер=7.11-6.7=0.4м

Определяем максимальную ширину торцевой проходки

В=2 ((Rmax)2- (Lnер)2- Нкот*cos45)=2 ((7.9)2- (6.8)2-3.2*0,7)=22.7 м

9. Производство работ по устройству свайного основания