Проектирование производства земляных работ

 

Курсовая работа

Исходные данные

Размеры площадки, м: 400*400

Размер подошвы фундамента, м: 2,6*3,6

Скорость перевозки грунта, км/ч: 25

Дата начала работы: 10.7

Проектируемый уклон площадки: 0,002

Вид грунтовых напластований, их объемный вес и мощность пласта, м:

растительный грунт 1,5т/м3 0,31

песок 1,6 т/м3 4,5

супесь 1,65 т/м3 -

суглинок 1,7 т/м3 6,5

глина мягкая 1,9 т/м3 -

глина ломовая 2,0 т/м3 -

Длина здания, м: L=120

Пролет: B1=24, B2=30м, B3=30м

Высота от пола до низа несущих конструкций: Н1=14,4м, Н2=14,4м.

Шаг колонн, м: крайние - 6м,

средние - 6м.

Проектируемое здание: Завод г. Петропавловск

Глубина промерзания грунтов: 160 см.

Схема здания

1. Подсчет объемов земляных работ при вертикальной планировке

.1Определение черных отметок в вершинах квадратов площадки

Для определения черных отметок Нч через вершину квадрата проводим прямую линию, соединяющую две смежные горизонтали Г1 и Г2 и измеряем в масштабе отрезки Х и L на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - Определение черной отметки

Если на расстоянии L превышение отметок горизонталей составляет

Г2-Г1, то на расстоянии Х от горизонтали Г1 до искомой точки Нч превышение определяется из отношения

(1)

(2)

где Г1 и Г2 - абсолютные значения отметок горизонталей, м;- кратчайшее расстояние от Г1 до Г2, которое проходит через вершину квадрата, принимается по чертеже (в масштабе);

Х - кратчайшее расстояние от данной вершины квадрата до горизонтали Г1, принимается по чертежу (в масштабе).

Черные отметки определяем по формуле (2)

м

м

м

м

м

м

.2 Определение проектных (красных), рабочих отметок и объемов выемки и насыпи на ЭВМ

Определение проектных, рабочих отметок и объемов выемки и насыпи производим с помощью ЭВМ. Программа разработана для расчета по квадратам с нулевым балансом земляных масс.

Подготовка исходных данных:

Определяем дополнительный объем грунта к выемке. Фундаменты под колонны промышленного одноэтажного здания принимаем монолитные. Конструкция фундамента приведена на рисунке 1.3.

Рисунок 1.3. Конструкция фундамента

Количество фундаментов согласно размерам здания в плане - 74 шт.

V1=2,6·3,6·0,3=2,81 м3

V2=1,4·1,8·1,5=3,78 м3

Vф=V1 + V2 = 2,81+3,78=6,6 м3

Vдоп =74·6,6 =487,5 м3

Черные отметки (без растительного слоя 0,24 м) вводим в ЭВМ построчно, начиная с левого верхнего угла и заканчивая правым. Коэффициент разрыхления и коэффициент откоса принимаем в соответствии с /2/ по таблице 2.2 и по таблице 2.3 соответственно для супеси.

Найденные значения черных, красных и рабочих отметок записываем в углах квадратов в виде дроби.

.3 Определение положения линии нулевых работ

Далее определяем линию нулевых работ, то есть границу между насыпью и выемкой при планировке. Для этого на сторонах квадратов планировочной сетки находим точки, по которым проходит линия нулевых работ.

Положение линии нулевых работ ?, м, производим по формуле

(3)

где hраб - рабочая отметка вершины квадрата, м;

а - сторона квадрата, м.

Таким же образом определяем положение точек нулевых работ на всех остальных сторонах квадратов планировочной сетки.

.4 Определение средней дальности перемещения грунта

Дальность перемещения грунта из выемки в насыпь определяется как среднее расстояние между центрами тяжести объемов насыпи и выемки.

Центр тяжести определяется методом статических моментов по формулам

(4)

(5)

где Vi - объем грунта в пределах простейших фигур выемки и насыпи, м3;

Xi, Yi - координаты центров тяжести простейших фигур.

Средняя дальность перемещения грунта Lср, м, из выемки в насыпь подсчитываем по формуле

(6)

Подсчет статических моментов насыпи и выемки сводим в таблицу 1.

Расстояние от центра тяжести насыпи и выемки до осей ординат вычисляем по формулам (4, 5)

Тогда средняя дальность подсчитывается по формуле (6)

Вывод: Так как средняя дальность перемещения грунта больше 100 метров, следовательно, для вертикальной планировки площадки принимаем скрепер и каток.

Таблица 1- Подсчет статических моментов насыпи и выемки планируемой площадки

Ряды участковРасстояние от центра ряда до осиВыемкаНасыпьхуСуммарный объем в м3Статический моментСуммарный объем в м3Статический моментМВхМВуМНхМНу1234567891-7-12-18-5020146,35-1007317,571,55-3577,52-8-13-21-1509374,68-14062021924,86-2887293-4-9-10-15-16-22-2501807,32-4518308857,16-22142905-6-11-17-23-35024,36-852620499,54-7174839Итого:31352,712873875,531353,119681435,51-2-3-4-5-6350-15433,835401840,5-1784,02624407-7-8-9-10-11250-9796,612449152,5-4496,761124190-12-13-14-15-16-17150-4616,33692449,5-8792,161318824-18-19-20-21-22-2350-1504,8975244,5-16208,62810431-Итого31352,71861868731353,113877852

2. Выбор способов производства земляных работ путем технико-экономического сравнения

.1 Выбор комплекта машин для вертикальной планировки площадки

Для вертикальной планировки площадки принимаем два комплекта машин.

Первый комплект:

. Бульдозер для срезки растительного слоя Дз-259;

Среднечасовая эксплуатационная производительность ведущих землеройных машин и землеройно-транспортных машин в комплекте определяется по формуле

(7)

где V - единица объема работ по обмеру в состоянии природной плотности, м3;

Нвр - норма времени на производство единицы работ, чел.-ч.

t - единица времени, ч;

kс - коэффициент перехода от производственных норм к сметным

(kс = 1,33)

м2/ч

где Нвр= 1,5 маш.-ч. (§Е2-1-5, таб.1, п.2а)

бульдозера

.Для разработки и перемещения грунта принимаем скрепер ДЗ-20,

Нвр= 2,8+0,158=4 маш.-ч. (§Е2-1-21, таб.2)

м3/ч

скрепера

.Среднечасовая эксплуатационная производительность вспомогательных машин должна быть на 10-15 % больше, чем у ведущей машины (скрепер).

Определяем производительность катка

Пэ.ср.ч.= 18,8·1,1·1 = 20,68 м3/ч

Принимаем для уплотнения прицепной каток на пневмоходу мощностью Пэ.ср.ч.=19,51 м3/ч, N=1 каток.

Второй комплект:

.Бульдозер для срезки растительного слоя и планировки площадки ДЗ-28 на базе трактора Т-130;

Среднечасовая эксплуатационная производительность определяется по формуле (7)

м3/ч

где Нвр= 1,4 маш.-ч. ( §Е2-1-5)

бульдозер

.Для разработки и перемещения грунта принимаем скрепер ДЗ-26, где Нвр=2,5 маш.-ч. ( §Е2-1-21, таб.2)

м3/ч

скрепера

.Среднечасовая эксплуатационная производительность вспомогательных машин должна быть на 10-15 % больше, чем у ведущей машины (скрепер).

Определяем производительность катка

Пэ.ср.ч.= 30,075·1,5·1=45,11 м3/ч

Принимаем для уплотнения каток на пневмоколесном ходу, самоходных Д-404 (10т) мощностью Пэ.ср.ч.=43,90 м3/ч, N=1 каток.

Сравниваем выбранные комплекты механизмов по следующим технико-экономическим показателям: трудоемкость работ, трудоемкость единицы продукции, себестоимость механизированных земляных работ, приведенные затраты.

.Трудоемкость механизированных земляных работ Тi, маш.-ч., выполняемых i-й машиной

(8)

где V- объем работ, м3;

Нвр- норма времени на производство единицы работ, маш.-ч.;

k - коэффициент при единице измерения

Трудоемкость работ первого комплекта

бульдозер Д-259 маш.-ч.

скреперДЗ-20 маш.-ч.

каток маш.-ч.

Трудоемкость работ второго комплекта:

бульдозер ДЗ-28 маш.-ч.

скрепер ДЗ-26 маш.-ч.

каток Д-404 маш.-ч.

Трудоемкость единицы продукции механизированных работ Тед, маш.-ч./м2, при использовании комплекта машин определяется по формуле

(9)

для первого комплекта

маш.-ч./м2

для второго комплекта

маш.-ч./м2

Себестоимость механизированных земляных работ по j-ому варианту Сj, руб, определяется по формуле

(10)

где См-чi - себестоимость машино-часа (руб.) i-ой машины комплекта по j- му варианту;

Ч м-чi - число машино-часов работы каждой машины на объекте по j-ому варианту;

Зр - заработная плата рабочих, участвующих в технологическом процессе (кроме машинистов, обслуживающих механизмы), руб.

Определим себестоимость работ для первого комплекта машин по формуле (10). Сметная цена машино-часа работы механизмов берется по СНиП IV-3-82 «Правила определения сметной стоимости эксплуатации строительных машин».

Число часов работы механизмов на объекте

ч

ч

ч

Сметные цены для:

бульдозера Д-259 - 3,09 руб.

скрепера Дз-26 - 3,67 руб.

катка -0,7 руб.

С1 = 1,08(319,2·3,09+ 3,67·1667,7 + 0,7·442,71)+0 = 7469,69руб.

Определим себестоимость работ для второго комплекта машин

ч

ч

ч

Сметные цены для:

бульдозера Д-259 - 3,35 руб.

скрепер ДЗ-26 - 3,67 руб.

каток Д-404 - 0,62 руб.

С2 = 1,08(297,92·3,35 +4,85·1042,48 +0,59·695,03)+0 =6464,13 руб.

Приведенные затраты вариантов механизации земляных работ Пj, руб, определяются по формуле

(11)

где Сj - себестоимость машино-часа работы j-ой модели, входящей в комплект, руб;

Фi - балансовая стоимость i-ой машины комплекта, принятой по j-ому варианту, руб;

Тi -число часов работы на объекте i-ой машины комплекта, по j-ому варианту;

Тчi - годовое число работы i-ой машины по нормативу;

n - число машин в комплекте;

Ен-нормативный к-т эффективности капитальных вложений.

(Ен=0,15)

руб.

руб.

Вывод: из расчета видно, что наиболее экономичен второй комплект машин для вертикальной планировки площадки.

.2 Подсчет объемов земляных работ при отрывке котлована под фундаменты

При шаге колонн 6×6 м разрабатываются траншеи, при шаге 12×12 м - отдельные котлованы. Объем грунта подлежащий разработке в траншее определяется по формуле

(12)

где F1 - площадь траншеи понизу, м2;

F2 - площадь траншеи поверху, м2.

h - высота траншеи.

(13)

где n - количество одинаковых траншей.

Длина и ширина траншеи понизу определяется по формуле

(14)

(15)

где - длина здания в осях, м;

- длина привязки фундамента, м;

и - длина и ширина фундамента, м.

Длина и ширина траншеи поверху определяется по формуле

(16)

(17)

гдеm - коэффициент откоса, (0,67).

Общий объем разработки грунта ручной подчистки

(18)

где- толщина слоя, снимающего вручную, м, = 0,05м;

-количество одинаковых траншей.

Объем обратной засыпки

(19)

.3 Выбор комплекта машин для разработки траншей, обратной засыпки и уплотнения грунта в траншеи

Для разработки экскаватором грунта принимаем два комплекта землеройных механизмов.

Первый комплект: экскаватор одноковшовый с механическим приводом - Э-302Б, оборудованный обратной лопатой с емкостью ковша 0,4 м3; бульдозер для обратной засыпки Д-259; прицепной каток на пневмоколесном ходу Д-404 (10т) мощностью Пэ.ср.ч.=43,90 м3/ч; самосвал МАЗ-503 грузоподъемностью 7,06т.

Определяем производительность и трудоёмкость работы экскаватора Э-302Б по формуле (7)

где Нвр=2,5 маш.-ч. (§Е2-1-9, таб.3)

Трудоемкость механизированных работ определяем по формуле (8)

Объем грунта в плотном теле в ковше экскаватора определяем по формуле

(21)

где Vков - объем ковша, м3;

кнап = 1;

кпр = 1,15.

Массу грунта в ковше экскаватора определяем по формуле

(22)

где ? - объемная масса грунта принимается 1,65т/м3 [1]

Количество ковшей грунта, загружаемых в кузов самосвала определяем по формуле

(23)

где П - грузоподъемность самосвала, т

Объем грунта в плотном теле, загружаемый в кузов самосвала определяем по формуле

(24)

где n- количество ковшей

Продолжительность одного цикла работы самосвала определяем по формуле

(25)

где tn- время погрузки грунта, мин.;

L - расстояние транспортировки грунта, км;

Vг - средняя скорость самосвала в загруженном состоянии, км/ч;

Vn - средняя скорость самосвала в порожнем состоянии,км/ч;

tp - время разгрузки,мин;

tм - время маневрировани перед позрузкой и разгрузкой,мин.

(26)

Требуемое количество самосвалов определяем по формуле

(27)

Трудоемкость работы самосвала

Определяем производительность и трудоёмкость работы бульдозера Д-259 при обратной засыпке

где Нвр = 1,5 маш.-ч. ( §Е2-1-34,п.3б)

Трудоёмкость работы катка Д-404

где Нвр = 0,88 маш-ч ( §Е2-1-29,таб.3)

Трудоемкость единицы продукции механизированных земляных работ по первому комплекту определяем по формуле (9)

маш.-ч.

Себестоимость механизированных земляных работ

руб.

Приведенные затраты

Второй комплект: экскаватор одноковшовый Э-652, оборудованный обратной лопатой с емкостью ковша 0,65 м3; бульдозер для обратной засыпки ДЗ-28; каток самоходный на пневмоходу ДУ-29 мощность 62,66 м3/ч; самосвал КрАЗ-222 грузоподъемностью 10 т.

Определяем производительность и трудоёмкость работы экскаватора Э-652 по формуле (7)

где Нвр=1,9 маш-ч (§Е2-1-9, таб.3)

Трудоемкость механизированных работ определяем по формуле (8)

Объем грунта в плотном теле в ковше экскаватора определяем по формуле (21)

Массу грунта в ковше экскаватора определяем по формуле (22)

Количество ковшей грунта, загружаемых в кузов самосвала определяем по формуле (23)

Объем грунта в плотном теле, загружаемый в кузов самосвала определяем по формуле (24)

Продолжительность одного цикла работы самосвала определяем по формуле (25)

Требуемое количество самосвалов определяем по формуле (27)

Трудоемкость работы самосвала

Определяем производительность и трудоёмкость работы бульдозера Д-259 при обратной засыпке

где Нвр = 1,4 маш-ч ( §Е2-1-34)

Трудоёмкость работы катка ДУ-31А

где Нвр =1,2 маш-ч ( §Е2-1-31)

Трудоемкость единицы продукции механизированных земляных работ по первому комплекту определяем по формуле (9)

маш.-ч.

Себестоимость механизированных земляных работ

руб.

Приведенные затраты

Вывод: наиболее экономичным является первый комплект. Следовательно, для разработки траншей и котлованов применяем этот комплект механизмов.

.4 Выбор вида проходок и расчет забоя экскаватора

Максимальная ширина лобовой проходки поверху при односторонней выгрузке грунта определяем по формуле

(28)

где Rmax - наибольший радиус резания, м;

Ln- длина рабочей передвижки экскаватора, м.

3. Составление калькуляции трудовых затрат

Калькуляция трудовых затрат составляется в форме таблицы 2.

Таблица 2 - Калькуляция трудовых затрат

Обоснование по ЕНИРНаименование работЕдиницы измеренияОбъем работНорма времени на ед.изм.Затраты труда, маш.-ч (чел.-ч)Расценка на ед.измСтоимость затрат, руб-коп.Состав бригадыСменностьпо ЕНИРпринятоВертикальная планировкаЕ2-1-5, п.2аСрезка растительного слоя бульдозером Д-2591000 м2401,57,51,5911,925Маш. 6р12Е2-1-21 т.2,п.1б,1гРазработка грунта скрепером ДЗ-30100 м352,14445,690,1275,80Тракт. 6р22Е2-1-29 т.2,п.2бУплотнение грунта прицепным катком Д-404100 м352,141,416,020,365,77Тракт. 6р12Итого:69,2123,495Разработка котлованов и траншейЕ2-1-9 т.3,п.3бРазработка грунта экскаватором Э-302Б обратная лопата, емкостью 0.4 м3100 м39,621,961,0893,18194,262Маш. 6р22т.12 прил.Транспортирование грунта самосвалами КрАЗ-2221м3305,81,972,631,2288,6Шоф. 3к12Е2-1-47 т.1,п.1дЗачистка дна в котлованах и траншеях вручнуюм3149,181,30,2380,8320,198Земл. 2р22Е2-1-34 п.3бОбратная засыпка котлованов и траншей бульдозером ДЗ-28 100 м3441,547,221,5975,08Маш. 6р12Е2-1-29 т.3,п.1аУплотнение грунта прицепным катком Д-65100 м21,21,221,151,2722,38Тракт. 6р12Е2-1-59 т.3,п.1аУплотнение грунта ручными трамбовками100 м245,172,321,721,61121,64Земл. 2р12Итого:6,7 (224,047)502,16Всего:6,7 (293,257)525,66

. Подсчет технико-экономических показателей

Продолжительность выполнения земляных работ (принимается по календарному плану производства работ) - 37 дней

Затраты труда определяются по формуле

(32)

где Тм - суммарная трудоемкость механизированных операций на весь объем работ, маш.-см.;

при вертикальной планировке определяется-199,76 маш.-смен.

при разработке котлованов и траншей - 15,05 маш.-смен.

Выработка на одного рабочего в смену

скрепера- 102 м3

экскаватора - 231 м3

Трудоемкость 1 м3 определяется по формуле

(33)

при вертикальной планировке определяется- 0,005 маш.-смен.

при разработке котлованов и траншей - 0,004 маш.-смен.

5. Указания по технике безопасности

Мероприятия по охране труда разрабатываются в соответствии с требованиями СНиП РК 1.03-05-2001 «Охрана труда и техника безопасности в строительстве».

Строительная площадка в населенных местах или на территории действующих предприятий во избежание доступа посторонних лиц должна быть ограждена. Конструкция ограждений должна удовлетворять требованиям ГОСТ 23407-78. Ограждения, примыкающие к местам массового прохода людей, необходимо оборудовать сплошным защитным козырьком.

Котлованы и траншеи, разрабатываемые на улицах, проездах, во дворах населенных пунктов, а также местах, где происходит движение людей или транспорта, должны быть ограждены защитным ограждением с учетом требований ГОСТ 23407-78. На ограждении необходимо устанавливать предупредительные надписи и знаки, а в ночное время - сигнальное освещение.

Места прохода людей через траншеи должны быть оборудованы переходными мостиками, освещенными в ночное время.

Грунт, извлеченный из котлована или траншеи, следует размещать на расстоянии не менее 0,5 м от бровки выемки.

Валуны и камни, а также отслоения грунта, обнаруженные на откосах, должны быть удалены.

Перед допуском рабочих в котлованы или траншеи глубиной более 1,3 м должна быть проверена устойчивость откосов или крепления стен.

При разработке, транспортировании, разгрузке, планировке и уплотнении грунта двумя или более самоходными или прицепными машинами (скреперами, грейдерами, катками, бульдозерами и др.), идущими одна за другой, расстояние между ними должно быть не менее 10 м.

В местах спуска рабочих в траншею для выполнения работ устраивают на необходимом расстоянии или крепления.

Траншеи, в которых должны работать люди, отрывают с откосами или крепят стенки щитами, причем ширина между основаниями откосов или между щитовыми креплениями должна быть не менее 0,7 м.

В зоне работы машины должны быть установлены знаки безопасности и предупредительные надписи.

Перемещение, установка и работа машин вблизи котлована (канавы) с неукрепленными откосами разрешается только за пределами призмы обрушения грунта на расстоянии, установленном проектом производства работ.

При разгрузке автомобилей-самосвалов на насыпях или в выемках их следует устанавливать не ближе 1 м от бровки естественного откоса (границы призмы обрушения), а при разгрузке с эстакад последние необходимо оборудовать надежными отбойными брусьями.

земляной траншея грунт экскаватор

Список использованной литературы

1 ЕНиР. Сборник Е 2. Земляные работы. Вып.1. Механизированные и ручные земляные работы/ Госстрой СССР. - М.: Стройиздат, 1998. - 224 с.

Хамзин С.К., Карасев А.К. Технология строительного производства.

Курсовое и дипломное проектирование. Учебное пособие для строительных специальностей вузов. - М.: Высш. шк. - 1989. - 216 с.

СНиП РК 1.03-05-2001. Охрана труда и техника безопасности в строительстве. - Алматы, 2002. - 84 с.

СНиП IV-3-82. Правила определения сметной стоимости эксплуатации строительных машин. - М.: Стройиздат, 1982. - 40 с.

С.С.Добронравов. Строительные машины и оборудование. Справочник для строит. спец. вузов и инж. техн. работников. - М.: Высш. шк., 1991. - 456 с.

Курсовая работа Исходные данные Размеры площадки, м: 400*400 Размер подошвы фундамента,

Больше работ по теме: