Технологическая карта на земляные работы. 2

Федеральное государственное  бюджетное

Образовательное учреждение высшего профессионального  образования

«Ижевский государственный технический университет им. М.Т.Калашникова»

Кафедра  «Геотехника и строительные материалы».

 

 

 

 

 

 

 

Пояснительная записка

к курсовому проекту: Технологическая карта на земляные работы.

4 вариант

 

 

 

 

 

Выполнил:                                               студент  гр. Б02-501-9зс

                                                         Бузмаков Ф.Г.

Научный руководитель:                               Плеханова Т.А.

                                                                                  

 

 

 

 

 

 

 

Ижевск 2013 г.

Содержание

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение


При строительстве любого здания или сооружения, а также  планировке и благоустройстве территорий ведут переработку грунта. Переработка  включает следующие основные процессы: разработку грунта, его перемещение, укладку и уплотнение.

Непосредственному этому процессу в ряде случаев  предшествуют или сопутствуют подготовительные и вспомогательные процессы. Подготовительные процессы осуществляют до начала разработки грунта (зачистка территории от насаждений), а вспомогательные – до или в процессе возведения сооружений.

Земляные работы характеризуются значительной стоимостью и особенно трудоемкостью. Так, например, в промышленном строительстве они  составляют около 15% стоимости и 18…20%  трудоемкости общего объема работ. На земляных работах занято около 10% общей численности рабочих строительства.

В курсовой работе необходимо выполнить планировку строительной площадки, рассчитать объемы земляных работ при разработке котлована, выбрать необходимые землеройные машины, рассчитать технико-экономические показатели производства работ.

Исходные данные

- район строительства:  г. Казань;

 - котлован имеет форму сектора кольца;

- начало работ:  январь;

- размеры в  осях: А-В – 10,8 м, 1-13  - 39,6 м;

ДАННЫЕ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ  ИЗЫСКАНИЙ

№№ скв.

Отм. устья скв. (м)

УГВ (м)

Мощности слоев грунтов, м

1

2

3

4

5

1

141,3

137,0

0,65

1,11

1,34

1,23

не уст.

2

140,6

136,3

0,69

1,07

1,32

1,26

не уст.

3

141,2

136,9

0,68

1,13

1,33

1,25

не уст.

4

140,9

136,6

0,68

1,10

1,31

1,23

не уст.

 

Толщина растительного  слоя грунта 0,2 м.




 - глубина котлована – 1,9 м.

 

 

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГРУНТОВ СТРОИТЕЛЬНОЙ ПЛОЩАДКИ

№№

Наименование грунта

Плотность, т/м3

Влажность, отн. ед.

п/п

r

rs

Wo

Wp

Wi

1

Заторфованный грунт

1,762

2,592

0,157

0,154

0,206

2

Глинистый грунт

2,003

2,798

0,254

0,198

0,312

3

Пески пылеватые

1,932

2,685

0,134

-

-

4

Песчаные грунты мелкие

1,947

2,695

0,144

-

-

5

Глинистый грунт

1,921

2,699

0,102

0,075

0,307





 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Определение объемов земляных работ

1.1 Определение черных отметок

Согласно  задания на курсовое проектирование (инженерно-геологические изыскания) выбираем строительную площадку с определенным рельефом местности, отметки которого условно соответствуют отметкам устьев скважин.

Черные отметки  определяем в узлах строительной сетки интерполяцией по кратчайшему расстоянию между соседними скважинами и наносим на чертеже, после чего отрисовываем горизонтали. 

1.2 Определение красных отметок

Красные  отметки, т. е. проектные отметки котлована, определяем согласно задания на курсовое проектирование (плана здания) и района строительства. Для г. Казани глубина промерзания грунта составляет 1.6 м. Согласно этим данным принимаем глубину котлована 1.9 м (139.40 м), т.е. на 0.3 м ниже границы промерзания. Габариты дна котлована принимаем больше на 1 м габаритов будущего здания. Крутизну откосов ввиду различия грунтов строительной площадки примем 1 : 1. 

По заданию  курсовой работы положение плоскости планировки не заданно, поэтому примем отметку обратной засыпки 141.30 м с целью минимизировать объемы земляных работ.


1.3 Определение объемов земляных работ при разработке

котлована

Для вычисления объема срезки почвенно-растительного  слоя, объема разработки котлована и объема обратной засыпки использовалась программа для ПЭВМ CREDO III  (ОБЪЕМЫ). Были созданы графические модели будущих объемов работ и вычислены геометрические объемы грунта в твердом теле выемки (насыпи). Согласно расчетам геометрический объем срезки почвенно-растительного слоя (0.2 м) составил 120 м3, разработки котлована – 841 м3, обратной засыпки – 365 м3.

 

 


Определяем  объем рыхления

 

где - площадь верхней части котлована

- глубина промерзания (1,6 м.)

 

Определяем  объем разработки недобора грунта механизированным способом

 

где - площадь дна котлована

 

Объем разработки недобора грунта вручную

 

 

               

Определение площади  уплотнения грунта:

                                ,

hупл. – принятая толщина уплотняемого слоя, м; hупл. = 0,2м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Технология ведения земляных работ по разработке котлована

2.1 Выбор способа производства работ и средств комплексной механизации

Срезка растительного  слоя может быть выполнена: бульдозерами

§ Е-2-1-5 с шириной  расчистки до 30 м, грейдерами § Е-2-6 с перемещением грунта к краю полосы, скреперами § Е-2-1-21 при транспортировании грунта на расстояние более 100 м.

Принимаем:

1) ДЗ - 8 на базе трактора Т - 100

2) ДЗ - 24А на базе трактора Т - 180

3) ДЗ - 18 на базе трактора Т - 100

Разработку  грунта в строительном карьере необходимо начинать с рыхления смерзшегося слоя грунта на глубину до 0,45 м за 1 - 2 прохода тракторного рыхлителя.

  1. Рыхлитель ДП-26с на базе Т-130.1.Г-1
  2. Гидромолот СП-62 на базе ЭО-4121А
  3. Рыхлитель ДП-26с на базе Т-130.1.Г-1

Разработку можно осуществлять одноковшовыми экскаваторами с рабочим оборудованием прямая и обратная лопата, драглайн, грейфер. Ориентировочная емкость ковша экскаватора в зависимости от объема работ принимается по прил. 3. более плотные грунты целесообразно разрабатывать экскаватором прямая лопата, лёгкие - обратная лопата, драглайн. Для экскаваторов с рабочим оборудованием прямая лопата необходимо учитывать глубину копания. Наименьшая глубина копания, обеспечивающая полное наполнение ковша за одно черпание принимается по прил. 4. В зависимости от вида грунта может приниматься ковш экскаватора с зубьями или режущей кромкой.

Разработка  грунта в котловане нормируется  по Е 2-1-7 и Е 2-1-11.

Принимаем:

1)     ЭО-5015А (обратная лопата - 0,5 м3.)

2) Э-505   (прямая лопата - 0,5 м3)


3) ЭО-3322Б (обратная лопата - 0,5 м3)

 Весь грунт  разрабатываемый экскаватором транспортируется  в отвал.

Рекомендуемая грузоподъемность автосамосвалов в  зависимости от емкости ковша  экскаватора и расстояния транспортирования  грунта принимается по прил. 5, а марка машин по прил. 6.

Принимаем:

1)   КамАЗ - 5510 (9 т.)

2) КрАЗ - 22-Б (10 т.)

3) КрАЗ - 256 (12 т.)

Для обеспечения  непрерывной работы экскаватора  с погрузкой грунта в транспорт  рассчитывается необходимое количество автосамосвалов по формуле:

  

где:

- время одного цикла автосамосвала,  мин; 

tn - расчётная продолжительность погрузки, мин;

L - расстояние транспортирования грунта, км;

Vср - средняя скорость движения автосамосвала, км/мин;

tр - время разгрузки и маневрирования автосамосвала (принять равными по 1 мин), мин.

Время погрузки автосамосвала (с достаточной степенью точности) определяется по формуле:

,  

где:

Q - грузоподъемность автосамосвала, т;


- норма времени, маш·ч/100 м3; - плотность грунта, т/м3.

При дробном значении N, число автосамосвалов округляется до целого в строну увеличения.

Для разработки недобора грунта с перемещением его  на половину длины котлована применяются  бульдозеры Е-2-1-22.

Принимаем:

1)    ДЗ - 8 на базе трактора Т - 100

2) ДЗ - 24А на базе трактора Т - 180

3) ДЗ - 18 на базе трактора Т – 100

 

Определение технико-экономической эффективности вариантных решений

Продолжительность работы машины на объекте определяется по формуле:

, 

где:

Рi - объём работ, выполняемой машиной;

- нормативная сменная производительность  машины.

где:

tсм - длительность смены, ч;

- норма времени, маш·ч.

Срезка растительного слоя:

1. ДЗ - 8 на базе трактора Т - 100.


2. ДЗ - 24А на базе трактора Т - 180

3. ДЗ - 18 на базе трактора Т - 100

Рыхление грунта:

1. Рыхлитель ДП-26с на базе Т-130.1.Г-1

2. Гидромолот СП-62 на базе ЭО-4121А

3. Рыхлитель ДП-26с на базе Т-130.1.Г-1

 

Разработка  грунта экскаватором:

Глина (p = 2000 кг/м3) при разработке бульдозером относится к 4 группе.


1. Э - 5015A (обратная лопата, емкостью 0.5 м3 с зубьями)

2. Э - 505 (прямая лопата, емкостью 0.5 м3 с зубьями)

 

3. Э - 3322Б (обратная лопата, емкостью 0.5 м3, с зубьями)

 

Транспорт грунта в отвал:

 

1. КамАЗ - 5510 (9т.)

 Принимаем 3 машины 

2. КрАЗ - 22-Б (10т.)

 Принимаем 2 машины 

3. КрАЗ - 256 (12т.)


 Принимаем 2 машины 

Зачистка дна  котлована:  Песок пылеватый (p=2000 кг/м3) при разработке бульдозером относится к 3 группе.

1. Дз-8 (Т-100)

При разработке котлована экскаватором обратная лопата

 

2.  Дз-24А (Т-180)

При разработке котлована экскаватором прямая лопата

3. Дз-18 (Т-100)

При разработке котлована экскаватором обратная лопата

Окончательный выбор комплекта машин (способов производства работ) производится на основании сравнения следующих технико - экономических показателей:

Продолжительность производства работ - (Ti )


Ti = , см

Где Pi - обьём работ - нормативная сменная производительность машин или выработка рабочих

где tсм - длительность смены, ч;

Hвр - норма времени, маш. ч. или чел. ч.

Трудоёмкость  работ - (Oi )

Oi= , маш. см. (чел. дн)

где Ni - численный состав звена рабочих по ЕНиР.

Себестоимость работ - (Сi )

, руб

где С маш. см.- стоимость Машино - смены, руб; toi - продолжительность работы машины на обьекте, см; Зi - заработная плата рабочих, занятых ручными операциями, руб; Стоимость машино - смены

Смаш. см. = Ср tсм ,

где Ср- сметная расценка за 1 маш.- час, определяемую по:

“Территориальный сборник сметных норм и расценок на эксплуатацию строительных машин и автотранспортных средств (ТСЦ-81-01-2001 в хабаровском крае) - Хабаровский ЗЦЦи ОН, 2001, 71с.“, или Ср - планово- расчётная цена 1 машино - часа, определяемая по: “Ежеквартальный каталог текущих цен, Материалы, Механизмы, Автотранспорт”.

Зi - при сдельной оплате труда определяется по формуле

Зi = Pасц


Где Pасц - расценка по ЕНиР, руб.;

P -обьём работ;

J- текущий индекс (на 1.09.2005= 80)

Зi - при переменной оплате труда определяется по формуле

Зi =Счас

Счас - часовая тарифная ставка, руб.

tсм - длительность смены, ч;

toi - продолжительность работы , см.

Ni- численный состав звена.

Технико-экономические  показатели первого комплекта.

Продолжительность производства работ.

 

Ti =0,13+3,24+0,22+4,5*3=17,09 (см)

Трудоёмкость работ

Oi=0,13+3,24+4,5*3+0,22=17,09 (маш.-см)

Себестоимость работ

Сi=(0,13*8*1091,82+3,24*8*716,01+2*4,5*3*8*743,09+0,22*8*1091,82)+(8*17        

1,19*0,84+8*171,19*4,3+8*146,97*3*4,3+8*171,19*2,25) = 207411,56 (руб)

Технико-экономические  показатели второго комплекта.

Продолжительность производства работ.

Ti=0,09+6,42+0,11+4,4*2=15,42 (см)

Трудоёмкость работ

Oi=0,09+6,42+0,11+4,4*2=15,42 (маш.- см)

Себестоимость работ

Сi=(0,09*8*1008,85+6,42*8*716,01+2*4,4*8*481,39+0,11*8*1008,85)+(8*171,

19*0,6+8*171,19**4,3+8*146,97*2*4,3+8*171,19*1,096)= 90601,47 (руб)

Технико-экономические  показатели третьего комплекта.

Продолжительность производства работ.

Ti=0,10+1,62+0,23+4,4*2= 10,75 (см)

Трудоёмкость  работ

Oi=0,10+1,62+0,23+4,4*2= 10,75 (маш.-см)


Себестоимость работ


Сi=(0,10*8*1091,82+1,62*8*853,67+4,4*2*8*810,27+0,23*8*1091,82)+(8*171,

19*0,69+8*171,19*4,2+8*146,97*2*4,2+8*171,19*2,04)= 90356,13 (руб)

 

Результаты  расчётов по определению технико-экономических показателей вариантных решений заносятся в табл.

Таблица: «Экономические показатели вариантных решений»

Показатели

Единица измерений

Вариант

   

1

2

3

1. Продолжительность  работ

смен

17,09

15,42

10,75

2. Трудоёмкость

маш.- см

17,09

15,42

10,75

3. Себестоимость  работ

руб.

207411,56

90601,47

90356,13



Экономически эффективный  вариант определяется по минимуму показателей.

К производству работ примем 3 вариант.

Технические характеристики принятых машин:

Экскаватор:

Показатель

Ед. измер.

ЭО-3322Б

Вместимость ковша:

м3

0.5

Длина стрелы

м

4.2

Наибольший  радиус копания

м

7.5

Радиус копания  на уровне стоянки

м

4.8

Наибольшая  высота копания

м

6.6

Наибольший  радиус выгрузки

м

7.2

Наибольшая  высота выгрузки

м

5.2

Мощность

кВт (л.с.)

55-59 (75-80)

Масса экскаватора

т

14.5


 

Автосамосвал:

Показатели

Ед. изм.

КрАЗ-226

Грузоподъёмность: по шоссе по грунтовой дороге

т

11.5 12.5

Объём кузова

м3

6

Направление опрокидывания

  

назад

Погрузочная высота

мм

-

Размер кузова: длина ширина высота

мм

4585 2130 2430

Скорость с  полной нагрузкой по шоссе

км/ч

68

Мощность двигателя

квт

240 л.с.


 

Бульдозер:

Наименование  показателя

ДЗ-18

Тип отвала

Неповоротный

Длина отвала ,м

3,97

Высота отвала, м

1,00

Управление

гидравлическое

Мощность, кВт (л.с.)

79(108)

Марка трактора

Т-100

Масса бульдозерного  оборудования, т

1,86


Рыхлитель:

Наименование  показателя

ДП-26с

Глубина рыхления, м

0.45

Ширина рыхления, м

1,90

Число зубьев, шт.

1,00

Управление

гидравлическое

Мощность, кВт (л.с.)

118(160)

Марка трактора

Т-130

Масса рыхлительного оборудования, т

1,40


 

Технологические расчёты при производстве земляных работ

    1. Определение числа ярусов:

Так как глубина котлована Н=1.9 м, то

Число ярусов:

nя = Н / hkmax = 1.9/6.6 = 0.29 (Принимаем 1 ярус)

hkmax - наибольшая высота копания.

2. Рабочий (оптимальный) радиус резания (копания) грунта экскаватором:

Rp = 0.9* Rрезmax = 0.9*7.5= 6.75 м

Rрезmax- наибольший радиус копания

3. Длина рабочей передвижки экскаватора:

ln = Rрезmax - Rст = 7,5-4,8 = 2,7 м


Rст - радиус копания на уровне стоянки

4. Длина и ширина (поверху) въездной траншеи:

l = m’*H = 10*1.9 = 19 м;

Bв = b+2mH = 7+2*0.5*1.9 = 8.9 м, где

b - ширина въездной траншеи понизу

m=0,5 - показатель крутизны откоса

H - высота котлована

2.2 Разработка технологии и организации процессов по устройству котлована

Организация процессов  по устройству котлована:

Срезка растительного  слоя на толщину до 20 см. производится бульдозером ДЗ-18 на базе трактора Т-180, срезку выполняем параллельными проходками, послойным способом. При этом способе выемка разрабатывается слоями на толщину снимаемой стружки за один проход бульдозера, последовательно по всей ширине выемки.

Бульдозер при перемещении  грунта передвигается по прямой линии, совершая возвратно-поступательные движения без поворотов (возврат к месту  начала резания задним ходом). Ширина слоя зависит от ширины овала. Слои перекрывают друг друга на 0,3 м. (во избежание потерь грунта при транспортировании).


Для разработки грунта в  котловане используется рыхлитель и экскаватор с рабочим оборудованием обратная лопата с емкостью ковша с зубьями 0.5 м3. ЭО-3322Б. Рыхлитель при рыхлении грунта передвигается по прямой линии, совершая возвратно-поступательные движения без поворотов (возврат к месту начала резания задним ходом). После рыхления разработка грунта ведется уширенной проходкой с перемещением экскаватора вдоль котлована, так как В<2.5R, где R - наибольший радиус резания, длина рабочей передвижки равна разности между максимальным и минимальным радиусами резания и в нашем случае - 7,5-4,8=2,7м. Полный цикл работы экскаватора состоит из резания грунта и заполнение ковша, подъем ковша с грунтом (глина), поворот экскаватора вокруг оси к месту выгрузки, выгрузка грунта из ковша, обратный поворот экскаватора, опускание ковша и подача его в исходное положение. Предельные размеры выемок зависят от его рабочих параметров, которыми являются: максимально возможная глубина копания, высота копания, наибольшие и наименьшие радиусы копания на уровне стоянки экскаватора, радиус выгрузки, высота выгрузки. Разработку одноковшовым экскаватором ведут позиционно. Зону, в которой действует экскаватор на одной позиции называют забоем. В нее входит: площадка, на которой устанавливается транспорт под погрузку. Разработка ведется в 1 ярус.

При окончании разработки грунта в данном забое экскаватор перемещается на новую позицию. Экскаватор и транспортные средства должны быть расположены в забое таким образом, чтобы средняя величина угла поворота экскаватора от места заполнения ковша до места выгрузки была минимальной.


Разработанный грунт из разрабатываемого котлована транспортируется в отвал, которой находится на расстоянии 4км. В нашем случае было принято 2 автосамосвала (КрАЗ-256 с грузоподъемностью 12 тонн), работающих по маятниковой схеме.

Бульдозер марки ДЗ-18 на базе трактора Т-100 применяется для зачистки дна котлована после работы экскаватора, для разравнивания и планировки грунта.

2.3 Проектирование производства подготовительных работ

К числу подготовительных работ при планировке площадки относятся: расчистка строительной площадки от леса, пней, кустарника, валка деревьев вывозка леса, срезка кустарника и мелкого леса, раскорчевка пней, камней и корней и их уборка, расчистка от валунов, удаление растительного слоя и рыхление грунта.

Строевой лес  пилят мотопилами с последующей  корчевкой пней. Деревья, не используемые в качестве деловой древесины, валят  вместе с корнями, при этом затрата  энергии будет значительно меньше, чем при валке леса с последующим корчеванием пней.

Для валки деревьев с корнями и корчевки отдельных пней используются навесные на тракторах корчеватели-собиратели или бульдозеры. Толщина сваливаемых деревьев зависит от мощности трактора, плотности грунта и расположения корней в земле. При валке деревьев с корневой системой, залегающей параллельно поверхности земли (ель и др.), требуется на 20-25% меньше затраты энергии по сравнению с деревьями такой же толщины с вертикальными корнями (сосна, дуб).

Корчеватели также  могут производить расчистку  от камней и валунов.

После выбора машин для расчистки площадки устанавливается объем работ.

 

2.4 Требования  к качеству и приемке работ

Контроль и  оценку качества работ при производстве земляных работ по отрывке котлованов выполняют в соответствии с требованиями нормативных документов:

- СНиП 3.02.01-87. Земляные сооружения, основания и фундаменты;


- СНиП 3.01.01-85*. Организация строительного производства.

Контроль качества выполняемых работ должен осуществляться специалистами или специальными службами, оснащенными техническими средствами, обеспечивающими необходимое качество, достоверность и полноту контроля и возлагается на руководителя производственного подразделения (прораба, мастера), выполняющего земляные работы.

При производстве земляных работ следует соблюдать требования, приведенные в таблице 4, СНиП 3.02.01-87.

При расчистке  территории строительной площадки контролируется вынос проекта в натуру, производство работ по вырубке деревьев и кустарника, корчевке пней и уборке камней, сохранению плодородного слоя почвы, сносу строений, инженерных сетей и коммуникаций, засыпке ям, котлованов и траншей, уборке и планировке территории.

При устройстве временного водоотвода контролируются: трассировка водоотводных канав, их сечения и продольные уклоны, расстояния от нагорных канав до ограждаемых выемок или насыпей или организация сброса воды из водоотводной сети.

Качество производства работ обеспечивается выполнением  требований к соблюдению необходимой  технологической последовательности при выполнении взаимосвязанных работ и техническим контролем за ходом работ, изложенным в Проекте организации строительства и Проекте производства работ, а также в Схеме операционного контроля качества работ.

Пример заполнения Схемы операционного контроля качества работ приведен в таблице 1.

  Таблица 1

Наименование  операций, подлежащих контролю

Предмет, состав и объем  проводимого контроля,

предельное отклонение

Способы

контроля 

Время проведения контроля

Кто контролирует

1.

2.

3.

4.

5.

Отклонение отметок дна котлована от проектных при черновой разработке

 

+10 см 

Измерительный,

не менее 10 точек на дне котлована 

В ходе разработки

Прораб

Геодезист

То же планировочных  отметок дна котлована 

недоборы 

10 см

переборы 20 см

Измерительный, не менее 20 точек

-"-

Прораб

Геодезист

Отклонение отметок  дна котлована от проектных после  доработки недобора

 

±5 см

Измерительный, по углам  и центру котлована 

-"-

Прораб

Геодезист

Размеры котлована по дну 

не менее проектных 

Измерительный

-"-

Прораб 

Отметки закладных деталей

±5 мм

Нивелиром

-"-

Геодезист