Проектирование производства работ по возведению монолитного железобетонного фундамента здания

Одним из направлений развития в строительстве является применение железобетона. Это обусловлено его высокими физико-механическими показателями, долговечностью, хорошей сопротивляемостью температурным и влажностным воздействиям, повышением архитектурной выразительности городской застройки, сравнительно невысокой стоимостью.

В наибольшей степени монолитный железобетон применяется при массовом строительстве промышленных, гражданских, сельскохозяйственных и транспортных зданий и расходуется в основном на возведение конструкций нулевого цикла. Ленточные фундаменты монолитного в монолитном исполнении по сравнению со сборным вариантом дешевле на 30%, обеспечивают экономию металла на 16-22%, а цемента — на 8-17%, но несколько выше по затратам труда.

Однако при внедрении поточных методов, применении прогрессивных технологий, дальнейшей индустриализации арматурных и опалубочных работ, использовании высокопроизводительных машин и оборудования, увязанных в комплекты по основным параметрам трудозатраты значительно сокращаются.

Учитывая всё вышесказанное можно с уверенностью сказать что монолитные ж.б. конструкции являются прогрессивным направлением и необходимо их дальнейшее развитие.

1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ

1.1. Определение состава процессов и исходных данных для проектирования

Земляные работы при устройстве подземной части здания можно разбить на следующие простые строительные процессы:

- срезку растительного слоя;

- разработку грунта в выемке;

- погрузку грунта в транспортные средства или за бровку котлована;

- транспортирование грунта;

- выгрузку грунта в отвал;

- зачистку дна траншей;

- обратную засыпку;

- уплотнение засыпанного грунта.

Неблагоприятные гидрогеологические, климатические и особые условия могут потребовать выполнения дополнительных процессов (водоотлив или искусственное понижение уровня грунтовых вод, рыхление плотных грунтов, крепление стенок выемки и др.).

Основным процессом, по которому производится выбор ведущей машины и увязка остальных средств механизации, является разработка грунта в выемке.

Исходными данными для проектирования производства земляных работ являются:

1) объем грунта, подлежащего разработке механизированным способом V_м;

2) вид и влажность грунта - III гр., глина мягкая, карбонная W = 35%;

3) глубина котлована Н = 2,4 м;

4) расстояние вывоза лишнего грунта L_в = 6,4 км.

1.2. Подсчет объемов земляных работ.

Для подсчета объемов земляных работ пользуются планом и разрезом котлована (рис. 1.1).

Предусматривается отрывка котлована на глубину Н = 2,4 м с последующей разработкой траншей по контуру фундамента на глубину h_т = 0,1 м.

Размеры котлована по дну определяются габаритами возводимого фундамента по заданию с добавлением технологического зазора s, равного 0,3 м:

м;

м;

Длина и ширина котлована по верху определиться по формуле:

м;

м;

Н=2,4 - глубина котлована по заданию, м;

m=1:0,25 - показатель крутизны откоса принимаемый по (1, прил. 1).

Объем котлована с прямоугольным основанием и откосами со всех четырех сторон V₁, м³, определяется по формуле:

;

А=60 и В=24 - длина и ширина фундамента в осях, м;

b_ф = 0,6 м - ширина ленточного фундамента;

м³;

Объем грунта, разрабатываемого при отрывке траншей, равен:

м³;

где L - суммарная длина траншей, определяемая конфигурацией ленточного фундамента в плане, м;

м;

b_т - ширина траншей, м;

м;

где h_т =0,1 м - глубина траншей.

При глубине копания 2,4 м принимается экскаватор ХХХ оборудованный обратной лопатой с вместимостью ковша 0,5 м³. Тогда величина недобора по (1, прил.2) составляет 0,15 м отрывку траншей придется вести вручную. Тогда общий объем земляных работ, выполняемых механизированным способом, равен:

м³.

Объем работ по срезке растительного слоя определяется размерами котлована поверху с добавлением с каждой стороны выемки полосы шириной 5 м:

м².

Объем грунта в плотном теле для обратной засыпки пазух V₀, м³ составит:

где V_м - объем грунта, разрабатываемого механизированным способом, м³;

V_ф.к. и V_ф.т. - объем грунта, вытесняемого из котлована и из траншей, м³;

к_о.р - коэффициент остаточного разрыхления грунта равный 1,05.

м³;

м².

Так как траншеи разрабатываются вручную, то объем грунта, срезаемого вручную при зачистке дна траншей, равен:

м³;

м³;

Объем грунта, подлежащего вывозу в отвал, равен:

м³

1.3. Организация и технология земляных работ

1.3.1. Выбор ведущей машины для отрывки котлована

В данном курсовом проекте, при влажности грунта W = 35%, целесообразней принять одноковшовый экскаватор с обратной лопатой, использование которого не требует устройства въезда.

Принимаем экскаватор Э-504 с вместимостью ковша q = 0,5 м³.

Технические характеристики экскаватора приведены в таблице 1.

Таблица 1 –

Технические характеристики экскаватора Э – 504 (§2-1-11, табл.1)

1.3.2. Расчет эксплуатационной производительности ведущей машины

Эксплуатационная производительность экскаватора рассчитывается по формуле: ,

где Пэ – часовая эксплуатационная производительность;

q = 0,5 м³ – геометрическая вместимость ковша ;

n = 2,27 – число циклов в одну минуту, шт.;

Ке = 0,8 – коэффициент использования объема ковша (отношение объема грунта в плотном теле к его геометрической вместимости);

Кв – коэффициент использования рабочего времени, равный 0,65 (§Е2-1, прил.3);

м³/ч,

1.3.3. Подбор вспомогательных машин комплекта

Для срезки растительного слоя принимаем бульдозер ДЗ-8 на базе трактора Т-100, кроме того, бульдозер используем при обратной засыпке пазух котлована.

Технические характеристики бульдозера приведены в таблице 2.

Таблица 2 –

Технические характеристики бульдозера ДЗ-8

В качестве транспортных средств может использоваться тракторный, автомобильный и рельсовый транспорт.

В данном курсовом проекте наиболее эффективным является использование автомобильного транспорта. Тип используемого самосвала МАЗ-205, грузоподъемностью 6 т.

Количество транспортных средств, потребных для отвозки разрабатываемого грунта, рассчитывается из условия бесперебойной работы землеройной машины и транспорта по формуле:

,

где t_тр – продолжительность цикла работы транспортной единицы в мин.;

t_п – продолжительность погрузки транспортной единицы экскаватором в мин.

Продолжительность цикла транспортной единицы равна:

,

где t_р = 1,5 мин. – продолжительность разгрузки транспортной единицы в мин.;

L_тр = 6400 м – расстояние транспортирования грунта;

V_тр = 500 м/мин – расчетная скорость движения транспорта.

Продолжительность погрузки транспортных средств равна:

,

где n =2,27 – число экскаваторных циклов в одну минуту;

К_n = 0,95 - коэффициент, учитывающий потери времени на передвижку экскаватора по забою;

n_к – количество ковшей грунта, погружаемых экскаватором в транспортную единицу;

,

где V_тр – объем грунта, вмещаемого в транспортную единицу;

где Q = 6 т – грузоподъемность транспортного средства;

γ = 1,8 т/м³ – средняя плотность грунта ($Е2-1, табл.1);

м³,

V_эк = 0,43 м³ – объем грунта в ковше экскаватора ((2), прил. 7).

шт.;

мин;

мин;

шт.;

Принимаем 9 самосвалов МАЗ-205. Технические характеристики самосвала приведены в таблице 3.

Таблица 3 –

Технические характеристики самосвала МАЗ–205

Зачистка дна траншей производится вручную.

Для трамбования грунта в пазухах используются электротрамбовки марки ИЭ-4505. Технические характеристики электротрамбовки представлены в таблице 4.

Таблица 4 –

Технические характеристики электротрамбовки ИЭ-4505.

Принимаем 2 электротрамбовки.

Результаты выбора методов производства работ сведены в таблицу 5.

Таблица 5 –

Выбор методов производства земляных работ.

Схема экскаваторного забоя изображена на рис. 2.

Так как ширина большей части котлована по верху равна 3,16 R_р^опт

(R_р^опт = 0,9 ^. R_р = 0,9 ^. 9,2 = 8,28 м) принимаем уширенную лобовую проходку с перемещением экскаватора по зигзагу. Отвал можно устраивать сбоку котлована, поскольку он не помешает бетоноукладчику (при вылете стрелы 21,9 м).

2. Проектирование производства железобетонных

работ

2.1. Определение состава процессов и объемов работ

План и разрез ленточного монолитного фундамента изображены на рисунке 3.

Весь комплекс работ, выполняемый на строительной площадке, может быть расчленен на следующие простые процессы:

- устройство опалубки;

- установку арматурных каркасов;

- подачу и укладку бетонной смеси;

- уход за уложенным бетоном;

- разборку опалубки;

- монтаж плит перекрытия;

- устройство боковой обмазочной и горизонтальной оклеечной гидроизоляции фундамента. Основным процессом, определяющим темп и организацию работ, является укладка бетонной смеси. Следует иметь ввиду, что данный перечень не вошла часть второстепенных процессов, выполняемых на объекте (устройство подмостей для приема и укладки бетона, соединение арматурных каркасов, прием бетонной смеси из автотранспорта и др.).

Результаты расчетов сведены в таблицу 6.

Таблица 6 –

Ведомость подсчета объемов работ.