Проектирование строительных процессов по выполнению Земляных работ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ КРАСНОДАРСКИЙ ГУММАНИТАРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ

Дисциплина

Организация технологических процессов при строительстве

Курсовая работа

Тема: проектирование строительных процессов по выполнению Земляных работ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:

Студент 3-го курса

Группы 29-02

Венжега Д. Ю.

 

Содержание.

 

Общие положения________ 2

ВИДЫ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ И СООРУЖЕНИЙ________4

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ________5

ОСНОВНЫЕ СПОСОБЫ ПРОИЗВОДСТВА ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ________5

КОМПЛЕКСНАЯ МЕХАНИЗАЦИЯ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ________14

РЫТЬЁ КОТЛОВАНА______15

Проект Котлована_______18

Технология и организация земляных работ________19

Список литературы________20

 

 

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

 

 

При строительстве любого здания или сооружения, а также планировке и благоустройстве территорий ведут переработку грунта. Переработка включает следующие основные процессы; разработку грунта, его перемещение укладку и уплотнение. Непосредственному выполнению этих процессов в ряде случаев предшествуют или сопутствуют подготовительные и вспомогательные процессы. Подготовительные процессы осуществляют до начала разработки грунта, а вспомогательные — до или в процессе возведения земляных сооружений. Весь этот комплекс процессов называется земляными работами. В промышленном и гражданском строительстве земляные ра боты выполняют при устройстве траншей и котлованов, при возве дении земляного полотна дорог, а также планировке площадок. Все эти земляные сооружения создают путем образования выемок в грунте или возведения нз него насыпей. Выемки и насыпи могут быть временными и постоянными. Например, траншея для трубопровода является временной выемкой, так как будет засыпана после укладки в нее трубопровода. Котлован же под зданием с подвалом является постоянной выемкой, потому что будет существовать в течение всего времени эксплуатации сооружения. И только незначительная часть по периметру котлована будет засыпана по окончании возведения подземной части здания. По своему назначению выемки и насыпи могут быть частью вертикальной планировки площадки (планировочные выемки . и насыпи) и отдельными выемками и насыпями. Отдельные выемки называют котлованами, если соотношение их длины к ширине не более 10:1, и траншеями, если оно более этой величины. Земляные работы характеризуются значительной стоимостью и особенно трудоемкостью. Так, например, в промышленном строительстве они составляют около 15% стоимости и 18... 20% трудоемкости общего объема работ. На земляных работах занято около 10% общей численности рабочих строительства.        Минимальные стоимость и трудоемкость земляных работ могут быть обеспечены, во-первых, при минимальном проектном объеме разрабатываемого грунта и, во-вторых, при такой последовательности выполняемых работ, когда каждый объем грунта, разрабатываемый в проектной выемке, сразу укладывается в предусмотренное для него место в проектной насыпи, что исключает многократную переработку одного и того же объема грунта, в-третьих, при применении наиболее эффективных по стоимости и трудоемкости методов производства земляных работ и их механизации. Второе условие может быть выполнено при соблюдении определенной технологической последовательности разработки выемок и возведения насыпей. Особенно характерно это для строительных площадок, где ведется вертикальная планировка территории и раз-' работка отдельных выемок (). В этом случае на участке планировочной насыпи необходимо закончить отрывку котлована до возведения насыпи, а на участках планировочной выемки — только после выполнения последней. Грунты планировочной выемки необходимо одновременно с разработкой перемещать и укладывать в тело планировочной насыпи, за исключением резервируемых объемов, используемых впоследствии для засыпки' пазух подземных частей сооружений. Для выполнения третьего условия необходимо прежде всего выбрать эффективную технологию производства земляных работ с применением комплектов высокопроизводительных и экономичных машин   и  транспортных   средств. В настоящее время грунт перерабатывают механизированным способом с помощью различных землеройных, землеройно-транспортных машин, средств гидромеханизации, бурением, а также взрывным способом. Однако на многих объектах при мелких рассредоточенных объемах работ, при прокладке подземных инженерных сетей, устройстве фундаментов в стесненных условиях, при зачистке и оформлении дна и откосов котлованов, при укладке и уплотнении грунта в стесненных условиях и т. п. применяется еще ручной труд. Производство работ вручную даже в небольших объемах влияет на общие затраты труда, так как   производительность ручного труда в 20...30 раз ниже механизированного. Дальнейшее совершенствование технологии производства земляных работ идет по пути повышения организационного технологического уровня производства, совершенствования существующих и разработки новых моделей высокопроизводительных землеройных и землеройно-транспортных .машин i При производстве земляных работ все подготовительные, вспомогательные и основные процессы выполняют комплектами машин, каждая из которых предназначена для определенного рабочего процесса ни операции (разработка, транспортирование, разравнивание и уплотнение грунта; зачистка дна выемки; планировка откосов и т. д.). В общем случае одна и та же работа может быть сделана с большей или меньшей эффективностью различными комплектами машин. Способ и комплект .машин для конкретных производственных условий выбирают на основании технико-экономического анализа и обоснования различных вариантов.

 

ВИДЫ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ И СООРУЖЕНИЙ

 

 

Земляные работы выполняют при постройке зданий и сооружений. В связи с большой трудоемкостью земляных работ они должны выполняться с помощью машин и механизмов. Только при малых объемах земляных работ и при наличии особых условий строительства, когда невозможно применять механизмы, допускается ручная разработка грунта.

Если земляные работы ведут вблизи действующих подземных коммуникаций (кабелей, паропровода, водопровода и др.), то грунт разрабатывают только после принятия необходимых мер полного сохранения этих коммуникаций: отшурфовки их вручную, временного крепления или подвески, установления границ допускаемого приближения к ним механизмов, соответствующего инструктажа рабочих, установки предупредительных знаков и др. Для производства земляных работ необходимо получить письменное разрешение от организаций, ответственных за эксплуатацию подземных коммуникаций.

В состав земляных работ входит разработка выемок или возведение насыпей с целью создания земляных сооружений, которые подразделяются на постоянные и временные.

К постоянным земляным сооружениям относятся: выемки для каналов, дорог, хранилищ (силосные траншеи, навозохранилища и др.), насыпи для дорог, дамб, плотни, запруд, а также выемки и насыпи, выполняемые при планировке площадок на территории строительства.

К временным земляным сооружениям относятся выемки для возведения фундаментов зданий и сооружений, траншей для инженерных сетей — водопровода, канализации, телефонизации, теплофикации, газовых сетей и сооружений.

Выемки шириной более 3 м называют — котлованами; узкие выемки, отрываемые для ленточных фундаментов, а также инженерных сетей, — траншеями или рвами, специальные выемки, отрываемые для добычи грунта, — резервами, а специальная насыпь, служащая для отсыпки излишнего грунта, — кавальерами.

К постоянным земляным сооружениям предъявляется ряд требований, общими из которых являются: прочность основания, устойчивость откосов, сопротивляемость атмосферным воздействиям (дождю, снегу, морозам и размывающему действию вод). Насыпи плотин и дамб не должны допускать фильтрации воды через свое тело и основание. Временные выемки и насыпи должны иметь устойчивые откосы в период кладки фундаментов, укладки труб И Т. Д

.

 

 

 

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ

 

 

Производство земляных работ можно начинать после того, как будет установлено, что на участках строительства нет подземных коммуникаций, а если они имеются, необходимо получить от соответствующих организаций разрешение на производство земляных работ. Особенно опасны работы вблизи электрокабелей и высоконапорных трубопроводов.

При разработке выемок экскаваторами последние необходимо устанавливать для работы на спланированном месте, ходовые части закреплять прокладкой башмаков под колеса или подклинкой гусениц.

Все машины оборудуются сигнализацией, известной всем рабочим, находящимся в забое. В темное время суток пути, забой и землевозные дороги должны быть освещены. Запрещается нахождение людей под стрелой экскаваторов и в рабочих зонах других землеройных машин.

При разработке грунта буровзрывным способом и средствами гидромеханизации необходимо соблюдать специальные требования по охране труда и технике безопасности.

 

ОСНОВНЫЕ СПОСОБЫ ПРОИЗВОДСТВА ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ

 

 

Процесс производства земляных работ в общем случае состоит из рыхления, отрыва и выемки (разработки) грунта, перемещения его к месту разгрузки в насыпь или в отвал и укладки грунта с разравниванием и уплотнением. В настоящее время в сельском строительстве применяют три способа разработки грунта: механический, гидромеханический и взрывной.

Механический способ заключается в отделении части грунта резаньем при помощи зубьев ковша, ножом или резцом; гидромеханический— в размыве грунта струей воды под давлением до 300 МПа из гидромонитора или всасывании грунта землесосом из-под воды; взрывной способ заключается в разрушении грунта путем взрыва, а при необходимости также и в перемещении земляных масс в нужном направлении силой газов, образующихся при сгорании взрывчатых веществ (взрыв на выброс).

Каждый из этих способов имеет свою область применения.

Машины для разработки грунта резаньем делят на следующие группы:

землеройные экскаваторы выбирают грунт за счет движения рабочего органа — ковша. По характеру рабочего процесса экскаваторы делят на машины периодического (цикличного) действия— одноковшовые  и   машины   непрерывного действия —

многоковшовые;      

машины и оборудование для гидромеханизации выполняют разработку, транспортирование и укладку грунта при помощи энергии потока воды.

В сельском строительстве разработку грунтов ведут в основном одноковшовыми экскаваторами, бульдозерами, скреперами и автогрейдерами.

Выбор способов производства земляных работ зависит от размеров и объемов земляных сооружений, свойств грунтов, наличия грунтовых вод и других условий.

Разработка грунтов одноковшовыми экскаваторами. Одноковшовый экскаватор — самоходная машина с одним ковшом, предназначенный для разработки грунтов с последующим перемещением н выгрузкой их в отвал или в транспортные средства. Экскаваторы классифицируют по. признакам: назначению и виду рабочего оборудования; ходового и силового оборудования.

По назначению и виду рабочего оборудования, а также по конструктивным особенностям экскаваторы подразделяют на строительные, карьерные, вскрышные и шагающие драглайны. По виду ходового оборудования различают экскаваторы на гусеничном, шагающем и пневмоколесном ходу.

Строительные экскаваторы являются универсальными, так как приспособлены для выполнения различных земляных общестроительных работ за счет смены своего рабочего оборудования в короткий срок и непосредственно в условиях строительной площадки. Они могут иметь следующее сменное оборудование (рис. 1.12): прямую лопату, обратную лопату, драглейн, грейфер, кран, копер для забивки свай, корчеватель пней. Первые три имеют жесткую кинематическую связь между ковшом и стрелой; драглайн и грейфер имеют гибкую канатно-подвесную связь со стрелой.

Тип одноковшового экскаватора выбирают при разработке проекта производства работ в зависимости от объемов работ, сроков их выполнения, рельефа местности, размеров выемки, условий выгрузки грунта.

Одноковшовые экскаваторы работают в забоях — рабочая зона, включающая рабочее место экскаватора, часть массива грунта, отрываемого с одной стоянки, площадку для укладки грунта или место для стоянки и маневрирования транспортных средств.

В зависимости от условий работы экскаватора применяют забои: лобовой при рытье узких пионерных траншей, а также траншей для подземных инженерных коммуникаций, устройства фундаментов; торцовый — при разработке выемок ниже уровня стоянки экскаватора; боковой — при разработке выемки, при этом пути транспортных средств устраивают параллельно оси перемещения экскаватора на одном уровне со стоянкой экскаватора или выше подошвы забоя при небольшой его глубине (рис. 1.13).

При большой ширине выемки лобового забоя грунт можно разрабатывать с перемещением экскаватора по зигзагу (рис. 1.13, а), 410 обеспечивает условия работы автотранспорта и открывает фронт работы по планировке дна котлована и устройства фундаментов.

Экскаватор с прямой лопатой работает лобовым или боковым способом, находясь на дне забоя, ведет разработку грунта выше уровня своей стоянки.

Экскаваторы, оборудованные обратной лопатой, драглайны и грейферы разрабатывают забои, расположенные ниже уровня свай стоянки (рис. 1.12,6, в), могут работать в слабых грунтах, включая разработку их под водой. Экскаваторы, оборудованные драглайном, эффективны для разработки выемок и сооружения насыпей в легких и средних грунтах с выгрузкой грунта в отвал или с погрузкой в транспорт. Экскаваторы с оборудованием грейфера могут копать котлованы с отвесными стенками с отгрузкой грунта в отвал или транспорт и вести погрузо-разгрузочные работы.

Экскаваторы с обратной лопатой эффективно использовать для разработки узких траншей с вертикальными стенками, а также котлованов глубиной до 6 м. Шагающие экскаваторы драглайн1,: с ковшом вместимостью 4—100 м3 и стрелой длиной 40—100 ч изготовляют только с одним видом рабочего оборудования — драглайном. Применяют их для земляных работ на крупных объектах гидротехнического, мелиоративного и ирригационного строительства, а также на открытых горных работах.

Каждый рабочий цикл одноковшового экскаватора состоит из последовательных операций: копания, поворота ковша из забоя, выгрузки и обратного его поворота в забой. При каждом цикле ковш экскаватора выгружает некоторый объем грунта. После выработки забоя, разрабатываемого с одной стоянки на рабочую длину рукоятки, происходит передвижка экскаватора.

Высокая производительность экскаватора достигается за счет повышения числа рабочих циклов и объема грунта, выгружаемого за каждый цикл.

Следует заметить, что производительность экскаватора не увеличивается пропорционально вместимости его ковша, поскольку с увеличением последней будет увеличиваться также и продолжительность операций копания грунта и выгрузки.

Для транспортирования грунта, разрабатываемого экскаваторами, в сельском строительстве наиболее применимы автомобили-самосвалы и тракторы с прицепами. Рельсовый транспорт не применяется. При устройстве въездов в котлованы необходимо предусматривать уклоны 0,10—0,15 и ширину въездов понизу для одностороннего движения 3—4 м и двухстороннего 7—8 м.

Для уменьшения стоимости разработки грунта и транспортирования его, необходимо, чтобы число автомобилей-самосвалов я тракторных прицепов, а также вместимость их кузовов соответствовали производительности экскаватора.

Грузоподъемность автотранспортных средств назначают в зависимости от вместимости ковша экскаватора и дальности транспортирования грунта

Разработка грунта многоковшовыми экскаваторами. Многоковшовые экскаваторы, в отличие от одноковшовых, являются землеройными машинами непрерывного действия, у которых процесс черпания грунта происходит при возвратно-поступательном движении экскаватора вдоль забоя. Рабочее оборудование многоковшовых экскаваторов состоит из ковшовой рамы, которую обегает цепь с ковшами, или колеса (ротора) с ковшами, расположенными по его периферии. В зависимости от типа рабочего оборудования многоковшовые экскаваторы подразделяют на цепные с ковшовой цепью и колесно-ковшовые с ковшовым колесом (ротором).

Различают (рис. 1.14) многоковшовые экскаваторы поперечного черпания, у которых ковшовые рамы имеют поперечное перемещение по отношению к направлению рабочего движения экскаваторы, и многоковшовые экскаваторы продольного черпания с рабочим оборудованием, перемещающимся в плоскости движения экскаватора.

В начале разработки ковшовую раму экскаватора поперечного черпания устанавливают в горизонтальное положение и ковшами снимают первый слой, а затем последовательно разрабатывают нижние слои до тех пор, пока низ рамы не примет проектное положение выемки.

Экскаваторы поперечного черпания разрабатывают грунт I—IV группы без валунов, превышающих размер ковша. Экскаваторы в зависимости от их мощности имеют ковш вместимостью 15—4500 л. Они могут разрабатывать траншеи, выемки, карьеры и выполнять вскрышные работы. Производительность таких экскаваторов зависит от вместимости ковша, например, с ковшом вместимостью 20 л при глубине копания 7 м — 35 м3/ч, а с ковшом 30 л при глубине копания 9,5 — 54 м3/ч.