2020-06-08
413
Введение
В соответствии с учебной программой дисциплина «Строительство промышленных зданий и сооружений» входит в блок «Строительное дело». При изучении данного курса студенты выполняют работы по следующим темам:
- земляные работы;
- бетонные работы;
- сваи.
Предлагаемые работы включают типичные наборы инженерных задач. Порядок их выполнения следующий: формируется блок исходных данных с выделением условий и параметров, определяются наиболее важные показатели, по которым можно найти оптимальное решение, проводятся расчеты и выполняются чертежи.
В ходе выполнения работ студент получает навыки выбора способов производства земляных работ, типов бетонов и оборудования, овладевает методиками расчета параметров производства бетонных работ и обустройства свайного поля.
Методические указания содержат пять работ, которые надо выполнить в течении одного семестра.
Каждая работа содержит краткие теоретические сведения, задачи и задания, выполняемые студентами самостоятельно в соответствии с вариантами, определенными преподавателем.
Отчет по каждой работе должен содержать цель работы, условия задач и их решения, а также выводы, самостоятельно сформулированные студентом.
При защите отчета студент должен продемонстрировать теоретические знания по рассматриваемой тематике и методике решения задач.
Лабораторная работа №1
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ
Определение состава процессов и объемов работ при устройстве котлована
Комплекс работ по устройству котлована можно расчленить на следующие простые процессы: срезку растительного слоя; разработку грунта в котловане; - транспорт грунта в отвал; зачистку дна котлована.
В общем случае неблагоприятные гидрогеологические, климатические и другие особые условия могут потребовать выполнения дополнительных процессов (выполнение водоотлива, искусственное понижение грунтовых вод, рыхление грунтов, крепление стенок выемок и др.).
Подсчет объемов земляных работ
Для подсчёта объемов земляных работ в ТД (на миллиметровке) в соответствии с исходными данными вычерчивается схематический план сооружения и разрез с основными размерами.
Объем работ по срезке растительного слоя в м2 определяется размерами котлована по верху с добавлением с каждой стороны выемки полосы шириной 5 м. Грунт растительного слоя на всех площадках (без корней и примесей) природной влажности толщиной до 15 см.
Объем прямоугольного в плане котлована с откосами, Vк,, определяется по формуле
,м3, (1.1)
где а и b – ширина и длина котлована по низу, м;
с и d – ширина и длина котлована по верху, м;
Н – глубина котлована, м.
Размеры котлована по низу определяются габаритами возводимого фундамента (по заданию) с добавлением по периметру сооружения зазора равного 0,3 м.
Размеры котлована по верху определяются по формуле
с = а + 2 mH; d = b + 2 mH, (1.2)
где m – показатель крутизны откоса, определяемый по табл. 1 СНиП - 12-04-2002 или по данным таблицы 1.1.
Таблица 1.1 - Допустимая крутизна откосов котлованов и траншей
| Вид грунта | Крутизна откосов при глубине выемки, м | ||
| до 0,5 | до 3 | до 5 | |
| Насыпной неуплотненный | 0,67 | 1 | 1,25 |
| Песчаный и гравийный | 0,5 | 1 | 1 |
| Супесь | 0,25 | 0,67 | 0,85 |
| Суглинок | 0 | 0,5 | 0,75 |
| Глина | 0 | 0,25 | 0,5 |
| Лёсс и лесовидный | 0 | 0,5 | 0,5 |
Примечание: при напластовании различных видов грунта крутизну откосов для всех пластов надлежит назначать по наиболее слабому виду грунта
При разработке котлованов экскаватором с оборудованием прямая лопата, а также в случае работы машин по дну котлована, разрабатывается въездная траншея объём которой, Vв, м3, определяется по формуле
,м3, (1.3)
где Н – глубина котлована, м;
b – ширина въездной траншеи (3,5-7 м);
m’ - показатель крутизны продольного уклона въездной траншеи, принимаемый равным 7 - 10.
При разработке грунта экскаваторами на дне котлована остается недобор грунта, величина которого hн – принимается по данным таблицы 1.2.
Таблица 1.2 - Допустимые недоборы грунта в основании котлованов и траншей при их разработке одноковшовыми экскаваторами
| Рабочее оборудование экскаватора (лопата) | Вместимость ковша, м3 | ||
| 0,25-0,4 | 0,5-0,65 | 0,8-1,25 | |
| прямая | 5 | 10 | 10 |
| обратная | 10 | 15 | 20 |
| драглайн | 15 | 20 | 25 |
Объём недобора по всей площади котлована определяется по формуле
Vн = а · b · h, м3, (1.4)
С учетом вышеизложенного объём работ, выполняемый экскаватором, определяется по формуле
Vэ=Vк + Vв – Vн, м3, (1.5)
Весь грунт, разрабатываемый экскаватором, вывозится в отвал.
Недобор разрабатывается механизированным способом или вручную. При зачистке дна котлована вручную учитывать только площадь котлована под подошвой фундаментов.
Ориентировочная емкость ковша экскаватора в зависимости от объема работ принимается по таблице 1.3.
Таблица 1.3 - Ориентировочная вместимость ковша экскаватора в зависимости от объёма работ
| Объем грунта, м3, в грунтах 1-4 групп | Вместимость ковша, м3 |
| 500-5000 5000-10000 10000-20000 20000-30000 Более 30000 | 0,15-0,35 0,35-0,65 0,65-0,8 0,8-1,0 1,0-2,0 |
Более плотные грунты целесообразно разрабатывать экскаватором прямая лопата, лёгкие – обратная лопата, драглайн. Для экскаваторов с рабочим оборудованием прямая лопата необходимо учитывать глубину копания. Наименьшая глубина копания, обеспечивающая полное наполнение ковша за одно черпание, принимается по таблице 1.4.
Таблица 1.4 - Наименьшая глубина копания экскаватора прямая лопата в зависимости от вместимости ковша и вида грунта
| Вид грунта | Группа грунта | Вместимость ковша экскаватора, м3 | ||||||
| 0,25 | 0,5 | 0,75 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 3,0 | ||
| Легкий | 1-2 | 1,5 | 1,5 | 2,5 | 3,0 | 2,5 | 2,5 | 2,5 |
| Средний | 3 | 2,5 | 2,5 | 4,5 | 4,5 | 4,5 | 4,0 | 4,0 |
| Тяжелый | 4 | 3,0 | 5,0 | 5,5 | 6,0 | 6,0 | 6,0 | 6,0 |
Весь грунт, разрабатываемый экскаватором, транспортируется в отвал. Рекомендуемая грузоподъемность автосамосвалов в зависимости от вместимости ковша экскаватора и расстояния транспортирования грунта принимается по таблице 1.5, а марка машин по таблице 1.6.
Таблица 1.5 - Рациональная грузоподъёмность автомобилей-самосвалов в зависимости от вместимости ковша экскаватора и расстояния транспортирования грунта
| Расстояние транспортирования, км | Грузоподъёмность автосамосвалов, т, при вместимости ковша экскаватора, м3 | ||||||
| 0,4 | 0,65 | 1,0 | 1,25 | 1,6 | 2,5 | 4,6 | |
| 0,5 | 4,5 | 4,5 | 7 | 7 | 10 | - | - |
| 1,0 | 7 | 7 | 10 | 10 | 10 | 12 | 27 |
| 1,5 | 7 | 7 | 10 | 10 | 12 | 18 | 27 |
| 2,0 | 7 | 10 | 10 | 12 | 18 | 18 | 27 |
| 3,0 | 7 | 10 | 12 | 12 | 18 | 27 | 40 |
| 4,0 | 10 | 10 | 12 | 18 | 18 | 27 | 40 |
| 5,0 | 10 | 10 | 12 | 18 | 18 | 27 | 40 |
Таблица 1.6 – Техническая характеристика автосамосвалов
| Показатели | Ед. изм. | Марка | |||||
| ЗИЛ –ММЗ-555 | МАЗ-205 | МАЗ-503 | КамАЗ-5510 | КрАЗ-22-Б | КрАЗ-256 | ||
| Грузоподъемность -по шоссе -по грунту | т | 4,5 4,5 | 6 5 | 7 7 | 9 9 | 10 10 | 12 12 |
| Объем кузова | м3 | 3 | 3,6 | 4 | - | 8 | 8 |
| Направление опрокидывания | назад | ||||||
| Погрузочная высота | мм | 1900 | - | - | 1870 | - | - |
| Размер кузова: -длина -ширина -высота | мм | 2595 2210 650 | 3000 2000 600 | 3900 2284 520 | - - - | 4585 2130 2430 | 4585 2130 2430 |
| Скорость с полной нагрузкой по шоссе | км/ч | 80 | 52 | 70 | 80 | 47 | 47 |
| Мощность двигателя | кВт | 110,5 | 88,32 | 132,6 | 180 | 132,6 | 158 |
Для обеспечения непрерывной работы экскаватора с погрузкой грунта в транспорт необходимо рассчитать количество автосамосвалов, N, по следующей формуле
, шт, (1.6)
где Tц - время одного цикла автосамосвала, мин;
tп – расчётная продолжительность погрузки, мин;
L – расстояние транспортирования грунта, км;
Vср – средняя скорость движения автосамосвала, км/мин;
tр – время разгрузки, мин;
tм - время маневрирования автосамосвала, мин (принять равными по 1 мин).
Время погрузки грунта в автосамосвалы (с достаточной степенью точности) определяется по формуле
, шт, (1.7)
где Q – грузоподъемность автосамосвала, т;
Нвр - норма времени, маш-час/100 м3;
γ - плотность грунта, т/м3.
При дробном значении N число автосамосвалов округляется до целого в сторону увеличения.
Для разработки недобора грунта с перемещением его на половину длины котлована применяются бульдозеры [5, § Е-2-1-22] или недобор зачищается вручную [5, § Е-2-1-60].
Рассчитать не менее трех вариантов производства работ.
Определение технико-экономических показателей вариантных решений.
Окончательный выбор комплекта машин (способов производства работ) производится на основании сравнения следующих технико-экономических показателей:
1. Продолжительность производства работ, Тi определяется по формуле:
(1.8)
где Рi – объем работ, т;
Пнсм1 – нормативная сменная производительность машин или выработка рабочих, определяемая по формуле:
, маш.-час (чел.-час), (1.9)
где tсм – длительность смены, ч;
Нвр – норма времени, маш.-час или чел.-час.
2. Трудоемкость работ θi, определяется по формуле:
, маш.-см.(чел.-дн) (1.10)
где Ci – численный состав звена рабочих по ЕНИР, чел.;
3. Себестоимость работ, Сi определяется по формуле
,руб, (1.11)
где Cмаш-см. – стоимость машино-смены, руб;
toi – продолжительность работы машины на объекте, см;
Зi - заработная плата рабочих, занятых ручными операциями, руб;
Стоимость машино-смены, Cмаш-см., определяется по формуле
Cмаш-см. = Ср · tсм, (1.12)
где Ср - сметная расценка за 1 машино-час, определяемая по «Территориальному сборнику сметных норм и расценок на эксплуатацию машин и автотранспортных средств» ТСЦ-81-01-2001 в Красноярском крае.
Сметные расценки подлежат ежеквартальной индексации в соответствии с ежеквартальным информационным бюллетенем «РегиоСтройИнформ». Можно использовать для определения сметной расценки «Ежеквартальный Каталог текущих цен: Материалы; Механизмы; Автотранспорт». (В одном проекте (работе) пользоваться двумя источниками не допускается).
Зi - при сдельной оплате труда определяется по формуле
Зi = Расц ·Р·I, руб, (1.13)
где Расц – расценка по ЕНиР, руб;
Р – объем работ;
I - текущий индекс (на 01.12.2010 г. I = 120);
Зi – при повременной оплате труда определяется по формуле
Зi = Счас tсм toi · Ni, руб, (1.14)
где Счас - часовая тарифная ставка руб. (на 01.12.2010: 1 разряд – 95,31: 2 разряд – 103,32; 3 разряд – 113,03; 4 разряд – 127,64; 5 разряд – 146,97; 6 разряд – 171,19);
tсм - длительность смены, час.;
toi - продолжительность работы, см;
Ni - численный состав звена.
Результаты расчетов по определению технико-экономических показателей вариантных решений заносятся в таблицу 1.7.
Таблица 1.7 - Технико-экономические показатели вариантных решений
| Показатели | Ед. изм. | Варианты | ||
| 1 | 2 | 3 | ||
| Продолжительность работ | смен | |||
| Трудоемкость | маш.-смен | |||
| Себестоимость | руб | |||
Экономически эффективный вариант определяется по минимуму показателей. Если минимальный показатель в разных вариантах, то за определяющий показатель принимается приоритетный в данных условиях. Если приоритет не указан, определяющим показателем считается себестоимость производства работ.
Таблица 1.8 – Исходные данные
| Вариант | Схема фундамента | Размеры фундамента, м | Вид грунта и его плотность кг/м3 | Расстояние от отвала (км) и скорость автосамосвала, км/ч |
| 1 | 9 | А=72 В=12 Н=0,9 | Глина 2000 | 2,5 30 |
| 2 | 8 | А=60 В=18 Н=0,9 | Лёсс 1800 | 3,0 35 |
| 3 | 7 | А=48 В=24 Н=0,9 | Суглинок 1700 | 3,5 40 |
| 4 | 6 | А=72 В=12 Н=3,9 | Супесь 1650 | 4,0 45 |
| 5 | 5 | А=60 В=18 Н=3,9 | Песок 1600 | 4,5 50 |
| 6 | 4 | А=48 В=24 Н=3,9 | Глина 1800 | 5,0 55 |
| 7 | 3 | А=72 В=12 Н=0,9 | Лёсс 1600 | 5,5 60 |
| 8 | 2 | А=60 В=18 Н=3,3 | Суглинок 1950 | 6,0 55 |
| 9 | 1 | А=48 В=24 Н=3,3 | Супесь 1850 | 6,5 50 |
| 10 | 9 | А=72 В=12 Н=0,9 | Песок 1700 | 7,0 60 |
Рисунок 1.1 – Схемы фундаментов
Рисунок 1.2 – Разрез фундаментов
