Производство земляных работ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ 

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ 

«КАМСКАЯ  ГОСУДАРСТВЕННАЯ  ИНЖЕНЕРНО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ  АКАДЕМИЯ» 

Кафедра: ТСП 
 

  
 
 
 
 

Пояснительная записка

к курсовому проекту  

по  дисциплине: «Технология строительного производства»

на  тему: «Производство земляных работ» 
 
 
 
 
 

Выполнил:

студент гр.  

Проверил:

 

Содержание:

1. Задание.
2. Введение.
3. Определение объемов работ.
0. Определение объема котлована  и траншеи.
0. Определение “черных” отметок.
0. Определение  “красных” и “синих” отметок.
0. Построение  нулевой линии.
0. Определение объемов насыпи и  выемки.
0. Определение объема грунта в откосах.
4. Проектирование производства  работ.
0. Определение средней дальности  перемещения грунта на площадке
0. Ведомость объемов земляных работ
0. Выбор варианта механизации  земляных работ

4.3.1. Калькуляция трудовых  затрат.

4.3.2. Расчет себестоимости (вар. А и В).

Технико-экономические  показатели

Сравнение ТЭПа.

5. Технология производства земляных работ.
6. Техника безопасности
7. Литература.

 

2. Введение.

    Одним из факторов повышения  производительности труда и эффективность строительства является сокращение использования малопроизводительного ручного труда, что достигается применением комплексной механизации при земляных работах.

    Строительству объекта предшествует инженерная подготовка строительной площадки, при этом состав процессов может быть различен и зависит от местных условий площадки и ее положения. В состав строительных процессов в общем случае могут входить: расчистка территории площадки, отвод поверхностных и подземных вод, создание разбивочной геодезической сети и ее основы.

    При строительстве любого здания или сооружения, а также планировке и благоустройстве  территорий ведут  переработку грунта. Переработка включает следующие основные процессы: разработку грунта, его перемещение, укладку и уплотнение. Комплекс подготовительных и вспомогательных процессов называется земляными работами. При производстве земляных работ все подготовительные, вспомогательные и основные процессы выполняют комплектом машин, каждая из которых предназначена для определенного рабочего процесса.

    Непосредственно выполнению этих процессов  в ряде случаев  предшествуют или  сопутствуют подготовительные процессы. Подготовительные процессы осуществляются до начала разработки грунта, а вспомогательные процессы – до или в процессе возведения земляных сооружений.

    Земляные сооружения создают путем образования в грунте выемок или возведением из него насыпи. Земляные работы характеризуются значительной стоимостью и особенной трудоемкостью. Минимальная стоимость и трудоемкость земляных работ могут быть обеспечены при следующих условиях. Во-первых, при минимальном проектном объеме разрабатываемого грунта и, во-вторых, при такой последовательности выполняемых работ, когда каждый объем грунта, разрабатываемый в проектной выемке, сразу укладывается в предусмотренное для него место в проектной насыпи, что исключает многократную переработку одного и того же объекта грунта. В третьих, при применении наиболее эффективных по стоимости и трудоемкости методов производства работ и их механизации.

    Способ  и комплект машин  для конкретных производственных условий выбирают на основании технико-экономического анализа и обоснования различных вариантов.

 

     3. Определение объемов  земляных работ.

    3.1. Определение объема котлована и траншеи.

    Объем котлована и траншеи: ,

    где a и b - длина и ширина котлована по нижней бровке;

    a₁ и b₁ - длина и ширина котлована по верхней бровке;

    

; ;

    m=0,5 - коэффициент откоса; H=2,5 м - глубина котлована.

    Для заданного типа грунта (глина) по СНиП 12-04-2002 «Безопасность труда в строительстве» принимается m=0.25

    Для котлована: a₁=50+2∙2,5∙0,25=51,25 м; b₁=35+2∙2,5∙0,25=36,25 м.

    Для траншеи: a₁=а=38,2м; b₁=2,6+2∙2,6∙0.25=3,9 м;

    Для обратной засыпки  котлована и траншеи  оставляем 20% грунта, следовательно, с площадки увозится следующий объем грунта:

Q=0.8∙(Q_котл+Q_транш)=0,8∙(4509+248,3)=3805,84 м³.

    3.2. Определение «черных» отметок.

    Проектируемая строительная площадка, размером 175х125 м, разбивается  на квадраты со стороной 25 м в виду спокойности рельефа местности. Затем методом интерполяции по горизонталям участка подсчитываются «черные» отметки вершин квадратов в метрах с точностью до сотых долей.

    3.3. Определение “красных” и “синих” отметок.

    Подсчет объемов в первом приближении ведется  по методу квадратных призм: , где - черные отметки вершин квадратов, в которых сходятся соответственно 1, 2, 4 угла квадрата;

- число квадратов,  на которые разбита  строительная площадка.

    

    Проектирование планировочных “красных” отметок в углах квадратов производится с учетом заданного уклона планировки по формуле:

    

 

где L_i – расстояние между точками с известной отметкой и рассматриваемой вершиной квадрата;

i₁, i₂-заданные уклоны.

    После определения “черных” и “красных” отметок в углах квадратов, находят в этих точках необходимые глубины срезки или подсыпки (“рабочие отметки”) для того, чтобы получить заданный характер планировки площадки.

    Рабочая отметка определяется:

    На  картограмме рабочие  отметки со знаком «+» указывают  на необходимость устройства насыпи, со знаком «-» - выемки.

    

    3.4. Построение нулевой  линии.

    Линия нулевых работ  является линией пересечения  поверхности планировки с рельефом местности, определяет зону насыпей на площадке от зоны выемок. Ее положение определяется графически, путем построения вертикальных сечений по сторонам тех квадратов, вершины которых имеют отметки разных знаков. Квадраты с рабочей отметкой одинакового знака называют чистыми, а разных знаков - смешанными. На сторонах переходных квадратов определяют положение нулевых точек. Для этого в произвольном масштабе на сторонах квадрата откладывают рабочие отметки.

    Со  знаком “+” - в одну сторону, а со знаком “-” - в другую и соединяем между собой. В местах пересечения со стороной квадрата получится нулевая точка, которая определяет перелом рельефа местности. Кривая, проведенная через нулевые точки, разграничивает между собой участки выемки и насыпи площадки. Затем определяют заложения откосов в наружных вершинах квадратов.

 

     3.5. Определение объемов  насыпи и выемки.

   Объем грунта в  каждой квадратной  призме определяется  как произведение площади основания на среднюю рабочую отметку. При подсчете объемов по методу квадратных призм:

   Объем “чистой” призмы равен:

   Объем “смешанной” призмы равен:

 

    Результаты расчета объемов грунта представлены в табл. 2.

 

    Данные  по объемам насыпей и выемок на площадке

                                                                   Табл.2

 

    3.6. Определение объема грунта в откосах, расположенных по периметру площадки

   Объем грунта в откосах, расположенных по периметру площадки, можно определить по приближенной формуле: ,

где S h-сумма всех рабочих отметок, расположенных по периметру выемок (насыпей); n-количество отметок; S Z-длина основания всех откосов насыпи (выемки); m-коэффициент откоса.

m_насыпи=1

m_выемки=0.25

;

    Для построения линии откосов по контуру планируемой площадки в наружных углах квадратов откладывают величину заложения откосов, равную произведению на коэффициент заложения откосов , получают очертания в плане бровок выемки и насыпи.

    4. Проектирование производства  работ.

    4.1. Определение средней  дальности перемещения  грунта на площадке.

    Выбор методов производства работ в большей мере зависит от распределения земляных масс, которые сводятся к нахождению направлений и средней дальности перемещения грунта.

    Средней дальностью перемещения  грунта считают расстояние между центрами тяжести  выемок и насыпи. Это расстояние приближенное, но достаточное для подбора комплектов машин. Дальность перемещения грунта определяют для площадки в целом, т.к. ее размеры невелики.

    Распределение земляных масс при планировке площадки определяем графически (см. формат А1), в результате:  

    4.2. Ведомость объемов  земляных работ.

                                                                   Табл.4

 

    4.3. Выбор варианта  механизации земляных  работ.

    Рациональные  способы производства работ должны обеспечить выполнение их при условии максимальной механизации, повышения производительности труда.

    Все операции по производству земляных работ: разработка выемок, транспорт грунта, укладка его в насыпь и отвалы – объединяются в один комплексный технологический процесс, выполняемый с помощью комплекта машин. Для производства основной работы необходимо выбрать ведущую машину и к ней подобрать комплектующие механизмы для выполнения сопутствующих и вспомогательных работ. В общем случае одна и та же работа может быть сделана с большей или меньшей эффективностью  различными комплектами машин. Комплект машин для конкретных производственных условий выбирают на основании технико-экономического анализа. 

 

Механизмы и состав работ по планировке площадки.

                                                                   Табл.5

 
 
 
 

    4.3.1. Калькуляция трудовых  и стоимостных  затрат.

                                                                                                 Табл. 6 (Вариант  А)   

 
 
 

 

 

Калькуляция трудовых и стоимостных затрат. 

                                                                                                Табл.6  (Вариант  Б) 

 
 
 

 

    4.3.3. Расчет себестоимости.

   Расчет себестоимости  по двум вариантам  А и Б ведется  по формуле:

- себестоимость;

где С_М=С_М.СТ.·T_СМ – стоимость эксплуатации машин.

С_{М.СТ .}- сметная стоимость машиносмены.

Т - продолжительность  в сменах;

З_Р - заработная плата

Себестоимость земляных работ.

                                                         Табл.7 

    4.4 Технико-экономические показатели.

    Технико-экономические  показатели (ТЭП) выводят на основе составления калькуляции трудовых и стоимостных затрат. При сравнении себестоимости работы, трудоемкости и выработки устанавливается, какой из приведенных комплектов машин более выгоден.

    Выработка: ; где V- объем грунта; T-трудозатраты.

Технико-экономические  показатели.

                                                                   Табл.8 

 

    4.5. Сравнение ТЭП

    При сравнении ТЭП  (табл. 8) видно, что наиболее экономичен комплект механизмов «А», так как у него продолжительность процесса производства земляных работ меньше, чем у варианта «Б», а так же ниже трудоемкость и выработка больше.

    По  выбранному варианту комплекта строим график движения механизмов и машин.

 

     5. Технология производства  земляных работ.

    Т.к. производство земляных работ в зимнее время затруднено, грунты подлежат предварительному рыхлению. Рыхление мерзлого грунта производят бульдозерами-рыхлителями.

    Срезка  растительного слоя.

    Снятие  растительного слоя производят бульдозерами. Грунт срезают  и перемещают, укладывая  его в промежуточные  валики, которые затем окучиваются для погрузки в самосвалы.

    Разработка  и перемещение  грунта.

    Так как средняя линия  перемещения грунта свыше 50м., грунт разрабатывают двумя бульдозерами по эллиптической схеме с двумя поворотами или с устройством через каждые 20-25м промежуточных валов. По мере накопления грунта каждый вал перемещают дальше - непосредственно в насыпь или в следующий промежуточный вал.

    Уплотнение  грунта.

    Трамбование электрической трамбовкой грунта (в пазухах) производят слоями, начиная с краев трамбуемой площади с последующим приближением к ее середине. Каждым последующим ударом трамбовки должна захватываться часть уже уплотненной площади.

    Уплотнение  грунта на участке  насыпи ведут самоходными катками на пневматических шинах, в результате длительного действия нагрузки от сжатия шин, уплотняют песчаные грунты. Уплотнение производят путем последовательных замкнутых проходов катка по всей площади насыпи-с перекрытием каждой проходкой предыдущей 0.15-0.25см. И повторяют столько раз, сколько требуется по проекту.

    Планировка  откосов.

    Планировку  откосов производят экскаваторами после разработки грунта. Если дно котлована является основанием для фундаментов, грунт в зависимости от типа и вместимости ковша экскаватора не добирают на 10-30см. Применяют экскаватор-планировщик ЭО-4010. Экскаватор сам перемещает вынутый грунт в транспортные. Планировщик плавно зачерпывает излишки грунта и выравнивает откосы.

    Обратная  засыпка.

    Выполняется между стенками подвала  и откосами котлована, выполняется после  устройства перекрытия над подвалом и гидроизоляции стен. Для этого используют излишки грунта, оставленные при рытье котлована, которые перемещают обычно бульдозером. Засыпку производят слоями толщиной 20-30см, с последующим уплотнением электрическими трамбовщиками. Обратная засыпка котлована при сложных в плане фундаментах, выполняется сразу же после возведения подземной части здания или сооружения перед началом работ по возведению подземной части здания или сооружения.

    Разравнивание грунта.

    Разравнивание грунта производится бульдозерами. При работе нож приводят в рабочее положение, затем разравнивают грунт с укладкой его в соответствии с профилем. Холостой ход бульдозера происходит с частичным уплотнением насыпи.

    Разработка  котлована.

    Разработка  мерзлого грунта котлована ведется роторными экскаваторами. Разработка котлована ведется с частичной погрузкой грунта в транспортное средство, часть грунта из котлована идет на устройство насыпи.

    Вывоз грунта.

    Для перевозки грунта в настоящее время  используют автосамосвалы. Разгружается кузов в большинстве случаев назад. Для вывоза грунта  и растительного слоя в данном проекте предусмотрено использование автосамосвалов КАМАЗ 6520 грузоподъёмностью 20 т. Грунт перевозится на 25 км в специально приготовленное для этого место. После окончания строительства грунт используется для обратной засыпки или для нужд на других строительных площадках

    6.

6.1. Расчет оптимального  количества автосамосвалов.

N=Т_ц/t_n    ,

 где

   Т_ц-время цикла работы одного самосвала в мин;

    t_n-время погрузки одной транспортной единицы в мин.

Т_ц=t_n+2L/V_ср+t_м+t_p ,

 где

L-дальность перевозки грунта в км;

V_ср-средняя скорость движения в км/ч;

t_p-время разгрузки одной трансформаторной единицы в мин;

t_м-время маневрирования в мин. 

T_n=с×М/n , где

с-коэффициент случайных задержек;

n-число циклов экскаватора в минуту;

М-количество ковшей грунта, загруженного в кузов транспортного средства.

М=Q/(g×q×K_e) ,

 где

   Q-грузоподъёмность самосвала в т;

   g-объёмная масса грунта в т/м³;

   q-ёмкость ковша экскаватора в м³;

   K_e-коэффициент использования ёмкости ковша.

М=20/(1,8×1×0,8)=14 ковшей

t_n=1,1×14/1,24=12,4 мин.

Т_ц=12.4+2×15/40×60+2+1,9=61,3 мин.

N=61,3/12,4=5 машин.

 

6.2. Расчет наибольшей  ширины первой торцевой (лобовой)  проходки для      

   экскаватора  ЭО- 4121А.

      

,

     где

R_ст-наибольший радиус резания на уровне стоянки, м;

l_п-величина рабочей передвижки, м;

R_вт-наибольший радиус выгрузки грунта в транспорт, м;

b_k-ширина транспортного средства или отвала грунта, м.

      

- при двусторонней выгрузке грунта

- ширина первой лобовой проходки понизу

при двусторонней выгрузке грунта.

6.3. Расположение  оси экскаватора ЭО-4121А при  разработке траншеи.

м

- площадь поперечного сечения траншеи.

     м

-ширина траншеи поверху, где

B_н и H_тр- ширина траншеи понизу и её высота, м.

F_o= F_тр×K_p=7.5*1.15=8,625 м³- поперечное сечение отвала грунта (угол откоса насыпи=45^о)

K_p-коэффициент начального разрыхления

  H_o=ÖF_o=2,94 м- высота отвала

  b=3.6*2.94=10,6 м- ширина отвала понизу.

   6.5. Определение  максимальной глубины промерзания.

Р=Т×z/1000=1,044

z-время охлаждения грунта в сут.;

Т-среднемесячная температура.

Н=60(4Р-Р²)=185,2 см

Н=А(4Р-Р²)=30(4×1,044-(1,044)²)=92,58 см- глубина промерзания грунта, вспаханного на глубину 35 см и заборонованного.

А-коэффициент, учитывающий способ утепления.

 

     7. Техника безопасности.

1. При производстве земляных работ необходимо руководствоваться СНиП III-4-80 “Техника безопасности в строительстве”.
2. Организация строительной площадки, участков работ и рабочих мест должна обеспечивать безопасность труда работающих на всех этапах выполнения работ.
3. Участки должны быть обеспечены телефонной связью.
4. На объекте должен быть выделены помещения или места размещения аптечек с медикаментами для оказания первой помощи пострадавшим.
5. Все работающие должны быть обеспечены питьевой водой. Питьевые установки располагать на расстоянии не >75 м по горизонтали от рабочих мест.
6. У въезда на площадку должна быть установлена схема движения средств транспорта.
7. Экспликация строительных машин должна осуществляться в соответствии с требованиями главы СНиП по организации строительного производства и инструкции завода изготовителя.
8. Лица, ответственные за содержание строительных машин в рабочем состоянии обязаны обеспечивать проведение их тех.обслуживания и ремонт.
9. Руководители организаций производящих СМР с применением машин, обязаны назначать инженерно-технических работников, ответственных за безопасное производство этих работ из числа лиц, прошедших проверку знаний правил и инструкций по безопасному производству работ с применением машин.
10. До начала работы руководитель должен определить схему движения и место установки машин, указать способ сигнализации, обеспечивается освещение рабочей зоны.
11. Оставлять без надзора машины с работающим двигателем не допускается.
12. Установка и перемещение машин вблизи выемок с неукрепленными откосами разрешается лишь на расстоянии, установленном проектом работ.
13. Не допускается пользование открытым огнем для разогрева узлов машин, а также эксплуатировать машины при наличии течи в топливных и масляных системах.
14. Не допускается передвижение скрепера и набор грунта на уклонах, более, чем указанных в паспорте машины.
15. При разработке, транспортировке, разгрузке, планировке и уплотнении грунта двумя и более самоходными или прицепными машинами, идущими одна за другой, расстояние между ними должно быть не менее 10 м.

 
 

 

     8. Используемая литература.

1. ЕНиР сборн.2 выпуск1 “Механизированные и  ручные земляные работы” М.Стройиздат,1998,-224с.
2. Беликов Ю.И. и др.”Земляные работы”-2-е изд. Перераб. и доп. 
   М. Стройиздат. 1990-271с.
3. Бибишев М.Ш., Чернов В.А. “Производство земляных работ” г.Наб.Челны, КамПИ, 1993.
4. Коршунова А.П. и др. “ТСП”, М – Стройиздат, 1982-288с.
5. Атаев С.С., Данилов Н.Н., Прыкин Б.В. – Технология строительного производства – М.: Стройиздат, 1984 г.