Производство земляных работ по устройству котлована

метки: Котлован, Устройство, Работа, Грунт, Земляной, Машин, Сооружение, Контроль

В промышленном и гражданском строительстве земляные работы выполняются при устройстве траншей и котлованов, при возведении земляного полотна дорог. А так же при устройстве спланированных площадок. Все эти земляные сооружения создаются путем образования выемок в грунте или возведения из его насыпей.

Выемка образуется в результате удаления излишков грунта за ее пределы, а насыпь — путем отсыпки грунта, внесенного извне, с его послойным уплотнением. По времени своего существования они делятся на постоянные и временные. Котлован под зданием с подвалом является постоянной выемкой, потому что будет существовать в течение всего времени эксплуатации сооружения.

В составе комплекса земляных работ различают две основные группы производственных процессов: основные (разработка и перемещение грунта) и сопутствующие (водоотлив, установка креплений и др.)

Для обеспечения устойчивости земляных сооружений их возводят с откосами. Строительными нормами и правилами установлены величины откосов для постоянных и временных земляных сооружений в зависимости от их глубины или высоты.

В общем комплексе работ на строительном объекте земляные работы чаще всего выполняются раньше других. В этом случае им предшествует подготовка строительной площадки — удаление камней, срезка кустарника, корчевка пней, планировка и засыпка ям и т.п. К подготовительным работам относят также предшествующее разработке рыхление прочных и мерзлых грунтов.

Исходные данные

Целью курсового проекта является разработка технологической карты на производство работ по устройству котлована.

Место строительства — г. Курган

Начало работ — 17.08.2007 г.

Вид грунта — суглинок (плотность γ=1650 кг/м ³ )

Дальность транспортирования грунта — 8 км

Вид дорог — асфальт

2. Определение объемов работ

1) Объём котлована

Глубину котлована определяем по формуле

Н=Н _пл — Н_дк (1)

Н _пл =SН/Sn (2)

экономический забой земляной

где Н _пл — средне-планировочная отметка

Н _дк =86,72 м — отметка дна котлована

SН — сумма отметок высот

Проект организации работ по сооружению земляного полотна железной ...

... полотна; сооружение землевозных дорог. Сооружение земляного полотна может быть начато только после проведения на данных участках перечисленного выше комплекса подготовительных работ в объёмах, предусмотренных проектом и обеспечивающих заданные темпы и качество основных земляных работ. Основные работы ...

n — число горизонталей

Н _пл =(93.5+94.00+94.50)/3=94 м

Н=94-91.80=2.20 м

В зависимости от вида грунта и глубины котлована выбираем угол откоса и крутизну.

Крутизна откоса 1:m=1:0.67 Угол откоса a=56 ^о , f=2 м, p= 0.5

Заложение откоса z равно

z= H ^. m (3)

z =2.2 ^. 0.67=1.474 м

V=H/6 ^. [a^. b+c^. d+(a+c)^. (b+d)] м³ (4)

где а — длина подошвы котлована

a=А+f +2p=96+2+2 ^. 0.5=99 м (5)

b — ширина подошвы котлована

b=Б+f+2p=30+2+1=33 м (6)

с — длина котлована поверху

с= a+2z=99+2 ^. 1.474=102 м (7)

d — ширина котлована поверху

d=b +2z=33+2 ^. 1.474=36 м (8)

V _к =(99^. 33+102^. 36+(99+102)^. (33+36))^. 2.2/6=7629.6 м³

Определение объёма въездной траншеи.

Одна односторонняя въездная траншея

V _въезд =(2K+k)·Н·l / 6 (9)

где К — ширина траншеи поверху K=k+2z

k=8 м — ширина траншеи понизу

K=8+2.2 ^. 1.474=11 м

i-уклон, принимаем равным 15%

V _въезд =(2^. 11+8)^. 2.2^. 20/6=220 м

Разработка недобора грунта бульдозером.

V _ср.р =V_пл ; V_ср.сл = V_недоб (10)

V _{недоб .} =S·δ_{нед .} =a·b·δ_{нед .} (11)

где S — площадь котлована понизу

δ _нед. — величина недобора грунта, принимаем равной 0,2 м_недоб. =99^. 0.2^. 33=653.3 м³

Объём обратной засыпки.

V _о.з =(V_к -V_п.ч. )/ K_о.р. (12)

V _о.з. =[(V+V_въезд ) — V_п.ч. ]/K_о.р. (13)

где K _о.р =1,04 — коэффициент остаточного разрыхления

Объем подземной части здания определим по формуле

V _п.ч =а·b·Н (14)

V _п.ч =96^. 30^. 2.2=6336 м³

V _о.з. =(7629.6+220) -6336/1,04=1455.4 м³

Объем транспортируемого грунта.

V _тр. = V+V_въезда — V_о.з (15)

где V — объем котлована _въезд — объем въездной траншеи_о.з — объем обратной засыпки_тр. = 7629.6+220-1455.4=6393.6 м³

Уплотнение грунта.

V _упл. =V_о.з. /δ_упл (16)

где δ _упл. -величину уплотняемого слоя принимаем равной 0,2 м_упл. = 1455.4 /0.2=7277 м²

V =(с+25)^. (d+25) (17)

V =(102+25)^. (36+25)=7747 м³

Таблица 1 — Ведомость объёмов работ

№	Наименование	Ед. изм.	Объем работ
1	Геодезическая разбивка	м 2	2880
2	Предварительная планировка	м 3	7747
3	Срезка растительного слоя	м 3	7747
4	Разработка грунта экскаватором в транспортные средства	м 3	7629
5	Разработка недобора грунта бульдозером	м 3	653.4
6	Обратная засыпка	м 3	1455.4
7	Уплотнение грунта	м 2	7277
8	Транспортирование грунта	м 3	6393

3. Предварительный выбор комплектов машин и механизмов и методов производства работ

Принимаем два вида экскаваторов (с обратной и прямой лопатой)

Марка экскаватора — ЭО-4123 ЭО-652

Вид рабочего оборудования — обратная лопата прямая лопата

Вместимость ковша — 0.65 м³ 0.65 м³

Наибольшая высота выгрузки — 5.8 м 7.1 м

Наибольшая глубина копания — 6.2 м 7.8 м

Наибольший радиус выгрузки — 5.6 м 4.5 м

Наибольший радиус резания — 9 м

Принимаем автосамосвал со следующими характеристиками:

Марка автосамосвала — МАЗ-503А

Грузоподъемность — 7 т

Вместимость кузова — 4 м³

Время маневров при погрузке — 1.33 мин.

Время маневров при разгрузке — 1.9 мин

Принимаем бульдозер со следующими характеристиками:

Марка бульдозера — Д-535

Тип базового трактора — Т-75

Длина отвала — 2.56 м

Высота отвала — 0.95 м

Высота подъема отвала — 0.6 м

Глубина опускания отвала — 0.2 м

Уплотнение грунта вблизи фундамента при обратной засыпке производим с помощью электротрамбовки ИЭ-4502, учитывая стесненные условия работы.

Техническая характеристика электротрамбовки ИЭ-4502

Глубина уплотнения за два прохода, см 30

Размеры трамбующего башмака, мм 350´450

Характеристика электродвигателя:

Мощность, кВт (л.с.) 0,4 (0,5)

Напряжение, В 220

Частота тока, Гц 50

Габариты, мм 970´475´960

Масса, кг 81,5

Состав звена:

Землекоп 3 разряда 1

Норма времени и расценка на 100 м³ уплотняемой поверхности: 1,9/ 1,33

Расчет требуемого количества транспортных средств.

N_авт =Т_цик / (t_погр +t_м.п ) (18)

где Т_цик ^авт — полное время цикла автосамосвала

t_погр — время погрузки одного самосвала

t_м.п . — время маневрирования и загрузки

Т_цик = t_погр +t_м.п +Т_.пути + t_разгр. +t_м.р. (19)

где t_разгр. =2.15 мин; t_м.п =1.33 мин; t_м.р =1.9 мин

t_погр = t_ц

• n_ков. (20)

где t_ц.1 =24 сек_; t_ц.2 =17 сек

t_ц. — время цикла экскавации

n_ков. — число ковшей в кузове одного экскаватора

n_ков. = Q/(q·γ

• k_е. ) (21)

где Q — грузоподъемность самосвала- емкость ковша экскаватора

γ — объемная масса

k_е. — коэффициент использования ковша по емкости

k_е. = k_н. / k_п.р. (22)

где k_н. — коэффициент наполнения, k_н. = 1

k_п.р. — коэффициент первоначального разрыхления равный 1.15

k_е. =1/1,15=0.87

T_пути = 120 l_тр / V (23)

где L_тр — дальность транспортирования грунта

V — средняя скорость автосамосвала, км/ч

n_ков.1 = 7 / (0.65·1.65·0.87) =7 штук

n_ков.1 = 7 / (1.65·1.65·0.87) = 7 штук

t_погр.1 =7^. 24/60=2.92 мин.

t_погр.2 =7^. 24/60=2.1 мин.

Т_цик.1 = 2.15+2.92+32+1.9+1.33 =40.3 мин.

Т_цик.2 = 2.1+1.9+1.33+32+2.15 =39.48 мин.

N_авт1 = 40.3/(2.92+1.33) =9 автосамосвалов

N_авт2 = 39.48/(2.1+1.33) =11 автосамосвалов

4. Технико-экономическое сравнение вариантов производства работ

) Определение сметной себестоимости.

Сменная себестоимость выполнения комплексного процесса земляных работ определяется как сумма прямых затрат и накладных расходов по формуле

С = [1,08 Σ (С_м.см ⁱ ·nⁱ ·T_см ⁱ )]/V (25)

где 1,08 — коэффициент накладных расходов на эксплуатацию машин

С_м.см .ⁱ — себестоимость i-той машины одной машиносмены

nⁱ — количество машин i-го вида

T_см ⁱ — время работы машины i-го вида на объекте

Т_см ⁱ = V / H_выр ⁱ _. (26)

Вариант №1

Экскаватор ЭО-4123

С_мсм — себестоимость машины

С_мсм =3560 руб.

Время работы экскаватора на объекте

Т_см ^э =V_э.р. /N_выр ^см (27)

где V_э.р. -объем экскаваторных работ

N _выр ^см -сменная норма выработки экскаватора

N _выр1 ^см = 8·100/Н_вр ^тр

N _выр1 ^см = 8·100/1.7= 470 м³ /см

Т_см ^э =7629/470=16 см

Автосамосвал МАЗ-503А

С_{м. см.} = 3112 руб.

N_авт1 = 9 автосамосвалов

Т_см ^авт. =16 см

) Определение себестоимости, т.е. суммарных затрат при проведении работ по устройству котлована:

С₁ =1,08 (3560·1·16+3112·9·8)= 545495 руб./м³

С_е1 =545495/9084.4=60 руб.

Вариант №2

Экскаватор ЭО-652

С_мсм =3896 руб.

Время работы экскаватора на объекте

Т_см ^э =V_э.р. /N_выр ^см (28)

где V_э.р. — объем экскаваторных работ

N _выр ^см -сменная норма выработки экскаватора

N _выр1 ^см = 8·100/1.8= 444 м³ /см

Т_см ^э =7629/444= 17 см

С₂ =1,08 (4896·1·17+3112·11·17)= 718390 руб./м³

С_е2 =718390/9084.4=79 руб.

3) Определение удельных приведенных затрат.

П_е =С_е +Е_н ^. К_уд (30)

где К_уд — удельные капитальные вложения на единицу продукции годового объема.

К_уд = Σ(М_опт ⁱ ·nⁱ )/П_год (31)

где П_год — годовая производительность ведущей машины:

П_год = Н_выр ^см ·Т_год (32)

П_год1 = 470·380 = 178600 м³ /год

П_год2 = 444·380 = 168720 м³ /год

М_опт1 ^э. = 1200000 руб. [2. прил. 2]

М_опт2 ^э = 1300000 руб. [2. прил. 2]

М_опт ^а. = 1200000 руб. [2. прил. 2]

М_опт ^г. = 1000000 руб. [2. прил. 2]

К_уд1 = (1200000·1+1200000·9) / 178600 = 67 руб.

К_уд2 = (1200000·1+1300000·11) / 168720 = 92 руб.

П_е1 =60+67·0,12 = 68 руб.

П_е2 =79+92·0,12 = 90 руб.

) Расчет трудоемкости экскаватора.

Q_е = ΣQ/V (33)

ΣQ_м = Q_экс. + Q_авт. (34)

где Q_экс — затраты на использование экскаватора;

Q_авт — затраты на использование автосамосвалов;

Q_м = Q_экск +Q_авт (35)

Q_экск1 = n_зв ·Т_экск ·8 =1·16·8 = 128 ч·час (36)

Q_экск2 = n_зв ·Т_экск ·8 =1·17·8 = 136 ч·час (37)

Q_авт1 = n_зв ·Т_авт ·n_м ·8 = 1·16·9·8= 1152 ч·час час (38)

Q_авт1 = n_зв ·Т_авт ·n_м ·8 = 1·17·11·8= 1496 ч·час (39)

Q_м1 = 128+1152 = 1280 ч·час

Q_м2 = 136+1496 = 1632 ч·час

Q_е1 =1280/9084.4 = 0.14 ч·час/м³

Q_е2 = 1632/9084.4 = 0.17 ч·час/м³

5) Продолжительность выполнения работ

Т₁ = Т_эк1 =16 смен

Т₂ = Т_эк1 =17 смен

Таблица 2 — Технико-экономические показатели

Показатель	Ед. изм.	Варианты
		I	II
C е — удельная себестоимость	Руб./м 3	60	79
П е — удельные приведенные затраты	Руб./м 3	68	90
Q е — удельная трудоемкость	ч·час/м 3	0.14	0.17
Т — продолжительность выполнения работ	См	16	17

Для данного технологического проектирования применим 1 вариант комплектов машин:

Экскаватор одноковшовый, оборудованный обратной лопатой ЭО-4123 с гидравлическим приводом с емкостью ковша q=0.65 м³ .

В комплект машин для транспортирования груза выбираем автосамосвал по емкости ковша экскаватора — МАЗ-503А с грузоподъемностью Q = 7 тонн и вместимостью кузова 4 м³

Уплотнение грунта вблизи фундамента при обратной засыпке производим с помощью электротрамбовки ИЭ-4502, учитывая стесненные условия работы.

Расчет экономической эффективности

Общий экономический эффект при производстве работ по 1 варианту

Э =Э₁ ±Э₂ (40)

где Э₁ — экономический эффект от уменьшения себестоимости

Э₂ — экономический эффект от уменьшения продолжительности

Э₁ = (С₂ -С₁ )+Е_н (К₂ -К₁ ) (41)

где С₁ , С₂ — полная себестоимость

К= (М_опт ⁱ ·nⁱ ·Tⁱ )/T_год (42)

Э₂ = 0,5Н_расх (1-Т₁ /Т₂ ) (43)

где Т₂ > Т₁

,5 — коэффициент условно-постоянной части накладных расходов

Н_расх — накладные расходы

Н_расх = 0,08C₂ /1,08 (44)

где С₂ — большая себестоимость

Н_расх =718390·0,08/1,08 = 53214 руб.

К₁ = (1500000·1·36+1150000·36·8+950000·1·11+1000000·1·109)/380= 1328026 руб.

К₂ = (1200000·1·43+1150000·43·8+950000·1·11+1000000·1·109)/380= 1491184 руб.

Э₁ = (718390-545495)+0,12 (880357-107143) = 265681 руб.

Э₂ = 0,5·53214 (1-16/17) = 1570 руб.

Из результата экономического сравнения следует, что наиболее эффективно использование комплекта машин по I варианту.

Описание принятых методов производства работ. Расчет забоя

1. Геодезическая разбивка

2. Разработка котлована.

Разработка грунта ведется экскаватором ЭО-4123, оборудованным обратной лопатой и емкостью ковша 0.65 м³ .

Работа экскаватора имеет циклический характер. Рабочий цикл состоит из следующих операций: набор грунта ковшом, подъем ковша и поворот на выгрузку, поворот в забой и опускание ковша.

Разработка ведется одной лобовой проходкой с отгрузкой грунта в транспортные средства — автосамосвалы МАЗ-503А, и тремя боковыми проходками с отгрузкой грунта в транспорт.

3. Срезка недобора грунта

После отрывки котлована проводят срезку недобора толщиной d = 0,2 м бульдозером Д-535 на базе трактора Т-75. Срезанный грунт вынимается из котлована и отгружается в транспорт (МАЗ-503А).

4. Засыпка котлована.

После устройства фундамента необходимо произвести обратную засыпку, которая проводится бульдозером Д-535 послойно (толщина слоя 0,2 м).

Параллельно засыпке производятся работы по уплотнению грунта электротрамбовкой ИЭ-4502.

Расчет забоя.

Применяем разработку котлована прямолинейными лобовыми проходками.

Так как выполняется соответствие

b/R_p =60/9=6.7 м

Ширина проходки

В=2 (45)

где l_n — длина передвижки

R_р.о — оптимальный радиус резания

l_n = R _рез ^{. max} — R _выг. (46)

R_р.о = 0,9 R _рез ^{. max} (47)

l_n = 9-5.8=3.2 м

R_р.о = 0,9 × 9 = 8.1 м

В=2= 7.5 м

Принимаем В=8 м.

Число проходок:

n= b/В (48)

n=60/8=8 шт.

7. Мероприятия по технике безопасности

Одним из важных мероприятий профилактики травматизма является подготовка рабочих к безопасному выполнению земляных работ и пропаганда знаний по технике безопасности.

Перед допуском к работе вновь принятых в организацию рабочих, а также в процессе выполнения ими работ руководитель организации обязан обеспечить их обучение и проведение первичного на рабочем месте инструктажей по безопасности труда в соответствии с требованиями СНиП 12-04-2002.

Для предотвращения воздействия на рабочих всех возможных опасностей при производстве земляных работ разработаны следующие мероприятия, обеспечивающие безопасность при их выполнении:

Земляные работы в местах расположения действующих подземных коммуникаций допускаются только после принятия мер, исключающих повреждение коммуникаций, и при наличии письменного разрешения организации, ответственной за их эксплуатацию.

Разработка грунта в местах расположения действующих электрических кабелей и газопроводов допускается только в присутствии представителей организации, эксплуатирующих сети. До начала механизированной разработки устанавливают точное их залегание путем прозвонки или отрывки шурфов. В местах обнаружения действующих коммуникаций и иных сооружений, не указанных в проекте, земляные работы должны быть приостановлены и приглашены представители организаций, эксплуатирующие эти коммуникации.

Работа экскаваторов и других строительно-дорожных машин непосредственно под проводами действующих линий электропередачи любого напряжения запрещается. В случае необходимости выполнения этих работ по согласованию с соответствующими организациями обесточивают линию и принимают меры, исключающие повреждение линий электропередачи работающими механизмами.

Основной причиной травматизма на земляных работах является обрушение грунтовых масс при их разработке вследствие повышения допускаемой высоты вертикальных стенок грунта и крутизны откосов, недостаточного крепления стенок грунта, неправильной разборке креплений. Поэтому при проведении работ следует учитывать следующие показатели: допустимая высота вертикальных стенок в глинах; допустимая крутизна откосов.

Для крепления вертикальных стенок котлована применять следующие крепления: горизонтальное крепление с прозорами через одну доску.

Основные требования к безопасной эксплуатации машин и механизмов следующие: исправное состояние машины, применение только безопасных методов работы машин, достаточное освещение рабочих мест, наличие сигнализации.

При проведении работ по отрывке котлована должны быть также проведены следующие мероприятия: грунт, выброшенный из котлована, разместить на расстоянии 1 м от бровки; устройство для безопасного спуска людей в котлован; обеспечение отсутствия людей в зоне действия рабочих органов землеройных машин (находиться под ковшом или стрелой).

Запретить пребывать посторонним людям в радиусе действия экскаватора 5,5 м; производить какие-либо работы со стороны забоя

Несмотря на то, что строительная площадка, на которой производятся земляные работы, носит временный характер, инженерно-технические работники и механизаторы не должны снижать требования по охране труда.

При разработке грунта экскаватором необходимо руководствоваться СниП 12-04-2002 «Безопасность труда в строительстве».

В процессе производства земляных работ необходимо организовывать систематический технический контроль их качества. Систематические контрольные наблюдения ведут строительная организация, представители технического надзора заказчика и инспектирующие строительство.

Контроль качества работ заключается в установлении соответствия земляных сооружений проекту производства работ и другой технической документации.

В процессе выполнения работ необходимо организовывать контроль за их качеством, который должен заключаться в систематическом наблюдении за работами с проверкой соответствия выполненных работ проектной документации и соблюдения требований СНиП, а также действующих инструкций и конструктивных указаний.

Операции, подлежащие обязательному контролю мастера: разбивочные работы, разработка грунта, зачистка дна. Приемка выполненных земляных работ производится после их окончания заказчиком.

Оси котлована должны соответствовать разбивочной схеме, контуры проверять натяжением осей по обноске. Контроль отметки дна с учетом недобора осуществляется с применением нивелира, мерной ленты и шаблона, отклонения отметок дна котлована от проектных допускается не более чем на 5 см при условии, если эти отклонения не будут превышать толщины отсыпанного подстилающего слоя.

Основания земляного сооружения следует принимать с участием геолога. В акте приемке должны быть зафиксированы геологические данные о земляном сооружении, а также их отклонения от принятых в проекте. К акту приложить результаты лабораторных исследований основных характеристик грунтов.

Документация, предъявляемая заказчику при технической приемке законченных работ, должна содержать:

журналы работ; акты на скрытые работы (несущая способность естественных оснований, замена грунтов и плотность после их уплотнения и т.д.); ведомость постоянных реперов и акты геодезической разбивки сооружений; акты лабораторных исследований грунтов.

Непосредственный контроль за плотностью и влажностью грунта, увлажненного в земляное сооружение, возлагается на полевую грунтовую лабораторию.

В результате наблюдений устанавливают соответствие проводимых работ проектной документации и соблюдение требований технических условий, а также действующих нормативных документов.

Кроме технического контроля качества работ, выполняемого строительной организацией, необходимо освидетельствовать скрытые работы и осуществлять промежуточную приемку законченных частей земляного сооружения представителями технического надзора заказчика. При освидетельствовании скрытых работ определяют их объем и качество, а также соответствие проекту и техническим условиям или действующим нормативным документам.

Контроль качества земляного сооружения должен включать:

проверку соответствия основания земляного сооружения требованиям проектов технического или производства работ;

предварительное обследование грунтов, предназначенных для отсыпки насыпей;

текущее наблюдение за качеством работ по укладке и уплотнению грунтов.

Общее число проб грунта, отбираемых в карьерах, выемках, резервах и насыпях, должно обеспечивать полноту контроля. Необходимо брать не менее одной пробы на каждые 100 м³ разработанного или уложенного в насыпь грунта.

Список литературы

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/kursovaya/ustroystvo-kotlovanov/

2. СНиП 12-01-2004 Организация строительства. / Госстрой России — М: ГУПИПП, 2005

3. СНиП 3-02.01-87 Земляные сооружения, основания и фундаменты. Госстрой СССР.

4. СНиП 12-04-2002 Безопасность труда в строительстве. Строительное производство/ Госстрой России — М: ГУПИПП, 2002

5. ЕНиР. Сборник Е2. Земляные работы. Вып.1. Механизированные и ручные земляные работы / Госстрой СССР. — М.: Стройиздат, 1989. — 224 с.

6. ЕниР. Общая часть / Госстрой СССР. — М.: Прейскурантиздат, 1987. — 38 с.

7. Земляные работы. Л.В Гришунин и др. Стройиздат, 1990

8. Расчеты экономической эффективности применяемых машин в строительстве, Канторер С.Е. 1972 г.

9. «Земляные работы». справочник строителя / А.К. Рейш, С.М. Борисов.