Характеристика физико - механических свойств грунтов строительной площадки.

Исходные данные.

1. Вершины углов площадки: 15- 19- 40- 36

2. Отметки горизонталей: 20, 19, …,14, 13

3. Проектная отметка: 16,2 м.

4. Отметка дна котлована: 13 м.

5. Размеры: а = 80 м, b = 50 м, с = 15 м, D = 15 м, А = 50 м.

6. Проектный уклон площадки: УГ = -0,003, УВ = -0,004

7. Грунт: супесь.

8. Показатель откоса площадки: МВ = 1,8, МН = 1,9.

9. Дороги: шоссе.

10. Дальность транспортировки грунтов: 6 км.

11. Место строительства: г.Новосибирск.

12. Рельеф площадки: спокойный.

 

Характеристика физико - механических свойств грунтов строительной площадки.

Исходные свойства грунтов во многом определяют способ их разработки, поэтому необходимо уточнить эти свойства в соответствии с геологическими разрезами.

Су́песь — рыхлая горная порода, состоящая, главным образом, из песчаных и пылеватых частиц с добавлением около 10—30 % алевритовых, пелитовых или глинистых частиц. Супесь менее пластична, чем суглинок. Жгут, скатанный из суглинка, не рассыпается, в отличие от жгута из супеси. Более глинистые супеси называются тяжёлыми, менее глинистые — лёгкими. В зависимости от содержания песчаных зёрен соответствующих размерностей и пылеватых частиц различают грубопесчаные, мелкопесчаные и пылеватые супеси.

Минералогический состав супесей разнообразен. Песчаные и пылеватые супеси содержат кварц. В более глинистых супесях присутствуют глинистые минералы (каолинит, монтмориллонит).

Супесь применяется в качестве сырья при производстве строительной керамики.

Усреднённое значение сопротивления грунта — 300 кПа.

 

1.Плотность супеси:

В задании принимается плотность грунта по ЕНиР Сб. Е2: Земляные работы: Вып.1

Средняя плотность в естественном залегании: 1650 кг/м³.

 

2.Разрыхляемость супеси.

Разрыхляемость — это увеличение объема горной породы при ее выемке из массива. Разрыхляемость характеризуется коэффициентом разрыхления, представляющим собой отношение объема вынутой породы к первоначальному объему породы в массиве.

Коэффициент первоначального разрыхления супеси (12 - 17%): К_пр = 1,2

Коэффициент остаточного разрыхления супеси (3 - 5%): К_ост = 1,05

 

3. Устойчивость грунта в откосах.

Характеризуется углом откоса, при котором грунт находится в состоянии предельного равновесия. Крутизна откосов выражается величиной угла между горизонтальной плоскостью откоса или отношением 1: m, где m – показатель откоса, равный отношению заложения откоса (а) к его высоте(Н),

(1)

 

Таблица 1

Наибольшая крутизна откосов траншей и котлованов

Грунт	Наибольшая крутизна откосов при глубине выемки, м, до
1,5
Угол между направлением откоса и горизонталью, град	Отношение высоты откоса к заложению (1:m)	Угол между направлением откоса и горизонталью, град	1: m	Угол между направлением откоса и горизонталью, град	1: m
Супесь		1:0,25		1:0,76		1:0,85

Показатель временного откоса котлована: m_вр

Трудность разработки грунта при разработке:

- одноковшовым экскаватором – I

- скрепером - II

- бульдозерами – II

Оптимальная влажность грунта: W_оп= 15 %

 

 

3. Анализ ситуационного плана площадки.

Рельеф местности характеризуется частотой расположения горизонталей. При спокойном характере местности горизонтали располагаются через равные промежутки в плане (0,1 – 0,5 м.). Согласно заданию рельеф площадки спокойный, сторона квадрата = 50 м.

Для точного подсчёта объёмов грунта при планировочных работах вся площадка расчленяется на квадраты. Каждому квадрату присваивается номер последовательно слева направо, сверху вниз. Число вершин квадратов в строке слева направо обозначается буквой N=5, а количество вершин квадратов в столбце сверху вниз M=4

Каждой отметке вершин квадратов присваивается двухзначный индекс HH_ij, где i - номер строки, а j – номер столбца.

 

 

Подсчет объемов выемки и насыпи

Таблица №2

Подсчет объемовкотлована определяется с помощью ЭВМ.

Ведомость объемов выемки и насыпи

№ квадрата	Объем выемки	Объем насыпи	Объем насыпи с учетом Кост=1,05
	-849,986	16,288	15,512
	-48,576	831,083	791,508
	0,000	2783,476	2650,930
	0,000	4988,048	4750,523
	-2537,303	0,000	0,000
	-814,168	35,002	33,335
	-21,566	1004,900	957,048
	0,000	3185,684	3033,985
	-5337,520	0,000	0,000
	-2772,278	0,000	0,000
	-767,311	88,938	84,703
	-2,517	1949,314	1856,49
ИТОГО	-13 151,225	14 882,733	14 174,034

 

Вариант - 1 (ДЗ-104)

На базе трактора Т-4АП1;

Машинист – 6 разряда;

Тип отвала – поворотный;

Длина отвала – 3,28 (м);

Высота отвала – 0,99 (м);

Управление – гидравлическое;

Мощность – 96 кВт (130л.с);

Масса бульдозерного оборудования – 1,77 (т).

Состав работ:

1. Приведение агрегата в рабочее положение.

2. Разработка грунта с укладкой его в соответствии с проектным профилем.

3. Холостой ход бульдозера с частичным уплотнением насыпи.

Состав рабочих:

Тракторист 6 разряда.

Тракторист 5 разряда.

Определяем нормативную производительность бульдозера.

П_бульд= , м³/см (13)

где: Т - рабочая смена 8⁰⁰ часов;

Ед_изм - единица измерения,100м³.

Н ^ДЗ-104_маш.вр – норма машинного времени.

Н ^ДЗ-104_маш.вр = , маш.- час (14)

=1 - норма времени на первые 10 м для бульдозеров;

L =109 м - дальность транспортировки;

=0,84 - затраты машинного времени на каждые следующие 10 м пути;

П_бульд= , м³/см

Определяем время работы бульдозера:

Т_бульд = , см (15)

Т_бульд= , смен

Расценка определяется аналогично норме машинного времени:

Расц= , руб /100 м³. (16)

Расц= , руб /100 м³.

Стоимость машино- смены определяется по формуле:

С ^ДЗ-104_маш.см = , р-см (17)

С_м-ч = 4,57 - цена машино-часа, руб. (по СНиП I -3.82)

З_пл = 1,04 - заработная плата, руб. (по СНиП I -3.82)

К_р =1,25 – коэффициент районный для г.Новосибирск.

С ^ДЗ-104_маш.см = , руб-см

 

Вариант – II (Д-384)

На базе трактора ДЭТ-250;

Машинист – 6 разряда;

Тип отвала – неповоротный;

Длина отвала – 4,5 (м);

Высота отвала – 1,4 (м);

Управление – гидравлическое;

Мощность – 221 кВт (300л.с);

Масса бульдозерного оборудования – 2,8 (т).

П_бульд= , м³/см

Т_бульд= , смен

Расц= , руб /100 м³.

С ^Д-384_маш.см = , руб-см

 

Вариант – I (Др - 0,65 - Э-651)

Вместимость ковша со сплошной режущей кромкой - q_э = 0,65 м³;

Управление – механическое;

Длина стрелы – 10 м;

Наибольший радиус капания – 10,2 м;

Наибольший радиус выгрузки – 8,3 м;

Наибольшая высота выгрузки – 5,5;

Мощность – 59-74 кВт (80-100 л.с.);

Масса экскаватора – 21,2 т.

П^др_экс= , м³/см

Т^др_экс= , смен

Расц= 2 - 65 руб /100 м³.

С ^Э-651_маш.см = , руб-см

 

Вариант – II (Пр - 0,65 - Э-656)

Вместимость ковша со сплошной режущей кромкой - q_э = 0,8 м³;

Управление – механическое;

Длина стрелы – 5,5 м;

Наибольший радиус капания – 7,8 м;

Наибольший радиус выгрузки – 7,1 м;

Наибольшая высота выгрузки – 4,5;

Мощность – 59-74 кВт (80-100 л.с.);

Масса экскаватора – 20,5 т.

П^пр_экс= , м³/см

Т^др_экс= , смен

Расц=( 2 – 96) руб /100 м³.

С ^Э-651_маш.см = , руб-см

 

Вариант – I (ЗИЛ- 4502)

Грузоподъёмность – 5,8 т

Вместимость кузова – 3,8 м³

Радиус поворота – 7,6 м.

Погрузочная высота – 2,5 м

Максимальная скорость – 90 км/ч

Количество транспортных средств определяется из условия обеспечения непрерывной работы экскаватора на погрузке по формуле:

(18)

Т_н – продолжительность нагрузки самосвала, мин.

или (19)

ρ = 1.65 т/м³ – плотность грунта,

q = 0,65 м³ – емкость ковша экскаватора,

К_Е = 1– коэффициент использования емкости ковша,

Ц – число циклов экскаватора в минуту,

n_k- количество ковшей

Т_пр. – продолжительность пробега самосвала в оба конца, мин.

т (20)

L – расстояние транспортировки грунта (6 км.),

V_ср. – средняя скорость движения самосвала (по шоссе 21 км.),

Т_р. – продолжительность разгрузки самосвала (0,6 мин.),

Т_уст.р. – продолжительность установки самосвала под разгрузку (0,4 мин.),

Т_уст.н. – продолжительность установки самосвала под нагрузку (0,4 мин.),

Т_м. – продолжительность технологических перерывов (1,2 мин.)

=> м³/см. (21)

м³/см. м³/см.

С _маш.см =П_маш*ρ*С_искл , руб/м-см. (22)

С_искл =0,96 руб – исключающий тариф на перевозку грузов.

С _маш.см = 53,33*1,65*0,96 = 84,47 руб/м-см

 

Вариант – II (ЗИЛ-555)

Грузоподъёмность – 5,25 т

Вместимость кузова – 3 м³

Радиус поворота – 8,9 м.

Погрузочная высота – 2,5 м

Максимальная скорость – 90 км/ч

м³/см.

С _маш.см = 33,33*1,65*0,96 = 52,79 руб/м-см

Принимаем 10 автосамосвалов.ЗИЛ - 4502 и 16 автосамосвалов ЗИЛ - 555.

 

Вариант – I (ДУ-39А (Д-703))

Принимаем каток прицепной на пневматических шинах - ДУ-39А (Д -703).

Толщина уплотняемого слоя – 0,35 (м);

Количество проходов по одному месту: 4-6-8-10;

Ширина уплотняемой полосы – 2,6 (м);

Мощность – 79 кВт (108 л.с);

Масса катка – 25 (т).

Состав работ:

1. Прицепка и отцепка катков с приведением агрегата в рабочее положение.

2. Уплотнение грунта катками.

3. Повороты катка и переходы на соседнюю полосу укатки.

Состав рабочих:

Тракторист 6 разряда.

П_кат= , м³/см

Т_кат= , смен где: V_нас=14 174,034 м³/см

Расц=( 0,307+ 0,053*2) =(0 - 41,3) руб /100 м³.

 

С ^К_маш.см = , руб-см + НЕ ХВАТАЕТ СТОЙМОСТИ ТЯГАЧА!!!

 

Вариант – II (ДУ – 16В (Д- 551В))

Принимаем каток на пневматических шинах, секционный полуприцепной- ДУ–16В (Д-551В)

Толщина уплотняемого слоя – 0,35 (м);

Количество проходов по одному месту: 4- 6 -8-10;

Ширина уплотняемой полосы – 2,6 (м);

Мощность – 177 кВт (240 л.с);

Масса катка – 25 (т).

П_кат= , м³/см

Т_кат= , смен где: V_нас=14 174,034 м³/см

Расц= (0,286+ 0,35*2) =(0 - 98,5) руб /100 м³.

 

С ^К_маш.см = , руб-см + НЕ ХВАТАЕТ СТОЙМОСТИ ТЯГАЧА!!!

 

Технико – экономические показатели по вариантам.

Таблица №5

					1 вариант
№	Обоснование норм и цен	Наименование работ и применяемых машин	Ед. изм.	Кол - во работ	Производ- ительность в смену	Кол - во машино-смен	Стоимость, руб.
1 машино-смены	Общая
	Е2-1-7 табл.1, с.33. СНиП IV-3-82 п.0919, с.11.	Разаработка грунта в котловане экскаватором Др-0,65 - Э-651 с погрузкой в автосамосвалы.	100 м3	12 448,98		38,90	46,80	1820,66
	СНиП IV-4-82 с.29,	Транспортировка грунта автосамосвалом ЗИЛ - 4502 из котлована в отвал.	100 м3	12 448,98	533,3	23,34	84,47	1971,81
	Е2-1-22 табл.1 с.83. СНиП IV-3-82 п.1012, с.12.	Разработка и перемещение грунта бульдозером ДЗ-104	100 м3	14 174,03	85,84	165,12	38,64	6380,30
	Е2-1-29 табл.1 с 98. СНиП IV-3-82 п.1518, с 16.	Уплотнение планировочной насыпи катками ДУ-39А.	100 м3	14 174,03	2051,28	6,91	7,62	52,65
		Итого по 1 варианту:			∑=	234,28	∑=	10 225,42
					2 вариант
№	Обоснование норм и цен	Наименование работ и применяемых машин	Ед. изм.	Кол - во работ	Производ- ительность в смену	Кол - во машино-смен	Стоимость, руб.
1 машино-смены	Общая
	Е2-1-7 табл.1, с.33. СНиП IV-3-82 п.0919, с.11.	Разаработка грунта в котловане экскаватором Пр-0,65 - Э-656 с погрузкой в автосамосвалы.	100 м3	12 448,98	533,3	23,34	59,96	1399,66
	СНиП IV-4-82 с.29,	Транспортировка грунта автосамосвалом ЗИЛ - 555 из котлована в отвал.	100 м3	12 448,98	533,3	23,34	52,79	1238,29
	Е2-1-22 табл.1 с.83. СНиП IV-3-82 п.1012, с.12.	Разработка и перемещение грунта бульдозером Д-384	100 м3	14 174,03	312,5	45,36	76,56	3472,52
	Е2-1-29 табл.1 с 98. СНиП IV-3-82 п.1518, с 16.	Уплотнение планировочной насыпи катками ДУ-16В.	100 м3	14 174,03	842,11	16,83	7,62	128,26
		Итого по 2 варианту:			∑=	108,87	∑=	6 232,74

 

Принимаем вариант№2,т.к. в нем сумма машино- смен и стоимость работ имеют меньшее значение.

 

11. Определение площадей откосов и планировка откосов площадки.

Сначала определяем площадь откоса площадки (без учета уголков откосов).. –для тпецевидных откосов: S=b_ср*L

где: L - длина откоса,

b_ср - средняя линия откоса.

S ; м² (22)

Н₁,Н₂ – рабочие отметки края.

m - показатель откоса

-для треугольных откосов: S=½*b*L

где: L - длина откоса,

b - ширина откоса.

S ; м² (23)

Для насыпи:

S_0-1

S_1-2

S_2-3

S_3-4

S₄

S_4-8

S_8-12

S_0-12

 

∑ S = 695,79 м²

Для выемки:

S_0-11

S_11-10

S_10-9

S₉

S_9-5

S_5-1

S₁

S_1-0

 

∑ S = 675,48 м²

 

S_общ = 675,48+695,79=1 371,27 м²

 

При рабочем ходе в одном направлении принимаем бульдозер Д- 384, при ширине откоса 4,5 м (ЕНиР 2-1-40).

Р_асч=0 – 47,7 руб.

П_вр= , м³/см Т_м-см=

11.1 Предварительная планировка площадки.

Принимаем бульдозер Д-384 при рабочем ходе в одном направлении (ЕНиР 2-1-35).

Р_асч= 0 -14,5 руб.

П_вр= , м³/см Т_м-см=

11.2 Окончательная планировка площадки.

Принимаем бульдозер Д-384 при рабочем ходе в одном направлении (ЕНиР 2-1-36).

Р_асч= 0 -19,4 руб.

П_вр= , м³/см Т_м-см=

Подчистка дна котлована.

Принимаем бульдозер Д-384 (ЕНиР 2-1- 22).

V_недоб=S_котл*0,1= 80*50*0,1= 400м³

Р_асч= 0- 33,9+ (20-10/10)*0,278= 0-61,7 руб.

П_вр= , м³/см Т_м-см=

- среднее расстояние перемещения грунта при подчистки ¼ от длины котлована.

 

 

Список литературы.

1. ЕНиР. Сб. Е2: Земляные работы: Вып. 1: Механизирован­ные и ручные земляные работы: Введ. в действие 05.12.86 / Гос­- строй СССР. - М.: Стройиздат, 1988. - 224 с.

 

2. Методическое пособие по проектированию технологии производства земляных работ.

 

3. СНиП IV- 3 – 82. Приложение. Сборник сметных цен эксплуатации строительных машин/ Госсстрой СССР. – М.: Стройиздат, 1982г.

 

4. СНиП IV- 4 – 82. Приложение. Сборник сметных цен на перевозку грузов для строительства 4.1. Железнодорожные и автомобильные перевозки / Госстрой СССР. – М.: Стройиздат, 1982г.

 

5. СНиП. 2.01.01-82. М.,1983. Строительная климатология и геофизика.

 

6. Технология строительного производства. / Г,Н. Бадьин, Л.Д. Акимова, Н.Г. Амосов, Н.В. Варламов. - Л.: Стройиздат, 1987- 606с.

 

Исходные данные.

1. Вершины углов площадки: 15- 19- 40- 36

2. Отметки горизонталей: 20, 19, …,14, 13

3. Проектная отметка: 16,2 м.

4. Отметка дна котлована: 13 м.

5. Размеры: а = 80 м, b = 50 м, с = 15 м, D = 15 м, А = 50 м.

6. Проектный уклон площадки: УГ = -0,003, УВ = -0,004

7. Грунт: супесь.

8. Показатель откоса площадки: МВ = 1,8, МН = 1,9.

9. Дороги: шоссе.

10. Дальность транспортировки грунтов: 6 км.

11. Место строительства: г.Новосибирск.

12. Рельеф площадки: спокойный.

 

Характеристика физико - механических свойств грунтов строительной площадки.

Исходные свойства грунтов во многом определяют способ их разработки, поэтому необходимо уточнить эти свойства в соответствии с геологическими разрезами.

Су́песь — рыхлая горная порода, состоящая, главным образом, из песчаных и пылеватых частиц с добавлением около 10—30 % алевритовых, пелитовых или глинистых частиц. Супесь менее пластична, чем суглинок. Жгут, скатанный из суглинка, не рассыпается, в отличие от жгута из супеси. Более глинистые супеси называются тяжёлыми, менее глинистые — лёгкими. В зависимости от содержания песчаных зёрен соответствующих размерностей и пылеватых частиц различают грубопесчаные, мелкопесчаные и пылеватые супеси.

Минералогический состав супесей разнообразен. Песчаные и пылеватые супеси содержат кварц. В более глинистых супесях присутствуют глинистые минералы (каолинит, монтмориллонит).

Супесь применяется в качестве сырья при производстве строительной керамики.

Усреднённое значение сопротивления грунта — 300 кПа.

 

1.Плотность супеси:

В задании принимается плотность грунта по ЕНиР Сб. Е2: Земляные работы: Вып.1

Средняя плотность в естественном залегании: 1650 кг/м³.

 

2.Разрыхляемость супеси.

Разрыхляемость — это увеличение объема горной породы при ее выемке из массива. Разрыхляемость характеризуется коэффициентом разрыхления, представляющим собой отношение объема вынутой породы к первоначальному объему породы в массиве.

Коэффициент первоначального разрыхления супеси (12 - 17%): К_пр = 1,2

Коэффициент остаточного разрыхления супеси (3 - 5%): К_ост = 1,05

 

3. Устойчивость грунта в откосах.

Характеризуется углом откоса, при котором грунт находится в состоянии предельного равновесия. Крутизна откосов выражается величиной угла между горизонтальной плоскостью откоса или отношением 1: m, где m – показатель откоса, равный отношению заложения откоса (а) к его высоте(Н),

(1)

 

Таблица 1

Наибольшая крутизна откосов траншей и котлованов

Грунт	Наибольшая крутизна откосов при глубине выемки, м, до
1,5
Угол между направлением откоса и горизонталью, град	Отношение высоты откоса к заложению (1:m)	Угол между направлением откоса и горизонталью, град	1: m	Угол между направлением откоса и горизонталью, град	1: m
Супесь		1:0,25		1:0,76		1:0,85

Показатель временного откоса котлована: m_вр

Трудность разработки грунта при разработке:

- одноковшовым экскаватором – I

- скрепером - II

- бульдозерами – II

Оптимальная влажность грунта: W_оп= 15 %

 

 

3. Анализ ситуационного плана площадки.

Рельеф местности характеризуется частотой расположения горизонталей. При спокойном характере местности горизонтали располагаются через равные промежутки в плане (0,1 – 0,5 м.). Согласно заданию рельеф площадки спокойный, сторона квадрата = 50 м.

Для точного подсчёта объёмов грунта при планировочных работах вся площадка расчленяется на квадраты. Каждому квадрату присваивается номер последовательно слева направо, сверху вниз. Число вершин квадратов в строке слева направо обозначается буквой N=5, а количество вершин квадратов в столбце сверху вниз M=4

Каждой отметке вершин квадратов присваивается двухзначный индекс HH_ij, где i - номер строки, а j – номер столбца.