Проектирование технологических процессов нулевого цикла



Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Сибирский государственный индустриальный университет»

Кафедра строительных технологий и материалов

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ по учебной дисциплине «Технологические процессы в строительстве»

Тема: «Проектирование технологических процессов нулевого цикла»

Новокузнецк, 2017г.

Содержание

Введение

В данном курсовом проекте разрабатываются технологические карты на производство работ по планировке строительной площадки, а также на устройство столбчатых монолитных фундаментов в зимнее время года.

Грунт на площадке – супесь. Расстояние до карьера – 8 км. Проектируемое здание располаегается снизу по центру площадки, вX квадрате.

Подземная часть здания представляет собой монолитные двухступенчатые фундаменты. По горизонтали располагается по шесть фундаментов, расстояние между которыми по осям составляет 12 м, по вертикали межосевое расстояние – 18 м и четыре пролета.

Основание фундамента в плане имеет размеры 1600х1600 мм, высота основания 800 мм. Вторая ступень в плане имеет размеры 1000х1100 мм, высота ступени 1000 мм. Глубина заложения фундаментов – 2,5 м.

Для устройства фундаментов используется бетон класса В15, армируются фундаменты арматурой диаметром 22 мм.

Работы производятся при наружней температуре воздуха – 20 градусов С.

Исходные данные

Номер зачетки:

№ варианта рабочих отметок в вершинах квадратов и вариант исходных данных по фундаменту: 22

Рисунок 1 – Исходные данные

1. Определение объемов проектируемых работ

1.1 Определение положения линии нулевых работ

Планируемая площадка представляет собой прямоугольник, условно разбитый на квадраты размером 100х100 м. Заданием курсового проекта определены в вершинах квадратов рабочие отметки, которые представляют собой разность между проектными отметками (красными) и отметками существующей поверхности грунта (черными). Положительные по знаку рабочие отметки соответствуют насыпи, отрицательные – выемке.

Линия нулевых работ (ЛНР) соединяет точки с рабочими отметками, равными 0, которые располагаются на сторонах квадратов, соединяющих вершины с рабочими отметками противоположных знаков. Привязка точек с нулевыми рабочими отметками определяется из пропорции:

, откуда      ,                                  (1)

где X – расстояние от вершины квадрата с положительной рабочей отметкой до точки нулевых работ, м;

       hн и hв – абсолютное значение рабочих отметок вершин квадратов насыпи и выемки соответственно.

Полученные значения X округляют до 1 м. Точки нулевых работ соединяют, получая линию нулевых работ, разделяющую насыпь и выемку (рис.1).

Рисунок 2 – Положение линии нулевых работ

1.2. Определение объемов грунта в планировочных выемке и насыпи, откосах площадки, котловане, траншеях и отдельных выемках

Объемы грунта отдельных фигур, располагающихся в пределах насыпи и выемки, определяют путем умножения площади основания каждой фигуры на среднюю высоту рабочей отметки фигуры:

,                                               (2)

где hn – рабочие отметки всех вершин фигуры, в том числе и нулевые, м;

      n – количество вершин фигуры;

     hср – средняя величина рабочих отметок, м;

     F – площадь фигуры, м2.

Объем грунта в откосах выемки (насыпи) определяется по формуле:

, м3,                                               (3)

где: Lп – периметр сторон насыпи (выемки);

       m – коэффициент откоса;

        hо.ср – абсолютная величина средней рабочей отметки по периметру выемки (насыпи).

Объем грунта в угловых откосах выемки (насыпи) определяется по формуле:

, м3,                                                   (4)

где h – высота пирамиды, м.

Рисунок 3 – Определение объемов грунта в откосах

На основании расчетов заполняется таблица (табл. 1). При отсыпке насыпи учитывают остаточное разрыхление грунта. Ввиду того, что при укладке насыпи и интенсивном уплотнении его катками, не удается достичь естественной плотности грунта, то для укладки насыпи объемом Vн требуется объем грунта равный V/K, кде К – коэффициент остаточного разрыхления (принимается по ЕНиР сб. 2), V – объем грунта естественной плотности.

Общий обм насыпи и выемки находят как сумму объемов грунта отдельных фигур, лежащих в пределах планируемой площадки отразим в таблице 1.

Таблица 1

где для суглинка К=1,03, заложение откоса m=0,5.

Объем грунта в откосах выемки:

V=0.5*0.5*(60+61+85+65+2*100)*[(0+0,36+0,43+0+0+0,58+0,64+0)/8)]2=7,43 м3.

Аналогично определяется объем грунта в откосах насыпи (для откосов высотой от 1,5 до 3 м из насыпного грунта заложение m=1).

Для принятия решения об устройстве общего котлована под фундаменты, траншей под ряды фундаментов или отдельных котлованов под каждый фундамент вычерчивают продольные профилиотдельных ям (котлованов) под каждый фундамент по рядам в обоих направлениях. Ямы проектируются с учетом крутизны откосов для данного вида грунта и глубины заложения фундамента. Так как откосы котлована не пересекаются – копаются отдельные ямы.

Расстояние от подошвы откоса до близлежащего фундамента с установленной опалубочной формой принимаем 0,2 м.

При разработке типа выемок под фундаменты следует учитывать возможность подачи материалов, инвентаря и конструкций к фундаментам, расположенным в средней части здания (подъезд автотранспорта и строительных машин).

Заданием оговорено, что здание располагается в планировочной выемке. Это значит, что разработка котлована будет производится после планировочных работ на этом участке, и глубина котлована берется как разность между красной отметкой планировочной выемки на этом участке и проектной отметкой дна котлована. Величина Н (глубина котлована) назначена заданием.

Определив тип и размеры котлована в плане, можно определить объемы земляных работ при его разработке.

При разработке отдельных ям под каждый фундамент объем грунта, вынимаемого из каждой ямы определяется:

                                       (5)

Объем грунта на съездах в котлован определяется:

                                        (6)

где b – ширина съезда по низу, м;

     l1 – длина съезда, м.

После возведения фундаментов оставшийся объем котлована в виде пазух заполняется грунтом. Объем обратной засыпки определяется по формуле:

                                        (7)

где Vф – объем конструкций ж.б. фундаментов до планировочной отметки, м3;

- коэффициент остаточного разрыхления грунта после уплотнения (для глины – 0,06; для песка – 0,02; суглинка – 0,03; супеси – 0,03).

Рисунок 4 - Поперечный профиль разреза фундаментов (фрагмент).

Заданием оговорено, что здание располагается в планировочной выемке. Это значит, что разработка котлована будет производится после планировочных работ на этом участке, и глубина котлована берется как разность между красной отметкой планировочной выемки на этом участке и проектной отметкой дна котлована. Величина Н (глубина котлована) назначена заданием.

Определив тип и размеры котлована в плане, можно определить объемы земляных работ при его разработке.

При разработке отдельных ям под каждый фундамент объем грунта, вынимаемого из каждой ямы определяется:

                                        (8)

где Н – глубина котлована по заданию, м;

     Fн – площадь котлована по низу, м2;

     Fв – площадь котлована по верху, м2.

Объем грунта в яме под один фундамент:

Общий объем грунта, вынимаемый из ям под фундамент:

После возведения фундаментов оставшийся объем котлована в виде пазух заполняется грунтом. Объем обратной засыпки определяется по формуле:

,                                         (9)

где Vф – объем конструкций ж.б. фундаментов до планировочной отметки, м3;

- коэффициент остаточного разрыхления грунта после уплотнения (для суглинка – 0,03).

Объем конструкций одного ж.б. фундамента:

Общий объем конструкций одного ж.б. фундамента:

Объем обратной засыпки:

м3

1.3 Составление баланса и плана распределения земляных масс

На основании расчетов объемов разрабатываемого грунта составляется баланс грунта на строительной площадке и оформляется по виду таблицы 2:

Таблица 2

Ведомость сводного баланса грунтовых масс

При недостатке грунта (отрицательный баланс) для устройства планировочной насыпи объем недостающего грунта разрабатывается в карьере, расположенном за пределами площадки, и доставляется автосамосвалами. Расстояние до отвала (карьера) 8 км.

На основании полученного баланса грунта на план участка переносятся поквадратно объемы земляных масс (из табл.1), но для планировочной насыпи объемы грунта записываются с учетом коэффициента остаточного разрыхления. На план переносится также котлован, объем которого записывается двумя цифрами: грунт, оставленный у бровки котлована (или частично или полностью временно складируемый в пределах площадки на удалении от котлована) для обратной засыпки пазух, и грунт, который в соответствии с балансом будет перемещаться в планировочную насыпь или вывозиться в отвал.

В соответствии с балансом грунта на площадке возникнут три зоны, имеющие при производстве работ самостоятельное значение.

Первая – зона перемещения грунта из планировочной выемки в планировочную насыпь. В ней объемы выемки и насыпи равны и примыкают к линии нулевых работ.

Вторая – зона, наиболее удаленная от линии нулевых работ, из которой вывозится лишний на площадке грунт в случае положительного баланса, или привозится недостающий грунт в случае отрицательного баланса.

Третья – зона разработки котлована с указанием перемещения лишнего грунта.

В зоне внутренних планировочных работ (зона I) необходимо графически показать перемещение объемов земляных масс из каждой фигуры выемки и  котлована в соответствующую фигуру насыпи. Для этого на квадратах и их частях намечают центры тяжести и соединяются стрелками по правилу перемещения из ближней фигуры в ближнюю, из дальней – в дальнюю. Над стрелкой показывают объем перемещаемого грунта (м3), под стрелкой – дальность перемещения (м) по масштабу с точностью до 1 м. Пример распределения объемов на строительной площадке приводится на рисунке 3.

Рисунок 5 - Схема распределения грунтовых масс на площадке

1.4. Определение средней дальности перемещения грунта на строительной площадке

Средняя дальность перемещения грунта при вертикальной планировке есть расстояние между центрами равновеликих по объему участков насыпи и выемки. Определить среднюю дальность перемещения можно двумя способами: графическим и аналитическим (методом статических моментов).

Прианалитическом методе сначала находят координаты центров тяжести объемов выемок и насыпи, заменяемых центрами тяжести площадей их оснований относительно прямоугольной системы координат, в качестве осей которой обычно принимают стороны планируемой площадки. Суммарные статические моменты объемов работ относительно осей получают:

- для насыпи:

                                        (10)

                                        (11)

- для выемки:

                                        (12)

                                        (13)

гдеViн,Viв – объем грунта в элементарных геометрических фигурах насыпи или выемки;

lxi,lyi – расстояние от центров тяжести объемов грунта каждой элементарной фигуре до соответствующей оси, м.

Тогда координаты приведенных центров тяжести участков насыпи или выемки находятся:

; - для насыпи;

; - для выемки.

Средняя дальность перемещения грунта определится:

, м.

1.5. Составление спецификации конструктивных элементов фундаментов

Согласно заданию, все возводимые фундаменты однотипны. Все параметры монолитного ж.б. отдельно стоящего фундамента сводятся в спецификацию по примеру таблицы 3.

Таблица 3

Спецификация конструктивных элементов фундамента

№ п/п

Конструктивные элементы

Размеры элементов/пустот, м

Объем, м3

Объем в ж.б. «в деле» м3

Площадь соприкосновения опалубки с бетоном, м3

ширина

длина

высота

1

Первая ступень

1,6/---

1,6/--

0,8/---

2,048/--

2,048

(1,6*2+1,6*2)*0,8=5,12

2

Вторая ступень

1,0/---

1,1/--

1,1/---

1,21/---

1,21

(1,0*2+1,1*2)*1,1=4,62

Рисунок 6 - Опалубочный чертеж фундамента.