Производство земляных работ

Оглавление
TOC \o "1-3" \h \z \u Введение PAGEREF _Toc75096411 \h 31.Исходные данные PAGEREF _Toc75096412 \h 42.Определение типа и параметров земляного сооружения PAGEREF _Toc75096413 \h 63.Определение объемов земляных работ PAGEREF _Toc75096414 \h 103.1Подсчет объемов работ по срезке растительного слоя PAGEREF _Toc75096415 \h 103.2Подсчет объемов земляных работ по разработке котлована PAGEREF _Toc75096416 \h 113.3Подсчет объемов работ по зачистке дна земляного сооружения PAGEREF _Toc75096417 \h 113.4Подсчет объемов работ экскаваторной разработки PAGEREF _Toc75096418 \h 123.5Подсчет объемов подготовки PAGEREF _Toc75096419 \h 123.6Подсчет объемов монтажа фундаментов PAGEREF _Toc75096420 \h 123.7Подсчет объемов по устройству гидроизоляции PAGEREF _Toc75096421 \h 123.8Подсчет объемов земляных работ по обратной засыпке PAGEREF _Toc75096422 \h 133.9Подсчет объемов работ по уплотнению обратной засыпки PAGEREF _Toc75096423 \h 143.10Ведомость объемов работ PAGEREF _Toc75096424 \h 153.11Расчет схем размещения земляных масс (кавальеров) PAGEREF _Toc75096425 \h 153.12Выбор средств водоотлива вида и расчет необходимого их количества PAGEREF _Toc75096426 \h 19Список литературы PAGEREF _Toc75096427 \h 20
ВведениеЦелью работы является расчет объемов земляных работ.
Земляные работы - очень важный и ответственный вид работ, связанных с извлечением большого объема грунта, его разработкой, укладкой в отвал, а также транспортировкой. От качества проведения этих работ зависит надежность будущего здания или сооружения.
Производство земляных работ включает в себя:
1.Подготовительные работы по отводу от стройплощадки поверхностных вод и снижение уровня почвенных вод (их уровень должен быть ниже планируемого дна котлована), а также разрыхление слишком прочных, мерзлых, скальных грунтов при помощи специальных механизмов. Производство подготовительных земляных работ необходимо для бесперебойной работы транспортных и землеройных механизмов и техники, а также обеспечения рабочим оптимальных условий.
2.Основные земляные работы – это разработка грунта на месте строительства, его перемещение и дальнейшая укладка. На этом этапе используются землеройные механизмы и специализированные машины (экскаваторы, скреперы, бульдозеры, грейдеры). Происходит высушивание почвы, откачивание воды из котлованов и другие вспомогательные операции. Главным этапом производства основных земляных работ является рытье котлованов под строительство фундамента здания.
3.К вспомогательным земляным работам относятся монтаж и съем крепежных элементов на вертикальных откосах строительных выемок или насыпей, откачивание из выемок воды, уплотнение структуры грунта, выравнивание имеющихся откосов.
4.Вертикальное земляное планирование является последним пунктом производства земельных работ. Оно подразумевает изменение рельефа местности с подсыпкой или удалением грунта, чтобы придать рельефу необходимые характеристики. В результате данных работ обозначаются наклоном поверхности для отвода дождевых вод, выявляются необходимые работы для обеспечения нормальных условий движения транспорта.
Исходные данныеВариант 1.
Место строительства: г. Санкт-Петербург.
Длина здания (шаг 6 х 11): 66 м.
Ширина здания (пролет 12 х 4): 48 м.
Уровень грунтовых вод: -0,5 м.
Приток воды по данным пробной откачки 0,04-0,08 м3/ч с 1м2 поверхности: 0,06 м3/ч.
Расстояние объекта строительства от карьера 23 км.
Тип дороги(покрытие): грунтовое.
Начало строительства: 10.12.2020 г.
Окончание строительства: оптимальный срок.
Шаг фундаментов, м Крайних 6
Средних 12
Пролет, м 12
Размеры фундаментов, м a’ 1,45
a 2,1
в’ 0,75
в 1,1
Отметка фундаментов, м Обреза -0,15
Подошвы -2,7
Характеристика грунтов

Hкот=2,7+0,1-0,15=2,65
Рис. 1. Геологический разрез строительной площадки:
1-растительный слой без корней и примесей; 2- растительный слой с примесью щебня, графия, гальки или строительного мусора до 10% по объему; 3- растительный слой с примесью щебня, гравия, гальки или строительного мусора свыше 10% по объему; УГВ-уровень грунтовых вод;
Характеристика грунтов
Показатели Наименование грунтов по слоям
Растительный слой глина Растительный слой с примесью
Группа грунтов:
при механизированной разработке (см. ЕНиР сб. Е2, вып.1, т. 1);
при ручной разработке (только подчистка) (см. ЕниР, сб. Е2, вып.1, прил. 1) I II II
Средняя плотность в плотном состоянии, кг/м3 (см. ЕниР, сб. Е2, вып.1, табл.1) 1200 1750 1400
Показатели крутизны откоса
(см. СНиП III-4–89, с. 39) 1 : 0,25 1 : 0,5
Показатели увеличения объема грунта (Р):
первоначальное увеличение объема грунта после разработки (Р), % (см. ЕНиР, сб. Е2, вып.1, прил. 2)
остаточное разрыхление грунта, % (см. ЕНиР, сб. Е2, вып.1, прил. 2) 20–25
3–4 24–30
4–7 24–30
5–8
Уровень грунтовых вод, м(из задания) – 0, 5 м
Определение типа и параметров земляного сооруженияДля построения рабочей схемы земляного сооружения необходимо определить крутизну откосов (1:m) и размеры котлована (траншеи) по верху и по низу.
При разработке земляного сооружения с откосами ширина траншеи по низу С принимается равной ширине подошвы фундамента плюс 0,6 м с каждой стороны фундамента для устройства песчаной подушки или бетонной подготовки под фундамент, равной 0,1 м.
Ширина котлована по верху В(А) складывается из ширины котлована по низу с=в(а)+0,6+0,6 и проекции откоса на горизонталь L=m*H, где Н – глубина заложения фундамента, m=0,5 (при напластовании различных видов грунта крутизну откоса для всех пластов назначают по более слабому (пологому) пласту грунта, исключая растительный слой).
Нкотл=отм.под.-hраст.сл+hпесч.под.=2,7-0,15+0,1=2,65
с=а+L+L=2,1+0,6+0,6=3,3 м.d=в+L+L=1,1+0,6+0,6=2,3 м.В=d+L+L=4,88+0,5*2,78+0,5*2,78=7,66 м.А=с+L+L=3,88+0,5*2,78+0,5*2,78=6,66 м.

Рис.2. Размеры фундамента

Рис.3. План фундаментов


Рис.4. Схема земляного сооружения
RA=шаг-А=6-7,660=-1,66 м.<4,5мRВ=пролет-В=12-6,660=5,34 м.>4,5мШирина проезда между котлованами позволяет организовать движение транспорта только вдоль длинной стороны здания. Следовательно, производится разработка траншей. Определим размеры траншеи:
Атр=Lзд+А=66+7,660=58,34 м.Стр=Lзд+С=66+3,3=69,3 м.Bтр=B=6,66 м.dтр=d=2,3 м.
Рис.5. План траншей


Рис.6. Разрезы по траншеи
Определение объемов земляных работПосле определения типа и параметров земляного сооружения с учетом допустимой крутизны откосов траншей осуществляется подсчет объемов земляных масс, подлежащих разработке, сводится к определению объемов различных геометрических фигур, на которые земляное сооружение может быть разбито.
Все эти расчеты потребуются для определения трудоемкости работ, подсчета времени работы машин и составления календарного плана производства работ.
Подсчет объемов работ по срезке растительного слояДо начала работ на отрывке котлована (траншеи) следует выполнять срезку растительного грунта на всей площади пятна застройки. Площадь срезаемого растительного слоя определяется из условий, что растительный слой срезается на расстоянии не менее 10 м от крайних осей здания.
Объем работ по срезке растительного слоя грунта: Vр.с.=S*hр.с., где
hр.с.-толщина слоя растительного грунта;
S- площадь, на которой производится срезка растительного слоя.
S=Lсрезки*ВсрезкиS=66+2*10+6,66*48+2*10+7,66=7010,66 м2.Vр.с.=7010,66*0,12=841,27 м3.
Рис.7. Срезка растительного слоя
Подсчет объемов земляных работ по разработке котлованаВ нашем случае объем траншеи можно определить по формуле:
Vтр=Н6Aтр*Bтр+cтр*dтр+Aтр+cтр*Bтр+dтр, где Н-глубина котлована.
Vтр=2,95658,34*6,66+69,3*2,3+58,34+69,3*6,66+2,3=831,697 м3У нас в проекте 5 траншей значит общий объем грунта:
Vобщ=Vтр*5=831,697*5=4158,489м3Подсчет объемов работ по зачистке дна земляного сооружения Разработку недоборов грунта необходимо производить вручную или механизированным специальным оборудованием. Недобор грунта в местах установки фундамента не должен превышать 5-10 см.
Объем работ по зачистке дна: Vз=F*hн, где
F- площадь дна котлована, м2;
hн-глубина недобора грунта, м.
Vз=58,34*3,88*0,1=22,636 м3 У нас в проекте 5 траншей значит общий объем грунта для зачистки:
Vз. общ=Vз*5=22,636*5=113,17м3Объем ручной доработки грунта определяется по формуле:
Vд=Fф*hн*nф, где Fф - площадь подошвы фундамента, м2;
Vд=3,88*2,95*0,1*60=68,676 м3 Подсчет объемов работ экскаваторной разработки
Объем экскаваторной разработки определяем по формуле:
Vэ.р.=Vобщ-Vз.общ, где V.з.общ – объем работ по зачистке дна траншей, м3.
Vэ.р.=4158,489-113,17=4045,319 м3Подсчет объемов подготовкиПесчаная подготовка толщиной 10см организуется под каждым фундаментом.
Объем песчаной подготовки: Vпесч.под.=Fпесч.под.*hпесч.под., где
Fпесч.под.- площадь песчаной подготовки, м2;
hпесч.под.- высота песчаной подготовки, м.
Fпесч.под.=а+0,2+0,2*в+0,2+0,2=2,1+0,2+0,2*1,1+0,2+0,2=3,75м2Vпесч.под.=3,75*0,1=0,375м3Так как песчаная подготовка организуется под каждый фундамент, то объем песчаной подготовки определяется как сумма всех этих подготовок: Vпесч.под.*60=0,375*60=22,5 м3. Подсчет объемов монтажа фундаментовУ нас в проекте 60 фундаментов (см. рис.3).
Подсчет объемов по устройству гидроизоляцииВ проекте предусмотрена обмазочная гидроизоляция на битумной основе. Вся боковая поверхность фундаментов подлежит обмазке.
Боковая поверхность фундамента: Sбок=в*0.5*2+а*0.5*2+в'*отм.ф.-0,5-отм.обр.фунд.*2+а'*отм.ф.-0,5-отм.обр.фунд.*2+а*в-а'*в'=1,1*0.5*2+2,1*0.5*2+0,75*2,95-0,5-0,15*2+1,45*1,1-0,5-0,15*2+2,1*1,1-1,65*1,05=8,53м2Sбок. общ=Sбок*nф=8,53*60=511,95м2Подсчет объемов земляных работ по обратной засыпкеПодсчет объема обратной засыпки производится на основании рабочей схемы земляного сооружения.

При разработке грунт разрыхляется, что приводит к увеличению его объема.
Объем обратной засыпки фундаментов подсчитывается по формуле:
Vо.з.=Vобщ-nфVфKо.р.Где Vф- геометрический объем фундамента, м3; Kо.р.- коэффициент остаточного разрыхления грунта, Kо.р.=100+P100 , где Р=6. (глина)
V1=1,65*1,05*2,15=3,72 м3;
V2=2,1*2,5*0,5=2,62 м3;
Vф=3,72+2,62=6,3м3.
Vо.з.=4158,489-60*6,31,06=3563,95 м3Подсчет объемов работ по уплотнению обратной засыпкиОбъем грунта, подлежащего уплотнению, равен объему грунта для обратной засыпки: Vупл=Vо.з.=3563,95м3.Объем обратной засыпки пазух траншеи с трамбованием вручную:
Vтр.вр.=k*Sб.п.Где Vтр.вр.- объем работ по уплотнению обратной засыпки вручную, м3; k – минимальное расстояние от уплотняющих машин до фундамента
(0,5-0,8м), м; Sб.п.- площадь боковой поверхности фундамента, м2.
Vтр.вр.=511,95*0,5=255,975 м3Объем обратной засыпки с трамбованием механизированным способом:
Vтр.мех.=Vо.з.-Vтр.вр.=3563,95-255,975=3307,98 м3.Суммарная площадь уплотняемого грунта: Fупл=Vо.з.hy ,
где Fупл – площадь уплотняемого грунта, м2; hу – толщина уплотняемого слоя, м (в зависимости от механизма для уплотнения грунта).
Fупл.вр=Vтр.вр.hy=255,9750,2=1279,87м2Fупл.мех=Vтр.мех.hy=3307,980,6=5513,3 м2
Рис.8. Послойное уплотнение
Ведомость объемов работ№ п/п Наименование работ Ед.изм. Объем работ
1 Срезка растительного слоя (для всего участка) м3(м2) 841,27 (7010,66)
2 Разработка грунта экскаватором:
-навымет-в транспортное средство м3 3563,95
359,85
3 Зачистка дна котлована м3(м2) 113,17(1085)
4 Ручная доработка грунта м3(м2) 68,676 (631)
5 Монтаж фундаментов шт. 60
6 Устройство гидроизоляции м2 511,957 Обратная засыпка м3 3563,95
6 Уплотнение грунта вручную м3(м2) 255,975 (5513,3)
7 Уплотнение грунта механическим способом м3(м2) 3307,98 (255,975)
Расчет схем размещения земляных масс (кавальеров)Грунт для обратной засыпки располагают в протяженных кавальерах на расстоянии не менее 1 м от бровки котлована.
Глинистый грунт для обратной засыпки не используется и полностью вывозится со стройплощадки. Глубина котлована 2.95м, из них 0,7 м это глина. Т.е. около 21% из грунта обратной засыпки это глина, которую мы вывозим. Поэтому уменьшим объем грунта обратной засыпки на 21% чтобы получить объем грунта, оставляемого на строй площадке (255,975*0,89=227,82 м3).
Ширину кавальера определяют по формуле: Вкав=2⋅Vкавhкав⋅Lкав=2⋅7796,333,5⋅1270=3,50м,
где Вкав – ширина кавальера, м; Vкав – объем кавальера, м3; hкав – высота кавальера, м; = 3,5 м Lкав– длина кавальера, м. = 1270м
Объем кавальера для обратной засыпки:
Vкав = Vо.з · Кп.р=227,82 *1,27=289,33м3


Рис.9. Схема размещения земляных масс (кавальеров)


Рис.10. Разрезы по кавальерам
Выбор средств водоотлива вида и расчет необходимого их количестваДля осушения котлованов (траншей) в процессе производства работ в грунтах с малым притоком грунтовых вод применяется открытый водоотлив, т. е. откачка воды насосами из зумпфов (приямков) и водосборных канав, которые устраиваются на дне траншеи (котлована).
Количество насосов принимается по расчету с учетом резервных на случай поломок или выпадения обильных осадков, исходя из притока грунтовых вод со всей площади дна траншеи (котлована) и откосов, расположенных ниже отметки уровня грунтовых вод, производительности насоса определяется по формуле

где Fд, Fотк– площади дна котлована (траншеи) и откосов, расположенных ниже отметки уровня грунтовых вод; – приток грунтовых вод с 1 м2 площади (из задания); К = 1,5–2,0 - коэффициент запаса (на случай обильных дождей или неисправности насосов); Пн – часовая производительность выбранного насоса(30-50м3/час).
Fд =66,0*3,88=256,08м2
Fотк= 0,5*(3,88+6,1)*2,1*2+0,5*(66,0+68,78)*2,1*2=303,99м2
N=(256,089+303,99)*0,05*2/50=1,12
Таким образом для 1 траншеи необходимо два насоса. У нас в проекте 5 траншей. На весь проект нам нужно 10 насосов.
Список литературыБеляков Ю.И. Земляные работы. 2-е изд. – М.:Стройиздат, 1990. – 272с.
Дегтярев А.П., Куртинов А.В., Лещиловский В.Ф. Комплексная механизация земляных работ. – М.: Стройиздат, 1987. – 335 с.
Земляные работы /Л.В. Гриншпун, А.В. Карпов, М.С. Чиченков и др. / Под. ред. Л.В. Гриншупуна, – М.: Стройиздат, 1992. –352 с.
Расчет объемов работ. Общестроительные работы /Дом 90 – Хельсинки–Финляндия. – 2001. – 88 с.
Строительные машины: Справочник /Под ред. Б.А. Баумана –М.: Машиностроение, 1982. – 788 с.
Технология строительных процессов: Учеб. /А.А. Афанасьев, Н.Н. Данилов, В.Д. Копылов и др; Под ред. Н.Н. Данилова, О.М. Терентьева. 2-е изд., перераб. – М.: высш. шк., 2000. – 464 с.
ЕниР, сб. Е2, вып. 1. Механизированные и ручные земляные работы. – М.: 1988. – 234 с.
ЕНиР, сб. Е4, вып. 1. Монтаж сборных и устройство монолитных железобетонных конструкций /Госстрой СССР. – М.: Стройиздат, 1987. – 63 с.
СНиП 12-03-01. Безопасность труда в строительстве. Ч. 1. Общие требования: Сборник документов. – СПб: ЦОТПБСП, 2001. – 120 с.
СНиП 3.02.01-87. Земляные сооружения, основания и фундаменты. – М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. – 128 с.
СНиП III-4–89. Техника безопасности в строительстве. –М.: Стройиздат, 1990. – 256 с.