Общая схема выполнения курсового проекта. Часть 1. Расчет объема земляных работ. Общая схема выполнения курсового проекта

Общая схема выполнения курсового проекта

Часть 1. Расчет объема земляных работ

1.1. Формирование расчетной схемы

1.2. Расчет предварительной средней планировочной отметки

1.3. Корректировка предварительной средней планировочной отметки с учетом объема грунта

1.4. Придание площадке заданного уклона

1.5. Определение графоаналитическим методом предварительных (без учета остаточного разрыхления грунта) красных (проектных) отметок

1.6. Вычисление предварительных (без учета остаточного разрыхления грунта) рабочих отметок

1.7. Корректировка предварительных красных и рабочих отметок с учетом остаточного разрыхления грунта

1.8. Определение положения линии нулевых работ

1.9. Расчет объемов срезки и насыпи

1.10. Расчет объема работ по рытью котлована под здание

Часть 2. Технология выполнения земляных работ

2.1. Составление картограммы перемещения грунта

2.2. Подбор землеройной техники

2.2.1. Выбор экскаватора

2.2.2. Выбор бульдозера

2.3. Выбор механизма для уплотнения грунта

Часть 3.Защита котлована от обводнения, обрушения откосов; устройство фундамента

3.1. Защита котлована от обводнения и укрепление откосов

3.2. Устройство свайного основания под железобетонный фундамент

3.3. Техника и технология при устройстве фундамента из сборного и монолитного бетона

Заключение

Требования к оформлению курсового проекта

Рекомендуемая литература для курсового проектирования

Приложения

Рассчитаем объемы выемки (срезки) и насыпи.

Объемы грунта в призмах (в основании которых лежат квадраты, трапеции, треугольники и пятиугольники) можно рассчитать по формулам Таблицы 2.

                                                                                               Таблица 2

Расчетные формулы для определения объемов работ при вертикальной планировке (1,с. 57)

Фигура	Расчетная формула
Целый элементарный квадрат Фигуры, отсекаемые нулевой линией, у которых в основании лежат:           - треугольник           - трапеция           - пятиугольник	(10)                         (11)    (12)     (13)

    

 Обозначения: V - объем призмы; F - площадь основания призмы; H - высота граней призмы (рабочие отметки вершин квадратов).

Примечание:

Исследования показывают, что формулы (12) и (13) дают приближенные значения объемов тел, основанием которых является трапеция и пятиугольник. Для получения более точных значений объемов грунтовых тел рекомендуем разделять призмы, основанием которых являются трапеция и пятиугольник, - на треугольники и проводить расчеты объемов по формуле (11) с последующим их суммированием.

В нашем примере имеются 8 однородных призм (все вершины одного знака) из которых две - с отрицательным знаком (срезка грунта). На территории двух квадратов находится котлован. Четыре неоднородные призмы состоят из элементарных фигур, которые имеют в основании:

- треугольник (7б, 11а);

- трапецию (2.1-1-2-2.2; 1-3.1-3.2-2; 2-3.2-3.3-3; 2.2-2-3-2.3; 3.3-4.3-4.4-4);

- пятиугольник (2.3-3-4-3.4-2.4).

  Примечание:

  Если в наружных границах площадки строительства глубина срезки либо высота насыпного слоя превышает 0,5 м, необходимо устраивать откосы, соответствующие углу естественного откоса для данного вида грунта, либо предусматривать устройство укреплений вертикальных откосов (как правило, бетонные либо каменные стенки). При устройстве наклонных откосов следует рассчитать их объемы по формулам для призматоида и пирамиды, которые показаны в разделе 10 данного материала, а именно:

V призматоида = ,                                                                      (14)

V ,                                                                                         (15)

где: m – коэффициент заложения откоса;

    a - длина (горизонтальный размер – расстояние между крайними точками) призматоида, м;

  H ₁ , H ₂ - высоты граней призматоида в его крайних точках (у перевернутой пирамиды – только одна высота H ), м.

     В нашем примере объем грунта, перемещаемого в квадрат №1 (призма с квадратным основанием), равен:      

    .

  Аналогично рассчитываем объемы грунта в однородных призмах с квадратным основанием - №2, №3, №4, №8, №9, №10, №12 и записываем их в Таблицу 3.

   Затем рассчитываем объемы грунта в призмах с треугольным основанием - №7б, №11а по формуле . Для призмы №11_а - это

 (насыпь).

  Далее рассчитываем объемы призм с трапецеидальным основанием: №5а, №5, №6а, №6, №11 по формуле .

Для призмы №5 – это м³ (выемка).

Затем рассчитываем объем призмы с пятиугольным основанием №7 по формуле V = F ( H ₁ + H ₂ + H ₃ )/5.                                                              

V ₇ ^брутто= 390(0.14+0.28+0.10)/5 41 м³ (насыпь).

(Следует заметить, что на территории данного пятиугольника находится часть котлована, и его объем придется вычесть)

Сводим расчет объемов работ в табличную форму (Таблица 3).

Специальным порядком рассчитываем объемы в тех квадратах, на которые приходится котлован. В нашем примере это – призмы со следующими основаниями: 2.2-2-3-2.3; 2-3.2-3.3-3; 2.3-3-4-3.4-2.4. Поэтому при расчете объемов срезки и насыпи следует из объемов выше названных трех призм вычесть объемы, приходящиеся на котлован в этих призмах, а именно: из объема призмы «7» (V₇^брутто) исключаем объем насыпи «7а», приходящийся на котлован (так как в действительности, если на эту площадку подсыпать грунт, то это прибавит работу экскаватору; поэтому бульдозеру там делать нечего); из объема призмы «6» исключаем объем насыпи «6б»; из объема «6а» исключаем объем призмы котлована «6в», приходящийся на выемку.

Рассчитать изымаемый объем подсыпки грунта можно на основе следующего соотношения площадей оснований призм:

V ₇ ^нетто  =    =41*(400-120)/400  м³ .

Аналогично = (4)/310 5 м²

                                                                                  Таблица 3

Расчет объемов перемещения грунта при планировке

Номер призмы	Рабочие отметки, м					Основание	Площадь основания F, м2	Объем, м3		Приме- чание
	в углах призм				в сумме			вы-ем-ки	на-сы-пи
	Н1	Н2	Н3	Н4
1	0.19	0.01	0.08	0.26	0.54	квадрат	400		54
2	0.26	0.08	0.14	0.37	0.85	- « -	400		85
3	0.37	0.14	0.28	0.48	1.30	- « -	400		130
4	0.48	0.28	0.47	0.65	1.88	- « -	400		188
8	0.28	0.10	0.29	0.47	1.14	- « -	400		114
9	0.22	0.35	0.29	0.13	0,99	- « -	400	99
10	0.13	0.29	0.17	0.04	0.63	- « -	400	63
12	0.10	0,00	0,01	0,29	0,40		400		40
7брутто	0.14	0.10	0.28		0.52	пятиугольник	390		41	Не учитывать в сумме
7нетто						много-угольник	270		29	Дополни-тельно
7б	0,04					треуголь-ник	10	1
	0.13	0,04				трапеция	160	7		Не учитывать в сумме
						много-угольник	120	5		Дополни-тельно
6брутто	0,08	0,14				трапеция	240		13	Не учитывать в сумме
6нетто						много-угольник	75		4	Дополни-тельно
11	0,04	0,17				трапеция	260	14
11а	0,10					треугольник	140		5
5	0,22	0,13				трапеция	310	26
5а	0,01	0,08				трапеция	90		2
Всего								208	651

 

  Таким образом, при планировке с учетом вывозки грунта за пределы площадки (в нашем примере - это 100 м³) результирующий объем выемки (срезки) составляет 208 м³, а насыпи - 651 м³ . Однако с учетом отрывки котлована объем работ по выемке будет больше на величину объема котлована под фундамент (подвал) плюс объем соответствующих откосов. – Знать это необходимо для расчета объема работ по отрывке котлована и выбора экскаватора (либо бульдозера или скрепера).

Подбор землеройной техники.

  Подбор землеройных машин проводится в следующем порядке:

1) Исходя из объема работ, определится основная машина (экскаватор, бульдозер, скрепер).

2) К основной машине подбираются дополняющие машины (бульдозер, экскаватор, скрепер, каток) и транспортные средства (автосамосвалы, самоходные автоскреперы).

  При планировочных работах на больших площадях (более 1 га) и больших котлованах (длинной более 40 м) основной машиной могут выступать бульдозеры и скреперы. На земельных участках площадью менее 1 га с котлованом, занимающим значительную его часть (не менее 10%), основной машиной чаще становится экскаватор, реже - бульдозер. При рытье протяженных по длине котлованов глубиной до 2-х метров эту работу может эффективно выполнить бульдозер. В стесненных условиях чаще рытье котлована поручается экскаватору (его машинисту).

Выбор экскаватора.

В общем виде выбор прямой либо обратной лопаты экскаватора зависит от вместимости ковша и группы грунта (Таблица 7). Однако для разработки грунта на отметках ниже уровня стоянки экскаватора подходят лишь экскаваторы с обратной лопатой и ковшом драглайна. Это не исключает использования экскаватора с прямой лопатой, но в таком случае следует создать для него фронт работ, - выкопать часть котлована и спустить туда экскаватор для последующей разработки грунта (выше уровня его стоянки). Такой вариант земляных работ может оказаться эффективным при отрывке глубоких и больших по площади котлованов.

                                                                                           Таблица 7

 Наименьшая высота забоя для эффективного заполнения ковша экскаватора

Рабочее оборудование экскаватора	Группа грунта	Вместимость ковша экскаватора, м3
		0,25	0,5	0,75	1,0	1,5	2,0
Прямая лопата	I,II III IV	1,5 2,5 3,0	1,5 2,5 3,5	2,5 4,5 5,5	3,0 4,5 6,0	3,0 4,5 6,0	2,5 4,0 6,0
Обратная лопата	I,II III	1,2 1,8	1,5 2,0	1,8 2,0	2,2 3,0	- -	- -

 

  От вида экскаватора и вместимости ковша зависит величина шага его передвижки при рытье котлована (Таблица 8).

                                                                                               Таблица 8

 Рекомендуемая величина шага передвижки экскаватора

Вид лопаты	Вместимость ковша экскаватора, м3
	0,15	0,25	0,4	0,65	1,0	1,6
Прямая Обратная	1,0 1,1	1,1 1,3	1,3 1,4	1,5 1,55	1,75 1,75	2,0 2,0

 

  Для котлованов объемом до 1000 м³ целесообразно использовать экскаваторы с емкостью ковша 0,4 м³.

  В нашем примере таким экскаватором может быть экскаватор марки Э-302 (ЭО-3311) с обратной лопатой и емкостью ковша - 0,4 м³ (См. Приложение 2). Если соизмерить данный экскаватор с экскаватором марки Э-651 с емкостью ковша 0,65 м³, то можно заметить, что затраты машинного времени и соответственно - денежных средств в расчете на 100 м³  с погрузкой в автосамосвал для грунта II группы существенно различаются.

  В нашем примере экскаватором разрабатывается 100 кубометров грунта с погрузкой в автосамосвал: норма времени в расчете на 100м³  для экскаватора Э-302 (с вместимостью ковша 0,4м³ ) составляет 3,4 часа, а для экскаватора Э-651 (с вместимостью ковша 0,65м³ ) – 2,0 часа. Соответственно при разработке грунта навымет  в объеме 432 м³ норма времени составит для экскаватора Э-302 – 2,7 часа, а для экскаватора Э-651 – 1,8 часа.

- для Э-302 : Т₁= 0,027час * 432 м³ + 0,034 час * 100 м³= 15,06 час;

- для Э-651 : Т₂= 0,018час * 432 м³ + 0,02 час * 100 м³= 9,78 час.

Как видим, в первом случае требуется 2 смены, во втором - 1 смена.

  Сравним материально-финансовые затраты на эксплуатацию этих машин.

  Текущая стоимость экскаваторных работ составит согласно Таблице 9:

       - для Э- 302: 591,59 руб/час * 15,06 час = 8909 руб.;

       - для Э-651 : 756,80 руб/час *9,78 час = 7402 руб.

Получается, что и в данном случае предпочтителен вариант с экскаватором Э-651.

  Тем не менее, с учетом организационных затрат по доставке экскаватора на объект (такой экскаватор может находиться далеко от строительного участка; также может быть занятым на других работах) может оказаться более привлекательным вариант с экскаватором меньшей мощности (если он находится вблизи).

                                                                                            Таблица 9

Стоимость работы экскаваторов в Краснодарском крае за 1 час работы (положение на 1 квартал 2013г.)                                            

Код ресурса	Наименование машин и техническая характеристика				Текущая стоимость, руб.
					Всего	в т.ч. оплата труда	в т.ч. эл.энергия
	Экскаваторы одноковшовые дизельные на гусеничном ходу при работе на других видах строительства:
060246	0,4м3				658,82	163,62
060247	0,5м3				793,26	163,62
060248	0,65м3				888,39	163,62
060249	1м3				996,96	163,62
060250	1,25м3				1243,33	312,50
060251	1,6м3				1465,86	312,50
	Экскаваторы одноковшовые дизельные на пневмоколесном ходу при работе на других видах строительства
060337	0,25м3				493,02	137,64
060338	0,4м3				591,59	137,64
060339	0,5м3				722,21	163,62
060340	0,65м3				756,80	163,62
060341	0,8м3				874,61	163,62
060342	1м3				925,48	163,62
060411	Экскаваторы одноковшовые электрические на гусеничном ходу при работе на других видах строительства 2,5м3				1267,42	327,24	152,28
060800	Экскаваторы- планировщики на пневмоколесном ходу				1234,94	327,24

 

Выбор бульдозера.

Чем больше площадь и объем планировочных работ - тем больше мощность бульдозера. С одной стороны, такой подход к технологической задаче сократит время выполнения планировочных работ, с другой – обеспечит лучшее их качество (ровнее ход и срезов; меньше проходок). Однако при сравнении вариантов бульдозеров следует учитывать и затраты по их транспортировке на трейлерах к стройплощадке, которые у больших бульдозеров могут быть выше. Также следует принять во внимание эксплуатационные затраты, которые также различны у машин разной мощности. Во-первых, это амортизационные отчисления (чем дороже машина, тем больше), во-вторых – расход горюче-смазочных материалов, в-третьих - зарплата бульдозериста и слесарей по обслуживанию. Однако так бывает не всегда.

В нашем примере проведем сравнение затрат временина перемещение грунта бульдозерами марки ДЗ-42 (мощность 75 л.с., длина отвала 2,56м, высота отвала 0,81м) и ДЗ-18 (мощность 108 л.с., длина отвала 3,97м, высота отвала 1,0 м).

Для этого представим в табличной форме следующее (Таблица 10):

  - на основе плана распределения грунтовых масс на площадке (Схема 5) и картограммы перемещения грунта (Таблица 6) определим объемы и расстояния перемещения грунтовых масс (с учетом того, что в сборнике ЕНиР за единицу расстояний приняты 10м, сгруппируем все маршруты в модули с шагом 10м);

  - на основе норм машинного времени из сборника ЕНиР рассчитаем затраты машино-часов на перемещение грунтовых масс на конкретные расстояния (См. Приложение 3. Извлечения из сборника ЕНиР Выпуск 2);

  - просуммируем затраты машинного времени на перемещение грунтовых масс для каждого бульдозера.

 

Расчетные данные Таблицы 10 указывают на двукратный выигрыш по времени в случае использования более мощного ДЗ-18 при планировке площадки.

Проведем сравнение финансовых затрат по обоим бульдозерам на основе данных Таблицы 11.

                                                                                                                                                      Таблица 10

Объемы работ по перемещению грунта бульдозерами при планировке площадки на 100 м³

Характеристики          бульдозера			Перемещение грунта по площадке на расстояние												Итого затрат маш./ час.
Мар-ка	Мощ-ность двига-теля, квт (л.с.)	Дли-на отва-ла, м	до 20м			до 30м			до 40м			до 50м
			Нор-ма вре-мени маш/ час	Объ-ем грун-та, м3	Всего маш/ час	Нор-ма врем. маш/ час	Объ-ем грун-та, м3	Всего маш/ час	Нор-ма врем. маш/ час	Объ-ем грун-та, м3	Всего маш/ час	Нор-ма врем. маш/ час	Объ-ем грун-та, м3	Всего маш/ час
ДЗ-42	55(75)	2,56	2,04	0,20	0,41	2,98	0,60	1,79	3,92	0,59	2,31	4,86	5,01	24,35	28,86
ДЗ-18	79(108)	3,97	1,11	0,20	0,22	1,60	0,60	0,96	2,09	0,59	1,23	2,58	5,01	12,93	15,34

                                                                                             Таблица 11

Стоимость эксплуатации бульдозеров и скреперов в Краснодарском крае (положение на 1 квартал 2013г.) за 1 час

Код ресурса	Наименование машин и техническая характеристика	Текущая стоимость, руб.
		Всего	в т.ч. оплата труда	в т.ч. эл.энергия
	Бульдозеры при работе на других видах строительства
070147	37 кВт (50 л.с)	458,67	163,62
070148	59 кВт (80 л.с)	586,68	163,62
070149	79 кВт (108л.с)	691,83	174,86
070150	96 кВт (130л.с)	854,35	174,86
070151	118 кВт (160л.с)	1028,36	174,86
070152	121 кВт (165л.с)	1068,89	174,86
070153	132 кВт (180л.с)	1352,41	174,86
070154	243 кВт (330л.с)	2451,54	186,69
	Скреперы прицепные (с гусеничным трактором) при работе на других видах строительства:
070316	3,0 м3	707,24	163,62
070317	4,5 м3	885,90	174,86
070318	7,0 м3	1140,85	174,86
070319	8,0 м3	1362,83	174,86
070320	10,0 м3	1647,97	174,86
070321	15,0 м3	2084,53	186,69
	Скреперы самоходные (на колесных тягачах) при работе на других видах строительства:
070427	8,0 м3	1394,31	199,45
070428	10,0м3	1752,94	199,45
070429	15,0м3	2075,44	199,45

 

  Из таблицы 11 следует, что стоимость одного машино-часа бульдозера ДЗ-42 составляет 586,68 руб., а ДЗ-18 – 691,83 руб. В этом случае общие эксплуатационные затраты при планировке участка по бульдозеру ДЗ-42 составят: 586,68 руб*28,86час = 16931,58 руб. а по бульдозеру ДЗ-18 – 691,83*12,93час = 8945,36 руб.

Сравнение стоимости работ также свидетельствует о двукратном выигрыше по деньгам в случае применения более мощного бульдозера ДЗ-18.

  Примечание: Для более точного выбора варианта вида машины для планировки площадки можно провести сравнение затрат между бульдозером ДЗ-18 и прицепным скрепером (за гусеничным трактором), воспользовавшись расчетными данными выше названных таблиц и сведениями из ЕНиР (См. Приложение 4). При этом, однако, важно учитывать технологический аспект, а именно: скреперы более эффективны для больших по протяженности площадок, а бульдозеры – для коротких.

Заключение

Проведенные расчеты содержащихся в задании работ по планировке площадки и разработке котлована под здание размером 12х24м позволили в укрупненном масштабе определить объемы работ и затраты времени и денежных средств, подобрать соответствующую землеройную технику.

Требования к оформлению курсового проекта:

1. Пояснительная записка объемом 20-25 листов формата А4 машинописного текста с подробным расчетом объемов земляных работ и технико-экономическим обоснованием выбора землеройной техники.

2. Графическая часть должна быть выполнена на одном листе формата А3 и содержать следующее:

        - план земельного участка с горизонталями и схемами решения графоаналитической задачи;

        -схему движения экскаватора при отрывке котлована с номерами стоянок по мере выполнения работ, расстояние между которыми должно соответствовать его техническим характеристикам;

        -схему перемещения грунта бульдозером (либо скрепером).

 

    Рекомендуемая литература для курсового проектирования

                                               Основная

1. Соколов Г.К.Технология и организация строительства. – М.: Издательский центр «Академия», 2011. - 528с.

2. Добронравов С.С. Строительные машины и оборудование: Справочник для строит. спец. вузов и инж.-тех. работников. – М.: Высш. шк., 1991.

3. Земляные работы. Методические указания к курсовому проекту по разработке технологии устройства земляных сооружений с примерами для студентов заочного и дистанционного обучения специальностей 270102, 270104, 270105 / сост. Р.Р. Степанов, В.С. Дрешпак, И.В. Трижневская; Кубан. гос. технол. ун-т. Кав. ТОЭС и УН. – Краснодар: Изд. КубГТУ, 2009.

4. Методические указания по изучению дисциплины «Основы организации и управления в строительстве» для студентов всех форм обучения по направлению 270800.62-«Строительство» /Сост.: Р.А. Попов; Кубан. гос. технол. ун-т., Кафедра технологии, организации, экономики строительства и управления недвижимостью. – Краснодар: Изд. КубГТУ, 2014. – 60 с. (электронная версия).

                           Нормативная

1. СНиП 12-03-2001, 12-04-02. Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования. Часть 2. Строительное производство. – М.: ГУПЦПП, 2001, 2002.
2. СНиП 3.02.01-87. Земляные сооружения, основания и фундаменты. – М.: стройиздат, 1998.
3.  СНиП 3.01.01 – 85. Организация строительного производства. М.: Стройиздат, 1995.
4. ЕНиР. Сборник Е2. Земляные работы. Вып. 1. Механизированные и ручные земляные работы /Госстрой СССР. – М.: Стройиздат, 1988 (в части категорирования грунтов и установленных норм времени на механизированные и ручные работы).
5. Сборник средних сметных цен. №1 (2013). Перевозка грузов для строительства и капитального ремонта зданий и сооружений. Эксплуатация строительных машин и механизмов.- Краснодар: Государственное бюджетное учреждение Краснодарского края «Управление ценообразования в строительстве» (Руководитель – В.В. Тимошенко: исполнитель Л.В. Шмалько), 2013.
6. ГЭСН 81-02-01-2001 Земляные работы.                            

                      

                           Дополнительная

1. Терентьев О.М. Технология возведения зданий и сооружений /О.М. Терентьев. – Ростов н/Д: Феникс, 2006 (страницы 70-83).

2. Гребенник Р.А. Организация и технология возведения зданий и сооружений6 Учеб. пособие для вузов / Р.А. Гребенник, В.Р. Гребенник. – М.: Высш. шк., 2008 (стр. 50-56).

                                                                                                   

 

                                                                                                                      Приложение 1

ФГБОУ ВПО Кубанский государственный технологический университет

        Факультет строительства и управления недвижимостью

Кафедра технологии, организации, экономики строительства и управления недвижимостью                                     

                                           Задание

на выполнение курсового проекта по дисциплине «Технологические процессы в строительстве» для студентов направления 08.03.01 «Строительство» на тему: «Расчет объемов и обоснование технологии земляных работ по разработке котлована под строительство здания, планировке площадки и устройству фундамента»

Номер варианта задания - по последней цифре номера зачетной книжки

 студенту группы ____________ - ____________________ Вариант № ___

Требуется:

Задание по защите котлована от обводнения, обрушения откосов и устройству фундамента

Общая схема выполнения курсового проекта

12345678Следующая ⇒

Поделиться: