Alsatelecom.ru

Стройматериалы
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Практическая работа №1 «Подсчёт объёмов земляных работ и трудоёмкости их выполнения»

Практическая работа №1 «Подсчёт объёмов земляных работ и трудоёмкости их выполнения»

По дисциплине: «Технология и организация строительного производства»

Для специальности 270103

Строительство и эксплуатация зданий и сооружений

Преподаватель Н.И. Крыгина

Цель работы: целью выполнения практической работы является овладение студентом основами проектирования технологии разработки грунта при отрывке котлована под сооружение; кроме того, студент должен познакомиться с методикой разработки основного документа проекта производства работ – элементов технологической карты на отрывку котлована под сооружение.

Общая часть

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.

разработка котлованов и траншей;

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:

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

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.

Рис.1 Геометрическая схема определения объёма котлована

При отрывке ям под отдельно стоящие фундаменты иногда используют формулу:

Vк = Н/3 (Fн + Fв + √Fн+Fв),

где Fн и Fв – соответственно площади котлована по дну и поверху, м 2 .

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:

V1 – 2 = [Fср + m (H1 H2) 2 /12] ∙ L1-2

V1 – 2 = [F1/2 + F2/2 – m ∙ (H1 H2) 2 /6] ∙ L1-2

Рис.2 Геометрическая схема определения объёма траншеи

Рис.3 Разрез котлована:

С – сооружение, О – обратная засыпка

обратная засыпка грунта;

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):

Vоб.з = Vк – а2 b2 H ,

где а2 , b2 – размеры здания в плане.

Земляные работы должны выполняться с комплексной механизацией всех процессов и применением рациональных способов производства работ. Выбор землеройных машин для производства земляных работ зависит от вида грунта, рельефа местности, объёма и глубины земляных выработок, условий выполнения работы (в отвал, на транспорт), транспортных средств и дальности перемещения грунтов.

К основным землеройным машинам относятся одноковшовые и многоковшовые экскаваторы.

В строительстве благодаря высокой производительности при разработке грунтов различных категорий наибольшее распространение получили одноковшовые экскаваторы. В зависимости от производственных условий в качестве сменного оборудования экскаваторов применяют прямые и обратные лопаты, драглайны, грейферы.

Задание

Исходные данные по вариантам включают в себя: номер варианта для выполнения практической работы, грунт, размеры котлована понизу, глубину котлована (Приложение 1).

Ход выполнения работы

Определить объём котлована.

Читайте так же:
Нужно ли после грунтовки зачищать поверхность

Подсчёт объёмов работ при разработке котлованов проводится в следующем порядке.

Сначала по Приложению 1 для своего варианта выписывают:

ширину котлована понизу, м;

длину котлована понизу, м;

крутизну откоса (1:т) (табл.1.1) в соответствии с грунтовыми условиями (Л 1);

Таблица 1.1 Крутизна откосов в зависимости от вида

грунта и глубины выемки

Крутизна откосов (отношение его высоты к заложению) при глубине выемки, м, не более

Устойчивость откосов земляных сооружений, временное крепление стенок выемок, искусственное закрепление грунта

При возведении подземной части зданий и сооружений особые требования предъявляются к откосам и стенкам выемок. Необходимость их крепления, а также конструкции крепления зависят от гидрогеологических условий и конструкции подземной части возводимого сооружения.

Вертикальные стенки в грунтах естественной влажности при отсутствии грунтовых вод допускаются без крепления:

при глубине выемок в песчаных и крупнообломочных грунтах не более 1 м,

— в супесях -1,25 м,

— в суглинках и глинах — 1,5 м,

— в особо плотных грунтах -2 м.

При больших глубинах для предотвращения обвалов и оползней стенок выемок устраивают откосы, параметры которых определяются и регламентируются СНиПом. Необходимость устройства откосов ведет к значительному увеличению габаритов земляного сооружения и соответственно объемов разработки грунта, повышению материальных и трудовых затрат.

Для уменьшения объемов земляных работ, а также в случаях, когда разработка выемок с откосами невозможна из-за стесненности площадки или наличия грунтовых вод, устраивают выемки с вертикальными стенками.

Временное крепление стенок земляного сооружения может быть выполнено в виде деревянного или металлического шпунта, деревянных щитов с опорными стойками при подкосном креплении стенок.

Шпунтовое ограждение является наиболее надежным, но и самым дорогим из существующих способов. Применяют шпунт при разработке выемок в водонасыщенных грунтах вблизи существующих зданий и сооружений. Шпунт, металлический или деревянный, забивают в грунт на глубину, превышающую глубину будущего котлована на 2. 3 м (величина расчетная), чем обеспечивают устойчивое и естественное состояние грунта за пределами выемки. В качестве металлических стоек используют прокатные профили (швеллер, двутавр, трубы) или специально выпускаемый прокат.

Шпунт может быть сплошным в виде единой стенки, если шпунт прерывистый, то между стойками по мере отрывки котлована забивают деревянную забирку — щиты, отдельные доски, брусья

Распорное крепление применимо для узких траншей глубиной 2. 4 м в сухих и маловлажных грунтах и состоит из вертикальных стоек, горизонтальных досок, дощатых (сплошных или несплошных) щитов и распорок, прижимающих стойки и щиты к стенкам траншеи. Стойки, как и распорки, устанавливают по длине траншеи через 1,5—1,7 м одна от другой и по высоте — через 0,6. 0,7 м. При связных грунтах естественной влажности и глубине до 3 м горизонтальную забирку устраивают из досок толщиной 5 см с прозорами на ширину доски, при большей глубине забирку делают сплошной из щитов. Распорное крепление трудоемко и затрудняет производство работ в траншее, особенно при прокладке коммуникаций, если позволяют условия, то применяют другие виды креплений.

Вместо деревянных стоек и раскосов используют стальные трубчатые стойки и телескопические распорки, длина которых изменяется за счет вращения винтовых муфт. Эти инвентарные распорные рамы эффективны ввиду их малой массы, легкого монтажа и демонтажа. Металлические трубчатые стойки по высоте имеют отверстия для крепления распорок. Распорка телескопического типа состоит из наружной и внутренних труб, поворотной муфты и опорных частей. В зависимости от ширины траншеи расстояние между стойками устанавливают путем выдвижения внутренней трубы из наружной, которое фиксируется болтом-стопором, вставляемым в совмещенное отверстие труб. Полное прижатие щитов к стенкам выемки осуществляют поворотом до упора муфты с винтовой нарезкой.

Анкерное крепление. Для восприятия опрокидывающих моментов, возникающих от действия грунта на шпунтовые, свайные и другие ограждения выемок, применяют анкерные устройства (грунтовые анкеры). Анкеры устраивают в одном или нескольких уровнях по высоте откоса под углом к горизонту до 25°.

Читайте так же:
Нужна ли грунтовка под фасадную краску

Основная деталь анкера — растягиваемый элемент (тяга) выполняется из металла. Анкерную тягу одним концом крепят к конструкции стенки, а другим — в грунтовой массив за пределы возможной призмы обрушения и закрепляют там при помощи инъецируемого в грунт раствора. Грунтовой анкер устраивают следующим образом. После разработки котлована до определенной отметки под углом к горизонту забуривают скважину диаметром 20. 30 см и глубиной 8. 20 м, часто применяя при этом обсадные трубы. Тягу заводят в скважину, После чего в нее инъецируют раствор, замоноличивая анкер по всей длине или только в нижней его части. Когда раствор затвердеет, анкер натягивают. Грунтовые анкеры располагают через 3. 5 м

Конструкции анкеров отличаются материалом, из которого изготовлена тяга, несущей способностью и способом закрепления в грунте.

Наиболее простое и часто встречаемое анкерное крепление выполняется следующим образом. На уровне дна котлована или траншеи вдоль стенок забивают с шагом 1,5. 2,0 м (в зависимости от глубины котлована и влажности грунта) стойки на глубину 0,5. 1,0 м ниже уровня дна котлована. Эти стойки на уровне верха котлована оттягивают анкерными тягами в виде двух пластин, на расстояние, превышающее угол естественного откоса и прикрепляют эти пластины к наклонно забитому анкеру. За установленными и закрепленными стойками укладывают щиты или дощатую забирку. Анкерные тяги несколько заглубляют в грунт, чтобы они не мешали передвижению людей по бровке котлована.

Подносное крепление обычно устраивают при отрывке широких котлованов с расположением внутри котлована. Крепление состоит из щитов или досок, прижатых к грунту стойками, раскрепленными подкосами с защемлением с помощью упоров. Вертикальные стойки приобретают устойчивость за счет наклонных подкосов и горизонтальных распорок, при этом получившийся треугольник устойчив от скольжения благодаря забиваемым наклонным анкерам в угле соединения распорки и подкоса. Дощатые щиты устанавливают между стенками котлована и стойками, свободное расстояние между ними засыпают землей для создания цельной единой конструкции, которая всегда будет устойчивой. Подобное крепление используют ограниченно, так как подкосы и упоры, расположенные в котловане, усложняют производство основных работ.

По мере выполнения или окончания работ крепление котлованов и траншей разбирают снизу вверх.

Искусственное закрепление грунтов

Закрепление грунтов представляет собой совокупность и многообразие существующих методов, в результате применения которых повышаются прочность грунта, он становится неразмываемым, при использовании отдельных методов грунт дополнительно становится водонепроницаемым, повышается его противодействие агрессивным грунтовым водам.

Закрепление грунтов применяют при создании вокруг разрабатываемых выемок водонепроницаемых завес или повышения несущей способности грунтовых оснований. В зависимости от физико-механических свойств грунта и требуемых прочностных характеристик, на значения закрепления и других свойств укрепленного грунта применяют цементацию, силикатизацию, битумизацию, термический, химический, электрохимический и другие способы искусственного закрепления грунта.

Цементация осуществляется для закрепления крупно- и среднезернистых песков и трещиноватых скальных пород и выполняется путем нагнетания в грунт цементного раствора через инъекторы. Инъектор (рис. 5.8) состоит из отдельных звеньев гладких и перфорированных труб длиной 1,5 м и внутренним диаметром 19. 38 мм; внизу он имеет острый наконечник, а в верхней части — наголовник, к которому присоединяется шланг для подачи раствора под давлением. На глубину до 15 м инъекторы погружаются забивкой пневматическими молотами вибропогружателями, при больших глубинах погружения предварительно пробуривают скважины, в которые трубы и опускают.

В зависимости от выявленных характеристик закрепляемых грунтов, расчетных прочностных величин грунта через инъекторы подается цементный раствор состава от 1:1 до 1:10 по массе (цемент: вода); оптимальное давление обычно соответствует 1 атм на 1 пог. м трубы инъектора. Радиус закрепления в трещиноватых скальных породах достигает 1,2. 1,5 м, в крупнозернистых песках — 0,5. 0,75 м, в песках средней крупности — 0,3. 0,5 м. Прочность укрепленных грунтов может достигать 3,5 МПа. Нагнетание раствора в скважину прекращают при достижении заданного поглощения или когда при заданном давлении резко снижается расход раствора (за 20 мин в скважину попадает менее 10 л раствора).

Читайте так же:
Обязательно ли нужна грунтовка стен

Силикатизация (химический способ) — последовательное нагнетание в грунт водного раствора силиката натрия (жидкого стекла) и ускорителя твердения (раствора соли хлора, обычно хлористого кальция). Часто этот способ называют двухрастворным закреплением. Применима силикатизация в песках, плывунах, лессовидных грунтах, она позволяет повысить прочность, водонепроницаемость и общую устойчивость грунта. Метод может применяться как в сухих, так и насыщенных водой грунтах, даже при высоких коэффициентах фильтрации — от 2 до 80 м/сут. В грунт последовательно нагнетают при давлении до 15 атм (1,5 МПа) раствор жидкого стек­ла и хлористого кальция, которые в результате химической реакции образуют нерастворимое вещество (гель кремниевой кислоты), прочно соединяющее в единый монолит примыкающий естественный грунт.

Как и при цементации, инъекторы изготовляют из стальных цельнотянутых труб с внутренним диаметром 19. 38 мм и толщиной стенки не менее 5 мм. Нижняя перфорированная часть инъектора имеет длину 0,5.-1,5 м. Насосы для нагнетания подбирают с расчетом подачи раствора в каждый установленный инъектор от 1 до 5 л/мин.

При мелких пылеватых песках удобнее нагнетать в грунт под дав­лением до 5 атм (0,5 МПа) раствор фосфорной кислоты и жидкого стекла, в результате реакции также получается нерастворимый гель (кремниевой кислоты и фосфорнокислого натрия).

Однорастворное закрепление из смеси силиката натрия и отверди-теля применяют для слабодренирующих грунтов с коэффициентом фильтрации менее 0,3 м/сут. Прочность закрепленного грунта находится в пределах 0,3. 0,6 МПа.

В лессовидные грунты нагнетают при давлении до 5 атм (0,5 МПа) только раствор жидкого стекла, который вступает в реакцию с содержащимися в этих грунтах солями кальция, также в итоге получается нерастворимый гель (кремниевая кислота + гидрат оксида кальция + сернокислый натрий).

Способом силикатизации укрепляли основание Большого театра, Кремлевской стены, этот метод широко используется при проходке шахт и туннелей при строительстве метрополитенов.

Битумизация применяется для закрепления песчаных и сильно трещиноватых грунтов, но что более важно — прекращение через них фильтрации воды. Горячий битум нагнетают в грунт через инъекторы, Установленные в ранее пробуренных скважинах. К инъекторам, обогреваемым электрическим током, горячий битум подается из котлов насосом по трубам при давлении, достигающем 50. 80 атм (5. 8 МПа). Инъектор состоит из двух труб, внутренняя с отверстиями для выхода битума, опускается в грунт ниже наружной, защитной трубы. Нагнетание битума осуществляется в несколько приемов. После первого нагнетания под давлением 2. 3 атм (0,2. 0,3 МПа) битуму дают возможность растечься по всем заполняемым полостям и начать затвердевать, уменьшаясь в объеме. Перед последующими нагнетаниями битум в скважине разогревают электронагревателями инъектора. Песчаные грунты можно закреплять холодной битумной эмульсией.

Термическое укрепление грунтов заключается в обжиге лессовидных и пористых суглинистых грунтов раскаленными газами через пробуренные в грунте скважины диаметром 10. 20 см. Скважины пробуривают в шахматном порядке на расстоянии друг от друга 2. 3 м и на глубину до 15 м, сверху устье скважины «заканчивается бетонным оголовком, в котором размещается форсунка для сжигания топлива. К этой форсунке по самостоятельным шлангам подается топливо и сжатый воздух. Топливо может применяться жидкое (нефть, мазут, соляровое масло) или газообразное (природный или генераторный газ). Сжатый воздух подается под избыточным давлением, превышающим на 0,15. 0,5 атм (15. 50 кПа) давление в трубопроводе с топливом, благодаря этому избыточное давление позволяет отрывать пламя от форсунки и распространять его на всю глубину скважины.

Читайте так же:
Обработка металла перед грунтовкой

В процессе обжига в скважине поддерживается температура 600. 1100°С. За счет такой высокой температуры происходит процесс расплавления и последующего спекания грунта. Обжиг может продолжаться 5. 10 сут., в результате образуется керамическая свая диаметром 2. 3 м. Расход топлива за весь период обжига составляет до 100 кг/пог.м скважины. Прочность грунта в среднем 1,0. 1,2 МПа, но может доходить до 10 МПа.

Электрическим способом закрепляют влажные глинистые грунты. Способ основан на использовании эффекта электроосмоса, для чего через грунт пропускают постоянный электрический ток с напряженностью поля 0,5. 1 В/см 2 и плотностью 1. 5 А/м 2 . В результате действия тока глина осушается, сильно уплотняется и теряет способность к пучению.

Электрохимическое закрепление грунтов. Это способ применяют для глинистых и илистых грунтов. В грунт параллельными рядами через 0,6. 1,0 м забивают металлические стержни или трубы, по кото­рым пропускают постоянный электрический ток напряжением 30. 100 В и силой тока 0,5. 7 А на 1 м вертикального сечения закрепляемого грунта

Специфика электрохимического способа заключается в том, что при погружении в грунт чередуют через ряд металлические стержни (аноды) и трубы (катоды), через которые в грунт подается раствор хлористого кальция, силиката натрия, хлорного железа и других химических добавок, увеличивающих проходимость тока, а значит и интенсивность процесса закрепления грунта.

Методы применимы при малых коэффициентах фильтрации грунта — 0,2. 2 м/сут. В результате насыщения грунта раствором хлористого кальция и пропускания затем по этому грунту электрического тока в грунте происходят необратимые изменения, в частности они перестают пучиниться, увеличиваются их прочностные характеристики.

Расчет объема траншеи

Инструкция по расчету объема грунта траншеи

Для начала, необходимо заполнить исходные данные онлайн калькулятора в метрах:

L – это длина траншеи, зависит от назначения, например, для устройства фундамента, прокладки коммуникаций (водопровод, канализация, газопровод, силовые или слаботочные кабеля).

A – ширина верхней части траншеи, определяется возможностью работы в траншее работников обустраивающих коммуникации.

При устройстве ленточного фундамента ширину траншеи рекомендуется увеличить на 600 мм больше ширины основания фундамента (для возможности монтажа опалубки, перемещения рабочих).

B – ширина нижняя (дна), поскольку часто траншею роют с откосами, препятствующими осыпанию грунта, то ее размеры вверху и снизу могут отличаться. Разница между шириной верха и дна определяет крутизну откосов.

Если откосы не делаются и ширина постоянна вверху и внизу траншеи – введите одинаковые значения параметров А и В

H – глубина траншеи, зависит от ее целевого назначения, например для ленточного фундамента 0,5-2,5 м, согласно СНиП 3.02.01-87. Для газопровода не менее 0,8 метров до верхней точки трубы с учетом СП 62.13330.2011 (СНиП 42-01-2002), глубина прокладки водопроводных труб регламентируется СНиП 2.04.02-84 (к фактической глубине промерзания грунта необходимо прибавить минимум 0,5 метра). Минимальная глубина заложения канализации для регионов с теплым климатом составляет 0,7-0,8 м, а если зимы суровые – глубже. Для прокладки кабелей, как правило, роются траншеи глубиной порядка 0,7 м.

Стоит отметить, что иногда проще и экономичнее утеплить трубу, применить комбинированный способ устройства фундамента, (т.е. засыпка песчано-гравийной подушки, утепление и организация дренажа) и вырыть неглубокую траншею экономя время, силы и деньги за выемку, укрепление стенок и перемещение грунта.

Также укажите стоимость рытья в Вашем регионе (за 1 кубический метр) и вывоза грунта (тоже за 1 м 2 ) после чего нажмите «Рассчитать».

Расчет объема траншеи с откосами

Калькулятор рассчитает площадь траншеи (пригодится при определении необходимого количества материала для укрепления откосов), объём траншеи даст представление, сколько грунта необходимо вынуть и переместить и подобрать оптимальный способ рытья для получения ожидаемого результата в краткий срок. Если ширина верха и дна траншеи разные, то дополнительно будут рассчитаны объемы: полезный C и откосов D. Если Вы ввели расценки подрядчиков на копку и вывоз грунта, калькулятор выдаст стоимость копания траншеи, цену перемещения грунта и общие затраты на сооружение траншеи, что позволит принять взвешенное решение – обратиться к профессионалам или копать самому.

Читайте так же:
Отклеивается обой от грунтовки

Как рассчитать объем землеройных работ при дорожном строительстве

Что входит в земляные работы

Земляные работы – один из этапов прокладки новой дороги. В них входит выравнивание рельефа поверхности и разработка котлованов. При выравнивании рельефа поверхности экскаваторы выполняют выемку грунта, его отсыпку и перемещение, а выполненную работу считают в м2. При разработке котлованов выполняют землеройные работы, а расчеты выполняют в м3. В рамках данной статьи мы рассмотрим только разработку котлованов при дорожном строительстве.

Как рассчитать объем землеройных работ

Любой котлован – это геометрическая фигура определенной формы. Для расчета объема грунта, требующего выемки, необходимо вычислить объем этой фигуры.

Котлован прямоугольной формы

Котлован прямоугольной формы с вертикальными стенками – это самый простой вариант. Его объем вычисляют по формуле:

V – объем котлована в м3,

b – ширина котлована в м,

L – длина котлована в м,

h – высота котлована в м.

Котлован прямоугольной формы с разной высотой стенок

Если котлован разрабатывать на склоне, то его стенки будут иметь разную высоту. В этом случае объем получившейся фигуры считают по формуле:

V = b × h + b × H 2 × L, где

h – высота меньшей стенки,

H – высота большей стенки,

b – ширина котлована,

L – длина котлована.

Котлован прямоугольной формы с откосами

Сечение такого котлована – трапеция. Самый простой способ высчитать его объем – использовать формулу площади трапеции:

a и b – основания трапеции, а h – ее высота. Тогда объем котлована вычисляют по формуле:

V = a+b2 × h × L, где

a – ширина котлована по дну,

b – ширина котлована по верху,

h – высота котлована,

L – длина котлована.

Котлован в форме многоугольника с откосами

Чтобы вычислить объем такой сложной фигуры, ее можно разбить на несколько простых, а затем просуммировать результат. Но общая формула есть и для этого случая:

V = (F1 + F2 + Fср) × h6, где

F1 – площадь дна котлована,

F2 – площадь котлована по верху,

Fср – площадь котлована на середине его высоты,

h – высота котлована.

Н3: Круглый котлован без откосов

Посчитать объем такого котлована достаточно просто, используя формулу площади круга:

V = Sкр × h = × r2 × h, где

r – радиус котлована,

h – высота котлована,

– постоянная величина, равная 3,14.

Н3: Круглый котлован с откосами

В этом случае объем получившейся фигуры считают по следующей формуле:

V = (R2 + r2 + R × r) × h3, где

R – радиус котлована по верху,

r – радиус котлована по низу,

h – высота котлована.

Мы привели наиболее распространенные ситуации и формулы для расчета землеройных работ. Но при строительстве дорог встречаются и более сложные случаи. Например, на участках кривых малого радиуса с устройством виражей. Для них точные расчеты выполняют по более сложным и специфичным формулам.

Если работы выполняются с помощью техники с установленной системой нивелирования, задача во многом упрощается: инженеры рассчитывают точные размеры выемки, а техника практически в режиме «беспилотника» выполняет нужные операции.

Подробнее об этой технологии читайте в статье «Система нивелирования в спецтехнике: будущее уже здесь?»

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector