Технологическая карта на земляные работы

     Содержание 
 

1. Виды земляных сооружений………………………………………………………………………..………………………………………………………3
2. Описание функционального процесса здания…………………………………………………………………………………………..4
3. Подбор основных машин и механизмов…………………………………………………………………………………………………………4
4. Подсчёт объёмов работ……………………………………………………………………………………………………………………………………..11
5. Указания по производству работ………………………………………………………………………………………………………………….12
6. Контроль качества работ…………………………………………………………………………………………………………………………………12
7. Мероприятия по охране труда………………………………………………………………………………………………………………………..14
8. Калькуляция трудовых затрат и затрат машино-смен……………………………………………………………………16
9. Список литературы………………………………………………………………………………………………………………………………………………..16

     Виды  земляных сооружений  
 
 

     При строительстве зданий и сооружений выполняются различные виды земляных работ: планировка площадки, рыхление твердых или мерзлых грунтов, заглубление фундаментов, обратная засыпка, устройство постоянных, временных и вспомогательных сооружений. На рис.1, а, б, в - поперечные профили выемок; г, д - сечения подземных выработок; е, ж - профили насыпи; з, и - обратная засыпка. 

     Постоянными называют земляные сооружения, которые после строительства эксплуатируются: каналы, дороги и т.п. Временные сооружения после производства работ ликвидируются: котлованы под фундаменты, траншеи под трубопроводы и т.д. Кюветы, водоотводные канавы и т.п. являются вспомогательными земляными сооружениями. 

     Временные выемки шириной до 3 м и длиной, значительно превышающей ширину, называются траншеями. Выемку, длина которой не превышает десятикратной ширины, называют котлованом. Котлованы и траншеи имеют дно и боковые стенки или откосы. Временные выемки под транспортные магистрали, шахты, штольни и т.п. земляные сооружения, закрытые с поверхности, называются подземными выработками. После устройства подземных сооружений и частей зданий грунт укладывают в пространство между боковой поверхностью сооружения и откосом котлована. Такую работу называют обратной засыпкой "пазух". 
 

Рис.1. Виды земляных сооружений: 

I - поперечные профили выемок:  а - траншея прямого профиля;  б - котлован (траншея) трапецеидальной формы;  в - профиль постоянной выемки;

 II - сечения подземных выработок: г - круглой; д - прямоугольной;

III - профили насыпи: е - временной; ж - постоянной;

 IV- обратная засыпка: з - пазух котлована; и - траншеи;

1 - бровка откоса; 2 - откос; 3 - берма; 4 - основание откоса; 5 - дно выемки; 6 - банкет;     7 - нагорная канава 
 

     По  трудоемкости выполнения земляные работы составляют до 20% всей трудоемкости возведения здания, поэтому земляные работы всегда стремились механизировать. В настоящее время до 97 % объемов земляных работ в строительстве комплексно механизированы, однако при мелких рассредоточенных объемах работ, устройстве фундаментов в стесненных условиях, зачистке дна и откосов котлованов, устройстве дренажных канав в гористой местности еще применяется ручной труд. Поэтому основная задача при выполнении земляных работ - полностью исключить ручной труд. 
 
 
 

     1. Описание функционального процесса. 
 
 

     Целесообразность  применения той или другой конструкции, функциональным назначением здания и минимальными удельными затратами суммарного общественного труда (стоимость) с учетом гарантированной долговечности и местных особенностей района (геология, сейсмичность, климат, наличие индустриальной базы, местные строительные материалы, транспорт и т.п.)

     Жилой дом – 10-этажный односекционный на 40квартир.

     Здание  относится по назначению к жилым  зданиям для посемейного заселения и постоянного проживания (II класс).

     Степень долговечности – 2 (срок службы здания до 100 лет)

     По  этажности – многоэтажное, по конструкции стен – мелкоэлементное, по степени огнестойкости – несгораемое. 

                                                                               Таблица 1 - Экспликация квартир

     2. Подбор основных  машин и механизмов. 
 
 

     Производство  земляных работ в общем случае состоит из 3-х процессов: разработка выемки, транспортирование грунта, отсыпка насыпи при этом ведущим  является процесс разработки грунта.

     Грунт разрабатывается, перемещается, разравнивается с помощью землеройных и землеройно-транспортных машин, оснащённых соответствующим  рабочим оборудованием. Выбор количества, типов и марок машин зависит  от пространственной формы и геометрических параметров земляных сооружений, грунтовых и гидрологических условий строительной площадки, проектных сроков производства работ.

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

     Землеройные машины – экскаваторы, канавокопатели отрывают грунт ножом ковша, отсыпают его в отвал или бункера транспорта, располагаемые в непосредственной близости от землеройной машины. Землеройными машинами разрабатывают сыпучие, связные, мерзлые и скальные грунты, рыхлят и грузят их на транспортные средства. В зависимости от трудности разработки грунты, согласно ЕНиР, разделяют на группы. Основным критерием при этом является средняя плотность грунта и тип землеройной машины.

     Один  и тот же грунт может относиться к разным группам для различных  видов машин. При этом грунты рассмотрены  природной влажности, т.е. во время  разработки не находящихся под непосредственным воздействием грунтовых, проточных или дождевых вод.

     Одноковшовые  экскаваторы разрабатывают грунты I-IV групп, а также моренные глины V группы без предварительного разрыхления. Грунты V-VI групп эти экскаваторы  могут разрабатывать только после разрыхления. Экскаваторы непрерывного действия работают в грунтах до III группы включительно.

     Землеройно-транспортные машины – скреперы и бульдозеры предназначены для разработки грунта в выемке, транспортирования его и отсыпки в насыпь.

     Землеройно-планировочные машины – прицепные и самоходные грейдеры и бульдозеры предназначены для разработки, перемещения и планирования грунта. 
 

     Бульдозеры. 
 

     Бульдозеры бывают с неповоротным и поворотным отвалом. 

     Бульдозеры  используют для обратной засыпки, сооружения насыпей из грунтов боковых резервов, грубого планирования земляных поверхностей и подготовительных работ, а также для распределения грунтовых отвалов при работе экскаваторов и землевозов, формирования террас на косогорах, штабелирования сыпучих материалов и др.

     Бульдозеры  применяют при перемещении грунта на расстояние 10... 70 м и более при  благоприятных условиях (попутных уклонах  путей перемещения, легких грунтах). Для уменьшения потерь отвалы могут  оборудоваться открылками и козырьками.

     Бульдозер - это гусеничный (рис.2) или пневмоколесный (рис.3) трактор, оснащенный навесным бульдозерным оборудованием. Облегченное рабочее оборудование пневмоколесного бульдозера состоит из отвала, толкающих брусьев, вертикальных гидравлических подкосов и гидроцилиндров подъема/опускания отвала.

Рис.2. Гусеничный бульдозер: 

1 - винтовой подкос; 2 - гидроцилиндры подъема/опускания отвала; 3 - моторный отсек; 4 - кабина машиниста; 5 - упряжной шарнир; 6 - гусеничная тележка; 7 - толкающий брус; 8 - отвал

Рис.3. Пневмоколесный бульдозер с шарнирно-сочлененной рамой: 

1 - моторный отсек; 2 - кабина машиниста; 3 - гидроцилиндр подъема/опускания отвала; 4 - гидроцилиндр перекоса отвала; 5 - отвал; 6 - толкающий брус; 7 - упряжной шарнир  

     В цикл работы бульдозера (рис.4) входят следующие операции: резание и набор грунта методом снятия стружки; перемещение грунта с надвижкой его отвалом; возвратный холостой ход. 
 

Рис .4. Схемы основных операций при работе бульдозера  

 а - транспортное положение и рыхление грунта; б - резание и набор грунта; в - перемещение грунта; 1 - трактор; 2 - отвал; 3 - толкающий брус; 4 - рыхлитель; 5 - призма грунта перед отвалом. 
 
 

     При послойном способе (рис.5)выемку разрабатывают слоями на толщину снимаемой стружки за один проход бульдозера последовательно по всей ширине выемки или отдельными его частями. Этот способ прост и используется чаще, чем траншейный. 
 

 Рис. 5 
 

     При перемещениях грунта на расстояние свыше 40 м применяют способ разработки с промежуточным валом, а также  спаренную работу двух бульдозеров. Отсыпку грунта ведут послойно, начиная с более удаленной точки от места забора. При дальности перемещения до 70 м бульдозер возвращается в забой для повторения цикла задним ходом без разворота машины. При работе бульдозера в особо плотных грунтах (выше III группы) грунт предварительно разрыхляют.

     Подсчёт размеров отвалов  бульдозера:

     Примем  величину откоса равную 1:1,3, тогда V_отв.=l*d*h-0,5*1,3*a, т.к а=1м, то d=(V_отв.+0,65)/(l*h).

     d=(2192,48*0.15+0.65)/(56,8*2.2)=2,63m 
 

     Экскаваторы. 

     Наибольший  объем земляных работ в строительстве (45 %) выполняется одноковшовыми экскаваторами: на пневмоколесном ходу (вместимость  стандартного ковша 0,15...0,65 м ), на гусеничном ходу (вместимость стандартного ковша 0,25...2,5, реже до 4 м ). Кроме стандартных ковшей при разработке легких грунтов могут устанавливаться ковши повышенной вместимости.

     Основным  экскаваторным оборудованием является ковш обратной лопаты. К другим видам  сменного оборудования относятся прямая лопата, грейфер, драглайн, планировочный и погрузочный ковши.

     Рабочую зону экскаватора, включая место  стоянки транспортных средств, называют забоем, перемещение экскаватора при разработке грунта - проходкой. Значение перемещения экскаватора при смене смежного места стоянки называется длиной передвижки. Забои бывают лобовыми (при применении обратной лопаты - торцевыми) и боковыми, проходки - продольными и поперечными. В зависимости от количества проходок по высоте выемки различают одно-, двух- и трехъярусную разработку грунта.

     Рабочий цикл экскаватора имеет пять основных операций: набор грунта, перемещение ковша, разгрузка ковша в отвал или транспортное средство, обратный поворот для набора грунта, опускание ковша для последующего набора грунта. Для уменьшения времени цикла экскаваторщики при погрузке грунта в транспортное средство обычно совмещают четвертую и пятую операции, при отсыпке грунта в отвал - вторую и третью.

     Подсчёт размеров отвалов  экскаватора.

     V=F₀*l=(d²-2*a*d)*a*l, примем а=1м, тогда (2d²-8d)*32,8=521,175, отсюда d=5,45м² 

     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.). 

     Подбор  экскаватора и  транспортных средств.  

     Экскаватор  можно подобрать по объему работ, заданным срокам выполнения работ или  требуемым характеристикам машин.

     При заданном сроке выполнения работ подбирают машину, способную выполнить работу в срок, по производительности

      ,

     где:

     Q - объем работ;

     Т - заданный срок.

     При подборе экскаватора по требуемым  техническим характеристикам учитывают  основные параметры машины (рис.6) и условия работы.

     Работа  при максимальных вылетах стрелы (R ) приводит к быстрому износу машины, поэтому принимаются оптимальные рабочие параметры ( R составляющие 90 % максимальных значений:

R

Рис.6. Диаграмма основных технических параметров  одноковшового экскаватора 

 А - максимальный радиус резания; В - максимальный радиус копания; С - наибольшая глубина копания; D - максимальная высота копания; Е - наибольшая высота разгрузки;

F - наибольшая глубина резания; G - минимальный радиус разгрузки; К - радиус разгрузки при высоте Е 
 

     Экскаваторы оборудованные обратной лопатой, разрабатывают выемки торцевыми (лобовыми) и боковыми проходками (рис.7), располагаясь выше дна забоя, что позволяет: использовать их при разработке увлажненных и мокрых грунтов, с погрузкой в транспортное средство или в отвал.

Рис.7. 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. 
 
 

     Каток ( рис8) – машина для уплотнения укатыванием грунтов, дорожных оснований и покрытий. Катки применяют в автодорожном, железнодорожном, промышленном, городском, гидротехническом, аэродромном строительстве. По способу перемещения катки делятся на самоходные и прицепные; по принципу действия — статические и вибрационные. Рабочие органы катка — жёсткие стальные вальцы — могут быть гладкими, решётчатыми или иметь на своей поверхности кулачки (шипы). Жёсткие вальцы в некоторых конструкциях заменены пневматическими шинами. Прицепными катками с гладкими вальцами (статического и вибрационного действия), кулачковыми и на пневматических шинах уплотняют грунты и дорожные основания. Катки самоходные с гладкими вальцами (двух- и трёхвальцовые, статического и вибрационного действия) и с пневматическими шинами применяются главным образом для уплотнения дорожных покрытий. Эффективность уплотнения зависит от удельного давления на поверхность, для увеличения массы машины её нагружают балластом (железобетонные кубы или ёмкости с песком). Масса дорожных катков лежит в интервале от 5 до 50 т. Скорость передвижения 2—8 км/ч.

Рис 8.  Прицепной каток 

     Механизмы для разработки грунта приведены  в табл.2. 

                                                                                                                              Таблица 2 

     3. Определение объемов земляных работ  
 
 

     Объемы  разрабатываемого грунта измеряют кубическими  метрами плотного тела. Для некоторых  процессов (уплотнение поверхности, планировка и т.д.) объемы могут измеряться квадратными  метрами поверхности.

     Подсчет объемов разрабатываемого грунта сводится к определению объемов различных геометрических фигур. При этом допускается, что объем грунта ограничен плоскостями, отдельные неровности не влияют значительно на точность расчета.

     В промышленном и гражданском строительстве приходится в основном рассчитывать объемы котлованов, траншей, выемок и насыпей при вертикальной планировке площадок. 

     Объем котлована (рис 8, а) 

 где:

 Н – глубина котлована;

 a, b – длины сторон котлована у основания;

 а , b - длины сторон котлована поверху (а = а + 2Нт; b = b + 2Нт);

 т – коэффициент откоса  
 

Рис.8. Схемы определения объемов земляных работ  

 а, в – геометрические схемы определения объема соответственно котлована и траншеи;

 б- разрез котлована;г – план площадки с откосами (с линией нулевых работ и схематическим представлением геометрических фигур для определения объемов разрабатываемого грунта);

 С – сооружение; О – обратная засыпка

     Для определения объема обратной засыпки  пазух котлована, когда объем  его известен, нужно из объема котлована вычесть объем подземной части сооружения (рис.8, б):

      ,

     где:

• , - размеры здания в плане.
1. Срезка растительного слоя грунта:

V=l*d=56,8*38,6=2192,48 m²

2. Разработка грунта экскаватором в отвал

V=1.7/6*( 2*16,6+18,6)*32,8+(2*18,6+16,6)*36,8=1042,35m³

3. Обратная засыпка грунта:

V_обр.=V-a^I*b^I*H=1042,35-852,244=190,1m³

4. Уплотнение грунта:

V=a*b=32,8*16,6*0.4=217,8m³ 
 

 Объём земляных работ ( табл. 4) 

         4. Указания по производству работ. 
 
 

     1. Растительный слой срезается  бульдозером ДЗ-28(Д-533) на толщину 15 см..

     Схема движения бульдозера - челночная. 

     2. Разработка грунта осуществляется экскаватором ЭО-4321 лобовой проходкой. 

     3. Доработка грунта осуществляется  вручную. 

     4. Уплотнение грунта выполняется  прицепным решётчатым катком ЗУР-25. 

     5, Обратная засыпка выполняется  вручную 
 

              5. Контроль качества работ