Подсчет объемов земляных работ при разработке котлована и обратной засыпке

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

При изучении курса «Технология строительных процессов» в соответствии с учебным планом студенты выполняют курсовую работу на тему «Проектирование технологии производства земляных работ».

Целью выполнения курсовой работы является овладение студентом основами проектирования технологии разработки, перемещения, укладки и уплотнения грунта при вертикальной планировке строительной площадки, при разработке котлована, обратной засыпке пазух. В процессе курсового проектирования студент также должен ознакомиться с методикой разработки одного из основных документов проекта производства работ – технологической карты.

Курсовая работа, подготовленная к защите, состоит из расчетно-пояснительной записки и графической части.

Расчетно-пояснительная записка оформляется на одной стороне писчей бумаги формата А4 (210х297), имеющего рамку согласно стандарта. Пояснительная записка должна включать в себя титульный лист, задание, оглавление и следующие разделы:

1. Исходные данные.

2. Подсчет объемов земляных работ при вертикальной планировке.

3. Подсчет объемов земляных работ при разработке котлована и обратной засыпке.

4. Выбор комплектов машин для вертикальной планировки.

5. Выбор комплектов машин для разработки котлована и обратной засыпки.

5.1. Выбор ведущей машины (экскаватора).

5.2. Выбор вспомогательных (комплектующих) машин для разработки котлована.

5.3. Выбор комплекта машин и механизмов для обратной засыпки.

6. Технология и организация производства работ.

6.1. Технология и организация производства работ при планировке площадки.

6.2. Технология и организация производства работ при разработке котлована.

6.3. Технология и организация производства работ при обратной засыпке.

7. График производства работ.

8. Технико-экономические показатели производства работ.

9. Мероприятия по контролю качества и технике безопасности при производстве земляных работ.

10. Список литературы.

Графическая часть курсовой работы выполняется на одном листе формата А1 (594х841мм) и содержит:

1. План участка.

2. Картограмму распределения земляных масс.

3. Схему производства работ при планировке площадки.

4. Схему производства работ при разработке котлована (план, разрезы).

5. График движения автомашин.

6. График производства работ.

7. Технико-экономические показатели.

8. Условные обозначения.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОЙ

РАБОТЫ

Для выполнения курсовой работы студенту выдают исходные данные, которые включают:

1. Номер варианта.

2. План и размеры строительной площадки с нанесенными на нем горизонталями и контурами подземной части сооружения.

3. Направление и величину проектного уклона плоскости планировки.

4. Размеры подземной части здания в плане и глубину котлована.

5. Расстояние от строительной площадки до места выгрузки излишнего грунта.

6. Продолжительность выполнения земляных работ.

7. Вид грунта и гидрологические данные.

Варианты заданий для курсовой работы приведены в приложениях 1, 2.

Вопросы для самоконтроля

1. Как влияет рельеф местности на выбор метода расчета объемов земляных работ при вертикальной планировке?

2. Что такое связный (несвязный, малосвязный) грунт? Приведите примеры.

3. Что такое песок (супесь, суглинок, глина)?

4. Какие вы знаете свойства грунтов? Дайте краткое описание сущности этих свойств.

5. Как влияют свойства грунтов на трудоемкость и технологию их разработки?

6. Что такое разрыхляемость грунта? Каким показателем она характеризуется?

7. Что такое коэффициент разрыхления грунта? Что понимают под коэффициентом остаточного разрыхления?

ПОДСЧЕТ ОБЪЕМОВ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ ПРИ

ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПЛАНИРОВКЕ

На первом этапе студент вычерчивает на листе миллиметровой бумаги план площадки в масштабе 1:500 или 1:1000 и вычисляет в вершинах элементарных фигур черные отметки по методике, изложенной в [ 9, п.2.1.] Далее производится расчет объемов земляных работ на ЭВМ, результаты которого распечатываются на листах формата А4. Затем студент анализирует полученные результаты и наносит на план площадки нулевую линию, уточняя ее положение аналитическим и графическим способами [ 9, п.2.5; п.2.6.].

В данном разделе курсовой работы студент должен раскрыть сущность основных этапов расчета объемов земляных работ при вертикальной планировке, включая описание выбранного метода расчета, порядок разбивки площадки на элементарные фигуры, вычисление черных, средней планировочной, красных и рабочих отметок, определение положения нулевой линии, построение картограммы распределения земляных масс, расчет баланса земляных масс, определение поправки к средней планировочной отметке, составление сводного баланса, расчет средней дальности перемещения грунта, составление шахматного баланса и плана распределения земляных масс. При этом студент должен привести основные расчетные формулы и схемы, примеры расчета красных отметок для двух-трех вершин, расположенных в разных местах площадки (с указанием номеров данных вершин), а также результаты расчета положения нулевой линии аналитическим способом.

Данные вопросы изложены в [1, 2, 8, 9, 10, 11, 12].

В пояснительной записке также должны быть приведены результаты расчетов на ЭВМ, распечатанные на принтере, и план площадки на листе миллиметровой бумаги. На плане наносят горизонтали с их отметками, приводят размеры элементарных участков, размеры площадки, направление и величину уклонов, вычерчивают перпендикуляры к горизонталям, которые проводят через каждую вершину для определения кратчайших расстояний до ближайших горизонталей при вычислении черных отметок. На плане также указывают номера вершин, черные, красные, рабочие отметки для каждой вершины.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие существуют методы расчета объемов земляных работ при вертикальной планировке? В чем заключается различие между этими методами?

2. Какие факторы влияют на выбор метода расчета при вертикальной планировке?

3. В каких случаях площадку разбивают на квадраты, а в каких на треугольники?

4. Какие факторы влияют на назначение размеров стороны квадрата (треугольника).

5. Что следует понимать под черной отметкой, как ее определить?

6. Что обозначает средняя планировочная отметка, как она определяется?

7. Какую отметку называют красной и как она определяется?

8. В каком случае красные отметки всех вершин равны средней планировочной отметке?

9. Что следует понимать под рабочей отметкой и как ее определяют?

10. Какова последовательность записи черных, красных и рабочих отметок?

11. Что следует понимать под нулевой линией и как определить ее положение графически (аналитически)?

12. Охарактеризовать общую схему определения объемов работ при планировке площадки.

13. С какой целью площадку разбивают на квадраты (треугольники)?

14. В каких случаях учитывают остаточное разрыхление грунта?

15. Что такое баланс земляных масс?

16. Что такое среднее расстояние перемещения земляных масс?

17. Что такое план распределения земляных масс при вертикальной планировке?

18. По каким отметкам и в какой последовательности строится картограмма распределения земляных масс?

19. По каким отметкам определяется положение нулевой линии?

ПОДСЧЕТ ОБЪЕМОВ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ ПРИ РАЗРАБОТКЕ КОТЛОВАНА И ОБРАТНОЙ ЗАСЫПКЕ

В задании для выполнения курсовой работы указаны размеры наружного контура подземной части здания на уровне низа фундаментов, поэтому сначала определяют размеры котлована по дну по формулам:

а = А + 2 · с´,(1)

в = В + 2 · с´, (2)

где а, в – размеры котлована по дну; А, В – размеры подземной части здания, принимаемые по исходным данным; с´ - зазор между наружной гранью подземной части здания и основанием откоса, принимаемый с учетом рекомендаций [7].

Далее определяют заложение откоса по формуле:

а´ = m · h_{к ,} ( 3)

где m – коэффициент откоса по СНиП 12-04-2002 [6] (можно также пользоваться данными [4, приложение, таблица 4.3]); h_к – глубина котлована.

Размеры котлована поверху с, d определяют по формулам:

с = а + 2 · а´, (4)

d = в + 2 · а´, (5)

Объем котлована V_к с прямоугольными основаниями, имеющего откосы со всех четырех сторон, определяется по формуле:

V_к = · [а ∙ в + с ∙ d + (а + с) · (в + d)], (6)

Объем въездной траншеи определяют по формуле:

V_т = (3· е + 2 · m· h_к · (7)

где е – ширина траншеи по низу, принимается равной 3,0 – 3,5м при одностороннем движении транспорта и 7,0 – 7,5м – при двухстороннем.

Величину недобора грунта h_к определяют по [4, приложение, табл.1]. Объем недобора определяют умножением величины недобора h_н на площадь котлована по дну.

Объем грунта, необходимый для обратной засыпки V_оз, определяется по формуле:

V_оз = , (8)

где V_п – объем пазух, определяемый как разность между объемом котлована и объемом подземной части сооружения; К_ор – коэффициент остаточного разрыхления, равный 1 + ρ_{о ,} где ρ_о – мера остаточного разрыхления грунта, %, определяемая в зависимости от вида грунта по [4, приложение, табл.3].

Вопросы для самоконтроля.

1. Как определить размеры дна котлована?

2. Как определить размеры котлована поверху?

3. Что такое заложение откоса и как оно определяется?

4. Что такое основание и бровка откоса?

5. Что такое угол откоса?

6. Что понимают под коэффициентом заложения и крутизной откосов?

7. Какие существуют способы крепления котлованов, области их применения?

8. В каких случаях разрешается рытье котлованов с вертикальными стенками без креплений?

9. Как изобразить очертания откосов выемки и насыпи?

10. Как определяется объем обратной засыпки?

11. В чем заключается назначение въездных траншей?

12. Что такое недобор грунта? С какой целью предусматривают недобор грунта?

ВЫБОР КОМПЛЕКТОВ МАШИН ДЛЯ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПЛАНИРОВКИ

Для выполнения планировочных работ применяют землеройно-транспортные машины. Комплексная механизация предусматривает применение поточных методов производства работ, основанных на принципах равномерного и непрерывного осуществления производственных процессов. При этом назначают ведущую машину, выполняющую основной процесс – срезку и перемещение грунта из выемки в насыпь. Остальные машины являются вспомогательными (комплектующими); их работа увязывается с работой ведущей машины по техническим параметрам и производительности.

Например, комплексную механизацию на строительной площадке можно осуществить с применением ведущих машин для срезки и перемещения грунта (скреперы и бульдозеры) и комплектующих машин для послойного рыхления грунта в выемке, разравнивания и уплотнения грунта в насыпи (тракторными рыхлителями, бульдозерами с прицепными катками и т.д.).

При выполнении курсовой работы в зависимости от условий производства работ подбирают два варианта комплектов машин: скреперный и бульдозерный.

Ведущую машину назначают в зависимости от средней дальности перемещения грунта. Рациональная дальность перемещения грунта бульдозерами на тракторах ДТ-54 составляет 30-50м, на тракторах ДТ-75 и Т-100 – 50-70-м, на тракторах Т-130 и Т-180 – до 100м, а при использовании мощных бульдозеров на тракторах ДЭТ-250 – до 150м. При перемещении грунта на расстояние от 80 до 120м можно применять прицепные скреперы с ковшом емкостью до 3м³, при перемещении на расстояние от 120 до 1000м – прицепные скреперы с ковшом до 10м³; при перемещении на расстояние более 1000м применяют самоходные и прицепные скреперы с ковшом емкостью более 10м³.

При выборе ведущих машин также учитывают объемы земляных работ, подлежащих выполнению (см. [9, приложение 1, табл.6]).

Окончательный вариант производства работ определяют по приведенным затратам. Пример выбора комплекта машин для планировки площадки приведен в [4].

Вопросы для самоконтроля

1. Что понимают под комплексной механизацией работ? Приведите примеры комплексной механизации работ по планировке площадок.

2. По какому принципу разбивают площадку на участки (захватки, карты)?

3. По какому принципу разбивают насыпь и выемку на слои (ярусы)?

4. Общая структура процесса производства работ по планировке площадки, какие в ней возможны изменения и дополнения, чем они обуславливаются?

5. Что представляет собой ведущая машина и какова ее роль в комплексном процессе?

6. Какие машины применяют в качестве ведущих при планировке площадок и каковы условия их применения?

7. Что понимают под комплектом машин?

8. Какие комплекты машин применяют для планировки площадок?

9. Какой порядок выбора способов производства работ и комплектов машин?

10. Что такое скрепер?

11. Что такое бульдозер?

12. Какие существуют способы уплотнения грунтов?

13. Какие факторы влияют на выбор способа и машин для уплотнения грунтов.