ТСП земельные работы
Петрозаводский
Факультет промышленного и гражданского строительства
Кафедра организации строительного производства
Курс: «Технология
строительного производства»
ПРОИЗВОДСТВО ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ
Пояснительная записка к курсовому проекту
Выполнила:
Полещук А. В.
Руководитель:
Кузнецов Ю.С.
Петрозаводск 2006
СОДЕРЖАНИЕ
Введение…………………………………………………………
Исходные данные………………………………………
Расчет объемов земляных работ…………………………………………...
Определение средней дальности перемещения грунта………………….
Выбор способа производства работ и комплекса машин……………….
Технико-экономическое
сравнение вариантов
Разработка котлована…………………………
Транспортировка грунта при экскаваторных работах………………….
Уплотнение грунта…………………………………
Борьба с грунтовыми водами…………………………………………….
Составление календарного графика……………………………………...
Мероприятия по охране труда……………………………………………
Список использованной литературы…………………………………….
ВВЕДЕНИЕ
При строительстве любого здания или сооружения, а также планировке и благоустройстве территорий ведут переработку грунта. Переработка включает следующие процессы: разработку грунта, его перемещение, укладку и уплотнение.
Непосредственному выполнению
этих процессов в ряде случаев
предшествуют или сопутствуют
При производстве земляных работ все подготовительные, вспомогательные (разработка земляных сооружений, водоотливов, рыхление плотных грунтов) и основные процессы выполняют комплектами машин, каждая из которых предназначена для определенного рабочего процесса или операции (разработка, транспортирование, разравнивание и уплотнение грунта, планировка откосов и т. д.). В общем случае одна и та же работа может сделана с большей или меньшей эффективностью различными комплектами машин. Способ и комплект машин для конкретных производственных условий выбирают на основании технико-экономических показателей, зависящих от основных факторов производства требуемых работ: объема, заданных сроков их выполнения, рельефа и гидрологии местности, видов и параметров земляных масс, минимальной стоимости и трудоемкости и др. Определяют количество земляных и землеройно-транспортных машин, устанавливают календарный график, содержащий информацию о последовательности и сроках производства работ
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
(вариант 4)
- Уклон планируемой площадки – i = 0,002.
- Род грунтовых напластований и мощность пластов:
растительный слой – 0,3 м
песок – 2,0 м
глина– 4,0 м
- Уровень грунтовых вод – 188,0 м.
- Расстояние до места отвала – 2,5 км.
- Скорость транспортировки – 45,0 км/час.
- Район строительства – 4.
- Срок продолжительности работ – 60,0 дней.
Площадка 600 * 400 м.
Проектная отметка – 189,9м.
РАСЧЕТ ОЪЕМОВ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ
При вертикальной планировке рекомендуется соблюдать нулевой баланс земляных работ на заданной площадке с учетом грунта из котлованов и траншей. В заданном варианте необходимо спланировать площадку под проектную отметку (Нпр = 189,9 м), поэтому объем выемок неравен объему насыпи.
Площадка разбивается на квадраты со стороной 100 метров. «Черные» отметки квадратов (поверхности в вершинах квадратов) определяются методом линейной интерполяции между двумя смежными горизонтами.
Согласно заданному уклону поверхности площадки (i = 0,002) определяют проектные, т. е. «красные» отметки в вершинах квадратов способом поворота горизонтальной поверхности площадки вокруг оси с отметкой Нпр = 189,9 м так, чтобы приняла заданный уклон.
Направление уклона выбирается по характеру естественной поверхности площадки так, чтобы обеспечивался беспрепятственный сток атмосферных вод с площадки после планировки.
Проектные («красные») отметки вершин квадратных призм при одностороннем уклоне определяется по формуле:
Нк = Нпр+li…n* i
Нк - красная отметка вершин квадратных призм,
Нпр - проектная отметка планировки,
i - заданный уклон площадки после планировки,
li…n - расстояние от вершин квадратов до оси поворота с отметкой H перпендикулярной направлению уклона, м
Рабочие отметки со знаками, соответствующими (насыпи со знаком «+», выемки со знаком «-») наносятся у вершин квадратных призм, после чего вычисляются на сторонах квадратов точки нулевых рабочих отметок, при соединение определяется линия нулевых работ.
По рабочим отметкам вычисляют объемы работ в каждой квадратной призме и записывают их на плане в центре квадрата. Если знаки всех четырех рабочих отметок одноименные, то такие призмы называются целыми, их объем определяются по формуле:
q = a2 / 4 * (h1 + h2 + h3 + h4)
a - сторона квадрата, м.
hi - рабочие отметки, м.
q - объем призмы, м.
Квадратные призмы, пересеченные линией нулевых работ называется пересеченными. Если такая квадратная призма в плане разбита линией нулевых работ на две трапеции, объем каждой трапеции определяется по формуле:
q = a * P * hср
a - сторона квадрата, м.
P - средняя ширина трапеции, м.
hср - средняя рабочая отметка в пределах данной трапеции с соответствующим знаком, м.
Если пересеченная призма разбита линией нулевых работ на треугольную и пятиугольную, то объемы вычисляются по следующим формулам:
для треугольной призмы: q = (d * l) / 2 * hср
d, l - катеты треугольника, м.
hср - средняя отметка, м.
q - объем треугольной призмы, м.
для пятиугольной призмы: q = (a2 – d * l / 2) * h,ср
a - сторона квадрата, м.
d, l - катеты треугольника, м.
h,ср - средняя рабочая отметка, м.
По вычисленным объемам земляных работ в целых и пересеченных призмах составляются ведомость, где указываются номера квадратных призм и объемы с соответствующими знаками, сумма которых дает основные объемы насыпей и выемок.
Кроме того, подсчитываются дополнительные объемы земляных работ в откосах по контуру площадки с соответствующими знаками по формуле:
q0 = (Ln * m * h2cр) / 2
Ln - длина по периметру выемки (насыпи), м.
m = 1 - коэффициент откоса.
hcр - средняя рабочая отметка по периметру насыпи (выемки), м.
По окончании всех подсчетов
объемов земляных работ составляется
сводная ведомость баланса
q0 = (223 * 1 * 0,462) / 2=23, 59 м3
q0 = (1777 * 1 * 0,592) / 2=309, 28 м3
ОБЪЕМ КОТЛОВАНА С ОТКОСАМИ
Объем котлована с откосами рассчитывается по формуле:
Q = H/6 * ((2*a + a1) * b + (2*a1 + a) * b1)
а и b – длина и ширина прямоугольного котлована по дну,
а1 и b1 – длина и ширина по верху котлована,
H – глубина котлована ниже среднепланировочной отметки.
Для данного варианта котлован необходимо поделить на два и подсчитать объем каждого.
Коэффициент откосов котлована определяется согласно СниП Ш-4-80 «Техника безопасности в строительстве» по наиболее слабому грунту. Для песка i = 1 : 1.
Q1 = 2,5/6 * ((2*84 + 89) * 12+ (2*89 + 84) * 17) = 3140,83 м3
Q2 = 2,5/6 * ((2*12 + 17) * 28 + (2*17 + 12) * 28) = 1023,12 м3
Q = Q1 +2* Q2 = 3140,83+2*1023,12 = 5187,07 м3
ВЕДОМОСТЬ БАЛАНСА ЗЕМЛЯНЫХ МАСС
Квадраты |
«+» |
«-» |
1-1 |
9250 | |
1-2 |
6500 | |
1-3 |
21,65 |
2431 |
1-4 |
37,91 |
1772,5 |
1-5 |
5500 | |
1-6 |
8750 | |
2-1 |
7000 | |
2-2 |
4750 | |
2-3 |
300 |
1225 |
2-4 |
575 |
121,5 |
2-5 |
3000 | |
2-6 |
5750 | |
3-1 |
5250 | |
3-2 |
3500 | |
3-3 |
700 |
625 |
3-4 |
1800 |
|
3-5 |
1500 | |
3-6 |
3750 | |
4-1 |
3750 | |
4-2 |
1750 | |
4-3 |
3000 |
133,3 |
4-4 |
4250 |
|
4-5 |
75 |
1062,5 |
4-6 |
2750 | |
Итого |
10759,56 |
80120,8 |
Дополнит. объем |
23,59 |
309,28 |
Объем котлована |
5187,07 | |
Всего |
10783,15 |
85617,15 |
Анализ проведенных расчетов дает следующие результаты: объем насыпи на 24554,665 м3 меньше, чем объем выемки. Таким образом, для планировки площадки под проектный уклон необходим привоз грунта в квадраты 3-4, 4-3, 4-4.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕЙ ДАЛЬНОСТИ
ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ГРУНТА
Дальность перемещения грунта (возки) определяется графическим способом.
Вычерчивается участок с нанесенной сеткой квадратов, линией нулевых работ и объемами земляных масс по каждому квадрату отдельно для выемки и насыпи. Со стороны выемки и насыпи строим кривые объемов относительно осей X и Y следующим образом: откладываем последовательно ординаты, равные сумме, предшествующих объемов в квадратах, расположенных по горизонтали на оси X и по вертикале на оси Y. Концы ординат соединяем и получаем кривые объемов.
Масштаб для ординат произвольный.
Наибольшую из ординат делим попалам
и из середины восстанавливаем
l1 = 89 м, l2 = 103м. l3 = 243 м, l4 = 267м.
Средняя дальность возки грунта:
lср = (l1 + l2 + l3
+ l4 )/ 4 = (89+103+243+267) / 4 = 175,5 м.
ВЫБОР СПОСОБА ПРОИЗВОДСТВА
РАБОТ И КОМПЛЕКСА МАШИН
Выбор способов производства работ заключается в принятии тех или иных типов наиболее эффективных современных землеройных машин для каждого из видов работ.
Рациональный выбор машин
и механизмов должен быть сделан с
учетом технико–экономических
Данный участок запроектирован
под проектную отметку и
Так как средняя дальность возки грунта находится в интервале 170-220 м сравниваем самоходный и прицепной скреперы.
Для разработки котлована возьмем наиболее широко используемые экскаваторы с емкостью ковша 0,65 м3.
Для бесперебойной работы экскаватора вывоза грунта из котлована найдем количество самосвалов, необходимых для такого рода работ.
ТЕХНИКО–ЭКОНОМИЧЕСКОЕ
СРАВНЕНИЕ ВАРИАНТОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИЦЕПНОГО И САМОХОДНОГО СКРЕПЕРОВ
- Прицепной скрепер ДЗ-149-5: вместимость ковша 8 м3.
Продолжительность цикла:
Т = l1/v1 + l2/v2 + l3/v3 + l4/v4 + t5 + t6
Пути:
l1 = 30 м – путь набора грунта ковшом,
l2 = 175,5 м – перемещение груженого скрепера,
l3 = 9 м – путь разгрузки (толщина слоя отсыпки 0,35м)
l4 = 175,5 м – путь перемещения порожнего скрепера.
Скорости:
v1 = 2,9 км/ч = 48,33 м/мин
v2 = 28,334 км/ч = 472,23 м/мин
v3 = 14,167 км/ч = 236,12 м/мин
v4 = 33,8 км/ч = 563,33 м/мин
t5 = 1 мин – время на переключение скоростей
t6 = 1 мин – время на повороты
Т = 30/48,33+175,5/472,23+9/236,
Производительность: Псм = 60/T * q * tсм * кн / кр * кв
кр = 1,12- коэффициент разрыхления грунта;
кв = 1,1- коэффициент, учитывающий сменные потери сменного рабочего времени
кн = 0,8- коэффициент наполнения ковша.
Псм = 60/3,34*8*8*1,1/1,12*0,8=897,
Продолжительность работ: N = Vсрез.гр. / (n * Псм)
N = 85617,15/(2*897,96) = 47,7 дней = 47,7*2 =96 смена
Себестоимость единицы продукции: Се = с * tсм * n * N
Се = 4,51 * 8 * 2 * 96= 6927,36 руб.
Трудоемкость: Те = 96/2 *8 =384 чел.-час
- Самоходный скрепер МоАЗ – 6014: вместимость ковша 8,3 м3.
Продолжительность цикла:
Скорости:
v1 = 4,0 км/ч = 66,7 м/мин
v2 = 29,4 км/ч = 490 м/мин
v3 = 16,7 км/ч = 278,3 м/мин
v4 = 42 км/ч = 700 м/мин
Т = 30/66,7 + 175,5/490 + 9/278,3 + 175,5/700 + 1 + 1 = 3,09 мин.
Производительность:
Псм = 60/3,09 * 8,3 * 8 * 0,9/1,12 * 0,75 = 776,75 м3/см
кр = 1,12- коэффициент разрыхления грунта;
кв = 0,75- коэффициент, учитывающий сменные потери сменного рабочего времени
кн = 0,9- коэффициент наполнения ковша.
Продолжительность работ:
N = 85617,15/ (2 * 776,75) = 55 дней = 55*2 = 110 смен
Себестоимость единицы продукции:
Се = 6,05 * 8 * 2 * 110 = 10648 руб.
Трудоемкость: Те = 36 /2 * 8 =440 чел.-час
Показатель |
Прицепной |
Самоходный |
Стоимость |
6927,36руб. |
10648 руб |
Трудоемкость |
384 чел.-час |
440 чел.-час |
Продолжительность |
96 смен |
110 смен |
Производительность |
897,96 м3/см |
776,75 м3/см |
Из таблицы видно, что как более экономичный вариант можно принять прицепной скрепер ДЗ-149-5.
РАЗРАБОТКА КОТЛОВАНА
Для разработки котлована выбираем одноковшовый экскаватор ЭО – 4112 с обратной лопатой, с жесткой подвеской рабочего оборудования. Емкость ковша 0,65 м3.
Производительность: Псм = 3600 * (tсм * q * kн)/(tц * kр) * kв
Псм = 3600 * (8 * 0,65 * 0,9)/(20 * 1,12) * 0,65 = 488,89 м3/см.
Продолжительность работ: N = Vкотл / (Псм * n)
N= 5187,07 / (488,89 * 2) = 5,3 дней = 5*2=10 смен.
Техническая характеристика экскаватора | |
Вместимость ковша, м3 |
0,65 |
Категория разрабатываемого грунта |
1-4 |
Длина стрелы, м |
5,5 |
Длина рукояти, м |
3,02 |
Глубина копания котлованов, м |
4 |
Высота выгрузки, м |
6,1 |
Радиус копания, м |
9,2 |
Продолжительность цикла, с |
20 |
Ширина ковша, м |
1,16 |
ТРАНСПОРТИРОВКА ГРУНТА ПРИ
ЭКСКАВАТОРНЫХ РАБОТАХ
При проектировании перевозки грунта самосвалами емкость их должна выбираться кратной емкости ковша, причем
Va/c = (5…6) * Vэкск
Va/c = 6* 0,65*2000 = 7800 т.
Выбираем автосамосвал МАЗ – 5549 грузоподъемностью 8000 т.
Количество транспортных единиц:
N = 1 + (l/v1 + l/v2 + tp) / tn
l = 2500 м, средняя дальность возки грунта.
v1 = 45 км/ч = 750 м/мин, скорость движения машин в груженом состоянии.
v2 = 750 м/мин, скорость движения порожних машин.
tp = 0,5 мин, время разгрузки, включая маневры.
tn = 2 мин, время погрузки.
N = 1 + (2500/750 + 3500/750 + 0,5) / 2 = 4.
Для обеспечения бесперебойной
работы экскаватора требуется
.
Техническая характеристика самосвала | |
Грузоподъемность, кг |
8 000 |
Масса снаряженного автомобиля, кг |
7225 |
Масса полная, кг |
15375 |
Габаритные размеры, мм |
5785*2500*2785 |
Колесная формула |
4*2 |
База, мм |
3400 |
Вместимость, м3 |
5,1 |
Время опрокидывания, с |
15 |
Максимальная скорость, км/ч |
75 |
УПЛОТНЕНИЕ ГРУНТА
Машины для уплотнения грунтов.
При устройстве земляных сооружений в данном проекте необходимо уплотнять перемещаемый грунт, что бы предотвратить осадки и сдвиговые деформации сооружений.
Уплотнение грунтов необходимо производить при влажности близкой к оптимальнойДля производства уплотнения перемещаемого грунта принимаю прицепной каток Д-39 на пневматических шинах, на базе трактора Т-180, рабочие характеристики катка.
Тип катка |
ДЗ-39 |
Ширина уплотняемой полосы, м. |
2,6 |
Толщина уплотняемой полосы, м. |
до 0,35 |
Мощность двигателя тягача, л.с. |
180 |
Масса катка, т. |
25 |
Базовый трактор |
Т-180 |
Определение конструктивной производительности катка ДЗ-39 (данная характеристика определяется по ЕНиР, сборник 2 « Земляные работы»):
, отсюда следует, что
переход от конструктивной к эксплуатационной сменной производительности осуществляется умножением первой на коэффициент использования по времени Кв=0,8 :
Псм=Пэкс*Кв=27586*0,8=2206,9 м3/смена
Траб=V/ Псм=10783,15/2206,9=5 смен
Машина для работы в пределах нулевой линии с навесным бульдозерным оборудованием.
Для разравнивания привезенного грунта необходимо предусмотреть трактор с навесным оборудованием бульдозера. С учетом того, что базовым тягачом принят Т-180, то принимаю для выполнения планировочных работ бульдозер ДЗ-35. Производительность бульдозера определяю аналогично производительности прицепного катка, т.е.:
, отсюда следует, что
Псм=Пэкс*Кв=1666,7*0,8=1333,36 м3/смена
Траб=V/ Псм=24554,665/1333,36=19 смен
БОРЬБА С ГРУНТОВЫМИ ВОДАМИ
Чтобы принять меры по устранению вредного влияния грунтовых вод на производство строительных работ, требуется возможно точнее , насколько это практически возможно достижимо, установить величину притока их к котловану.
При водоотливе поступающая
через стенки и дно котлована
грунтовая вода выносит частицы
грунта, а также разрыхляет грунт
и уменьшает его несущую
- Осушить водоносные слои грунта в пределах выработки;
- Устранить или уменьшить направленное вверх давление воды на водоупорный слой, залегающий под дном котлована, что предотвращает разжижение слоев грунта в откосах и на дне выемок, а также устранить разрыхление грунта, залегающего в основании сооружения;
Приток воды в котловане лучше всего определять пробной откачкой воды из шурфов, специально отрываемых для этой цели.
Можно определить приток воды и по теоретическим формулам. Наиболее часто в практике промышленного и гражданского строительства приходиться встречаться с расположением дна котлована выше водоупорного слоя.
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
До начала производства
земляных работ в местах расположения
действующих подземных
Земляные работы следует выполнять только по утвержденному проекту производства работ (ППР).
Производство земляных работ в зоне действующих подземных коммуникаций следует осуществлять под непосредственным контролем руководства в лице прораба или мастера, а в охранной кабелей, находящихся под наблюдением работников электро- или газовой компании.
При обнаружении взрывоопасных материалов земляные работы в этих местах следует немедленно прекратить до получения разрешения от соответствующих органов.
Перед допуском рабочих в котлованы глубиной более 1,3 метра должны быть проверены устойчивости откосов.
Выемки необходимо разрабатывать с откосами, предусмотренными СниП.
Бровки выемки должны быть свободы от статического и динамического нагружения.
При разработке, транспортировании, планировке и уплотнении грунта двумя и более машинами (скреперами, бульдозерами), идущими одна за другой, расстояние между ними должно быть не менее 10 метров.
При разработке грунта экскаваторами рабочим запрещается находиться под ковшом или стрелой и работать со стороны забоя.
Экскаватор может перемещаться только по ровной поверхности.
Образующиеся при разработке котлована козырьки грунта следует обрушить, приняв при этом все меры предосторожности и удалив предварительно рабочих из забоя.
Погрузка грунта на автомобили (самосвалы) должна производиться со стороны заднего или бокового борта.
Грунты, извлеченные из котлована, следует размещать на расстоянии не менее 0,5 метров от боковой выемки.
До начала работ должна быть проверена исправность всех машин и механизмов, а для их установки подготовлены площадки.
Разработка грунта в котловане «подкопом» не допускается.
Валуны и камни, а также отслоение грунта, обнаруженные на откосах, должны быть удалены.
В населенных пунктах место производства земляных работ должно быть ограждено; вывешиваются предупреждающие знаки; в ночное время должно быть освещение.
Приток воды через стенки котлована рассчитывается следующим образом:
А через дно котлована:
, где
Qст, Qдно - соответственно притоки воды через стенки и дно котлована в м3/сутки;
k -коэффициент фильтрации м/сутки (глина0,3);
S0 –заглубление дна котлована относительно статического горизонта воды в м (0,6 м);
r0 – приведенный радиус котлована в м;
R –радиус влияния откачки в м;
a –расстояние от центра котлована до водоема в м (1000 м);
m –мощность водоносного пласта, считая от дна котлована до водоупора (3,4 м);
Н- мощность водоносного пласта, м 4м);
F – площадь котлована, м2 (1392 м2 )
, таким образом, подставив все значения в формулу, получим:
Qст=(0,098 м3/сутки)/24= 0,004 м3/час;
Qдно=(1,09 м3/сутки)/24= 0,045 м3/час;
Q= Qст+ Qдно=0,004+0,045=0,049 м3/час;
Т.к. приток воды в котлован через стенки и дно невелик, то большой и мощьный насос в данном случае не требуется; выбирираю пневмокамерный насос К-2305.
Марка |
К-2305 |
Техническая подача |
10-12 т/ч |
Внутр. диаметр камеры |
1200 мм |
Дальность подачи материала |
200 м |
Высота подачи материала |
35м |
Внутр. диаметр транспортного трубопровода |
100мм |
Расход воздуха |
5 м3/сут |
Полезная емкость камеры. |
1 м3 |
Масса |
1322 кг |