Часть 3.Защита котлована от обводнения, обрушения откосов; устройство фундамента

Часть 3.Защита котлована от обводнения, обрушения откосов; устройство фундамента

3.1. Защита котлована от обводнения и укрепление откосов

3.2. Устройство свайного основания под железобетонный фундамент

3.3. Техника и технология при устройстве фундамента из сборного и монолитного бетона

Заключение

Требования к оформлению курсового проекта

Рекомендуемая литература для  курсового  проектирования

Приложения

Общая схема выполнения курсового проекта

       В общем виде задачей разработки данного курсового проекта является придание конкретному земельному участку формы плоскости, наклоненной к горизонту под определенным углом в определенном направлении, расчет объема работ по выполнению планировки и отрывке котлована под здание, выбор соответствующей землеройной и другой (комплектующей) техники на основе технико-экономического сравнения вариантов и обоснование технологии выполнения соответствующих работ. В основе выбора оптимальной технологии производства земляных работ лежит минимизация затрат времени и денежных средств, исходя из реальных ресурсов строительной организации.

  Решение выше названной задачи слагается из двух блоков - расчет объема земляных работ и выбор землеройной и транспортной техники. 

  Расчет объема земляных работ рекомендуется осуществлять графоаналитическим методом в следующем порядке:

  - разделить земельный участок на равные по площади квадраты и вычислить черные (существующие) отметки в их углах на основе проходящих через участок горизонталей;

  - рассчитать по черным отметкам, предварительную среднюю планировочную отметку участка; скорректировать её на объем грунта, рассыпаемого на  данном участке из котлована;

  - согласно заданному  направлению  уклона   участка,  провести осевую линию наклона плоскости через геометрический центр площадки;

  - по заданному уклону площадки (i) определить графоаналитическим методом  приращения красных отметок  вершин квадратов J  над осевой линией (i*L_j) и рассчитать красные и рабочие  отметки без  учета разрыхления грунта;

  - скорректировать красные и рабочие отметки с учетом остаточного (после уплотнения) разрыхления грунта и  построить линию нулевых работ (графоаналитическим методом);

  - по результирующим рабочим отметкам рассчитать объемы  выемки (срезки) и насыпи в разрезе элементарных фигур в плане (квадратов, трапеций, треугольников, многоугольников);

  - составить картограмму перемещения грунтовых масс, определить объемы и расстояния перемещения грунта;

  - рассчитать затраты времени и денежных средств на работы по отрывке котлована экскаваторами либо  бульдозерами (скреперами) и выбрать наиболее эффективный вариант;

  - рассчитать затраты времени и денежных средств на планировку площадки бульдозерами  либо скреперами и выбрать оптимальный вариант;

  - составить технологические схемы движения экскаватора и бульдозера по площадке;

  - сформулировать выводы по принятым технико-экономическим решениям по курсовому проекту.      

       

Часть 1. Расчет объема земляных работ.

  1.1.Формирование расчетной схемы.

  Делим площадку на равные квадраты со стороной 10,12…..15,20,25 метров, нумеруем вершины квадратов и записываем их  в левом нижнем углу квадратов.

  Исходные данные  нашего примера:

     - площадка имеет размеры А=60 м, Б=80м. Нижняя горизонталь имеет отметку 10.00м. Шаг горизонталей (превышение одной над другой соседней)  G=+0,2м;

- котлован по дну имеет размеры Г=13м, В=25м; глубина – Н = 1,5м;

- привязка дна котлована к участку: Д=23м, Е=22м;

     - наклон проектируемой площадки (для стока дождевых вод) – i = 0,1%

 (в натуральном измерителе i = 0,001);

- ось наклона площадки к оси «Х» – 30^о;

- объем вывозки грунта  – 100 м³ , расстояние – 15 км;  

- вид грунта  – суглинок с включениями супеси (поэтому угол естественного откоса несколько больше).

Схема 0. Исходная

1.2. Проводим расчет средней планировочной отметки предварительной  (Н_cnon)данной площадки c учетом вывоза конкретного (заданного) объема грунта. (В нашем примере вывозится 100 м³ грунта).

Данный расчет проводится в две стадии:

1.2.1 Определяем существующие, т.е. черные отметки вершин квадратов в сетке.

Разделяем площадку, имеющую в нашем примере размеры в плане 60х80м, на равные квадраты со стороной 20м. В нашем примере квадраты пронумерованы двумя цифрами с точкой  (можно нумеровать и иначе, например – порядковыми цифрами).

 

Схема 1. Разделение площадки на квадраты

Определение черных отметок проводится графоаналитическим способом.  

Если искомая черная отметка вершины квадрата  («0») находится между известными отметками двух соседних горизонталей (отметки «А» и «В»), то её величину, - как разницу между отметкой «А» и уровнем А₁В_1, - можно вычислить на основании правила подобия треугольников по следующей формуле: (1)

 

                                                                     

А,В – отметки горизонталей, между которыми находится искомая вершина квадрата;

 «О» (а также А₁ и В₁ )  - отметка вершины квадрата;

АА₁+ВВ₁ = G   –   шаг горизонталей;

 А₁О+ В₁О = L – расстояние между горизонталями на плане;

 (углы  АА₁О = ВВ₁О = 90^о)

- превышение горизонтали  «А»  над уровнем вершины квадрата «О».

Таким способом вычисляем все черные (существующие) отметки вершин квадратов. Это позволит построить регулярное поле значений отметок для последующих графоаналитических построений и расчетов.

Вывод расчетной формулы:

Из правила пособия треугольников составляем уравнение:  

                        Отсюда                                                       Но , где G – шаг горизонталей.

Подставляем значение  в формулу (3) и получаем:

.                                                                                                   

Находим :

                                                            

                                                           

                                                                                

                                                                                                   

Обозначим: ,                           

Тогда (1) - превышение отметки горизонтали «А» над искомой отметкой «0» вершины квадрата.                                                                                     

Здесь  – расстояние от вершины до соответствующей горизонтали на плане.

 

В нашем примере G=0,2м. Записываем черные отметки вершин квадратов в правом нижнем углу квадратов.

Схема 2. Черные отметки вершин квадратов.

1.2.2. Рассчитаем предварительную среднюю планировочную отметку по формуле:

,                                                      (2)

где: n - количество квадратов (квадратных в основании призм);

Н_1,Н_2,Н₃ - отметки точек на сетке квадратов, в которых сходятся одна, две и четыре вершины квадратов (призм).

В  нашем примере

= (11.10+10.57+10.00+10.50)+2(11.03+10.90+ 10.72+10.42+10.22+10.18+10.30+10.42+10,70+10.95)+4(10.95+10.75+10.60+

10.40+10.55+10.62) = (42.17+211.68+255.48) = =10.61.

1.3. Корректируем   с учетом объема грунта, изымаемого под фундамент (подвал) здания, за минусом  объема вывозимого грунта. Принимаем, что этот грунт распределяется по площадке равномерно (хотя в действительности его перемещают лишь в несколько квадратов).

Примечание: Также следует иметь в виду, что после придания площадке заданного уклона, высоты сторон котлована и соответственно – объем грунта под зданием могут существенно измениться. В этом случае необходимо провести дополнительное уточнение (корректировку) красных и рабочих отметок на прирост либо уменьшение объема насыпного грунта (в разделах 1.5 и 1.6).

С учетом распределения грунта из котлована (на вывоз и по площадке) окончательная средняя планировочная отметка равна:

             ,                                           (3)

в которой:

                ,                                            (4)

где: V_ф- объем грунта, изымаемого под фундамент здания, м³;

              V_ф= F_ф Н .                                                                     (5)

Здесь V_в- объем грунта, подлежащий вывозу за пределы площадки, м³;

F_пл - площадь всей площадки, м²;

F_ф  - площадь фундамента с подвалом (пятна застройки) здания, м²;

Н - глубина котлована, м.

Следует заметить: если объем вывоза грунта больше объема фундамента, то  понижается (уменьшается).

В нашем примере  =  , тогда

 10,61+0,09 =10,70.

Примечание: Сущность средней панировочной отметки заключается в том, что реальная площадка  может принять горизонтальное положение только на уровне H_спо ,- когда будут срезаны все излишки и засыпаны все её низины имеющимся грунтом (то есть без вывоза и привоза грунтовых масс). Если не ставить целью придание площадке уклона, то полученной Н_спо достаточно для расчета рабочих отметок горизонтальной площадки в углах вершин квадратов (а именно: Н_раб = Н_спо - Н_черная).