Производство земляных работ по устройству котлована

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

Исходные данные 1

2. Определение объемов работ

 определение объемов работ 1

1) Объём котлована

Глубину котлована определяем по формуле

Н=Н пл — Ндк (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

n — число горизонталей

33 стр., 16374 слов

Земляные работы по устройству котлована

... – технологического цикла и выполнении курсовых и дипломных проектов, нацеленных на качественную инженерную подготовку строительного производства. 1. Определение объёмов работ и распределение земляных масс ... и соответствующих объёмов грунта в них. В заглавную строку таблицы записываются номера квадратов и объёмы насыпи в плотном теле. Разработку схемы перемещения грунта следует начинать со ...

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 =Vпл ; Vср.сл = Vнедоб (10)

V недоб . =S·δнед . =a·b·δнед . (11)

где S — площадь котлована понизу

δ нед. — величина недобора грунта, принимаем равной 0,2 мнедоб. =99. 0.2. 33=653.3 м3

Объём обратной засыпки.

V о.з =(Vк -Vп.ч. )/ Kо.р. (12)

V о.з. =[(V+Vвъезд ) — Vп.ч. ]/Kо.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+Vвъезда — Vо.з (15)

где V — объем котлована въезд — объем въездной траншеио.зобъем обратной засыпкитр. = 7629.6+220-1455.4=6393.6 м3

Уплотнение грунта.

V упл. =Vо.з.упл (16)

где δ упл. -величину уплотняемого слоя принимаем равной 0,2 мупл. = 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.

Nавтцик / (tпогр +tм.п ) (18)

где Тцик авт — полное время цикла автосамосвала

tпогр — время погрузки одного самосвала

tм.п . — время маневрирования и загрузки

Тцик = tпогр +tм.п.пути + tразгр. +tм.р. (19)

где tразгр. =2.15 мин; tм.п =1.33 мин; tм.р =1.9 мин

tпогр = tц

  • nков. (20)

где tц.1 =24 сек; tц.2 =17 сек

tц. — время цикла экскавации

nков. — число ковшей в кузове одного экскаватора

nков. = Q/(q·γ

  • kе. ) (21)

где Q — грузоподъемность самосвала- емкость ковша экскаватора

γ — объемная масса

kе.коэффициент использования ковша по емкости

kе. = kн. / kп.р. (22)

где kн. — коэффициент наполнения, kн. = 1

kп.р. — коэффициент первоначального разрыхления равный 1.15

kе. =1/1,15=0.87

Tпути = 120 lтр / V (23)

где Lтр — дальность транспортирования грунта

V — средняя скорость автосамосвала, км/ч


nков.1 = 7 / (0.65·1.65·0.87) =7 штук

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

tпогр.1 =7. 24/60=2.92 мин.

tпогр.2 =7. 24/60=2.1 мин.

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

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

Nавт1 = 40.3/(2.92+1.33) =9 автосамосвалов

Nавт2 = 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 (См.см i ·ni ·Tсм i )]/V (25)

где 1,08 — коэффициент накладных расходов на эксплуатацию машин

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

ni — количество машин i-го вида

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

Тсм i = V / Hвыр i . (26)

Вариант №1

Экскаватор ЭО-4123

Смсм — себестоимость машины

Смсм =3560 руб.

Время работы экскаватора на объекте

Тсм э =Vэ.р. /Nвыр см (27)

где Vэ.р. -объем экскаваторных работ

N выр см -сменная норма выработки экскаватора

N выр1 см = 8·100/Нвр тр

N выр1 см = 8·100/1.7= 470 м3 /см

Тсм э =7629/470=16 см

Автосамосвал МАЗ-503А

См. см. = 3112 руб.

Nавт1 = 9 автосамосвалов

Тсм 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

Се1 =545495/9084.4=60 руб.

Вариант №2

Экскаватор ЭО-652

Смсм =3896 руб.

Время работы экскаватора на объекте

Тсм э =Vэ.р. /Nвыр см (28)

где Vэ.р. — объем экскаваторных работ

N выр см -сменная норма выработки экскаватора

N выр1 см = 8·100/1.8= 444 м3 /см

Тсм э =7629/444= 17 см

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

Се2 =718390/9084.4=79 руб.

3) Определение удельных приведенных затрат.

Пеен . Куд (30)

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

Куд = Σ(Мопт i ·ni )/Пгод (31)

где Пгод — годовая производительность ведущей машины:

Пгод = Нвыр см ·Тгод (32)

Пгод1 = 470·380 = 178600 м3 /год

Пгод2 = 444·380 = 168720 м3 /год

Мопт1 э. = 1200000 руб. [2. прил. 2]

Мопт2 э = 1300000 руб. [2. прил. 2]

Мопт а. = 1200000 руб. [2. прил. 2]

Мопт г. = 1000000 руб. [2. прил. 2]

Куд1 = (1200000·1+1200000·9) / 178600 = 67 руб.

Куд2 = (1200000·1+1300000·11) / 168720 = 92 руб.

Пе1 =60+67·0,12 = 68 руб.

Пе2 =79+92·0,12 = 90 руб.

) Расчет трудоемкости экскаватора.

Qе = ΣQ/V (33)

ΣQм = Qэкс. + Qавт. (34)

где Qэкс — затраты на использование экскаватора;

Qавт — затраты на использование автосамосвалов;

Qм = Qэкск +Qавт (35)

Qэкск1 = nзв ·Тэкск ·8 =1·16·8 = 128 ч·час (36)

Qэкск2 = nзв ·Тэкск ·8 =1·17·8 = 136 ч·час (37)

Qавт1 = nзв ·Тавт ·nм ·8 = 1·16·9·8= 1152 ч·час час (38)

Qавт1 = nзв ·Тавт ·nм ·8 = 1·17·11·8= 1496 ч·час (39)

Qм1 = 128+1152 = 1280 ч·час

Qм2 = 136+1496 = 1632 ч·час

Qе1 =1280/9084.4 = 0.14 ч·час/м3

Qе2 = 1632/9084.4 = 0.17 ч·час/м3

5) Продолжительность выполнения работ

Т1 = Тэк1 =16 смен

Т2 = Тэк1 =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 = (С21 )+Ен21 ) (41)

где С1 , С2 — полная себестоимость

К= Расчет экономической эффективности 1опт i ·ni ·Ti )/Tгод (42)

Э2 = 0,5Нрасх (1-Т12 ) (43)

где Т2 > Т1

,5 — коэффициент условно-постоянной части накладных расходов

Нрасх — накладные расходы

Нрасх = 0,08C2 /1,08 (44)

где С2 — большая себестоимость

Нрасх =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/Rp =60/9=6.7 м

Ширина проходки

В=2 засыпка котлована  1 (45)

где ln — длина передвижки

Rр.о — оптимальный радиус резания

ln = R рез . max — R выг. (46)

Rр.о = 0,9 R рез . max (47)

ln = 9-5.8=3.2 м

Rр.о = 0,9 × 9 = 8.1 м

В=2 засыпка котлована  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.