Контрольная работа: Разработка организационно-технологической схемы возведения фундамента

Задание 1

Определение потребности в материально-технических ресурсах при кирпичной кладке

1.1  Определить потребность в кирпиче и растворе по усредненным нормативам на смену месяц для бригады каменщиков из n человек при средней выработке V м3/смену

Потребность кирпича на смену определяется по формуле

N = 0,4*n*V, тыс. шт.     (1.1)

где

N – количество кирпича, тысяча штук

n – численность бригады

V – средняя выработка

N = 0,4*15*1,9 = 11,4 тыс. шт.

Потребность раствора на смену определяется по формуле

Q = 0,25*n*V, м3      (1.2)

Где

Q – потребность раствора, м3

n – численность бригады

V – средняя выработка

Q = 0,25*15*1,9 = 7,13 м3

Производим перерасчет полученной потребности обыкновенного кирпича на эффективный (полуторный) с помощью переводного коэффициента к = 1,35. N = 11,4*1,35 = 15,39 тыс. шт.

Согласно нормам расхода строительных материалов

N = 0,392*15*1,9 = 11,17 тыс. шт.

Q = 0,245*15*1,9 = 6,98 м3

Расход основных материалов на 1 м3 кладки

Таблица 1.1

1.2 Определить количество поддонов кирпича и транспортных средств для обеспечения сменной потребности в материальных ресурсах

Рабочим местом каменщиков называется пространство, в пределах которого находится возводимая конструкция или ее часть, перемещаются рабочие, а также размещены требуемые для кладки материалы, инструменты и приспособления.

Рис. 2. Схема размещения материалов на рабочем месте при кладке стен с проемами: 1 — рабочая зона; 2 — зона материала

Таблица 1.2

Определяем количество поддонов необходимое за смену 11,4 / 0,4 = 28 шт.

КАМАЗ бортовой имеет небольшой размер по сравнению с фурой, однако, больший объем и грузоподъемность, по сравнению с ЗИЛами и Газелями. Эти качества являются важными для заказчика, так как есть возможность перевезти большой объем груза одновременно. КАМАЗ борт особо удобен при транспортировке крупногабаритных грузов, устойчивых к воздействию погоды, либо требующих загрузки через верх (при помощи автокранов или автопогрузчиков). Обычно КАМАЗ бортовой используется для перемещения строительных материалов. Конструкция позволяет осуществлять надежное крепление, а высокая проходимость позволит доехать до стройки и без хорошей дороги.

Сменная эксплуатационная производительность () грузового автомобиля определяется по формуле:

,   (1.3)

где

QАТС - грузоподъемность автомобиля, т;

VСР - средняя техническая скорость, км/ч;

tРС - время работы автомобиля в смену, ч.;

KИП – коэффициент использования пробега;

KИГ - коэффициент использования грузоподъемности;

LПГ – пробег автомобиля с грузом за смену, км.

tПР – продолжительность простоев автомобиля под погрузкой и разгрузкой, ч.

Коэффициент использования пробега определяется по формуле:

      (1.4)

где

LПГ – пробег с грузом за смену, км.;

LОБЩ - общий пробег за смену.

Коэффициент использования грузоподъемности определяется по формуле:

,       (1.5)

где

QФАКТ – масса фактически перевезенного груза за одну поездку, т;

QНОМИН – номинальная грузоподъемность, т.

Проверяем условие обеспечения нормальной эксплуатации автомобиля при загрузке по фактической массе перевозимого груза по формуле:

,      (1.6)

где

V – объем груза в кузове автотранспортного средства, м³;

ρ – плотность материала, т/м³;

КРХ – коэффициент разрыхления груза.

Требуемое количество автотранспортных средств на маршруте (А, шт.) определяется по формуле:

,   (1.7)

где

tР – время выполнения перевозок на маршруте конкретным АТС, ч;

tСМ – продолжительность рабочей смены, ч.

Время выполнения перевозок определяется по формуле:

,    (1.8)

где

 - общее время движения АТС, ч;

 - общее время простоя АТС под погрузкой и разгрузкой, ч.

Время движения АТС за один оборотный рейс на маршруте определяется по формуле:

,    (1.9)

где

LМ – протяженность маршрута в одном направлении, км;

Vt – средняя техническая скорость, км/ч;

LОБЩ – общий пробег, км.

Общий пробег определяется по формуле:

,   (1.10)

где

LМГ – пробег на маршруте с грузом в одну поездку, км;

LМП – пробег на маршруте в обратном направлении за грузом порожним, км;

n – количество ездок АТС на маршруте.

Количество ездок на маршруте определяется по формуле:

,   (1.11)

где

QОБЩ – масса груза планируемого к перевозке, т;

QНОМИН – номинальная грузоподъемность, т.

КИГ – коэффициент использования грузоподъемности.

Рассчитываем перевозку кирпичей с завода ДСК до строительной площадки. Расстояние между объектами составляет 10,17 км. Принимаем согласно варианту Камаз с грузоподъемностью 10 т.

Всего необходимо 11400 кирпичей (25,5 т.).

Сменная эксплуатационная производительность () грузового автомобиля:

Коэффициент использования грузоподъемности

использование эффективно.

Требуемое количество автотранспортных средств на маршруте:

Время выполнения перевозок:

Время движения АТС за один оборотный рейс на маршруте

Общий пробег:

,

Количество ездок на маршруте:

Задание 2. Разработка организационно-технологической схемы возведения фундамента

2.1 Определить энергию удара, подобрать сваебойный агрегат и показать на рисунке схему проходки для погружения свай длиной 16м, сечением 40см, несущей способностью 40тн для свайного поля с расположением свай в 2ряда

Выбор способа, типа машин (копров) и оборудования для сваебойных работ

Выбор способа погружения свай зависит от грунтовых условий, конструкции, длины и массы сваи.

Наиболее распространенным способом является ударное погружение свай с помощью падающих механических и дизель-молотов, реже паровоздушных молотов. Ударный способ рационален для погружения цельных и составных железобетонных свай сечением 0,2х0,2 - 0,4х0,4 м, длиной до 30 м в любых грунтах.

Вибропогружение эффективно при наличии рыхлых песчаных грунтов и супесчаных водонасыщенных грунтов; вибровдавливание рекомендуется при погружении в мягкопластичные, текучепластичные и текучие суглинки и глины; применение вдавливания статической нагрузкой ограничивается глинистыми грунтами текучей консистенции. В ряде случаев применяют свайные погружатели комбинированного действия, например вибромолоты, в которых используется ударная сила молота и действие вибропогружателя, или установки статического вдавливания в сочетании с вибропогружателями.

Широко распространенная ударно-вибрационная технология погружения имеет ряд недостатков: необходимость усиленного армирования свай; значительное влияние ударных и вибрационных нагрузок на рабочие органы машины, близкостоящие здания; нарушение структуры грунта и неравномерность осадок фундаментов; высокий уровень шума и вибраций при забивке свай.

Поэтому в настоящее время продолжается поиск новых, более прогрессивных и эффективных технологий устройства свайных фундаментов и способов погружения свай с использованием предварительного бурения лидерных скважин, и методом вдавливания и завинчивания свай.

Выбор молота для забивки свай и свай-оболочек производят исходя из предусмотренной проектом несущей способности сваи (сваи-оболочки), ее массы и плотности грунта. Ориентировочно масса ударной части молота должна быть при длине сваи более 12 м не меньше массы сваи, при длине до 12 м - не менее 1,5 и 1,25 ее массы (если забивка ведется соответственно в плотных и связных грунтах). Можно также пользоваться указаниями СНиПа, в которых соотношение массы молота и железобетонной сваи к расчетной энергии удара рекомендуется принимать: не менее 3 - для подвесных молотов, не менее 5 - для штанговых дизель-молотов и не менее 6 - для трубчатых дизель-молотов и молотов двойного действия. Молоты двойного действия используют для забивки и извлечения легких трубчатых металлических свай и стального шпунта.

Сваи забивают в строго определенной технологической последовательности. Последовательно-рядовая схема забивки применяется в несвязных грунтах; в глинах и суглинках она приводит к неравномерным осадкам грунта, отклонению свай от проектного положения. Концентрическая схема забивки от краев свайного поля к центру характеризуется сильным уплотнением грунта в центральной зоне и выпиранием свай, поэтому ее следует применять в слабых, водонасыщенных грунтах. Концентрическая забивка от центра свайного поля к краям рекомендуется в слабосжимаемых грунтах, при других схемах сваи в процессе забивки могут отклоняться из-за неравномерного уплотнения и обжатия грунта. При секционной схеме забивки, применяемой в связных грунтах, забивают сначала сваи в граничных рядах секций, а затем ведут последовательно-рядовую забивку в пределах секций. Такая схема забивки позволяет равномерно распределить нагрузку на грунт по всей площади свайного поля. Необходимой точности погружения свай в плане и по высоте можно добиться за счет такой организации работ и применения оптимальных проходок копровых агрегатов, при которых отклонения свай будут минимальными. Так, например, повторная добивка свай, использование секционной схемы забивки и применение наклонных свай позволяют устранить выпирание последних и отклонение их от проектного положения.

При устройстве свайных фундаментов в виде кустов свай или свайного поля в котловане вытянутой формы шириной до 18 м целесообразно использовать мостовую копровую установку конструкции ЦНИИОМТП с координатно-шаговым механизмом, имеющим программное управление.

Установка на базе крана для работ нулевого цикла может быть применена не только для забивки свай, но и для монтажа сборных элементов ростверка.

В зимних условиях, в зависимости от глубины промерзания грунта применяются следующие способы погружения свай: если толщина мерзлого слоя не превышает 0,7 м, используют более мощное сваебойное оборудование; при толщине мерзлого слоя более 0,7 м бурят лидирующие скважины, разрыхляют или протаивают грунт в местах расположения свай огневым способом, электропрогревом или паропрогревом и др.

Вечномерзлые грунты в ненарушенном состоянии обладают высокой несущей способностью. Поэтому основная задача при погружении свай - внести в эти грунты как можно меньше разрушений, а в местах, где эти разрушения все же произошли, сваи должны быть как можно быстрее "вморожены" в грунт.

В отличие от обычных условий, свайные работы в условиях вечной мерзлоты целесообразнее выполнять при мерзлом состоянии грунта, поскольку верхний слой грунтов при оттаивании затрудняет использование сваебойных и буровых установок, несмотря на подсыпку в местах расположения механизмов.

Существует два способа погружения свай в вечномерзлые грунты: в оттаянный грунт (рис. а) или в пробуренные скважины. В первом случае грунт в местах погружения свай на захватке можно оттаивать с помощью паровых игл в первой половине рабочей смены, а во второй половине - производить погружение. Как показывает практика, через несколько часов сваи прочно "вмерзают" в грунт скважины. Свая оказывается заделанной в толщу вечномерзлого грунта и приобретает высокую несущую способность.

Метод погружения свай в пробуренные скважины можно выполнять с применением обсадной трубы и без нее. В процессе выполнения работ с обсадной трубой (рис.3б) осуществляют: бурение скважины, установку обсадной трубы и закачивание песчано-глиняного раствора в объеме, необходимом для заполнения зазоров между стенками скважины и сваи после ее погружения; погружение сваи с выжиманием раствора; подъем обсадной трубы. Работы без обсадной трубы (рис.3в) предусматривают: бурение лидирующей скважины диаметром меньше на 1... 2 см диаметра сваи и забивку сваи с отжиманием грунта к стенкам сваи.

Применение лидирующих скважин позволяет повысить точность установки свай, обеспечивает погружение их на проектную глубину, предохраняет сваи от поломок при погружении.

Забивка - основной способ погружения готовых свай. Для забивки свай применяют специальные установки - копры, оборудованные механическими, паровоздушными или дизельными молотами. Механические и паровоздушные молоты в массовом строительстве постепенно заменяются гидравлическими и вибрационными дизель-молотами из-за их высокой производительности и простоты эксплуатации. Выпускавшиеся ранее копры на рельсовом и пневмоходу заменяются копровыми установками на гусеничном ходу из-за их высокой маневренности и проходимости.

Рис. 3 Схемы погружения свай в вечномерзлые грунты: а - в оттаянный грунт; б - в скважину с обсадной трубой; в - забивка в лидирующую скважину; 1 - паровая игла; 2 - свая; 3 - обсадная труба; 4 - песчано-глиняный раствор; 5 - подсыпка; 6 - лидер

Подготовительные работы включают в себя: расчистку и планировку площадки; разбивку положения свай, устройство обносок и путей передвижения копров; доставку и складирование свай, доставку оборудования; оборудование освещения площадки и рабочих мест; пробную забивку, по результатам которой корректируются схемы забивки и проект производства свайных работ.

Кроме специализированных копровых установок для погружения свай используются универсальные машины - экскаваторы, для чего их оборудуют подвешенной мачтой. Благодаря установке направляющей на стандартную крановую стрелу за короткий промежуток времени экскаватор выполняет функции сваебойной машины.

Рис.4 Погружение свай: а - с помощью экскаватора, оборудованного навесной мачтой; б - деревянных; в - железобетонных; г - стальных; д, е, ж - стального шпунта корыто -, зетобразного и плоского профиля.

Для повышения трещиностойкости железобетонные сваи рекомендуется подвергать предварительному напряжению, а перед погружением - пропитывать составами на основе нефтебитума. Металлические сваи и шпунтовые ограждения, погружаемые забивкой, покрывают антикоррозийной обмазкой.

Забивка свай ведется до получения заданного проектом отказа.

Процесс погружения сваи складывается из следующих операций: подтягивание и подъем сваи с одновременным заведением ее головной части в гнездо наголовника в нижней части молота; установка сваи в направляющих в месте забивки; забивка сваи сначала несколькими легкими ударами с последующим увеличением силы ударов до максимальной. При отклонении положения сваи от вертикали более чем на 1 % сваю выправляют подпорками, стяжками и т. п., или извлекают и забивают вновь; передвижение копровой установки и срезание сваи по заданной отметке.

Деревянные сваи срезают пилой, верх железобетонных свай срубают отбойным молотком, арматуру срезают газовой резкой. Обнажившуюся арматуру затем сваривают с арматурой ростверка.

Рис.5 Схемы проходок при погружении свай: а - рядовая; б - секционная; в, г - спиральные

Существуют следующие основные схемы забивки свай (рис.5 Схемы проходок при погружении свай): рядовая, секционная и две спиральных (от краев к середине в обычных условиях, от середины к краям при плотном грунте). Недостатком забивных свай является динамическое воздействие на людей и здания, поэтому были разработаны безударные способы погружения свай

Назначение ростверков - объединение отдельных свай в общий свайный фундамент. Ростверки бывают монолитными и сборно-монолитными различной высоты и формы (рис. 6, табл. 2.1).

Процесс возведения ростверка мало отличается от традиционных схем бетонирования плит. По отметкам срубаются оставшиеся после забивки части свай и оголяется продольная арматура свай. На глубину 0,10...0,15м ниже планировочных отметок снимается грунт и укладывается слой шлака, щебня или песка. Устанавливаются и закрепляются щиты опалубки. Арматура ростверка и свай соединяется. Бетонируются плиты (балки) ростверка; опалубка снимается.

Рис. 6. Схемы устройства ростверков: а - варианты устройства опалубки ростверков рядовых, кустовых свай и свайных полей (план); б - схема сопряжения балки сборного ростверка со сваей

Таблица 2.1. График производства работ при устройстве монолитного ростверка

Контроль качества погружения (забивки) свай

Контроль качества работ по устройству свайного фундамента ведется пооперационно с оформлением актов подготовки котлована, подъездных путей, геодезической разбивки, погружения свай, устройства ростверка.

Основным требованием к качеству погружения сваи является достижение ею заданной несущей способности. Допустимая нагрузка на сваю зависит от глубины, точности и технологии ее погружения, а также от грунтовых условий. Наиболее достоверное значение несущей способности свай дает(опытная забивка свай, пробная забивка свай) их статическое испытание, однако оно трудоемко и длительно. Поэтому в процессе производства работ применяется менее точный, но простой и удобный в исполнении динамический метод испытания свай, сущность которого основана на корреляции зависимости сопротивления сваи и отказа.

Отказом сваи называется глубина погружения сваи в грунт от одного удара молота, определяемая как среднее арифметическое значение величины глубины погружения сваи от определенного числа ударов (залога). Число ударов в залоге для молотов подвесных и одиночного действия принимают равным 10 (для молотов двойного действия и вибропогружателей принимают число ударов или работу механизма в течение 2 мин). Этот фактический отказ сравнивается с расчетным (проектным), который устанавливают проектировщики исходя из инженерно-геологических условий, с целью контроля несущей способности сваи. Отказ замеряется в конце погружения сваи с точностью до 1 мм не менее чем от трех последовательных залогов. Свая, не давшая расчетного (проектного) отказа, должна быть подвергнута контрольной добивке после отдыха и засасывания ее в грунте в течение 6 суток - для глинистых и разнородных грунтов, 10 суток для водонасыщенных мелких и пылеватых песков. 20 суток для мягко- и текучепластичных глинистых грунтов. Сваи, давшие ложный отказ, или сваи, не забитые на 10 - 15 % длины, следует подвергнуть обследованию с целью устранения причин, затрудняющих забивку. В случае; если отказ при контрольной добивке превышает расчетный, проектная организация должна провести контрольные испытания свай статической нагрузкой и откорректировать проект свайного фундамента или его часть.

Погружение свай может производиться как до проектного отказа, так и до проектной отметки (устанавливается проектом). Последнее возможно только в тех случаях, когда под острием сваи залегают слабые грунты и несущая способность сваи не превышает 200 кН.

2.2 Составить исполнительные схемы свайного поля

В ППР свайных работ включаются технологические карты, исполнительные схемы, графики, технологические схемы погружения свай, излагается технология погружения свай и устройства ростверков.

Забивку свай выполняют в соответствии с исполнительной схемой свайного поля по рабочим чертежам проекта, содержащим данные о длине свай, их сечении, глубине погружения, величине отказа, направлениях перемещения копра, с соблюдением технологии забивки свай

Данные о погружении свай необходимо записывать в «Журнал забивки свай») В состав основных работ входят: перемещение копра или копровой установки к месту погружения сваи; строповка и подтягивание сваи к копру; установка сваи на точку погружения и выверка правильности ее положения; закрепление на свае наголовника; установка погружателя и расстроповка сваи; погружение сваи с выверкой ее положения; снятие погружателя и наголовника; срубка недопогруженной части сваи или забивка дублирующей сваи.

Оформления исполнительной геодезической схемы свайного поля

2.3 Описать технологическую последовательность работ при устройстве свайного фундамента с монолитным ростверком

Устройство свайных фундаментов любого типа выполняют в следующей последовательности:

- планировка площадки срезкой или подсыпкой;

- устройство котлована и его сдача-приемка;

- разбивка и закрепление осей погружаемых или изготавливаемых свай;

- вдавливание пробных свай;

- погружение или изготовление свай;

- сдача-приемка выполненных свай;

- срубка голов свай;

- зачистка котлована в местах устройства ростверков;

- устройство бетонной подготовки под ростверк;

- устройство ростверка (плиты);

- сдача-приемка свайного фундамента.

2.4 Составить перечень исполнительной документации на устройство фундамента типа «Ф»

При производстве строительно-монтажных работ по устройству свайных фундаментов должны соблюдаться следующие требования: Работы по устройству свайных фундаментов должны производиться в соответствии с проектом производства работ (ППР), разработку которого выполняет подрядная организация на основании проекта организации строительства. ППР согласовывается с проектной организацией, разработавшей проект свайных фундаментов.

В состав ППР входят:

- стройгенплан объекта с нанесением на нем границ и отметок котлована, осей свайных рядов, сетей электро и водоснабжения, расположения бытовых и производственных коммуникаций;

- перечень необходимых машин и оборудования;

- технологические схемы основных производственных процессов (схемы движения сваевдавливающих и буровых машин при устройстве свай, схемы раскладки свай и др.);

- схемы с размещением временных дорог, площадок складирования свай и других строительных конструкций и материалов;

- календарный план производства работ;

- графики транспортировки на объект свай, конструкций, потребности в рабочих кадрах и основных строительных машинах;

- краткая пояснительная записка с расчетами потребности строительных машин и технико-экономическим обоснованием ППР;

- дополнительные требования, предъявляемые к производству работ, характерные для данного объекта в зависимости от инженерно-геологических, гидрогеологических, климатических и экологических условий площадки и типа сооружений.

2.5 Перечислить контролируемые параметры при устройстве фундаментов типа «Ф», способы и методы их контроля

Входной контроль свай должен осуществляться в соответствии с требованиями ГОСТ 19804 — 91, ГОСТ 13015.0 — 83*, ГОСТ 13015.3 — 81* и технологической документации, утвержденной в установленном порядке.

Таблица 2.2

Входной и операционный контроль осуществляют: мастер (прораб), лаборатория (инженер), геодезист — в процессе производства работ.

Приемочный контроль осуществляться: прораб (мастер), представители генподрядчика и технадзора заказчика.

2.6 Составить акт на скрытые работы свайного поля

Приемка работ по устройству свайных фундаментов должна производиться на основании:

·  проектов свайных фундаментов;

·  паспортов заводов-изготовителей на сваи;

·  актов геодезической разбивки осей фундаментов;

·  исполнительных схем расположения свай с указанием их отклонений в плане и по высоте;

·  журналов забивки при погружении свай и свай-оболочек, журналов бурения;

·  результатов динамических испытаний свай и свай-оболочек (если они были предусмотрены);

·  актов освидетельствования арматурных каркасов и скважин перед бетонированием.

Скрытые работы по погружению свай и свай-оболочек; работы, связанные со стыкованием свай и свай-оболочек, а также бурением всех видов скважин, и другие работы в соответствии с требованиями ППР должны быть освидетельствованы с составлением актов. Освидетельствование скрытых работ и составление актов в случаях, когда последующие работы должны начинаться после перерыва, следует производить непосредственно перед производством последующих работ. Запрещается выполнение последующих работ при отсутствии актов освидетельствования скрытых работ во всех случаях.

Свайные фундаменты в соответствии с требованиями ППР должны быть приняты по акту комиссией.

АКТ ОСВИДЕТЕЛЬСТВОВАНИЯ СКРЫТЫХ РАБОТ

Приложение 6

к СН 322-74,

утв. Госстроем СССР

от 17.04.1974

АКТ

освидетельствования скрытых работ

по устройству ________свайного поля________

гор. _______Тюмень___________ "__10__" __апрель________ 2009 г.

Мы, нижеподписавшиеся ________Иванов А.С., Сидоров Н.К.________

_____________________________________________________________

_____________________________________________________________

произвели осмотр выполненных работ по устройству ___свайного поля

_____________________________________________________________

_____________________________________________________________

Причем установили:

Описание выполненной конструкции _ Разбивка свайного поля_______

заключается в переносе в котлован сперва основных и_______

промежуточных осей зданий, а затем в определении положения

каждой сваи согласно рабочему проекту в последовательности,

принятой в ППР._ Правильность разбивки осей в процессе_____

работы регулярно проверялось_________________________________

_____________________________________________________________

2. Вид и качество примененных материалов, конструкций и др.

(соответствуют ГОСТу и техническим условиям) материалы и конструкции соответствуют техническим условиям и ГОСТу___

_____________________________________________________________

3. Работы выполнены _______работа выполнялось на основании проектной документаци_________ (ссылка на рабочие чертежи, СНиП и т.д.,

_____________________________________________________________

допущенные отступления от них с указанием причин и организаций,

_____________________________________________________________

разрешивших отступления, и т.д.)

_____________________________________________________________

4. Качество выполненных работ _________________________

На основании изложенного разрешаем производство последующих работ

_____________________________________________________________

Производитель работ:

Представитель технадзора заказчика:

Задание 3

3.1 Определить геометрические размеры котлована, профиль сечения, обеспечить устойчивость откосов для фундамента типа «Ф», с глубиной заложения1,6м и грунтовых условиях супесь h=2,5м при начале работ в Феврале текущего года. Уровень отметки земли - 0,15м. Оси здания проходят по центру фундамента

Определение размеров котлована для здания

При проектировании котлованов, их размеры, определяют исходя из общих размеров (L и B) на плане (чертеже), требуемой глубины его заложения (Н), крутизны откосов (1 / m), принятых для выполнения производственных процессов, условий их безопасного выполнения, а также условий необходимых для обеспечения выполнения дальнейших работ: установка опалубки при изготовлении ростверка, гидроизоляция стен подпала, установка лесов или подмостей и т.д.

Для создания безопасных условий труда в котловане и предотвращения обрушения стенок котлована, его устраивают с откосами, или выполняют их крепление. Крутизна откоса - отношение его высоты к заложению (1 / m = Н / а). Крутизна откосов (1/m) зависит от вида грунта, глубины котлована (Н) и характеризуется коэффициентом заложения откоса (m).

Указанные параметры связаны между собой тождеством

1/m = Н/а,          (3.1)

где:

1/m – крутизна (уклон) откоса

Н – высота откоса в котловане (глубина котлована), м

m – коэффициент заложения откоса котлована

а – заложение откоса, м.

Определяем заложение откоса путем преобразования тождества (1) в формулу

а = Н*m          (3.2)

А= 1,6/0,25 = 6м

При глубине котлована Н=1,6 метра в грунте глина будет иметь коэффициент заложения откоса m = 0,25, и откос должен иметь угол предельного равновесия а, при основании откосов котлована не более 76°.

Рис.7

По конфигурации здания в плане и его размеров определяем необходимые размеры котлована. Длина (Lк, м) котлована по дну (по низу) определяется по формуле:

Lк = L + 2(c + d),         (3.3)

где:

L – длина здания между координационных осей здания (пролет здания), м

с – расстояние, от боковых поверхностей ростверка до координационных осей здания, м

d – расстояние, от внешней наружной плоскости ростверка до подошвы откоса, м.

Lк = 84 + 2(0,3 + 0,7) = 86 м

Ширина котлована по дну (Вк, м), определяется по формуле:

Вк = В + 2(c + d),         (4.4)

где:

В – размер по ширине здания между координационными осями здания, м

с – расстояние, от боковых поверхностей ростверка до координационных осей здания, м

d – расстояние, от внешней наружной плоскости ростверка до подошвы откоса, м.

Вк = 24 + 2(0,3 + 0,7) = 26 м

Длину котлована по верху (LВк, м), определяется по формуле:

LВк = Lк + 2а,         (3.5)

где:

Lк – длина котлована по низу, м

а – заложение откоса котлована, м.

Используя формулу (2) преобразуем формулу (5), а после преобразования получаем формулу:

LВк = Lк + 2(Н *m)        (3.6)

LВк = 86 + 2(1,6 * 0,25) = 87м

Ширину котлована по верху (ВВк, м) определяют по формуле:

ВВк = Вк + 2а = Вк + 2(Н *m)       (3.7)

где:

m – коэффициент заложения откоса котлована.

ВВк = 26 + 2(1,6 * 0,25) = 27м

3.2 Определить объем работ, выбрать и показать на рисунке схему разработки спроектированного котлована

Расчет объемов грунта срезаемого растительного слоя при сооружении котлована

Плодородный грунт растительного слоя при строительстве здания должен быть сохранен, поэтому его срезают и вывозят или складируют для последующего использования при благоустройстве территории по завершению строительства.

Объем грунта подлежащий срезке срезают бульдозером с последующей погрузкой экскаватором или фронтальным погрузчиком в транспортные средства.

Объем (Vc, м) срезаемого грунта определяют по формуле:

Vc = VКс + VРс,         (3.8)

где:

VКс – объем срезаемого грунта в пределах котлована, м 3

VРс – объем срезаемого грунта в пределах рабочей зоны, м 3

Слагаемые формулы (8) определяют по формуле:

VКс = ВВк * LВк * hc,         (3.9)

где:

hc – толщина срезаемого слоя, м.

VКс = 87 * 27 * 0,15 = 352 м 3

VРс = F * hc         (3.10)

где:

F – площадь рабочей зоны, прилегающей к котловану по его периметру, м 2.

F = 87 * 15 = 1305 м2

VРс = 1305 * 0,15 = 196 м3

Расчет объемов грунта разрабатываемого в котловане экскаватором

Объем работ (Vэ, м3) выполняют экскаватором и определяют по формуле:

Vэ = (F1 + F2) / 2(H – hc – δ)       (3.11)

где:

F1 – площадь котлована по дну, м2

F2 – площадь котлована поверху, м2

Н – глубина котлована разрабатываемого экскаватором, м

δ = 0,15 величина недобора, м.

F1 = Lк * Вк         (3.12)

F2 = ВВк * LВк         (3.13)

F1 = 84 * 24 = 2016 м2

Vэ = (2016 + 2349) / 2 (2 – 0,15 – 0,15) = 1172 м3

Расчет объемов грунта при зачистке дна котлована

Объем грунта образующийся при зачистке дна котлована (VКэ, м3) называют грунтом недобора и определяют по формуле:

VКэ = Lк * Вк * δ        (3.14)

VКэ = 84 * 24 * 0,15 = 302 м3

Расчет объемов грунта при выполнении траншей для въезда в котлован

Для обеспечения въезда в котлован и выезда из него устраивают как минимум две траншеи (съезда-выезда). Ширина траншеи (Вr, м) принимается в зависимости от ширины планируемых для заезда в нее строительных и транспортных машин.

При одностороннем движении ширину траншеи по низу принимают равной Вт = Вт1 = 4,5 м, а при двухстороннем движении ширину траншеи по низу, принимают равной: В_т = В_Т2 =6 м.

Объем земляных работ (VТВ, м ³), при устройстве траншеи съезда определяют по формуле:

VТВ = (Н² (3Вт + 2mН(m′ - m)/ m′) * (m′ - m) / 6    (3.15)

где:

Н – глубина котлована, м

Вт – (Вт1 и Вт2) ширина траншеи по низу, м

m – коэффициент заложения откоса котлована

m′ - коэффициент заложения откоса траншеи.

VТВ = (2,56(3 * 6 + 2 * 0,98) * 9,75) / 6 = 130 м3

Расчет объемов земельных работ по обратной засыпке выемок сбоку от периметра фундаментов

Объем земляных работ по обратной засыпке выемок (засыпка пазух) при послойном уплотнении грунта равен геометрическому объему полостей засыпки. Геометрический объем определяется по формулам известным из геометрии. Объемы сложных геометрических фигур при расчетах разбивают на более простые, которые по окончанию вычислений суммируются в общий объем.

Рис.8. Схемы определения объемов земляных работ и расположения элементов строящегося здания в котловане

1- откос котлована, 2- дно котлована, 3- условная линия границы верхней плоскости грунта недобора, 4- свая, 5- монолитный ростверк, 6- стена подвала

В промышленном и гражданском строительстве приходится в основном рассчитывать объемы котлованов, траншей, выемок и насыпей при вертикальной планировке площадок.

Объёмы земляных масс подсчитывают многократно: в процессе проектирования – по чертежам, при выполнении строительных процессов – по натуральным замерам.

В состав земляных работ обычно входят: вертикальная планировка площадок;

Вертикальную планировку выполняют для выравнивания естественного рельефа площадок, отведённых под строительство различных зданий и сооружений, а также для благоустройства территорий. Земляные работы по вертикальной планировке включают выемку грунта на одних участках площадки, перемещение, отсыпку и уплотнение его на других участках (в зоне насыпи).

Вертикальную планировку площадок на участке выемок осуществляют до устройства в них коммуникаций и фундаментов, а на участке насыпей – после устройства этих сооружений.

Объёмы работ по вертикальной планировке площадок измеряются квадратными метрами поверхности.

Подсчёт объёмов разрабатываемого грунта сводится к определению объёмов различных геометрических фигур, определяющих форму того или иного земляного сооружения. При этом допускается, что объём грунта ограничен плоскостями, и отдельные неровности не влияют на точность расчёта.

Объём грунта измеряют кубическими метрами плотного тела.

Объём котлована вычисляют по формуле:

V_к = Н/6 ∙ [(2а + а₁) ∙ b + (2a₁ + а) ∙ b₁],     (3.16)

где Н – глубина котлована, м;

а, b – длины сторон котлована у основания, м;

а₁, b₁ – длины сторон котлована поверху (а₁=а+2Нm; b₁=b+2Нm);

m – коэффициент откоса.

а₁ = а + 2Н ∙ m = 24 + 1,6∙2∙0,25 = 25 м

b₁= b + 2Н ∙ m = 84 + 1,6∙2∙0,25 = 85 м

V_к = Н/6 ∙ [(2а + а₁) ∙ b + (2a₁ + а) ∙ b₁] = 1,6/6 ∙ [(2∙24 + 25) ∙ 84 + (2∙25 + 24) ∙ 85] =1,6/6 ∙ [(48 + 25) ∙ 84 + (50 + 24) ∙85] = 1,6/6 ∙ [73 ∙ 84 + 74 ∙ 85] =

1,6/6 ∙ [6132 + 6290] =1,6/6 ∙12422 = 3313 м³

Рис.9 Геометрическая схема определения объёма котлована

При отрывке ям под отдельно стоящие фундаменты иногда используют формулу:

V_к = Н/3 (F_н + F_в + √F_н+F_в),      (3.17)

где F_н и F_в – соответственно площади котлована по дну и поверху, м².

При расчёте объёмов траншей и других линейно протяжённых сооружений их продольные профили делят на участки между точками перелома. Для каждого такого участка объём траншеи вычисляют отдельно, после чего их суммируют. Так, объём траншеи на участке между пунктами 1 и 2:

V_{1 – 2} = [F_ср + m (H₁ – H₂)²/12] ∙ L_1-2

Или  (3.18)

V_{1 – 2} = [F₁/2 + F₂/2 – m ∙ (H₁ – H₂)²/6] ∙ L_1-2

Рис.10 Геометрическая схема определения объёма траншеи

Рис.11 Разрез котлована: обратная засыпка грунта

С – сооружение, О – обратная засыпка

Для определения объёма обратной засыпки пазух котлована (траншеи), когда объём его (её) известен, нужно из объёма котлована (траншеи) вычесть объём подземной части сооружения (объём фундамента):

V_об.з = V_к – а₂ ∙ b₂ ∙ H,    (3.19)

где а₂, b₂ – размеры здания в плане.

 V_об.з = 3313- 84*24*1,6 = 87 м3

3.3 Разработать защиту котлована от заполнения осадками, паводковыми водами

Для защиты фундаментов от дождевых или паводковых вод по периметру дома устраивают отмостку. При хорошем качестве она не только служит надежной защитой от проникания поверхностных вод к основанию фундаментов, но является декоративным элементом внешнего благоустройства, исполняя роль своеобразного тротуара вокруг дома. Верхнее покрытие отмостки выполняют из щебня, гравия, булыжного камня, кирпича, асфальта, бетона, бетонных плиток. Материал для основания подбирают в зависимости от верхнего покрытия, однако, во всех случаях конструктивное решение отмостки должно обеспечивать ее водонепроницаемость.

Ширина отмостки зависит от типа грунтов и выноса карнизных свесов крыши. На обычных грунтах она должна быть на 15...20 см шире карниза (но не менее 60 см), на просадочных — на 20...30 см за границей откосов траншей или котлованов, отрываемых под фундаменты (но не менее 90 см). Поперечный уклон от стен дома для щебеночных, булыжных и кирпичных отмосток принимают в пределах 5...10% (т.е. 5...10 см на 1 м ширины), а для асфальтовых и бетонных — 3...5%.

Рис. 6. Отмостки:а - из бетонных плит; б - из монолитного бетона;

в - булыжная; 1 - материковый грунт; 2 - глина; 3 - песок; 4 - булыжник; 5 - лоток для отвода воды; 6 - щебень или гравий; 7 - бетон; 8 - бетонные плиты.

Список литературы

1.  Атаев А.С. и др. Технология строительного производства. М., Стройиздат, 1984г.

2.  Веселов В.А. Проектирование оснований и фундаментов: (Основы теории и примеры расчета): Учеб. пособ. для вузов.-3-е изд., перераб. и доп.-М:Стройиздат, 1990.- 304 с.

3.  Штоль Т.М. и др. Технология возведения подземной части зданий и сооружений: учебное пособие для вузов; Спец: «Промышленное и гражданское строительство»\Т.М. Штоль, В.И. Теличко, В.И. Феклин.-М.: Стройиздат, 1990.-288 с.

4.  Добронравов С.С.Строительные машины и оборудование; Справочник для строит. спец. Вузов и инж.-техн. Работников.-М.:Высшая школа, 1991.-456 с.

5.  Земельные работы/Л.В. Грипшун, А.В. Карпов, М.С. Чиченков и др. под ред. Канд. Техн. Наук Л.В. грипшуна.-М:Стройиздат,1992-352 с.

6.  Технология строительного производства. Справочник/С.Я. Луцкий, С.С. Атаев, Л.И. Бланк и др.: под. Ред. С.Я. Луцкого, С.С. Атаева.-М.: Высшая школа, 1991-384 с.

7.  Штейнберг А.И. Исполнительная техническая документация в строительстве. Изд. 5-е, перераб. И доп.-Л.: Стройиздат 1983-223 с.

8.  Пособие по производству геодезических работ в строительстве (к СНиП №01.03-84)/ЦНИИОМТП.-М.:Стройиздат, 1984-123 с.

9.  Производственные нормы расхода материалов

10.  Справочник по общестроительным работам. Основания и фундаменты. Под общ. Ред. М.И. Смородинова-М.: Стройиздат. 1974-372 с.

11.  Справочник строителья В.С. Самойлов.2008-480 с.

12.  СНиП 3.02.01.-87. Земельные сооружения, основания и фундаменты/Госстрой СССР.-М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989.-128с.

13.  СНиП 111-4-80. Техника безопасности в строительстве/ Госстрой СССР.-М.:ЦИТП Госстроя СССР, 1989.-352 с.