1 страница
Питання для самоперевірки
1. Роль капітального будівництва в розвитку ринкового господарства країни.
2. Сутність індустріальних методів будівництва.
3. Головні завдання будівельного виробництва.
4. Основні напрямки технічного прогресу в будівельному виробництві.
5. Зміст і структура будівельних процесів.
6. Будівельні норми і правила. Структура і призначення.
7. Трудові ресурси будівельних процесів.
8. Організація будівельних процесів і розподіл труда при їх виконанні.
9. Оцінка продуктивності праці і форми оплати.
10. Технічне і тарифне нормування.
11. Шляхи підвищення продуктивності праці в будівництві.
12. Матеріальні елементи будівельних процесів.
13. Технічні засоби будівельних процесів.
14. Принципи вибору механізованих комплексів і ведучої машини.
15. Методи контролю якості будівельного виробництва.
16. Поняття про закриті роботи та їх прийом.
17. Система забезпечення безпеки робіт в будівництві та її контролю.
18. Порядок допуску інженерно-технічного персоналу до виконання робіт.
19. Особливості виконання робіт в місцях підвищеної небезпеки(діючі підприємства, залізничні шляхи, охоронні зони електромереж).
20. Технологічне проектування будівельних процесів.
21. Методика вибору комплекту машин за техніко-економічними показниками.
22. Інженерна підготовка будівельного майданчика до будівництва.
23. Геодезичні роботи на будівельному майданчику.
24. Транспортування будівельних вантажів.
25. Склад і зміст технологічного проекту виконання будівельних робіт.
26. Механізація транспортних робіт. Складування будівельних вантажів.
РОЗДІЛ 2
ТЕХНОЛОГІЯ РОЗРОБКИ, ПЕРЕМІЩЕННЯ, УКЛАДАННЯ
ТА УЩІЛЬНЕННЯ ҐРУНТУ.
ПАЛЬОВІ РОБОТИ
2.1. Класифікація земляних споруд, ґрунтів, підрахунок об’ємів робіт
Основна класифікація земляних споруд і їх частин залежно від їх призначення:
– спорудження земляного полотна для доріг;
– улаштування водоводів;
– зведення дамб та захисних споруд;
– планування площ;
– розробка та зворотня засипка котлованів і траншей для улаштування фундаментів, підземних комунікацій та ін.
Види та властивості ґрунтів. Основні характеристики: щільність, вологість, зчеплюваність, розпушуваність, кут природного укосу.
Щільність – маса одиниці об’єму в природному стані: піщаних, глинистих 1,6...2,1; скальних – до 3,3 т/м3.
Вологість – ступінь насичення ґрунту водою – це відношення маси води, що міститься в ґрунті, до маси сухого ґрунту: більше 30% – мокрі, менше 5 % – сухі.
Зчіплюваність визначається початковим опором ґрунту зсуненню: піщаних 3…50 кПа, глинистих 5…200 кПа.
Кут природного укосу залежить від структури та стану ґрунту, кута внутрішнього тертя, зчеплюваності та тиску шарів ґрунту, які лежать вище; характеризується відношенням висоти до основи (закладання) , де – коефіцієнт укосу. Крутизна укосу залежить від кута природного укосу, коли ґрунт у стані граничної рівноваги.
Розпушуваність – здатність займати більший об’єм, ніж у природному стані. Характеризується коефіцієнтом розпушення:
,
де – об’єм, що займає ґрунт у розпушеному вигляді після розробки;
– об’єм, що займає ґрунт у природному стані до розробки;
– коефіцієнтом розпушення піщаних ґрунтів 1,08...1,17; суглинистих 1,14...1,28; глинистих 1,24...1,3.
Класифікують ґрунти за видами та властивостями, головним чином за трудністю розробки залежно від конструктивних особливостей землерийних машин (Ресурсні елементні кошторисні норми на будівельні роботи ДБН Д.2.2-1-99, зб. 1, земляні роботи). Для одноковшевих екскаваторів – шість груп, для багатоковшевих і скреперів – дві, бульдозерів і грейдерів – три, вручну – сім.
Технологічні процеси розробки ґрунту (підготовчі, допоміжні та головні).
Підготовчі та допоміжні: розбивка, водовідлив і зниження рівня ґрунтових вод, тимчасове закріплення стінок виїмок, штучне закріплення, розпушування.
Основні – безпосередня розробка, транспортування, укладання та ущільнення.
Методи підрахунку об’ємів земляних робіт. Підрахунок ведуть, розбиваючи весь масив на елементарні геометричні фігури, визначають об’єм кожної, а потім їх підсумовують. При плануванні – метод чотиригранних призм. Площу розбивають на квадрати або прямокутники зі стороною ( ) 10…50 метрів. По горизонталях підраховують чорні позначки вершин ( ), проектні (червоні) ( )– по заданій планувальній позначці ( ) з урахуванням проектного ухилу ( ):
,
де – відстань від точки з заданою позначкою до точки, проектна позначка якої визначається.
Робочі позначки зі знаком (+) насип, (-) виїмка. Якщо на одній фігурі робочі позначки Н1 і Н2 різних знаків, то між ними точка нульових робіт, місцеположення якої визначають за формулою:
З’єднавши їх, отримують лінію нульових робіт. Об’єми фігур підраховують за формулами:
Фігури з нульовими лініями :
– трикутник ;
– трапеція ;
– п’ятикутник ,
де – площа фігури.
Об’єм котловану підраховують за формулами:
,
де , – відповідно ширина і довжина котловану понизу;
, – те ж, поверху;
– коефіцієнт укосу;
– глибина котловану.
Методика розподілу земляних мас. Розрахунок виїмки та насипу ведуть в табличній формі в окремих графах. Різниця між ними називається балансом земляних мас. Баланс додатний, якщо об’єм виїмки більше від об’єму насипу, та навпаки; краще нульовий баланс, але досягти його важко. Застосовують для цього різні способи. Один з них – статичних моментів відносно нульового горизонту.
2.2. Розбивка земляних споруд на місцевості
Необхідно виявити та закріпити місцеположення споруди на місцевості. Найбільш ефективний спосіб: створними знаками закріплюють основні робочі осі (див. рис. 1.1). Їх визначають, вирішуючи зворотну задачу (див. відповідний курс геодезії).
Створні знаки треба надійно закріплювати на спеціальних надійно установлених конструктивах або використовувати існуючі. Головне, щоб ці конструкції були надійно закріплені, щоб їх було добре видно, щоб вони були за межами руху транспорту та машин на весь період будівництва та, як мінімум, – виконання робіт нульового циклу. Кругом котловану на головних осях треба влаштовувати обноску, на якій відмічають головні осі, а межі котловану відмічають кілочками. Після розробки котловану осі переносять на його дно, виконують розбивку по дну. Після улаштування нульового циклу осі переносять на цоколь. Але створні знаки потрібні до завершення зведення надфундаментної частини.
2.3. Розробка ґрунту одноковшевими екскаваторами
з різними видами робочого оснащення: пряма
лопата, зворотна лопата, драглайн, грейфер
Пряма лопата має найбільшу продуктивність, але у сучасних екскаваторів, як правило, однакову. Тому частіше працюють зворотною лопатою. Зворотна лопата може працювати при рівні ґрунтової води вище дна котловану.
Драглайн може розробляти ґрунти під водою, але тільки м’які.
Грейфер також може розробляти ґрунт під водою, ефективний для розробки траншей методом «стіна в ґрунті».
Працювати можуть як «на виміт» (у відвал), так і з навантаженням на транспортні засоби. Вища продуктивність «на виміт» та при роботі з пухкими ґрунтами. Щоб збільшити продуктивність, треба добиватися повного завантаження ковша (з шапкою) та зменшення кута повороту стріли.
Маса ґрунту за один цикл
,,
де – геометричний об’єм ковша;
– щільність ґрунту;
– коефіцієнт розпушення;
– коефіцієнт місткості.
Прямою лопатою розробляють ґрунт лобовим або боковим забоєм (рис. 2.1). Лобовий забій – екскаватор переміщується по дну котловану, автомобілі під навантаження підходять заднім ходом поперемінно зліва та зправа. Середній кут повороту стріли 140º. За рахунок необхідності значного кута повороту та затяжного маневрування автомобілів продуктивність знижується. Найбільш ефективна бокова проходка. Тут поворот стріли 90º, автомобілі їдуть по кільцю по черзі.
Тому розробку котловану краще планувати його упоперек. У такому випадку коротша лобова проходка «піонерної» траншеї, а останні проходки – бокові з кільцевим рухом автотранспорту. Зворотною лопатою працюють за такими ж схемами переміщення; екскаватор може розробляти ґрунт як з повним навантаженням на транспортні засоби, так і повністю у відвал або з частковим навантаженням і у відвал. Автосамоскиди у разі лобової проходки підходять почергово з різних сторін під деякими кутами до напрямку переміщення екскаватора, зменшуючи кут повороту стріли та підвищуючи його продуктивність.
У разі бокової прохідки автосамоскиди рухаються по кільцю. Технологія розробки ґрунту екскаватором, оснащеним лопатою драглайн, як і зворотною лопатою. Особливості – стоянки через 1/5 довжини стріли. Драглайн може розробляти тільки пухкий ґрунт. Ефективна челночна схема роботи драглайна, при цьому автомобілі знаходяться в котловані. Глибина розробки котловану повинна бути на 10 см вище проектної позначки, щоб не ушкодити основу (дно). Зачистка виконується скребковим ножем або бульдозером до проектної позначки, якщо запроектовано подальше ущільнення, то зачистка не потрібна. Екскаватор підбирають за паспортними даними, бажано, щоб він працював на 0,9 його головних характеристик, але висота напору повинна складати 1,2 від потрібної, щоб забезпечити хороше наповнення ковша за одне черпання. Більш детально вибір екскаватора треба вивчити самостійно при виконанні курсової роботи.
Рис. 2.1. Розроблення котлованів одноківшевими екскаваторами:
а – лобова проходка екскаватора, оснащеного прямою лопатою, що завантажує ґрунтом автосамоскид з одного боку; б – те саме, з двобічним завантаженням;
в – те саме, із зигзагоподібним переміщенням екскаватора; г – те саме, з переміщенням упоперек котловану; д – бокова проходка; е – розроблення ярусами
(І...IV – послідовність проходок); є – торцева проходка екскаватора, оснащеного зворотною лопатою чи драглайном, при переміщенні екскаватора по прямій;
ж – те саме, з двома проходками екскаватора; з – те саме, при зигзагоподібному переміщенні екскаватора; и – поперечно-торцева проходка; і – поздовжньо-торцева проходка; ї – схема забою драглайна; й – поперечно-човникова схема організації забою; к, л – поздовжньо-човникова схема організації забою; 1 – вісь проходки; 2 – стоянка екскаватора; 3 – напрямок руху автотранспорту; 4 – віхи; 5 – вісь попередньої проходки; 6 – автосамоскид; 7 – опускання ковша та набирання грунту; 8 – закінчення набирання грунту та підйом ковша; 9 – розвантаження ковша; – кут нахилу стріли; – середній кут повороту
Необхідну кількість автосамоскидів, які повинні забезпечити безперервну роботу екскаватора, підраховують за формулою
,
де , – відповідно час установки під навантаження і навантаження;
– час пробігу туди і назад, можна встановити хронометражем або підрахувати за формулою ,
де – відстань у кілометрах, – швидкість у км/год;
, , – відповідно час установки під розвантаження, розвантаження, маневрування;
,
де – число ковшів, необхідних для завантаження самоскида;
– число циклів екскаватора за хвилину (паспортна величина).
Багатоковшевими екскаваторами розробляють ґрунт, застосовуючи цепні і роторні конструкції для повздовжнього і поперечного черпання. Це машини безперервної дії, тому високопродуктивні. Ґрунт із закріплених на безперервну стрічку або на колесо ковшів висипається на транспортерну стрічку, а далі відвантажується у відвал або на транспортні засоби. Найбільш ефективні багатоковшеві екскаватори при розробці траншей на трасах.
2.4. Розробка ґрунту землерийно-транспортними
машинами (скреперами, бульдозерами, грейдерами)
Ці машини розробляють, переміщують, розвантажують ґрунт і повертаються на місце завантаження.
Скрепери причіпні з об’ємом ковша 2,2…10 м3 працюють з трактором-тягачем; самохідні з об’ємом ковша 8 м3 і більше мають вищу продуктивність за рахунок кращої маневреності та більшої швидкості. Краще групувати декілька скреперів, в складі механізованої ланки при необхідності до складу ланки додають бульдозери-штовхачі, які допомогають при завантаженні, розпушуванні, при розробці ґрунтів підвищеної щільності. Кількість штовхачiв і розпушувачів підраховують залежно від відстані транспортування. Бульдозер-штовхач може також використовуватися для переміщення ґрунту в зоні лінії нульових робіт на відстань до 100 м. А робота скеперів причіпних – на відстань до
1000 м, самохідних – до 3000 м. Раціональна схема завантаження ребриста або ребристо-шахова (рис. 2.2), тому більш рівномірне навантаження по площині різання, ефективніша робота в цілому.
Схеми переміщення скреперів залежно від конкретних умов: еліпсовидна, за спіраллю, вiсімкою. Остання найбільш ефективна: рівномірне навантаження та спрацювання ходової частини та коліс. Довжина шляху наповнення ковша розраховується за формулою
,
де – об’єм ковша, м3;
– коефіцієнт наповнення, приймається 0,8 для піщаних ґрунтів, 1,0 для глинистих;
і – відповідно ширина та висота зрізуваного шару, м;
– коефіцієнт розпушення ґрунту.
Необхідну кількість машин у комплекті підраховують у залежності від об’ємів переміщуваного ґрунту та змінної виробки, яка, в свою чергу, залежить від технічних характеристик скреперів, виду ґрунту та відстані його переміщення.
Бульдозер використовують як для самостійної роботи при розробці та переміщенні ґрунту на відстані до 100 м та плануванні територій, так і для допоміжних робіт у комплекті з екскаваторами, скреперами, для окучування ґрунту, зачистки дна котлованів, зворотної засипки пазух котлованів, улаштування тимчасових доріг і т. ін. Головні операції: різання ґрунту із зняттям стружки (бажано під ухил), переміщення, розвантаження з розрівнюванням, зворотний хід (рис. 2.3).
Найбільш раціональний траншейний спосіб розробки, в процесі використання якого залишається смуга між траншеями шириною
0,4…0,6 м. При цьому способі менше загублюється ґрунту під час транспортування, тому продуктивність вища.
Грейдери використовують для планування територій, укосів, зачистки, відривання канав глибиною до 0,7 м, влаштування протяжних насипів висотою до 1 м, профілювання дорожнього полотна. Ґрунт поступово переміщується перпендикулярно напряму руху. Раціональна довжина проходки не менше 400…500 м.
Рис. 2.2. Розроблення ґрунту скреперами: а – схема розроблення ґрунту (цифрами
вказана послідовність розроблення смуг); б – схема роботи скреперів за спіраллю
на ділянці, де чергуються насипи та виїмки; в – те саме, за еліпсом при плануванні
будівельних майданчиків; г – ланцюжкова схема завантаження скреперів;
1 – розроблення ґрунту за схемою смуга поряд зі смугою; 2 – те саме, через смугу;
3 – те саме, ребристо-шаховими проходками; 4, 5 – схема взаємодії трактора-штовхача зі скрепером; 6 – форма стружки; 7…7' – набирання грунту; 8…8`– розвантаження; /, //, /// – ділянки набору ґрунту скреперами № 1, 2, 3; IV, V, VI – порожній хід скреперів № 1, 2, З
Рис. 2.3. Схеми зрізання ґрунту (а), способи виконання планувальних робіт
бульдозерами (б) та розроблення виїмок (в): 1 – різання тонкою стружкою однакової товщини; 2 – те саме, клиноподібним профілем; 3 – те саме, з гребінчастим профілем;
І...VII – послідовність переміщення бульдозера
2.5. Способи забезпечення стійкості стінок виїмок
Найкращим способом забезпечення стійкості стінок виїмок є улаштування природних укосів. Але треба виконувати їх планування, не допускати розміщення в межах призми можливого обрушення будь-яких матеріалів чи конструкцій, а також руху чи розміщення машин та механізмів. Однак, якщо з технічних чи економічних причин улаштування природних укосів неможливо чи неефективно (близько від котловану знаходяться комунікації, будівлі чи споруди, більше нема де розмістити техніку або матеріали), тоді стінки котлованів чи траншей улаштовують вертикальними з додатковим їх штучним закріпленням (рис. 2.4). Найбільш надійне, хоча дороге і трудомістке, шпунтове огородження стінок. Його виконують, як правило, до початку розроблення ґрунту в котловані чи траншеї. Спочатку забивають маячні палі, улаштовують направляючі між ними, а потім по направляючих забивають металевий профільований або дерев’яний шпунт.
Додатково маячні палі прикріпляють стяжками до анкерних паль або влаштовують підпорки чи розпорки. Щитове чи шпунтово-щитове огородження влаштовують після того, як вириті котловани чи траншеї, з обов’язковою засипкою пазух між щитами та стінками виїмки, щоб надійно передавати навантаження від стінки на щит і далі на стійки чи палі та розпорки або анкери. Розбирають таке огородження знизу вверх у міру засипки та ущільнення ґрунту в траншеї.
Під час роботи в насичених водою ґрунтах, особливо в пісках-пливунах, ефективно захистити котлован або траншею можна тимчасовим заморожуванням ґрунту. При цьому забезпечується тимчасова водонепроникність ґрунту. Для цього по периметру котловану через розташовані в ґрунті пустотілі труби подають охолоджений до -10…-20 °С розчин солей, який постійно циркулює через морозильну установку. Поступово ґрунт біля труби охолоджується і крижаніє, створюючи водонепроникну стіну. Температуру замерзання ґрунту потрібно підтримувати постійно до закінчення робіт в котловані та утворення в підземній частині водонепроникної конструкції. Після цього роботу морозильної установки припиняють і після відтаювання ґрунту труби демонтують. Головними недоліками такого способу є висока енергомісткість, інерційність, підвищена вологість.
Але технологія цього способу добре відпрацьована, тому він широко застосовується в екстремальних умовах роботи.
Рис. 2.4. Кріплення стінок котлованів і траншей: а – підкісне; б – анкерне;
в – шпунтове; г – розпірне горизонтальне з прозорами;
д – те саме, вертикальне суцільне; е – консольно-розпірне; є – інвентарне; 1 – дошки; 2 – стояк; 3 – бобишка; 4 – підкіс; 5 – паля; 6 – анкерна тяга; 7 – засипка; 8 – розпірка; 9 – металева паля; 10 – пояс-обв'язка; 11 – розпір; 12 – дошка затяжки; 13 – укіс котловану; 14 – кронштейн; 15 – накладки; 16 – клини; 17 – шар набризк-бетону; 18 – прогони; 19 – збірно-розсувна рама; 20 – інвентарні щити огорожі; 21 – в'язі жорсткості
Більш надійними способами є постійне закріплення ґрунту з одночасним забезпеченням його водонепроникності. До них належать цементація, бітумізація, силікатизація. Принцип їх дії однаковий. У ґрунт нагнітають розчин, який в процесі твердіння зв’язує ґрунт в моноліт. Розчин подають через ін’єктори (перфоровані труби) під тиском до 0,6 МПа.
Для забезпечення стійкості вузьких траншей, свердловин, в яких в подальшому влаштовуються монолітні конструкції, застосовують водну суспензію бентонітової глини. Вона, заповнивши траншею, тисне на стінки, не даючи фільтруватися підземним водам, і, кальматуючи пори, забезпечує стійкість стінок та виключає обвалення. Суспензію бентонітової глини заданої щільності готують в шнекових змішувачах безпосередньо на будівельному майданчику та через труби заливають в траншеї.
2.6. Укладання та ущільнення ґрунту
Ефективно ущільнюються ґрунти з раціональним зерновим складом та вологістю. Тому в насипах не варто використовувати пилуваті піски, легкі супісі, жирні глини, а також ґрунти з органічними домішками та розчинами солей.
Раціональна послідовність засипки горизонтальними шарами товщиною 30…50 см (яка може ущільнюватися). Ущільнюють котками кулачковими, гладкими, на пневмошинах та трамбуючими машинами
(рис. 2.5). Ущільнюють послідовними проходками від країв до середини, перекриваючи попередню проходку на 0,2-0,3 м, але на дуже зволожених основах, навпаки, починають з середини, щоб витісняти зайву воду до країв.
Найкращі котки пневмоколісні, бо в них можна легко регулювати тиск у шинах, у результаті чого легко змінюється тиск на ущільнюваний ґрунт.
Головне правило ущільнення – треба, щоб тиск на поверхні ущільнюваного ґрунту складав приблизно 0,8-0,9 його міцності. Якщо тиск перевищений, то замість ущільнення ґрунт руйнується. Якщо недостатній – ущільнення малоефективне.
Годинна продуктивність котка
,
де –середня швидкість, м/год;
– ширина ущільнюваного шару за одну проходку, м;
– ширина полоси перекриття, м;
– коефіцієнт використання за часом (0,7…0,8);
– потрібне число проходок по одному сліду (установлюють експериментально, до потрібної щільності ґрунту).
Рис. 2.5. Схеми ущільнення ґрунтів: а – кулачковим котком (І – план; ІІ – розріз;
ІІІ – схема переміщення машин; 1...8 – ходи котка); б – пневмоколісним; в – гладким
самохідним котком; г ‑ трамбувальною плитою, підвішеною на стрілі екскаватора; 1 – перекриття смуг; 2 – напрямок укочування від країв насипу до його середини; 3 – ширина смуги, що укочується; 4 – пухкий шар грунту; 5 – ущільнений шар грунту; 6 – зона ущільнення грунту ручними трамбівками; 7 – шари грунту, що ущільнюються котком; 8 – вісь переміщення екскаватора; 9 – трамбувальна плита; 10 – ущільнювальна смуга; 11 – місця стоянки екскаватора
Під час ущільнення пазух фундаментів спочатку на ширину 0,8 м від фундаменту пневматичними або електричними трамбовками, а далі – малогабаритними котками, самоперемісними віброплитами та ін.
Контроль щільності ведуть по зразках, які вирізають з ущільненого масиву, або за спеціально відпрацьованими стандартизованими методиками за кількістю ударів по стержню, що занурюється; радіаційними та іншими методами.
У процесі ущільнення ґрунту, як і виконання всіх інших видів земляних робіт, важливо підбирати комплект машин для комплексної механізації процесу. Якість ущільнення – надзвичайно важливий показник, тому результати контролю фіксуються в журналі робіт. Також обов’язкове комісійне приймання закінчених або окремих циклів робіт зі складанням актів закритих робіт представниками підрядника, проектувальника та замовника.
Рис. 2.6. Зниження рівня ґрунтових вод легкими голкофільтровими установками:
а – котлован з голкофільтрами, встановленими в один ярус; б – встановлення
голкофільтрів у два яруси; в – гідравлічне занурення голкофільтра; г – ланка
фільтра й схема роботи клапанів під час гідравлічного занурення голкофільтра;
д – те саме, при викачуванні води; 1 – відцентровий насос; 2 – засувка;
3 – колектор; 4 – голкофільтри; 5 – підвідний трубопровід для води; 6 – насос;
7 – напірний рукав; 8 – хомут для ручного регулювання; 9 – приямок; 10 – всмоктувальний колектор; 11 – фільтраційна сітка; 12 – захисна сітка; 13 – сталева спіральна обмотка; 14 – зовнішня труба з отворами; 15 – внутрішня труба; 16 – кільцевий клапан; 17 – шаровий клапан; 18 – стопорний болт; 19 – наконечник; 20 – крива депресії при відкачуванні води з першого ярусу; 21 – те саме, з другого ярусу
Під час виконання основних земляних робіт виникає необхідність виконання допоміжних попутних робіт, без яких неможливо виконати основні. Якщо рівень ґрунтових вод вищий рівня дна котловану на період виконання земляних робіт і улаштування фундаментів, виконують комплекс робіт з тимчасового зниження рівня води. Для цього застосовують гольчасті фільтри з комплектом оснащення для відкачування води (рис. 2.6). Гольчасті фільтри являють собою перфоровані труби діаметром, як правило, 2…10 см, захищені фільтрувальною тканиною або сіткою, через які проходить тільки чиста вода. Ці голчасті фільтри вставляють у спеціально пробурені свердловини по периметру котловану і, з’єднуючи між собою, підключають до насосів. Останніми відкачують воду, підтримуючи запроектований понижений рівень на весь період виконання робіт. Якщо води, яка поступає в котлован небагато, то дно котловану планують з ухилом по периметру, а якщо необхідно, то і через котлован, роблять неглибокі траншеї, якими вода поступає в спеціально влаштовані заглиблення, з яких її відкачують. Дно котлованів і укоси планують екскаваторами-планувальниками.
Дата добавления: 2015-08-26; просмотров: 4524;