СНиП 3.02.-01-87, таблица 4 Земляные сооружения «Основания и фундаменты».

4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

1. Продолжительность работ - 42сут

2. Планируемые затраты труда на весь объем работ - 163чел-дн

3. Выработка на одного рабочего в смену при разработке котлована - 381,67м³/чел-дн

4. Затраты машино-смен на весь комплекс работ -

Бульдозер Д-290: 14,49маш-см

Экскаватор Э-656: 36,27маш-см

Автосамосвал МАЗ-525: 36,27маш-см

Автомобильный кран МКА-16: 17,73маш-см

5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ И ОБОСНОВАНИЯ

В этом разделе приводятся основные технологические расчеты, выполняемые при разработке технологических карт на выполнение экскаваторных работ.

5.1 Подсчет объемов земляных масс

Объем растительного слоя, подлежащего снятию и удалению, вычисляется по формуле:

Q p c=S h , м3

где S – площадь участка, подлежащего планировке, м;

h – средняя толщина растительного слоя.

Q p c = 41400*0,2=16560 м³.

Реальные решения вопросов технологии производства и определения объёма земляных работ требует данных по основным технологическим характеристикам разрабатываемого грунта.

Группа грунта. Характеристика грунтов по трудности их разработки, в зависимости от группы при механизированной разработке грунтов и при разработке вручную, приводится в ЕНиР Е2-1 Земляные работы, сб. 1, 1988.

Объемная масса грунта - γ. В зависимости от вида грунта объемная масса (т/м3) определяется также по ЕНиР Е2-1.

Разрыхление грунта - свойство грунта увеличиваться в объёме при его разработке вследствие нарушения связанности между частицами, при этом плотность грунта уменьшается. Это явление называется первоначальным разрыхлением грунта и характеризуется коэффициентом разрыхления - Кр, который находится по следующей простой формуле:

где - первоначальное увеличение объёма грунта после разработки, %. Для песка при Упр = 10... 15%

Кр=(100+(10+15)/2)/100=1,13

Уложенный в насыпь разрыхленный грунт под влиянием массы вышележащих слоев грунта или механического воздействия уплотняется, однако не занимает того объема, который имел в природном состоянии, сохраняя остаточное разрыхление, показателем которого является коэффициент остаточного разрыхления грунта – Кор.

где - увеличение объёма грунта после его укладки в насыпь с уплотнением, %. Для песка при Vор =2...5%

Кор=(100+(2+5)/2)100)=1,04

Устойчивость грунта в откосах характеризуется физическими свойствами грунтов (силой сцепления частиц, давлением вышележащих слоев, углом внутреннего трения и др.), при которых грунт находится в состоянии устойчивости. Устойчивость грунтов в таких случаях определяется крутизной откосов и выражается углом наклона откоса к горизонту как отношение (1: m) или

где Hк - высота откоса; dот - заложение откоса или проекция откоса на горизонталь; m - коэффициент откоса.

Рис.1 Схема откоса

Допустимая крутизна откосов котлованов и траншей для песка с примесью щебня, гравия до 10% с глубиной выемки 2,4 м – 1:1, α = 45º.

Определение размеров котлована

Глубина котлована

где hк.ср - средняя красная отметка дна котлована, м;

hд- отметка дна котлована, м,

гдеhо - абсолютная отметка пола первого этажа, м.

Размеры котлована по низу (а и в) принимают по наружному контуру фундаментов здания с учетом необходимой зоны для производства работ.

Размеры котлована по верху (А и В) рассчитываются с учётом принятого коэффициента откоса по формулам

А = а + 2mHк ; В = b + 2mНк,

а =А – 2 mHк ; b = В – 2 mHк.

а = 120 -2*1,45 = 117,1м;

b = 30-2*1,45 = 27,1 м.

Принята ширина пандуса (Сn) при двустороннем движении - 6,0 м.

Определение объемов земляных работ

Подсчёт объёмов котлована и въездной траншеи (пандуса)

Объем котлована определяется по формуле:

V=H/6 ((2a+А) b+ (2А +a) В )

где V - объем котлована, м;

Н –глубина заложения котлована;

a,b - длина сторон котлована понизу;

А,В- длина сторон котлована поверху; А=а+2Нm; В=b+2Hm

m- коэффициент откоса, зависит от глубины котлована и вида грунта.

V = 1,45/6 *((2*117,1+120)*17,1+(2*120+117,1)*30)=7333 м³.

Объём въездной траншеи определяется по формуле:

где Нк - глубина котлована у съезда (пандуса); Сn - ширина пандуса по дну въездной траншеи; m - коэффициент откоса котлована; m1- коэффициент уклона пандуса, принимаемый в диапазоне 8... 12 в зависимости от вида грунта и условий работы.

Vв.тр = 1,45²/6*(3*6+2*1,45*(10 - 1)/10)*10 – 1 =169,29 м³.

Определяем общий объем котлована и въездной траншеи.

Vобщ. = V + Vв.тр =7333 + 169,29 = 7502,29 м³.

Подсчет объема песка для устройства песчаной подушки под фундаментные плиты

При песчаных грунтах (без примесей) фундаментные плиты укладывают непосредственно на выровненное основание, следовательно в данной курсовой работе песчаная подушка не предусмотренна.

Подсчёт объёма грунта для обратной засыпки

Обратная засыпка пазух котлована производится после монтажа сборных ж/б фундаментов под колонны.

Объём грунта для обратной засыпки пазух котлована и для засыпки въездной траншеи и других объёмов необходимо определить с учётом конструкций, установленных ниже дневной поверхности (hк.ср.). Для этой цели следует построить поперечный разрез заглубленной части здания, на котором достаточно показать только фундаменты крайних рядов.

Геометрический объем обратной засыпки

Vозг=Vk-Vпод.м = 7502,29-305,76 = 7196,53 м³

где Vк - общий объем котлована с учетом пандуса, м3; Vпод. н - геометрический объем грунта, вытесненного заглубленной частью здания.

Результаты расчетов объемов земляных работ заносят в ведомость (табл.4) и определяют баланс грунтовых масс. Положительный баланс ("+") означает наличие излишка грунта, отрицательный ("-") - недостачу грунта для обратной засыпки. Излишки грунта вывозят за пределы территории.

Таблица.4 Ведомость объемов земляных работ

5.2 Выбор комплекса машин и механизмов

На основании изучения учебной и специальной литературы, анализа полученного задания следует обоснуем целесообразность применения определенного сменного оборудования (прямой лопаты, обратной лопаты и драглайна).

Необходимо разработать котлован со съездом общим объемом 7 333 м3 одноковшовым экскаватором. Грунт относится к I группе. Наибольшая глубина котлована -1.45 м. Условия производства работ - грунтовые воды не обнаружены, средняя температура воздуха + 24,1ºС; грунт выгружается в автосамосвалы и транспортируется в отвал; работа должна проводиться в две смены.

Требуется: назначить вид сменного оборудования, емкость ковша и определить ориентировочный срок разработки котлована при двух вариантах применения ковшей разной емкости.

Проанализировав исходные данные, принимаем, что работы целесообразно вести экскаватором прямой лопатой с емкостью ковша от 0.5 до 0.65 м3. Разработку котлована следует вести в один ярус.

Наметим два варианта применения экскаваторов, оборудованных прямой лопатой:

1-й вариант - экскаватор Э-656с емкостью ковша 0,65 м³;

2-й вариант - экскаватор Э-504с емкостью ковша 0,5 м3,

Эксплуатационная стоимость.

1-ый вариант- экскаваторЭ-656, qк 0,65 м3

Тм=Нвр*V-трудоемкость работ

Тм=4,1*7,3=30маш-час/8=4,0маш-см.

Сэ=Смаш*Тм=33,7*36,3=113,2руб.

См- стоимость Маш-см.

2-ой вариант -экскаватор Э-504, qк 0,5 м3

Тм=Нвр*V=6,7*7,3=49маш-час/8=6маш-см.

Сэ=Смаш*Тм=25*6=150,руб.

Принимаем экскаватор Э-656, qк -0,65 м3

5.3 Подбор автосамосвалов для перевозки грунта

Рациональная грузоподъемность самосвалов в зависимости от дальности перемещения грунта и объема ковша экскаватора.

В качестве комплектующих машин для вывоза грунта из котлована и обеспечения совместной работы с экскаватором выбираются автосамосвалы и определяется их количество для обеспечения бесперебойной работы экскаватора

Определяется объем грунта в плотном теле в ковше экскаватора

Vгр =Vков.*Kнап /Kр

где Vков, - принятый объем ковша экскаватора, m3,

Кнап- коэффициент наполнения ковша (для прямой лопаты от 1 до 1,25; обратной лопаты - от 0,8 до 1);

Кр - коэффициент разрыхления грунта.

Vгр = 0,65*1,04/1,13=0,60 м3.

Определяется масса грунта в ковше экскаватора

Q=Vгр*γ,

где γ- объемная масса грунта, t/m3

Q=0,60*1,6=0,96т.

Количество ковшей грунта, загружаемых в кузов автосамосвала

n=П/Q,

где П - грузоподъемность автосамосвала, т.

n=20/0,96=6

Определяется объем грунта в плотном теле, загружаемый в кузов автосамосвала

V=Vгр*n

V=0,60*6=3,6 м3.

Подсчитывается продолжительность одного цикла работы автосамосвала

+tм

Тц=6,6+60*1,5/19+1,3+60+1,5/27+2,5=18,4 мин.

где tn - время погрузки грунта, мин

=13,8*7,95/1000=0,1097*60=6,6 мин.

Нвр— норма машинного времени по ГЕСН для погрузки экскаватором 1000м3 грунта в транспортные средства, мин; L - расстояние транспортировки грунта, км; Vz - средняя скорость автосамосвала в загруженном состоянии, км/ч (прил. 11); Vn - средняя скорость автосамосвала в порожнем состоянии (25-30 км/ч); tр - время разгрузки, мин; tм- время маневрирования перед погрузкой и разгрузкой, мин.

tм= Туст. п. +Т уст.р + Т м =0,5+0,6+0,4+1=2,5 мин.

Требуемое количество автосамосвалов составит

N=Tц/tn

N=18,4/6,6=3 шт.

Разработку недобора грунта осуществляют, как правило, механизированным способом: экскаваторами-планировщиками или бульдозерами с размещением грунта в котловане. При этом остается недобор грунта до проектной отметки не более 5-7 см.

Оставшийся недобор грунта дорабатывается вручную непосредственно в местах устройства фундаментов.

Vнед =3,4*2,2*0,07*48=25,13 м3.

5.4 Подбор крана для монтажа сборных железобетонных фундаментов

Qм≥Qэ+Qстр.

где: Qм – требуемая грузоподъемность крана;

Qэ – масса элемента;

Qстр – масса грузозахватного устройства.

Qм≥5,4+0,1=5,5 т.

Исходя из вышеперечисленного принимаем автомобильный кран МКА-16.

5.5 Разработка схем проходок и забоев экскаватора при рытье

котлованов

Разработку грунта в котлованах одноковшовыми экскаваторами производят проходками. При проектировании технологических схем работы определяют параметры забоев, а также число и параметры проходок.

Разработка котлованов экскаваторами с прямой лопатой.

В зависимости от необходимой ширины котлована и принятого порядка ведения работ его разработка может осуществляться: одной лобовой проходкой, одной уширенной лобовой проходкой с перемещением экскаватора вдоль котлована зигзагом или в поперечном направлении; торцевой проходкой с перемещением экскаватора поперек котлована (при широких котлованах), а также одной лобовой проходкой, а затем одной или несколькими боковыми проходками.

При назначении рабочих параметров забоев значения характеристик экскаватора Rk, Hk, Rв в целях более надежной его эксплуатации> принимают уменьшенными на 10…20%, считая их оптимальными – Rно ,H ко, Rво Высота забоя должна обеспечивать условие полного набора ковша за одно черпание, и быть равной в пределах 0,8...1,2 м высоты расположения напорного вала над уровнем стоянки экскаватора.

Узкие котлованы шириной поверху B=Rk разрабатывают любой проходкой с односторонней подачей транспорта в котлован.

При ширине , котлованы также разрабатывают лобовой проходкой, причем транспорт в котлован может подаваться с двух сторон.

Ширину проходки (котлована) при движении экскаватора по прямой линии определяют по формуле

где В - ширина котлована поверху; Ro=0,9Rmax; R o  - оптимальный радиус копания; Lп - длина рабочей передвижки экскаватора (принимается равной разности между наибольший радиусом копания  и радиусом копания на уровне стоянка экскаватора ).

Rо=0,9*7,8=7,02 м.

Rс=5,3м. ln=9-5,3=3,7м.

Котлованы шириной поверху B=(1,5…1,9)Rk разрабатываются уширенной лобовой проходкой с перемещением экскаватора по зигзагу или поперек котлована.

Ширина проходки при этом

Котлованы при ширине B>2.5Rk могут разрабатываться с поперечно-продольным перемещением экскаватора, величина передвижки  в поперечном и продольном направлениях принимается одинаковой.

Более эффективной является разработка грунта способом бокового забоя. По этой схеме транспорт подается под погрузку сбоку выработки, чем достигается уменьшение угла поворота стрелы экскаватора при работе, а следовательно, и сокращение цикла экскавации. Ширину боковой проходки определяют

В данной работе применили одну лобовую и четыре боковых проходки.

Установка транспортных средств вблизи котлована с неукрепленными откосами разрешается только за пределами призмы обрушения грунта. Допускаемые расстояния по горизонтали от основания откоса выемки до ближайшей опоры транспортного средства, при глубине выемки до 5 м.

При разработке больших котлованов целесообразно осуществлять первую проходку лобовым забоем, а последующие проходки вести боковыми забоями. Для ввода экскаватора с прямой лопатой в забой, для обеспечения оптимальной глубины копания, необходимо устраивать въездную траншею, используя для этой цели основной экскаватор.

фундамент котлован калькуляция затраты

Литература

1.  Теличенко В.И. «Технология строительных процессов» ч. 1,2; М.: Выс.шк. 2002г.

2.  Данилов Н.Н., Терентьев О.М. «Технология строительных процессов» М.Выс.шк. 2001г.

3.  Соколов Г.К. «Технология и организация строительных процессов» М.АСВ. 2004г.

4.  СНиП 3.02.01-87 «Земляные сооружения основания и фундаменты»

5.  ЕНиР сб.2 «Земляные работы», в.1 «Механизированные и ручные работы»

6.  СНиП 12.03.01; 12-04-02 «Техника безопасности в строительстве».

7.  СНиП 23-01-99 “Строительная климатология” /Госстрой СССР. – М., 2000г.

8.  СНиП 2.08.02-89* “Общественные здания и сооружения” /Госстрой СССР. – М., 2000г.

9.  ГОСТ 13579-78 “Блоки бетонные для стен подвалов” /Госстрой СССР. – М., 1979г

10.  СНиП 2.02.01-83* “Основания зданий и сооружений” /Госстрой СССР. – М., 1995г.

11.  СНиП 2.03.01-84* “Бетонные и железобетонные конструкции” /Госстрой СССР. – М., 1989г.