143973 (Визначення показників техногенно-екологічної безпеки при роботі палезабивних машин)

_{Міністерство} Освіти і Науки України

Київський Національний Університет

Будівництва та Архітектури

Кафедра основ професійного навчання

Контрольна робота

З предмету: Техногенно-екологічна безпека будівельних робіт

Тема роботи: "Визначення показників техногенно-екологічної безпеки при роботі палезабивних машин"

Виконав: студент гр.4-БМО-Уск

Кравчук Анатолій Михайлович

Перевірив: викладач

Гаркавенко Олександр Миколайович

Київ 2009

3міст

1. Вступ

1.1 Призначення та види свайних фундаментів

1.2 Класифікація палезабивного обладнання

1.3 Свайні молоти

2. Визначення конкретного виду будівельних робіт, як найбільш ефективного

3. Схема машини і схема її роботи

4. Визначення техніко-економічних показників машини

5. Визначення показників впливу роботи машини на навколишнє середовище і на операторів

5.1 Вимоги ергономіки, безпеки і охорони довкілля

5.2 Вплив шуму і вібрації на організм операторів та робітників при роботі палезабивних машин

Список використаної літератури

Додаток 1. Технічна характеристика копрових установок зарубіжного виробництва

Додаток 2. Технічна характеристика копрових установок вітчизняного виробництва

1. Вступ

1.1 Призначення та види свайних фундаментів

Для багатьох інженерних споруд необхідно будувати фундаменти що розміщені нижче поверхні землі. Фундамент передає всі навантаження, як від власної ваги будівлі, так і ті, що виникають від працюючих машин. В багатьох випадках фундаменти будуються не тільки для споруд в цілому, а й для окремих видів важкого обладнання, обладнання, при роботі якого виникають динамічні навантаження. Кількість забиваємих свай, розріз і глибина їх занурення, залежать від якості грунту і навантаження будуємої споруди. Як показали економічні дослідження, найбільш ефективними і надійними є фундаменти, побудовані на палях. Перевагою паль є не тільки передача ними навантаження, але й те, що паля ущільнює навколо себе грунт, що значно підвищує прочність фундаменту.

Сваї поділяються на декілька видів в залежності від будови, матеріалу, конструкції, передачі навантажень від конструкції на грунт.

Згідно будови сваї поділяються на забивні і набивні. Забивні сваї виготовляються на заводах і іноді на полігонах будівельних майданчиків.

Набивні сваї виготовляють безпосередньо на місті їх встановлення. Набивні сваї отримують в результаті буріння скважини і послідуючим її заповненням бетонною сумішшю. Для збільшення несущої здатності набивні сваї виготовляють зі збільшеною основою. Ця особливість ускладнює буріння скважини. В наш час використовують залізобетонні сваї

По формі сваї бувають квадратного, призматичного і круглого розрізу. Останнім часом стали застосовувать сваї-оболонки (трубчасті і винтові сваї). В тих випадках, коли сваї застосовують в якості огороджуючих конструкцій чи протифільтраційних завіс, використовують шпунтові сваї із металу (шпунт). Ці сваї погружають одна до одної, утворюючи суцільну стіну. Шпунтові сваї виготовляють зі спеціальним замком, який з'єднує шпунти між собою в процесі забивання.

Розрізняють сваї-стійки і висячі сваї.

Сваї-стійки (рис 1. а) передають основне навантаження (більше 70…80%) торцьової поверхні сваї. Ці сваї забивають до прочних грунтів. Висячі сваї (рис 1. б) основне навантаження (до 70…80%) сприймають через сили бокового тертя між зовнішньою поверхнею сваї і грунтом.

Рис 1.1.1 Схема розміщення свай у грунті:

а) Сваї – стійки б) Висячої сваї

Свайний фундамент складається з трьох основних частин: (див. рис. 1.2.1) ростверка 1, сваї 2, і грунта 3. Ростверк опирається декілька свай, з'єднує їх і розподіляє на них навантаження. Розрізняють два типа свайних фундаментів: з низьким ростверком (рис1.2а), коли він заглиблюється в грунт до 0,5 своєї висоти, і з високим ростверком (рис1.2б), розміщеним вище рівня грунту.

Фундаменти з високим ростверком застосовують при будівництві мостів, причалів із свай і свай-оболочок. Фундаменти з низьким ростверком можуть сприймати значні горизонтальні навантаження в порівняні з фундаментами з високим ростверком.

Сваї по відношенню до горизонтальної площини частіше всього розміщують вертикально, але в окремих випадках їх розміщують похило або козловим способом. В цьому разі сваї можуть нести не тільки.

Рис 1.1.2 Типи спайних ростверків:

А) - з низьким ростверком Б) - з високим ростверком

1 - ростверк, 2 - свая

1.2 Класифікація палезабивного обладнання

В будівництві забивання паль застосовують при будівництві штучних основ під споруди, будуємі на грунтах, що не мають достатньої несучої здатності. Використовуємі в наш час машини для в погружання свай поділяються на слідуючі групи:

ударної дії, або свайні молоти;

вибраційної дії, або вибропогружувачі;

віброударної дії, або вібромолоти;

для вдавлювання и для загвинчування свай.

Існують також машини, що працюють по змішаному принципу, наприклад вибровдавлюючі машини.

1.3 Свайні молоти

1) Механічні молоти.

Принцип їх роботи полягає в підніманні вантажу вагою G, скидаємого на верхню торцьову поверхню сваї. Вантаж піднімається за допомогою лебідок.

Енергія одиничного удару механічного молота:

Е= GHη - (A_сж - А_ін),

де G - вага ударної частини, Н; Н - робочий хід ударної частини, м; η - ККД молота; А_сж - сила стиску в циліндрі; А_ін - сила інерції маси;

Значення ККД залежить від відношення ваги сваї до ваги до ваги падаючого вантажу. Чим менше це відношення, тим більший ККД. Наближено ККД можна визначити з залежності G_1/G, де G₁ - вага сваї. Це відношення не повинно бути більшим за 2,5, інакше швидкість погружання різко зменшиться.

Швидкість погружання сваї залежить від швидкості зіткнення падаючого вантажу зі сваєю в момент удару. Практикою встановлено, що для встановлених типорозмірів свай швидкість співудару не повинна перевищувати 6 м/с, інакше буде відбуватись руйнування наголовника вантажу і головки сваї.

Такі молоти малопродуктивні і їх застосовують при дуже малих об'ємах робіт.

Пароповітряні молоти. В цих молотах джерелом енергії служить пар чи стиснене повітря. Пароповітряні молоти бувають одиночної і подвійної дії, з ручним чи напівавтоматичним управлінням. В молотах з ручним управлінням кількість ударів за хвилину не повиа перевищувати15…20. В молотах з напівавтоматичним управлінням кількість ударів збільшена в 1,5…1,6 рази.

Такі молоти застосовують при порівняно малих об'ємах робіт.

Штангові дизель-молоти (мал.1.2.1). Штанговий дизель-молот працює по слідуючому принципу. На поршень 4, по осі якого є отвори для подачі палива, скидається циліндр 3 значної маси, в результаті повітря в циліндрі стискається. В цей час через форсунку 2 поршня в циліндр вприскується паливо, котре загорається під дією температури стисненого повітря.

В результаті розширення газів циліндр підкидається вверх і цикл повторюється. Подача палива здійснюється насосом 5, котрий приводиться в рух падаючим циліндром. Тиск, що передається поршню при падінні циліндра, використовується для забивки сваї. Дизель-молот підвішений на канаті копрової установки, котрий під час роботи вісить вільно. Падаючий циліндр рухається по двум напрямним штангам 1. Для запуску Рисунок 1.2.1 Штанговий дизель-молота циліндр дизель - молот піднімається за допомогою троса і лебідки, і підвішується на крюку, що закріплений на верхній траверсі.

Дизель-молоти виготовляють з різною ммасою ударних частин: 600, 1200, 1800, 3000, 5000 кг. Максимальна висота підкидання вантажу близько 2м. Вона залежить від опору сваї забиванню. при малих опорах відбувається недостатні стиск в циліндрі, і відповідно, недостатня потужність для підкидання циліндра.

Значна частина енергії падаючого вантажу в дизель-молотах використовується на стиск повітря в циліндрі і на механічні втрати. Тому корисна робота:

A_n = GHη - A_сж

Де G - вага ударної частини, Н; Н - висота падіння, м; η - ККД молота; А_сж - робота, що затрачується на стиск, Н/м.

Робота, що затрачується на стиск в циліндрі, становить 35…40% від загальної енергії падаючого вантажу.

У трубчатих дизель-молотів принцип роботи той самий, але у них циліндр нерухомий. Сумарна енергія ударів за одиницю часу в порівнянні зі штанговими значно більша. Їх випускають з ударною частиною масою 600, 1200, 1800, 3000, 5000 кг.

2) Віброзанурювач

Свайні віброзанурювачі вперше в світовій практиці були застосовані в Радянському Союзі.

Звичайний віброзанурювач складається з віброзбуджувача направленої дії, котрий закріпляється безпосередньо на головці сваї, стаючи з нею як би одним цілим. Для збільшення ефекту занурення застосовують вібропогружувачі з додатковими пригрузочними плитами.

3) Вібромолоти

Для забивання свай і шпунта широко використовують вібромолоти. Робота вібромолота відрізняється від роботи віброзанурювача тим, що віброзбуджувач ударяє по на ковальні, що закріплена на головці сваї. Таким чином, у вібромолотах віброзбуджувач не зв'язаний жорстко із забиваємою сваєю, і тому на сваю діють коливання тільки в одному напрямі.

Двухвальний електричний вібромолот, схема котрого показана на рис.1.2.3, складається з ударної частини 8, підвішеної на наголівнику 3 за допомогою пружин 2, розміщених симетрично осі ОХ. В ударній частині вбудовані два однаково розміщених електродвигуна, ротори 7 котрих синхронно обераються в протилежні сторони навколо паралельних осей. На кінцях валів роторів насаджені делебанси 6. Оскільки проекції центрів мас обох обертових частин на ось ОХ постійно співпадають, обертання делебансів збуджує коливання ударної частини вздовж осі ОХ. Ці коливання чергуються з ударами ударника 5 в на ковальню 4 наголовника, котрий жорстко закріплений на сваї.

Важливим параметром вібромолота являється вага його ударної частини. Від нього залежать розміри нружин, габарит вібромолота, діапазон областей застосування і організація робіт, що виконуються за допомогою вібромолотів.

2. Визначення конкретного виду будівельних робіт, як найбільш ефективного

Процес занурення свай включає в себе підйом і установку свай в направляючі, підйом, установку на сваю і запуск молота, забезпечення одночасного поступального руху сваї і молота. Всі ці функції виконуються палезабивними агрегатами - копрами.

В якості копрів можуть використовуватись спеціально створені для цього самохідні машини чи установки у вигляді навісного копрового обладнання на базові машини - трактори, экскаватори, підйомні крани. Для переміщення копрів по свайному полю при зведенні річкових опор будують підкопрові мости, эстакади, підмости. Копри встановлюють і на плавучі засоби (рис.2.1 - 2.2).

Рис.2.1 Використанняя тимчасових підмостей для виконання свайних робіт:

1 - підмости; 2 - стріловий крап; 3 - копрова стріла; 4 - молот; 5 - підбабок; 6 - свая: 7 - шпунт: 8 - розпорка: 9 - портальний кран; 10 - стойки; 11 - самопідйомна платформа; 12 - копер; 13 - направляючий каркас.

Рис.2.2 Використання плавучих засобів для виконання свайних робіт:

1 - копер; 2 - молот; 3 - свая; 4 - плашкоут: 5 - кран; 6 - огородження котлована; 7 - направляючий каркас; 8 - підкопровий міст

При підборі копрової установки перевіряють її принадність по довжині, масі і нахилу сваї, типу і масі молота, по умовам обслуговування копром свайного поля.

Процес побудови свайного фундаменту має слідуючі етапи робіт: підготовчі, основні, проектні.

До складу підготовчих робіт входять: очистка, планування і огородження території будівництва із забезпеченням при необхідності відведення чи зниження рівня грунтових вод; геодезична розбивка, закріплення на місцевості осей споруди, рядів свай і вертикальних відміток свайного фундамента з позначенням точок забивки свай; облаштування тимчасових автомобільних доріг; обладнання побутових, господарських, службових приміщень; прокладка тимчасових водопровідних, електроосвітлювальних і електросилових ліній; доставка і складання свай на спеціально облаштованих майданчиках; доставка, монтаж і випробування на об'єкті основного допоміжного обладнання для виконання свайних робіт.

До складу основних робіт по зануренню свай входять: переміщення копра установки від зануреної сваї до місця занурення слідуючої; строповка і підтягування сваї до копра; установка сваї в точку занурення і перевірка правильності її положення; закріплення на сваї оголовника; установка занурювача і розстропівка сваї; занурення сваї з перевіркою її положення; зняття занурювача і наголовника з зануреної сваї. Виконання основних робіт по влаштуванню свайних фундаментів включає занурення свай, при необхідності зрізання голів свай з випуском арматури потрібної довжини, і після приймання заказчиком свайного поля, зведення ростверка.

Визначається звено робочих, обслуговуючих процес підготовки и занурення свай, в которе входить машиніст копрової установки і один чи два копровщика. Вибір молотів визначається відповідним розрахунком по указаному в проекті розрахунковому навантаженню допускаємому на сваю. Вибраний молот повинен забезпечувати мініимально необхідну для занурення сваї энергію удару. Копри і копрове обладнання визначаються, головним чином, сваєзанурювачем, тобто вибраним молотом, і перш за все, його масою.