Расчет объемов земляных работ

Введение

Технологическое проектирование выполняется на стадии проекта производства работ (ППР) с учетом решений проекта организации строительства (ПОС), конкретных условий строительной площадки, имеющихся машин, наличия и квалификации рабочих.

В первую очередь определяется метод производства работ, предусматривающий, с учетом реальных возможностей, механизацию технологических процессов, принципы организации комплекса процессов и операций. Основой организации труда являются технологические карты на выполнение простых или сложных рабочих процессов и операций.

В состав технологической карты входят расчетно-пояснительная записка и графический материал.

Расчетно-пояснительная записка содержит необходимые сведения об объекте, расчеты и обоснования принятый решений, ссылки на нормативные и литературные источники, список использованной литературы.

Графическая часть включает в себя следующие сведения:

– схема организации работ в целом на объекте с указанием о последовательности, методов производства работ и их организации;

– перемещение основных машин и оборудования, их состав и технические характеристики;

– границы захваток и делянок, движение бригад и звеньев рабочих и их состав;

– места складирования материалов;

– схемы выполнения отдельных операций с учетом работы в различных условиях, необходимая оснастка, инструмент, приемы выполнения;

– графический материал, содержащий необходимые данные о реализуемой конструкции и ее элементах;

– сведения о дополнительных, второстепенных, вспомогательных, подготовительных и заключительных строительных процессах и операциях;

– требования к качеству и приемке работ;

– график производства работ;

– решения по технике безопасности, относящиеся к процессам данной технологической карты.

В курсовом и дипломном проектах содержание и объем технологических карт определяются заданием. Состав данного учебного пособия ориентирован на требования, принятые в СПбГАСУ.

Исходные данные

Проектирование земляных сооружений зачастую выполняются на стадии разработки технологической карты (ТК). Параметры выемок и насыпей зависят от размеров, материала и конструкции надземной части здания и гидрогеологических условий строительной площадки.

Для определения размеров выемок и их типа уточняется расположение фундамента относительно осей шагов и пролетов (рис. 1). Выполняется схема залегания слоев грунта.

Рис. 1. Расположение фундаментов относительно осей шагов и пролетов

 

Рис. 2. Геологический разрез строительной площадки:

1 – растительный слой; 2 – первый основной грунт;

3 - второй основной грунт; УГВ – уровень грунтовых вод

 

На основании геологического разреза необходимо установить характеристики грунтов (Приложение 1, 2) и свести их в таблицу 1.

Таблица 1

Характеристика грунтов

 

Показатели	Наименование грунтов по слоям
Раститель- ный слой	Первый грунт	Второй грунт
Группа грунтов: - при механизированной разработке (см. ЕНиР сб.Е2, вып. 1, табл. 1): - при ручной разработке (см. ЕНиР, сб. Е2, вып. 1, прил. 1)
Средняя плотность в плотном состоянии, т/м3 (см. ЕНиР, сб.Е2, вып. 1, табл. 1)
Показатели крутизны откосов (см. СНиП III-4-89, с. 39)
Показатели увеличения объемов грунта: - первоначальное увеличение объема грунта после разработки (Р0, % (см. ЕНиР, сб. Е2, вып. 1, прил. 2); - остаточное разрыхление грунта, %, (см. ЕНиР, сб. Е2, вып. 1, прил. 2
Уровень грунтовых вод, м (из задания)

Затем определяются размеры стакана и плиты фундамента, и рассчитывается их объем и масса.

РАСЧЕТ ОБЪЕМов ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ

Выбор комплекта машин для экскавации грунта

Выбор автосамосвала

Выбор автосамосвала, как части комплекта машин при производстве земляных работ, базируется на соответствии его параметров (вместимость и высота кузова, грузоподъемность) ранее выбранному экскаватору.

Число циклов экскаватора, необходимых для погрузки, зависит от расстояния транспортирования и принимается в пределах 3…9, оптимально 4…6. Для выбора автосамосвала определяется объем грунта, погруженного за оптимальное число циклов:

(60)

где n – оптимальное число ковшей; q - вместимость ковша экскаватора, м³; K_Н – коэффициент наполнения ковша экскаватора (Приложение 2).

По таблице № 2.7 в Приложении 2 выбирается автосамосвал с учетом коэффициента наполнения его кузова , который должен быть в пределах:

(61)

Тогда:

(62)

Масса грунта G_г в кузове автосамосвала не должна превышать его грузоподъемность G более, чем на 5%:

 

(63)

где K_ВЛ – коэффициент, учитывающий влажность грунта.

Для обеспечения бесперебойной работы экскаватора, являющегося ведущей машиной, необходимо определить потребность в транспортных средствах. При непрерывной работе в транспорт число автосамосвалов определяется по формулам:

(64)

(64а)

где Т_а – время цикла транспортировки грунта автосамосвалом; t_П – продолжительность погрузки; t_м – время установки автосамосвала под погрузку (см. Приложение II).

Зависимость (64) используется при возможности установки машин под погрузку с двух сторон, а (64а) – с одной стороны о экскаватора.

Продолжительность цикла T_а:

(65)

где L_т – дальность транспортировки; v_ср, v'_ср - средняя скорость движения автосамосвала груженого и без груза (Приложение 2).

Порожний автосамосвал перемещается быстрее на 10-20%.

Полученное по формуле (65) количество машин округляется до целого в большую сторону.

Если экскаватор работает одновременно навымет и в транспорт, то число самосвалов:

(66)

где П_Н, П_Т – производительность экскаватора при работе навымет и в транспорт; V_Н,V_Т – объем грунта, разрабатываемого навымет и в транспорт.

Если грунт для обратной засыпки завозится из карьера и продолжительность этой работы на данной стадии проектирования не определена, рассчитывается время завоза:

(67)

 

где Т_ак – время цикла транспортировки грунта из карьера; Т_тр рассчитывается в сменах и округляется в сменах до 0,5 смен.

Организация работы автосамосвалов наглядна на графике их движения (рис. 18).

 

Рис. 18. График движения автосамосвалов

 

Выбор монтажного крана

Установка фундаментных плит производится, в основном, автомобильными, самоходными, стреловыми и башенными кранами. При достаточной несущей способности грунта желательно использовать автомобильные или самоходные стреловые краны на пневмоколесном или гусеничном ходовом оборудовании. Монтаж элементов фундамента может производиться с предварительной раскладкой или, в случае стесненных условий, с транспортных средств.

Для строповки элементов фундамента под колонны целесообразно использовать четырехветвевой строп, при этом высота строповки определяется согласно схеме на рис 21. Наибольший угол между стропами рекомендуется принимать в пределах:

; (70)

а расстояние между грузозахватным (чалочным) крюком или карабином и кольцом или скобой, надеваемой на крюковую подвеску крана, l _c должно быть в пределах 5-ти метров. Тогда, с учетом (70) высота строповки h _c:

(71)

а длина канатов стропа l _c: (72)

Рис. 21. Схема для определения высоты строповки.

 

Для выбора монтажного крана определяются необходимые высота подъема H_п, м, грузоподъемность Q, т, рабочий вылет L_р, м.

Наименьшая высота подъема складывается из высоты монтируемого элемента фундамента h _э, безопасной высоты перемещения груза h _б и высоты строповки h _с:

(73)

Безопасная высота перемещения определяется наибольшей высотой имеющегося на стройплощадке препятствия h _пр:

(74)

Для автомобильных и стреловых самоходных кранов запас высоты рекомендуется принимать не менее 1 м; посадочная высота (рис. 22а, 23а) для монтажных кранов принимается равной 0,5 м.

При выборе грузоподъемной машины для монтажа сборных фундаментов в глубоких выемках следует также определять ее способность опускать элементы на заданную величину.

Для определения минимального вылета L необходимо учитывать технологическую схему работы. Наиболее выгоден вариант монтажа двух или четырех фундаментов с одной стоянки крана (рис. 22а), что возможно при отсутствии кавальеров в зоне монтажа и достаточной грузоподъемности на рабочем вылете h _р. Минимальный вылет L при этом равен половине шага (пролета) осей здания или гипотенузе треугольника stw.

Установка и работа машин вблизи выемок с неукрепленными откосами разрешается за пределами призмы обрушения грунта; ширина бермы В_б регламентируется СНиП 12-03-2001; при глубине выемки до 7 м и грунтах естественного залегания следует принимать В_б≥1м.

С целью исключения возможности опрокидывания крана его рабочий вылет L_р при выполнении монтажа «с колёс» принимается с запасом на наводку:

(75)

Наличие кавальеров может препятствовать работе крана (рис. 23а), так как радиус его кузова r_к с противовесом велик, а расстояние от поворотной платформы до откоса насыпи l_б должно быть не менее 1 м. В этом случае, при монтаже фундаментов в отдельных котлованчиках, возможна установка крана не на стоянках 1, 2, 3 (рис. 23б), а на стоянках 1а, 2а, что к тому же позволит их монтировать в двух котлованах с одной стоянки. Расстояние l_б определяется из формулы (76):

(76)

 

 

а)

б)

 

Рис. 22. Схема установки крана для монтажа двух или четырех фундаментов с одной стоянки.

а) монтаж фундаментов в двух выемках с одной стоянки

б) план установки крана для монтажа двух или четырех фундаментов с одной стоянки

а)

б)

Рис. 23. Схема установки крана при наличии кавальеров

а) разрез; б) план (рис. 22б)

o 1, 1а, 2,…… - рабочие стоянки;

L – минимальный вылет для монтажа одного фундамента со стоянки;

L_а – минимальный вылет для монтажа двух фундаментов с одной стоянки в стесненных условиях.

Рабочий вылет в случае предварительной раскладки блоков фундамента определяется исходя из схемы раскладки, которая приводится на технологической карте.

Монтажный кран выбирается с учётом необходимой грузоподъемности Q на рассчитанных вылете L_p и высоте подъема H_п, как правило, по диаграммам, графикам или таблицам грузоподъемности сопровождающих техническую характеристику машины. Необходимая грузоподъемность:

(77)

где Q_Э – вес монтируемого элемента;

Q_ГЗ – вес грузозахватного приспособления.

Так как вес четырехветвевого стропа не превышает 5% от веса поднимаемого груза, то можно иcпользовать формулу:

(78)

Для обеспечения устойчивости крана во время работы значения Н_П, L_P и Q следует округлять в большую сторону до одной десятой.

Технические характеристики и диаграммы грузоподъемности автомобильных кранов приведены в (Приложении 2).

 

 

5. Организация и календарное планирование строительства

Общие положения

К календарному планированию (КП) в строительстве относятся все документы по планированию, в которых на основе объемов строительно-монтажных работ (СМР), принятых организационных и технологических решений, определены последовательность и сроки осуществления строительства.

Структура, состав и степень детализации КП зависит от назначения проектной документации:

- уровень принятия решения о строительстве: предпроектные проработки, определение общих сроков, стоимости и основных технических решений в проекте организации строительства (ПОС) представляемые инвесторами (заказчиками);

- уровень проекта производства работ, разрабатываемого подрядной строительной организацией (ППР).

ППР включает КП производства СМР, строительный генеральный план объекта (СГП), технологические карты (ТК) по выполнению отдельных видов СМР, сметную стоимость СМР.

В свою очередь ТК на отдельный вид СМР содержит: общую схему технологического процесса, на основе которой разрабатывается календарный план выполнения отдельных операций; схемы отдельных операций; пояснительные схемы отдельных частей операций, таблицы.

Календарные планы на разных стадиях календарного проектирования имеют различные:

- степени детализации номенклатуры работ (возведение целого здания, сооружения и их части; создание отдельной части или конструкции строительного объекта; выполнение операции по производству отдельных типов конструкций здания или сооружения);

- единицы времени (годы, месяцы, дни, смены, часы);

- нормативы для подсчета затрат труда (укрупненные нормы затрат труда на 1 млн. руб. сметной стоимости, усредненные сметные нормы затрат труда в чел.-дн. по единичным расценкам (ЕР) в сметной стоимости СМР и в чел./часах на единицу работ по ЕНиР и др.);

- нормативы для расчета потребности в энергии, воде, временных бытовых помещений, охраны труда и т.д.

 

5.2. Календарный план в технологической карте на выполнения работ нулевого цикла)

Календарный план представляет собой такой проектно-технологический документ, который определяет продолжительность, последовательность производства строительно-монтажных работ, их взаимоувязку, а также потребность (с распределением по времени) в материальных, технических, трудовых и других ресурсах используемых в строительстве. Курсовой проект выполняемый в составе дисциплины «Технология строительного производства» (ТСП), посвящен разработке технологической карты на производство строительно-монтажных работ нулевого цикла. В состав технологической карты входит - календарный план состоящий из трех частей:1)таблицы с перечнем отдельных операций, состава исполнителей; порядка и времени их работы; 2)календарного графика в графическом исполнении; 3)номограмм используемых ресурсов.

Разработка календарного плана начинается с определения физических объемов работ, которые заносятся в ведомость. Для работ нулевого цикла рекомендуется учесть следующие операции:

- срезка растительного слоя;

- планировка площадки;

- разработка грунта с погрузкой на транспорт и работой в отвал;

- устройство фундаментов с подчисткой дня;

- послойная обратная засыпка, разравнивание и уплотнение грунта.

Также необходимо произвести выбор строительных машин и механизмов, используемых для выполнения этих операций. Затем в табличной форме представить порядок расчета затрат труда и машинного времени на каждую операцию по ЕНиР.

 

Методы организации работ

 

Любой комплекс работ может быть выполнен различными методами их организации, отличающимися друг от друга сочетанием работ во времени и пространстве и характеризуемыми разными по величине технико-экономическими показателями.

Научной основой организации строительного производства является теория и практика порядка совмещения работ – последовательно, параллельно и с совмещением во времени и пространстве (поточный метод). При поточном методе технологический процесс выполнения комплекса работ расчленяется на отдельные виды (в нашем случае операции нулевого цикла) и разделяют общий фронт работ на частные (захватки).

Например: совмещение работ А, Б и В с продолжительностью на 1-ом фронте равной Т_А1, Т_Б1, Т_В1, Т_Б1, Т_В1, на втором - Т_А2, Т_Б2, Т_В2, на третьем - Т_А3, Т_Б3, Т_В3 можно организовывать с непрерывным по времени использованием исполнителей или с непрерывным занятием фронтов (допуская простой исполнителей) или занимать фронт работ освободившимися исполнителями (допуская простой фронтов и исполнителей).

В последнем случае от начала всех работ до окончания образуются последовательности работ различной суммарной продолжительности, самые длинные определяют общий срок выполнения всех работ и работы на этих цепочках называются критическими.

Исходные данные для построения календарных графиков удобно оформлять в виде таблиц.

 

А,Б,В – наименование работ.

I,II,III – номера фронтов работ.

Т_А1 – продолжительность одного вида работы на одном фронте работ.

 

График выполнения работ с непрерывным использованием исполнителей:

 

 

График выполнения работ с непрерывным занятием фронтов:

 

Критический путь – это самая длинная последовательность работ от начала до окончания всех работ.

 

 

Продолжительность работ на каждом фронте определяется расчетом; способ взаимосвязи можно выбрать в зависимости от поставленной задачи:

- обеспечить непрерывную занятость рабочих;

- обеспечить скорейшее окончание работ на частном фронте работ;

- обеспечить наименьший срок выполнения всех работ в целом.

 

Оглавление

 

 

Введение ……………………………………………………………………….1

1. Исходные данные ……………………….…………………………………….1

2. Расчет объемов земляных работ …………………………………………….3

2.1. Определение типов и параметров земляного сооружения………...………3

2.1. Расчет объема земляных работ………………………………………………5

3. Выбор комплекта машин для экскавации грунта ……………………....10

3.1 Выбор одноковшового экскаватора………………………………………..12

3.2. Расчет забоя одноковшового экскаватора «обратная лопата»………...…15

3.3. Расчет забоя одноковшового экскаватора «драглайн»………………...…20

3.4. Расчет забоя одноковшового экскаватора «прямая лопата»……………..22

3.5. Расчет производительность экскаватора…………………………………..26

3.6. Выбор автосамосвала……………………………………………………….28

3.7. Разработка грунта растительного слоя…………………………………….30

3.8. Выбор монтажного крана…………………………………………………..33

 

Кавальеры???

 

Введение

Технологическое проектирование выполняется на стадии проекта производства работ (ППР) с учетом решений проекта организации строительства (ПОС), конкретных условий строительной площадки, имеющихся машин, наличия и квалификации рабочих.

В первую очередь определяется метод производства работ, предусматривающий, с учетом реальных возможностей, механизацию технологических процессов, принципы организации комплекса процессов и операций. Основой организации труда являются технологические карты на выполнение простых или сложных рабочих процессов и операций.

В состав технологической карты входят расчетно-пояснительная записка и графический материал.

Расчетно-пояснительная записка содержит необходимые сведения об объекте, расчеты и обоснования принятый решений, ссылки на нормативные и литературные источники, список использованной литературы.

Графическая часть включает в себя следующие сведения:

– схема организации работ в целом на объекте с указанием о последовательности, методов производства работ и их организации;

– перемещение основных машин и оборудования, их состав и технические характеристики;

– границы захваток и делянок, движение бригад и звеньев рабочих и их состав;

– места складирования материалов;

– схемы выполнения отдельных операций с учетом работы в различных условиях, необходимая оснастка, инструмент, приемы выполнения;

– графический материал, содержащий необходимые данные о реализуемой конструкции и ее элементах;

– сведения о дополнительных, второстепенных, вспомогательных, подготовительных и заключительных строительных процессах и операциях;

– требования к качеству и приемке работ;

– график производства работ;

– решения по технике безопасности, относящиеся к процессам данной технологической карты.

В курсовом и дипломном проектах содержание и объем технологических карт определяются заданием. Состав данного учебного пособия ориентирован на требования, принятые в СПбГАСУ.

Исходные данные

Проектирование земляных сооружений зачастую выполняются на стадии разработки технологической карты (ТК). Параметры выемок и насыпей зависят от размеров, материала и конструкции надземной части здания и гидрогеологических условий строительной площадки.

Для определения размеров выемок и их типа уточняется расположение фундамента относительно осей шагов и пролетов (рис. 1). Выполняется схема залегания слоев грунта.

Рис. 1. Расположение фундаментов относительно осей шагов и пролетов

 

Рис. 2. Геологический разрез строительной площадки:

1 – растительный слой; 2 – первый основной грунт;

3 - второй основной грунт; УГВ – уровень грунтовых вод

 

На основании геологического разреза необходимо установить характеристики грунтов (Приложение 1, 2) и свести их в таблицу 1.

Таблица 1

Характеристика грунтов

 

Показатели	Наименование грунтов по слоям
Раститель- ный слой	Первый грунт	Второй грунт
Группа грунтов: - при механизированной разработке (см. ЕНиР сб.Е2, вып. 1, табл. 1): - при ручной разработке (см. ЕНиР, сб. Е2, вып. 1, прил. 1)
Средняя плотность в плотном состоянии, т/м3 (см. ЕНиР, сб.Е2, вып. 1, табл. 1)
Показатели крутизны откосов (см. СНиП III-4-89, с. 39)
Показатели увеличения объемов грунта: - первоначальное увеличение объема грунта после разработки (Р0, % (см. ЕНиР, сб. Е2, вып. 1, прил. 2); - остаточное разрыхление грунта, %, (см. ЕНиР, сб. Е2, вып. 1, прил. 2
Уровень грунтовых вод, м (из задания)

Затем определяются размеры стакана и плиты фундамента, и рассчитывается их объем и масса.

РАСЧЕТ ОБЪЕМов ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ