174426 (Производство земляных работ)

Петрозаводский государственный университет

Факультет промышленного и гражданского строительства

Кафедра организации строительного производства

Курс: «технология строительного производства»

Пояснительная записка к курсовому проекту

Производство земляных работ

Содержание

Введение

Исходные данные

Расчет объемов земляных работ

Определение средней дальности перемещения грунта

Выбор способа производства работ и комплекса машин

Технико-экономическое сравнение вариантов использования прицепного и самоходного скреперов

Разработка котлована

Транспортировка грунта при экскаваторных работах

Уплотнение грунта

Борьба с грунтовыми водами

Составление календарного графика

Мероприятия по охране труда

Список использованной литературы

Введение

При строительстве любого здания или сооружения, а также планировке и благоустройстве территорий ведут переработку грунта. Переработка включает следующие процессы: разработку грунта, его перемещение, укладку и уплотнение.

Непосредственному выполнению этих процессов в ряде случаев предшествуют или сопутствуют подготовительные или вспомогательные процессы. Подготовительные процессы осуществляют до начала разработки грунта, а вспомогательные – до или в процессе возведения земляных сооружений. Весь этот комплекс процессов называется земляными работами.

При производстве земляных работ все подготовительные, вспомогательные (разработка земляных сооружений, водоотливов, рыхление плотных грунтов) и основные процессы выполняют комплектами машин, каждая из которых предназначена для определенного рабочего процесса или операции (разработка, транспортирование, разравнивание и уплотнение грунта, планировка откосов и т. д.). В общем случае одна и та же работа может сделана с большей или меньшей эффективностью различными комплектами машин. Способ и комплект машин для конкретных производственных условий выбирают на основании технико-экономических показателей, зависящих от основных факторов производства требуемых работ: объема, заданных сроков их выполнения, рельефа и гидрологии местности, видов и параметров земляных масс, минимальной стоимости и трудоемкости и др. Определяют количество земляных и землеройно-транспортных машин, устанавливают календарный график, содержащий информацию о последовательности и сроках производства работ.

Исходные данные

1. Уклон планируемой площадки – i = 0,001.

2. Род грунтовых напластований и мощность пластов:

растительный слой – 0,2 м

суглинок – 1,5 м

глина ломовая – 4,0 м.

1. Уровень грунтовых вод – 158,8 м.

2. Расстояние до места отвала – 3,0 км.

3. Скорость транспортировки – 40,0 км/час.

4. Район строительства – 2.

5. Срок продолжительности работ – 45,0 дней.

Площадка 600 * 400 м.

Проектная отметка – 160,6 м.

Расчет объемов земляных работ

При вертикальной планировке рекомендуется соблюдать нулевой баланс земляных работ на заданной площадке с учетом грунта из котлованов и траншей. В заданном варианте необходимо спланировать площадку под проектную отметку (Н_пр = 190,1 м), поэтому объем выемок неравен объему насыпи.

Площадка разбивается на квадраты со стороной 100 метров. «Черные» отметки квадратов (поверхности в вершинах квадратов) определяются методом линейной интерполяции между двумя смежными горизонтами.

Согласно заданному уклону поверхности площадки (i = 0,002) определяют проектные, т. е. «красные» отметки в вершинах квадратов способом поворота горизонтальной поверхности площадки вокруг оси с отметкой Н_пр = 190,1 м так, чтобы приняла заданный уклон.

Направление уклона выбирается по характеру естественной поверхности площадки так, чтобы обеспечивался беспрепятственный сток атмосферных вод с площадки после планировки.

Проектные («красные») отметки вершин квадратных призм при одностороннем уклоне определяется по формуле:

Н_к = Н_пр l_i…n * i

Н_к - красная отметка вершин квадратных призм,

Н_пр - проектная отметка планировки,

i - заданный уклон площадки после планировки,

l_i…n - расстояние от вершин квадратов до оси поворота с отметкой H перпендикулярной направлению уклона, м

Рабочие отметки со знаками, соответствующими (насыпи со знаком «+», выемки со знаком «-») наносятся у вершин квадратных призм, после чего вычисляются на сторонах квадратов точки нулевых рабочих отметок, при соединение определяется линия нулевых работ.

По рабочим отметкам вычисляют объемы работ в каждой квадратной призме и записывают их на плане в центре квадрата. Если знаки всех четырех рабочих отметок одноименные, то такие призмы называются целыми, их объем определяются по формуле:

q = a² / 4 * (h₁ + h₂ + h₃ + h₄)

a - сторона квадрата, м.

h_i - рабочие отметки, м.

q - объем призмы, м.

Квадратные призмы, пересеченные линией нулевых работ называется пересеченными. Если такая квадратная призма в плане разбита линией нулевых работ на две трапеции, объем каждой трапеции определяется по формуле:

q = a * P * h_ср

a - сторона квадрата, м.

P - средняя ширина трапеции, м.

h_ср - средняя рабочая отметка в пределах данной трапеции с соответствующим знаком, м.

Если пересеченная призма разбита линией нулевых работ на треугольную и пятиугольную, то объемы вычисляются по следующим формулам:

для треугольной призмы:

q = (d * l) / 2 * h_ср

d, l - катеты треугольника, м.

h_ср - средняя отметка, м.

q - объем треугольной призмы, м.

для пятиугольной призмы:

q = (a² – d * l / 2) * h^,_ср

a - сторона квадрата, м.

d, l - катеты треугольника, м.

h^,_ср - средняя рабочая отметка, м.

По вычисленным объемам земляных работ в целых и пересеченных призмах составляются ведомость, где указываются номера квадратных призм и объемы с соответствующими знаками, сумма которых дает основные объемы насыпей и выемок.

Кроме того, подсчитываются дополнительные объемы земляных работ в откосах по контуру площадки с соответствующими знаками по формуле:

q₀ = (L_n * m * h²_cр) / 2

L_n - длина по периметру выемки (насыпи), м.

m = 1 - коэффициент откоса.

h_cр - средняя рабочая отметка по периметру насыпи (выемки), м.

По окончании всех подсчетов объемов земляных работ составляется сводная ведомость баланса земляных масс, в которой указывается основные объемы выемок и насыпей в квадратных призмах, дополнительные объемы в откосах по контуру площадки с соответствующими знаками, объем выемки из котлована ниже планировочной отметки.

Объем котлована с откосами

Объем котлована с откосами рассчитывается по формуле:

Q = H/6 * ((2*a + a₁) * b + (2*a₁ + a) * b₁)

а и b – длина и ширина прямоугольного котлована по дну,

а₁ и b₁ – длина и ширина по верху котлована,

H – глубина котлована ниже среднепланировочной отметки.

Коэффициент откосов котлована определяется согласно СниП 111-4-80 «Техника безопасности в строительстве» по наиболее слабому грунту. Для глины i = 1: 0,5.

Q = 4/6 * ((2*60 + 64) * 12 + (2*64 + 60) * 16) = 3477,33 м³

Ведомость баланса земляных масс

Определение средней дальности перемещения грунта

Дальность перемещения грунта (возки) определяется графическим способом.

Вычерчивается участок с нанесенной сеткой квадратов, линией нулевых работ и объемами земляных масс по каждому квадрату отдельно для выемки и насыпи. Со стороны выемки и насыпи строим кривые объемов относительно осей X и Y следующим образом: откладываем последовательно ординаты, равные сумме, предшествующих объемов в квадратах, расположенных по горизонтали на оси X и по вертикале на оси Y. Концы ординат соединяем и получаем кривые объемов.

Масштаб для ординат произвольный. Наибольшую из ординат делим пополам и из середины восстанавливаем перпендикуляры, продолжая их до пересечения с кривой объемов. Из точек пересечения проводим под прямым углом линии. Точки их пересечений и есть искомые центры тяжести выемок и насыпей на данном участке. Расстояние между этими точками будет дальностью возки грунта, определяется в масштабе сетки квадратов.

l₁ = 120 м, l₂ = 140 м.

Средняя дальность возки грунта:

l_ср = (l₁ + l₂) / 2 = (120+ 140) / 2 = 130 м

Выбор способа производства работ и комплекса машин

Выбор способов производства работ заключается в принятии тех или иных типов наиболее эффективных современных землеройных машин для каждого из видов работ.

Рациональный выбор машин и механизмов должен быть сделан с учетом технико–экономических показателей, зависящих от основных факторов производства работ: объема, заданных сроков их выполнения, рельефа и гидрологии местности, видов и параметров земляных масс, минимальной стоимости, трудоемкости и др.

Данный участок запроектирован под проектную отметку и разница в объемах насыпей и выемок составляет менее 5%, следовательно нет необходимости вывозить грунт в отвал.

Так как средняя дальность возки грунта находится в интервале 150 – 500 м сравниваем самоходный и прицепной скреперы.

Для разработки котлована возьмем наиболее широко используемые экскаваторы с емкостью ковша 0,65 м³.

Технико–экономическое сравнение вариантов использования прицепного и самоходного скреперов

1. Прицепной скрепер ДЗ77А: вместимость ковша 8,8м³.

Продолжительность цикла:

Т = l₁/v₁ + l₂/v₂ + l₃/v₃ + l₄/v₄ + t₅ + t₆