Возведение монолитных конструкций подземной части

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ

1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ

1.1. Определение состава процессов и исходных данных

1.2. Подсчет объемов земляных работ

1.3. Организация  и технология земляных работ

1.3.1 Выбор  ведущей машины для отрывки  котлована

1.3.2. Расчет эксплуатационной производительности ведущей машины

1.3.3. Подбор вспомогательных  машин комплекта

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА  ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ

РАБОТ

2.1. Определение состава  процессов и объемов работ

2.2. Выбор методов производства  работ

2.3 Подсчет трудоемкости и интенсивности бетонирования

2.4. Подбор средств  механизации и увязка их по  производительности

2.4.1. Выбор ведущей  машины

2.4.2 Подбор вспомогательных  средств механизации и инвентаря

2.5. Определение параметров строительного потока

2.6. Проектирование организации и методов труда рабочих

2.6.1. Расчет состава  комплексной бригады

2.6.2. Опалубочные работы

2.6.3. Арматурные работы.

2.6.4. Бетонные работы

2.6.5. Гидроизоляционные  работы.

2.6.6. Монтаж плит перекрытий.

3. СОСТАВЛЕНИЕ КАЛЬКУЛЯЦИИ ТРУДОВЫХ ЗАТРАТ НА ВОЗВЕДЕНИЕ ФУНДАМЕНТА

4. ПОСТРОЕНИЕ ГРАФИКА РАБОТ

5. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ  РЕСУРСЫ

6. УКАЗАНИЯ ПО ТЕХНИКЕ  БЕЗОПАСНОСТИ

7. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ  ПОКАЗАТЕЛИ

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Одним из направлений  развития в строительстве является применение железобетона. Это обусловлено его высокими физико-механическими показателями, долговечностью, хорошей сопротивляемостью температурным и влажностным воздействиям, повышением архитектурной выразительности городской застройки, сравнительно невысокой стоимостью.

В наибольшей степени монолитный железобетон применяется при массовом строительстве промышленных, гражданских, сельскохозяйственных и транспортных зданий и расходуется в основном на возведение конструкций нулевого цикла. Ленточные фундаменты монолитного в монолитном исполнении по сравнению со сборным вариантом дешевле на 30%, обеспечивают экономию металла на 16-22%, а цемента — на 8-17%, но несколько выше по затратам труда.

Однако при внедрении поточных методов, применении прогрессивных технологий, дальнейшей индустриализации арматурных и опалубочных работ, использовании высокопроизводительных машин и оборудования, увязанных в комплекты по основным параметрам трудозатраты значительно сокращаются.

Учитывая всё вышесказанное  можно с уверенностью сказать что монолитные ж.б. конструкции являются прогрессивным направлением и необходимо их дальнейшее развитие.

1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА  ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ

 

1.1. Определение состава  процессов и исходных данных  для проектирования

 

Земляные работы при устройстве подземной части здания можно разбить на следующие простые строительные процессы:

- срезку растительного  слоя;

- разработку грунта  в выемке;

- погрузку грунта в  транспортные средства или за  бровку котлована;

- транспортирование грунта;

- выгрузку грунта в отвал;

- зачистку дна траншей;

- обратную засыпку;

- уплотнение засыпанного  грунта.

Неблагоприятные гидрогеологические, климатические и особые условия могут потребовать выполнения дополнительных процессов (водоотлив или искусственное понижение уровня грунтовых вод, рыхление плотных грунтов, крепление стенок выемки и др.).

Основным процессом, по которому производится выбор ведущей  машины и увязка остальных средств механизации, является разработка грунта в выемке.

Исходными данными для  проектирования производства земляных работ являются:

1. объем грунта, подлежащего разработке механизированным способом V_м;
2. вид и влажность грунта - III гр., глина мягкая, карбонная W = 35%;
3. глубина котлована Н = 2,4 м;
4. расстояние вывоза лишнего грунта L_в = 6,4 км.

 

1.2. Подсчет объемов земляных работ.

 

Для подсчета объемов земляных работ пользуются планом и разрезом котлована (рис. 1.1).

 

Предусматривается отрывка котлована на глубину Н = 2,4 м с последующей разработкой траншей по контуру фундамента на глубину h_т = 0,1 м.

Размеры котлована по дну определяются габаритами возводимого фундамента по заданию с добавлением технологического зазора s, равного 0,3 м:

м;

м;

Длина и ширина котлована по верху определиться по формуле:

м;

м;

Н=2,4 - глубина котлована по заданию, м;

m=1:0,25 - показатель крутизны откоса принимаемый по [1, прил. 1].

Объем котлована с  прямоугольным основанием и откосами со всех четырех сторон V₁, м³, определяется по формуле:

;

А=60 и В=24 - длина и ширина фундамента в осях, м;

b_ф = 0,6 м - ширина ленточного фундамента;

м³;

Объем грунта, разрабатываемого при отрывке траншей, равен:

м³;

где L - суммарная длина траншей, определяемая конфигурацией ленточного фундамента в плане, м;

м;

b_т - ширина траншей, м;

м;

где h_т =0,1 м - глубина траншей.

При глубине копания 2,4 м принимается экскаватор ХХХ оборудованный обратной лопатой с вместимостью ковша 0,5 м³. Тогда величина недобора по [1, прил.2] составляет 0,15 м отрывку траншей придется вести вручную. Тогда общий объем земляных работ, выполняемых механизированным способом, равен:

 

м³.

 

Объем работ по срезке растительного слоя определяется размерами  котлована поверху с добавлением с каждой стороны выемки полосы шириной 5 м:

 

 м².

 

Объем грунта в плотном  теле для обратной засыпки пазух  V₀, м³ составит:

 

 

где V_м - объем грунта, разрабатываемого механизированным способом, м³;

V_ф.к. и V_ф.т. - объем грунта, вытесняемого из котлована и из траншей, м³;

к_о.р - коэффициент остаточного разрыхления грунта равный 1,05.

 

м³;

 

 м².

 

Так как траншеи  разрабатываются вручную, то объем грунта, срезаемого вручную при зачистке дна траншей, равен:

 

 м³;

 

м³;

 

Объем грунта, подлежащего вывозу в отвал, равен:

 

м³

 

1.3. Организация и технология земляных  работ

 

1.3.1. Выбор ведущей машины для отрывки  котлована

 

В данном курсовом проекте, при влажности грунта W = 35%, целесообразней принять одноковшовый экскаватор с обратной лопатой, использование которого не требует устройства въезда.

Принимаем экскаватор Э-504 с вместимостью ковша q = 0,5 м³.

Технические характеристики экскаватора приведены в таблице 1.

 

 

Таблица 1 –

Технические характеристики экскаватора Э – 504 (§2-1-11, табл.1)

Наименование  показателя	Единица измерения	Характеристика
Вместимость ковша с  зубьями	м3	0,5
Длина стрелы	м	5,5
Наибольший радиус резания	м	9,2
Наибольшая глубина  копания: для траншей для котлованов	м	5,6 4
Радиус выгрузки в  транспорт	м	5,4
Высота выгрузки в  транспорт	м	1,7
Мощность	л.с.	80
Масса экскаватора	т	20,5

 

1.3.2. Расчет  эксплуатационной производительности  ведущей машины

 

Эксплуатационная производительность экскаватора рассчитывается по формуле: ,

где Пэ – часовая эксплуатационная производительность;

q = 0,5 м³ – геометрическая вместимость ковша ;

n = 2,27 – число циклов в одну минуту, шт.;

Ке = 0,8 – коэффициент  использования объема ковша (отношение объема грунта в плотном теле к его геометрической вместимости);

Кв – коэффициент  использования рабочего времени, равный 0,65 (§Е2-1, прил.3);

 м³/ч,

 

1.3.3. Подбор  вспомогательных машин комплекта

 

Для срезки растительного  слоя принимаем бульдозер ДЗ-8 на базе трактора Т-100, кроме того, бульдозер используем при обратной засыпке пазух котлована.

Технические характеристики бульдозера приведены  в таблице 2.

Таблица 2 –

Технические характеристики бульдозера ДЗ-8

Наименование  показателя	Единица измерения	Характеристика
Тип отвала		Неповоротный
Длина овала	м	3,03
Высота отвала	м	1,1
Управление		Канатное
Мощность	л.с.	108
Марка трактора		Т-100
Масса бульдозерного  оборудования	т	1,58

 

В качестве транспортных средств может использоваться тракторный, автомобильный и рельсовый транспорт.

В данном курсовом проекте  наиболее эффективным является использование  автомобильного транспорта. Тип используемого  самосвала МАЗ-205, грузоподъемностью 6 т.

Количество транспортных средств, потребных для отвозки разрабатываемого грунта, рассчитывается из условия бесперебойной работы землеройной машины и транспорта по формуле:

,

 

где t_тр – продолжительность цикла работы транспортной единицы в мин.;

t_п – продолжительность погрузки транспортной единицы экскаватором в мин.

Продолжительность цикла  транспортной единицы равна:

 

,

 

где t_р = 1,5 мин. – продолжительность разгрузки транспортной единицы в мин.;

L_тр = 6400 м – расстояние транспортирования грунта;

V_тр = 500 м/мин – расчетная скорость движения транспорта.

Продолжительность погрузки транспортных средств равна:

 

,

 

где n =2,27 – число экскаваторных циклов в одну минуту;

К_n = 0,95 - коэффициент, учитывающий потери времени на передвижку экскаватора по забою;

n_к – количество ковшей грунта, погружаемых экскаватором в транспортную единицу;

,

 

где V_тр – объем грунта, вмещаемого в транспортную единицу;

 

 

где Q = 6 т – грузоподъемность транспортного средства;

γ = 1,8 т/м³ – средняя плотность грунта ($Е2-1, табл.1);

 

 м³,

 

V_эк = 0,43 м³ – объем грунта в ковше экскаватора ([2], прил. 7).

 

шт.;

 мин;

 мин;

шт.;

Принимаем 9 самосвалов МАЗ-205. Технические характеристики самосвала  приведены в таблице 3.

 

Таблица 3 –

Технические характеристики самосвала МАЗ–205

Наименование  показателя	Единица измерения	Характеристика
Грузоподъемность	т	6
Объем грунта в кузове	м3	3,33

 

Зачистка дна траншей  производится вручную.

Для трамбования  грунта в пазухах используются электротрамбовки марки ИЭ-4505. Технические характеристики электротрамбовки представлены в таблице 4.

 

Таблица 4 –

Технические характеристики электротрамбовки ИЭ-4505.

Наименование  показателя	Ед. измерения	Значение
Глубина уплотнения (за 2 прохода)	см	20
Диаметр трамбующего башмака	мм	200
Характеристика электродвигателя:
мощность	кВт	0,6
напряжение	В	222
частота тока	Гц	50
Частота ударов	Гц	6,3
Габариты	мм	255х440х785
Масса	кг	27

 

Принимаем 2 электротрамбовки.

Результаты  выбора методов производства работ  сведены в таблицу 5.

 

Таблица 5 –

Выбор методов  производства земляных работ.

Наименование строительных процессов	Объем работ		Дальность перемещения грунта, м	Принятые марки машин  и их кол-во
	ед. изм.	кол-во
1. Срезка растительного слоя	м2	2831	50	Бульдозер ДЗ-8, 1шт
2. Разработка котлована	м3	3433		Экскаватор ЭО – 504, 1 шт.
3. Транспортирование грунта в отвал	м3	3228	6400	Автосамосвал МАЗ-205, 9 шт.
4. Зачистка дна траншей	м3	53		Вручную
5. Обратная засыпка	м3	258		Бульдозер ДЗ-8, 1шт
6. Трамбование грунта  в пазухах	м3	258		Электротрамбовка ИЭ-4505, 2 шт.

 

Схема экскаваторного забоя изображена на рис. 2.

Так как ширина большей части  котлована по верху равна 3,16 R_р^опт

(R_р^опт = 0,9 ^. R_р = 0,9 ^. 9,2 = 8,28 м) принимаем уширенную лобовую проходку с перемещением экскаватора по зигзагу. Отвал можно устраивать сбоку котлована, поскольку он не помешает бетоноукладчику (при вылете стрелы 21,9 м).

 

2. Проектирование  производства железобетонных

работ

 

2.1. Определение  состава процессов и объемов  работ

План и разрез ленточного монолитного  фундамента изображены на рисунке 3.

Весь комплекс работ, выполняемый на строительной площадке, может быть расчленен на следующие простые процессы:

- устройство опалубки;

- установку арматурных  каркасов;

- подачу и укладку  бетонной смеси;

- уход за уложенным  бетоном;

- разборку опалубки;

- монтаж плит перекрытия;

- устройство боковой обмазочной и горизонтальной оклеечной гидроизоляции фундамента. Основным процессом, определяющим темп и организацию работ, является укладка бетонной смеси. Следует иметь ввиду, что данный перечень не вошла часть второстепенных процессов, выполняемых на объекте (устройство подмостей для приема и укладки бетона, соединение арматурных каркасов, прием бетонной смеси из автотранспорта и др.).

Результаты  расчетов сведены в таблицу 6.

 

Таблица 6 –

Ведомость подсчета объемов  работ.

Наименование процесса	Формула подсчета	Ед. изм.	Кол-во	Примечание
1. Устройство опалубки из щитов		м2	1950	опалубка мелкощитовая
2. Установка арматурных каркасов		шт.	805	расход арматуры 55 кг/м3
3. Бетонирование конструкции		м3	731,25
4. Укладка плит перекрытий		шт.	200	размер плит 5,98х1,19х0,22 м
5. Гидроизоляция:   а) вертикальная   б) горизонтальная		м2	510 293	обмазочная 2 слоя рубероида на битумной мастике

 

2.2. Выбор методов  производства работ.

 

Выбор рациональных методов производства железобетонных работ базируется на следующих положениях:

а) поточной организации  строительства с выполнением  каждого процесса на отдельной захватке;

б) индустриальном изготовлении унифицированных опалубочных и  арматурных изделий;

в) выполнении работ с  помощью высокопроизводительных машин, увязанных в комплекты по основным параметрам;

г) назначении метода выполнения отдельного процесса в результате сопоставления и оценки нескольких вариантов

Варианты методов производства бетонных работ сведены в таблицу 7.

 

таблица 7 –

Варианты производства железобетонных работ.

Наименование строительного процесса	Варианты
	I	II
1. Устройство опалубки	С помощью крана	Вручную
2. Установка арматуры	Вручную	Вручную
3. Доставка бетона	Бадьями в кузове автосамосвала	Автосамосвалами
4. Подача бетонной смеси	Краном с двух сторон котлована в бадьях	Бетоноукладчиком с  двух сторон котлована
5. Уплотнение бетона	Вибратором с гибким валом	Вибробулавой
6. Распалубка фундамента	С помощью крана	Вручную

 

Вариант № 1.

Принята крупнощитовая разборно-переставная опалубка с массой отдельных элементов свыше 100 кг. Монтаж и демонтаж такой опалубки производится с помощью крана, который затем используется для подачи бетона.

В связи с небольшой  массой арматурных каркасов (50 кг). Установка  их производится вручную. Соединение каркасов между собой производится с помощью электродуговой сварки.

Бетонная смесь доставляется на строительную площадку бадьями в  кузове автосамосвала. Подача бетона производится краном с двух сторон котлована в бадьях.

Уплотнение бетонной смеси производится вибратором с  гибким валом.

Вариант № 2.

Принята мелкощитовая разборно-переставная  опалубка. Масса щитов и крепежных элементов такой опалубки не превышает 50 кг, что обеспечивает ее поэлементную установку и снятие вручную. По сравнению с вариантом 1 это является выгодней так как при этом не потребуется нанимать кран, а так же упрощается работа опалубщиков.

Установка арматуры производится вручную.

Доставка бетонной смеси, при дальности возки 25 км, возможна при помощи автосамосвалов, использование автобетоновозов и автобетоносмесителей обойдется дороже.

Подача бетонной смеси  производится бетоноукладчиком. Большая  маневренность, широкий фронт работ, высокая производительность бетоноукладчиков являются несомненными преимуществами при их использовании.

Уплотнение бетонной смеси производится вибробулавой.

Проанализировав 2 варианта к дальнейшему производству работ  принимаем вариант № 2.   

 

2.3 Подсчет трудоемкости и интенсивности бетонирования

 

Трудоемкость работ  при проектировании технологических карт определяется по сборникам ЕНиР. Подсчет трудозатрат по возведению подземной части здания приведен в таблице 8.

 

таблица 8 - Ведомость трудозатрат по возведению фундамента.

Наименование процесса	Объем работ		Шифр норм	Н.вр., чел×ч	Трудоемк., чел×см.	Состав звена по ЕНиР
	ед. изм.	кол-во
Установка деревянной щитовой опалубки при площади щитов до 1 м2	м2	1950	§Е4-1-34 табл.2., 1, а	0,62	151,1	Плотник 4 разр. - 1 2 разр. - 1
Установка арматурных каркасов массой 50 кг вручную	шт.	805	§Е4-1-44 табл.2, б	0,24	24,15	Арматурщик 3 разр. - 1 2 разр. - 1
Укладка бетона с помощью бетоноукладчика в ленточные фундаменты шириной более 600 мм	м3	731,25	§Е4-1-49 табл.2, 2	0,23	21	Бетонщик 4 разр. - 1 2 разр. - 1
Разборка опалубки фундаментов из щитов площадью до 1 м2	м2	1950	§Е4-1-34 табл.2. 1,б	0,15	36,6	Плотник 3 разр. - 1 2 разр. - 1
Укладка стреловым краном на пневмоколесном ходу плит перекрытий площадью 7,2 м2	шт.	200	§Е4-1-7 табл. 3, а К=1,1 (ТЧ-1)	0,72	19,8	монтажник 4 разр. - 1 3 разр. - 2 2 разр. - 1
Окрасочная гидроизоляция фундаментов вручную битумной мастикой на 2 раза.	100м2	5,1	§Е4-11-37 табл.4, в К1=1,85 при повторном окр.(ПР1)	10	11,8	Гидроизолировщик 4 разр. - 1 2 разр. - 1
Оклеечная гидроизоляция двумя слоями рубероида на битумной мастике вручную	100м2	2,93	§Е4-11-40 табл.1. 2,а К1=1,9 для 2 слоев (ПР1)	10,5	7,3	Гидроизолировщик 4 разр. - 1 3 разр. - 1 2 разр. - 1
ИТОГО					271,75

 

Из условия полной загрузки звена бетонщиков, рекомендованного в ЕНиР §Е4-1-49, необходимо, чтобы темп укладки бетонной смеси (интенсивность бетонирования) был не менее величины I_б, м³/ч:

 

 м³/ч;

 

где V_бет - объем укладываемой бетонной смеси, м³,

N_зв - численный состав звена бетонщиков, чел.,

Т_бет - трудоемкость работ по укладке бетона, чел×см.

t_см = 8 часов - продолжительность смены.

 

2.4. Подбор средств  механизации и увязка их по  производительности.

 

2.4.1. Выбор ведущей  машины.

 

В качестве ведущей машины принимается  бетоноукладчик ЭМ-44. При выборе марки  бетоноукладчика руководствуемся  вылетом стрелы, который должен обеспечивать подачу бетонной смеси во все точки фундамента. Технические характеристики бетоноукладчика приведены в таблице 9 [8, табл. 74].

 

Таблица 9 –

Технические характеристики самоходного  бетоноукладчика ЭМ-44.

Наименование  показателя	Ед. изм.	Значение
Производительность	м3/ч	25
Вылет стрелы	м	21,9
Угол поворота стрелы	град	180
Вместимость приемного  бункера	м3	2
Ширина ленты	мм	500
Скорость движения ленты	м/с	1
Установленная мощность электродвигателя	кВт	23,7
Масса машины	кг	2300

 

2.4.2 Подбор  вспомогательных средств механизации  и инвентаря.

 

Для доставки бетонной смеси  от завода до строительной площадки (при  дальности транспортирования 25 км) принимаем автосамосвалы МАЗ-205 грузоподъемностью 6 т и объемом бетона в кузове 2,5 м³.

Перед началом работ  рекомендуется произвести следующие  мероприятия по усовершенствованию автосамосвалов:

- с целью уменьшения  потерь бетонной смеси при  ее перевозке в результате ее выплескивания необходимо нарастить борта кузова не менее чем на 40 см;

- для ликвидации утечки  растворной части бетонной смеси  рекомендуется уплотнять место примыкания заднего борта к кузову прокладками из листовой резины, конвейерных лент и т.д.;

- при транспортировке  бетонной смеси укрывать кузов  брезентом.

Количество транспортных средств для бесперебойной доставки бетонной смеси на объект вычисляется по формуле:

 

 

где П_э.к. - часовая эксплуатационная производительность ведущей машины комплекта, м³/ч. Принимаем равной 10 м³/ч, учитывая очень высокую производительность виброукладчика (25 м³/ч) по сравнению с темпом бетонирования (8,71 м³/ч).

V_тр = 2,5 м³ – объем бетона в транспортном средстве;

t_ц - продолжительность транспортного цикла, мин.;

к_р = 0,85 - коэффициент, учитывающий необходимый резерв производительности ведущей машины;

к_в = 0,9 - коэффициент использования транспортной единицы по времени;

 

мин;

 

где t_з = 5 мин. - время загрузки автомобиля на заводе;

L_п = 25 км - расстояние перевозки бетонной смеси;

V - средняя скорость движения транспортного средства, V = 30 км/ч (для дорог с жестким покрытием);

t_в = 4 мин. - время выгрузки бетона;

 

шт;

 

В зависимости от толщины  бетонируемой конструкции и густоты  ее армирования для уплотнения бетона подбираются электромеханические глубинные вибраторы с встроенным электродвигателем или с гибким валом. Принимаем модель вибратора с встроенным электродвигателем ИВ-65. Технические характеристики вибратора приведены в таблице 10.

Таблица 10 –

Технические характеристики вибратора ИВ-65

Показатель	Ед. изм.	Значение
Наружный  диаметр  корпуса	см	5,1
Длина рабочей части	см	51
Радиус действия	см	40
Мощность	кВт	0,27
Напряжение	В	36
Масса	кг	10

 

Количество вибраторов рассчитывается из условия:

 

 

где I = 10 м³/ч - интенсивность укладки бетонной смеси, определяемая эксплуатационной производительностью ведущей машины;

П_эв - эксплуатационная производительность вибратора, м³/ч, рассчитываемая по формуле:

 

 

где R - радиус действия вибратора, м;

h_сл - толщина уплотняемого слоя бетонной смеси, м;

t_уп = 30 с - продолжительность уплотнения на одной позиции вибратора;

t_пер = 5 с - продолжительность перестановки вибратора с одной позиции

на другую;

к_в = 0,8 - коэффициент использования вибратора по времени;

м - толщина уплотняемого слоя;

L_п = 0,1 м - глубина погружения наконечника вибратора в ранее уложенный слой;

L_в = 0,51м - длина рабочей части вибратора.

 

 м³/ч;

 

шт;

 

Для непрерывного уплотнения бетона фактическое количество вибраторов увеличивается с учетом одного резервного механизма.

Окончательно принимаем  два вибратора марки ИВ-65.

 

2.5. Определение  параметров строительного потока.

 

Для организации поточного  производства работ необходимо весь комплекс строительных процессов по возведению фундамента расчленить на отдельные частные потоки, а сооружаемую конструкцию - на захватки и ярусы. При этом, учитывая большую трудоемкость работ и удобство выполнения операций по установке и соединению арматурных каркасов вне опалубки, опалубочные работы разделяются на два потока: первый - установка щитов по одной стороне фундамента (внутренней) и второй - сборка опалубки по второй стороне (наружной) после завершения арматурных работ. Таким образом, бетонирование фундамента может быть расчленено на 5 частных потоков: