Организация и технология строительного процесса

3.2.1. Расчет размеров котлована

Ширина котлована понизу:

где l = 9 м – расстояние между буквенными осями (принимается по зданию), м;

а = 1,5 м – расстояние от буквенной оси до наружной боковой поверхности фундамента (принимается по зданию), м;

b = 0,8 м – расстояние от наружной боковой поверхности фундамента до подошвы откоса (принимается по CНиП III-4-80), b≥0,6м;

S = 3×9 + 2×(1,5 + 0,8) = 31,6 (м).

Длина котлована понизу:

l₁ = 6м – расстояние между цифровыми осями (принимается по зданию), м;

а₁ = 1,2 м – расстояние от цифровой оси до наружной боковой поверхности фундамента (принимается по зданию), м;

L = 21×6 + 2×(1,2 + 0,8) = 130 (м).

Ширина котлована поверху: S¹ = S + 2×x,

где х – проекция откоса: x = H×m = 2,6×0.25 = 0,65 (м).

m = 0,25 – коэффициент откоса, равный отношению заложения откоса к его высоте, принятой за единицу (Приложение 1 МУ);

S¹ = 31,6 + 2×0,65= 32,9 (м).

Длина котлована поверху. L¹ = L +2×x

L¹ =130 + 2×0,65 = 131,3 (м).

Итак, размеры котлована понизу: 31,6м ×130,0м.

размеры котлована поверху: 32,9м ×131,3м.

 

Расчет параметров подземной части здания (подвальное помещение).

 

Объем части здания, находящейся ниже поверхности земли, равен произведению площади здания на глубину котлована (площадь здания определяется произведением сторон прямоугольника, проходящих по наружным поверхностям подколонников).

= F_зд × Н = (a₁/2×2 + ∑ l)×(b₁/2×2 + ∑ l₁)×Н, где

						270102 КП ТСП	Лист

 

F_зд – площадь здания;

a₁ = b₁ = 0,9 м – длина и ширина подколонника;

l = 9 м – расстояние между буквенными осями (принимается по зданию), м;

l₁ = 6 м – расстояние между цифровыми осями (принимается по зданию), м;

Н = 2,6 м – глубина котлована,

= (0,9/2×2 + 21×6)×(0,9/2×2 + 3×9) ×2,6 = 9205,33 (м³).

Отсюда площадь здания: F_зд =9205,33/2,6=3540,51 (м²).

 

Подсчёт объёмов земляных работ.

Рисунок 5. План котлована (размеры в м).

 

 

						270102 КП ТСП	Лист

 

Рисунок 6. Продольный разрез котлована (размеры в м).

 

 

Рисунок 7. Поперечный разрез котлована (размеры в м).

 

При подсчёте объёмов земляных работ глубину котлована считаем постоянной.

1) Объем котлована- Vк определяем по формуле:

 

где Н = 2,6 м – глубина котлована;

S; L – ширина и длина котлована понизу, м;

S¹; L¹ – ширина и длина котлована поверху, м;

						270102 КП ТСП	Лист

Выполним проверку подсчета объема котлована по приближенной формуле:

;

 

(м³).

Объем въезда в котлован определяем по формуле:

,

где l = 7 м – ширина въезда в котлован (при двустороннем движении по пандусу при спуске экскаватора, автосамосвалов и других средств механизации);

m¹ = 10 – коэффициент заложения дна въезда (при спуске экскаватора и автосамосвалов);

m = 0,25 – коэффициент откоса котлована (Приложение 1 МУ);

Длина пандуса приблизительно равна 7-ми глубинам котлована, т.е. l_панд=7×2,6=18,2 м.

Общий объем экскавации грунта составит: V_оо = V_к +V_в = 10955,37 + 244,6= 11199,97 (м³).

С учетом коэффициента первоначального разрыхления К _п.разр =1,27 (как среднее

между 1,24 и 1,30) (по ЕниР Е2 вып.1, прил.2.):

V_оо =11199,97×1,27=14223,96 (м³).

2) Объем срезанного растительного слоя определяем площадью участка расчистки (площадью котлована поверху, увеличенного с каждой стороны на ширину площадки у котлована- 8 м (принимается по заданию)), умноженной на толщину слоя 20 см:

V_pс = F_рс×0,2=(S¹ + 2×8)×(L¹ + 2×8) × 0,2 = (32,9+2×8)×(131,3+2×8)×0,2=1519,87 (м³).

Отсюда площадь участка расчистки равна: F_рс = 1519,87 / 0,2=7599,1 (м²).

						270102 КП ТСП	Лист

3) Объем разработки недобранного грунта в котловане – V_нг считаем позже, т. к. величина недобора зависит от вида рабочего оборудования и ёмкости ковша экскаватора, который выберем в 3.3.2.

4) Определяем объем ручной разработки грунта (в местах устройства фундаментов):

V_руч = h×(F_ф1×n1 + F_ф2×n2), где

h = 0,05 м – толщина зачистки дна котлована. (СНиП 3.02.01–87" Земляные сооружения, основания

и фундаменты’’).

F_ф1 = (3×2,4) м – площадь подошвы фундамента Ф-1;

n₁ = 84 – число фундаментов Ф-1

F_ф2 = (3×3,3) м – площадь подошвы фундамента Ф-2;

n₂ = 4 – число фундаментов Ф-2

V_руч =0,05 × ((3×2,4) ×84 + (3×3,3) × 4))= 32,22 (м³).

 

5) Определяем объем обратной засыпки пазух фундаментов. Он равен разности между объемом

котлована и подземной частью здания:

К_ор=1,06 -коэффициент первоначального разрыхления (по ЕниР Е2 вып.1, прил.2.).

Т.к. конструкцией здания предусмотрен подвал, то определяем объем подсыпки под полы (устраиваются на уровне верха подколонников). Он равен произведению высоты фундамента на площадь здания за вычетом объемов фундаментов:

h_ф× F_зд - V_ф1× n₁- V_ф2× n₂, где

h_ф=1,5 м – высота фундамента;

F_зд- площадь здания;

V_ф1= 3,834 м³ и V_ф1= 6,37 м³ – объемы фундаментов Ф-1 и Ф-2;

n₁ = 84 – число фундаментов Ф-1;

n₂ = 4 – число фундаментов Ф-2;

1,5×3540,51- 3,834 ×84 + 6,37 ×4= 4963,23(м³).

Итак, общий объем обратной засыпки равен:

6) Определяем объем экскавации грунта в отвал -V_эо. Он равен объему обратной засыпки:

V_эо = V_оз = 6858,51 (м³).

С учетом коэффициента первоначального разрыхления К _п.разр =1,27:

V_эо =6858,51 ×1,27= 8710,3 (м³).

 

7) Определяем объем экскавации грунта с погрузкой в транспорт (лишний грунт) – V_эт. Он равен разности между общим объемом экскавации грунта и объемом экскавации грунта в отвал:

V_эт= V_оо-V_оз=11199,97-6858,51=4341,46 (м³).

 

Сводим подсчитанные объемы разработки грунта в таблицу.

 

Таблица 1. Ведомость подсчета объемов земляных работ.

Общий объем экскавации грунта Vоо, м	Объем котлована , м	Объем недобора грунта Vнг,м	Объем ручной разработки грунта Vруч, м	Объем грунта обратной засыпки (отвал) Vоз, м	Объем грунта с погрузкой в транспорт Vэт, м
11199,97	10955,37	410,8	32,22	6858,51	4341,46

 

8) Определяем объем грунта, подлежащего уплотнению грунтоуплотняющими

машинами и трамбовками. Он равен объему обратной засыпки на первой стадии, т. е.

объему засыпки грунтом котлована на уровне обреза фундаментов после монтажа

подземной части здания (на уровне 1,5 м от дна котлована). Уплотнение ведется послойно.

Принимаем толщину уплотняемого слоя h = 0,3м, всего слоев получается: 1,5м /0,3м = 5.

Тогда площадь каждого из уплотняемых слоев определится по следующей формуле:

S_i = (S+2 Кi)×(L+2 К_i)– F_ф1i - F_ф2i , где

S и L – ширина и длина котлована понизу;

Кi – величина, на которую увеличивается ширина и длина котлована по мере засыпки слоев;

Кi = m×h×i, где

m = 0,25 – коэффициент откоса котлована (Приложение 1 МУ);

h = 0,3 м - толщина уплотняемого слоя;

i = 1... 5 – номер уплотняемого слоя.

						270102 КП ТСП	Лист

 

Рисунок 8. Схема послойного уплотнения грунта.

1 слой: К₁= 0,25×0,3 = 0,075 м;

2 слой: К₂ = 0,25×0,3×2 = 0,15 м;

3 слой: К₃ = 0,25×0,3×3 = 0,225 м;

4 слой: К₄ = 0,25×0,3×4 = 0,30 м;

5 слой: К₅ = 0,25×0,3×5 = 0,375 м;

F_{ф1 i} и F_{ф2 i} – площади поперечных сечений фундаментов Ф-1 и Ф-2 по мере засыпки слоев

(уменьшаются при каждом последующем слое);

1 слой: F_{ф1 1} = (a₃ × b₃) × n = (3 × 2.4) × 84 = 604.8 (м²);

F_{ф2 1} = (a₃ × b₆) × n = (3 × 3,3) × 4 = 39,6 (м²);

2 слой: F_{ф1 2} = (a₂ × b₂) × n = (2,1 × 1,5) × 84 = 264,6 (м²);

F_{ф2 2} = (a₂ × b₅) × n = (2,1 × 2,7) × 4 = 22,68 (м²);

						270102 КП ТСП	Лист

3–5 слои: F_{ф1 3-5} = (a₁ × b₁) × n = (0,9 × 0,9) × 84 = 68,04 (м²);

F_{ф2 3-5} = (a₁ × b₁) × n = (0,9 × 0,9) × 4 = 7,56 (м²);

 

 

Итак, площади слоев, подлежащих уплотнению:

1 слой: S₁ = (31,6+2∙0,075) ×(130+2∙0,075)– 604,8 – 39,6= 3487,53 (м²);

2 слой: S₂ = (31,6+2∙0,15) ×(130+2∙0,15)– 264,6 – 22,68 = 3868,29 (м²);

3 слой: S₃ = (31,6+2∙0,225) ×(130+2∙0,225)– 68,04 – 7,56 = 4096,14 (м²);

 

4 слой: S₄ = (31,6+2∙0,3) ×(130+2∙0,3)– 68,04 – 7,56 = 4122,16 (м²);

5 слой: S₅ = (31,6+2∙0,375) ×(130+2∙0,375)– 68,04 – 7,56 = 4144,97 (м²);

Суммарная площадь послойной обратной засыпки:

∑Si= S₁+ S₂+ S₃+ S₄+ S₅ =3487,53 +3868,29 +4096,14+ 4122,16 +4144,97 =19720.09 (м²);

Тогда объем грунта, подлежащего уплотнению определится по формуле:

V_у =∑Si ×h = 19720.09 × 0,3 = 5916 (м³).

 

В стесненных условиях и на расстоянии 0,8 м от фундаментов уплотнение ведется ручными

трамбовками. Определяем площади слоёв грунта, подлежащего уплотнению ручными

трамбовками:

Вокруг Ф-1:

1 слой: S₁=(a₃+2×0.8)×(b₃+2×0.8)- a₃×b₃=(3+2×0.8)×(2,4+2×0.8)-3×2,4=11.2 (м²);

2 слой: S₂=(a₂+2×0.8)×(b₂+2×0.8)- a₂×b₂=(2.1+2×0.8)×(1.5+2×0.8)-2.1×1.5=8.32 (м²);

3, 4, 5 слои: S_3,4,5=(a₁+2×0.8)×(b₁+2×0.8)- a₁×b₁=(0,9+2×0.8)×(0,9+2×0.8)-0,9×0,9=5,44 (м²);

Cуммарная площадь уплотнения вокруг Ф-1: ΣS_i=(11,2+8,32+3×5,44)×84=3010,56 (м²).

Вокруг Ф-2:

1 слой: S₁=(a₃+2×0.8)×(b₆+2×0.8)- a₃×b₆=(3+2×0.8)×(3,3+2×0.8)-3×3,3=12,64 (м²);

2 слой: S₂=(a₂+2×0.8)×(b₅+2×0.8)- a₂×b₅=(2.1+2×0.8)×(2,7+2×0.8)-2.1×2,7=10,24 (м²);

3, 4, 5 слои: S_3,4,5=(a₁+2×0.8)×(b₄+2×0.8)- a₁×b₄=(0,9+2×0.8)×(2,1+2×0.8)-0,9×2,1=7,36 (м²);

Cуммарная площадь уплотнения вокруг Ф-2: ΣS_i=(12.64+10.24+3×7.36)×4=179.84 (м²).

 

Итак, общая площадь грунта, подлежащего уплотнению ручными трамбовками:

3010,56+179,84=3190,4(м²).

Тогда площадь грунта, подлежащего уплотнению самоходными катками равна:

19720,09-3190,4=16529,7(м²).

Сводим подсчитанные площади грунта в таблицу.

Таблица 2. Ведомость подсчета площадей грунта.

Площадь участка расчистки, Vpс, м2	Общая площадь грунта, подлежащего уплотнению Sу, м2	Площадь грунта, подлежащего уплотнению ручными трамбовками , м2	Площадь грунта, подлежащего уплотнению самоходными катками , м2
7599,1	19720,09	3190,4	16529,7

 

3.2.2. Выбор и исследование технологической взаимосвязи машин для комплексной механизации работ и технико-экономическое обоснование вариантов

 

Земляные работы должны выполняться с разработкой и применением комплексной механизации всех процессов, в которой предусматривается выполнение основных и вспомогательных процессов с помощью звеньев машин, увязанных между собой по технологическому назначению, технологическому уровню и производительности.

В качестве ведущей машины по разработке грунта выбираем экскаватор, а ведомые – бульдозер, автосамосвалы, катки и ручные трамбовки.

Для перемещения разработанного грунта от места выгрузки до места укладки в отвал на поверхности земли должен использоваться бульдозер производительностью, большей на 10-15%, чем производительность экскаватора, разрабатывающего грунт в отвал для обеспечения технологической непрерывности работ.

Подбор экскаватора для разработки котлована осуществляется в 2 этапа:

1) подбираем 2 варианта экскаватора: различных по емкости ковшей и рабочему оборудованию;

2) производим их экономическую оценку.

По приложению 3 МУ производим ориентировочный подбор двух емкостей ковшей экскаватора. Для отрывки котлована глубиной до 5 м и объемом до 15000 м³ в грунтах II группы принимаем ёмкости ковшей 0,8 м³ и 1,0 м³ со сплошной режущей кромкой, т. к. примесь щебня в грунте не превышает 10 %.

Для сравнения вариантов выбираем два типа экскаватора:

1) Экскаватор ЭО – 4321- прямая лопата с жесткой подвеской рабочего оборудования, с гидравлическим приводом, объем ковша 0,8 м³. (ЕНиР § Е2-1-8);

2) Экскаватор ЭО – 4121- А обратная лопата с жесткой подвеской рабочего оборудования, с гидравлическим приводом, объем ковша 1,0 м³. (ЕНиР § Е2-1-11);

						270102 КП ТСП	Лист

 

 

Индекс экскаватора	Объем ковша	Рабочее оборудование	Наибольший радиус резанья, R1,м	Наибольший радиус выгрузки, R3, м	Высота, (глубина) копания H1, м	Высота, выгрузки H2, м	Сменная производительность
Птрсм	Посм
ЭО–4321	0,8	Прямая лопата	7,45	6,0	7,7	6,4
ЭО-4112 А		Драглайн	14,3
ЭО–4121 А	1,0	Обратная лопата	9,2	6,7	5,8	6,0

Таблица 1. Производственные характеристики экскаваторов (по ЕниР Е2 вып.1, прил.2.).

 

П^Т_см – производительность экскаватора при работе транспорт;

П^о_см - производительность экскаватора при работе в отвал;

 

Сменная производительность экскаваторов определяется по формуле:

 

где П – сменная производительность экскаватора;

Н_вр – норма времени по ЕНиР (§ Е2-1-8 и § Е2-1-11).

Для экскаватора ЭО–4321 Прямая лопата:

Н^тр_вр=1,4 маш.-см;

Н^о_вр=1,1 маш.-см;

П^тр_см = 8 / 1,4×100 = 571 м³ – производительность экскаватора в транспорт;

П^о_см = 8 / 1,1×100 = 727 м³ – производительность экскаватора в отвал.

Для экскаватора ЭО-4112 А Драглайн:

Н^тр_вр=1,6 маш.-см;

Н^о_вр=1,3 маш.-см;

						270102 КП ТСП	Лист

П^тр_см = 8 / 1,6×100 = 500 м³ – производительность экскаватора в транспорт;

П^о_см = 8 / 1,3×100 = 615 м³ – производительность экскаватора в отвал.

Для экскаватора ЭО–4121 А Обратная лопата:

Н^тр_вр=2,0 маш.-см;

Н^о_вр=1,5 маш.-см;

						270102 КП ТСП	Лист

П^тр_см = 8 / 2,0×100 = 400 м³ – производительность экскаватора в транспорт;

П^о_см = 8 / 1,5×100 = 533 м³ – производительность экскаватора в отвал.

 

Предварительно делаем вывод о целесообразности применения экскаватора с большей производительностью- ЭО–4321.

 

Проводим экономическую оценку результатов работы экскаватора

 

С_э = 2864* N_ф

Число смен работы экскаватора определяется по формуле:

 

, где

V_эт- объем экскавации грунта в транспорт;

V_эо - объем экскавации грунта в отвал.

 

Для экскаватора ЭО–4321 прямая лопата:

N_ф = (4341,46/571) + (6858,51/727) = 17,03 маш.-см.;

С_э = 2864*17= 48688 р.,

где 58,62- средний индекс по затратам на эксплуатацию строительно-монтажных машин при переходе со сметно-нормативной базы Рязанской области с 1984 г. на 2006 г.

Для экскаватора ЭО–4112 А Драглайн:

N_ф = (4341,46/500) + (6858,51/615) = 19,84 маш.-см.;

С_э = 2864*20= 57280 р.

Значения Е₀, Э_год, N_год,Э_см принимаем по приложению 7 МУ.

Результаты работы сводим в таблицу 2.

Для экскаватора ЭО–4121 А обратная лопата:

N_ф = (4341,46/400) + (6858,51/533) = 23,72 маш.-см.;

С_э = 2864*24= 68736 р.

Значения Е₀, Э_год, N_год,Э_см принимаем по приложению 7 МУ.

Результаты работы сводим в таблицу 2.

Индекс экскаваторов	Nф	Сэ, руб.
маш. -смен
ЭО–4321
ЭО–4112 А
ЭО–4121 А

 

Таблица 2. Экономическая эффективность работы экскаваторов

						270102 КП ТСП	Лист

Вывод: для отрывки котлована используем экскаватор с минимальными затратами на эксплуатацию и большей производительностью, т.е. экскаватор ЭО – 4321- прямая лопата (со сплошной режущей кромкой) с жесткой подвеской рабочего оборудования, с гидравлическим приводом, объем

ковша 0,8 м³.

Теперь, подобрав экскаватор, определяем объем разработки недобранного грунта в котловане – V_нг.

Величина недобора зависит от ёмкости ковша экскаватора и рабочего оборудования и принимается по Приложению 2 МУ. В нашем случае величина недобора h= 0,1 м.

V_нг = (S×L) ×h;

V_нг = (31, 6×130) ×0,1= 410,8 (м³).

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: