4. Подсчет объемов земляных работ при вертикальной планировке площади

Планировочные работы на площадке проводятся после срезки растительного слоя.

Для определения черных отметок на миллиметровую бумагу переносится план участка с сохранением порядка расположения горизонталей, но их значение уменьшается на величину толщины гумусового (растительного) слоя. План участка разбивают на квадраты со стороной 20 ~ 50 м. При сложном рельефе местности квадраты следует разбивать на треугольники. Направление диагонали принимают по направлению горизонталей. Черные отметки вершин квадратов или треугольников определяются методом линейной интерполяции между двумя смежными горизонталями.

За вычетом толщины срезки растительного слоя эти отметки и берутся для определения средней отметки на площадке:

,

Где ~ сумма черных отметок вершин квадратов, не являющихся общими с другими квадратами на углах площадок, м;

, - сумма черных отметок общих вершин 2,4 смежных квадратов, м;

n — число квадратов,

При разбивке заданной площадки на треугольники

где: - сумма черных отметок, в углах квадратов, где соответственно сходятся вершины только одного треугольника, м ;

, , - тоже соответственно в двух, трех и шести треугольников,м; n - число квадратов , на которые разбита площадка.

Предварительная средняя планировочная отметка под горизонтальную поверхность, в случае необходимости учета вынутого грунта из котлована и траншей находится в низине, то учитывается лишь объемы грунта предварительной средней планировочной отметки определяется по формуле:

м,

Где -суммарный рбъем котлованов и траншей в плотном теле,подлежащий распределению на площудку для вывоза ;

1. сторона квадрата в м;

n- число квадратов, на которые разбита площадка;

F- площадь котлованов и траншей на уровне отметки

«Hср» в

Окончательная средняя планировочная отметка под горизонтальную поверхность с учетом условия нулевого баланса распределения земляных масс определяется по формуле:

Ho = Hср+ м.

Для получения отметок поверхности площадки, планируемой с уклонов и равенством объемов насыпей и выемок, рекомендуется использовать метод поворота поверхности площадки вокруг линии с отметкой Ho. При прямоугольных площадках с уклоном в одну сторону линия поворота принимается посередине площадки. Для площадки с уклоном в обе стороны от середины линии поворота будут располагаться в четвертях длины (или широты) площадки.

Направление уклона выбирается студентом по характеру естественной поверхности площадки так, чтобы этим обеспечивался беспрепятственный отвод атмосферных вод с площадки после производства планировочных работ, и чтобы распределение уклона учитывало приближение к нулевому балансу земляных масс.

Красные отметки проектов поверхности, прямоугольной в плане площадки, при заданном уклоне параллельно одной из осей ее определяют по формуле:

Hк = Hср±i×ln,

где Hср - -окончательная планировочная отметка площадка, м;

i - заданной уклон площадки в долях единицы;

ln - расстояния от вершины квадратов до оси поворота с отметкой Hср, перпендикулярно направлению уклона, м.

Рабочие отметки вычисляются, как разность между существующей (черной отметкой) и проектируемой отметкой (красной) поверхности земли и показывает глубину выемки или высоту насыпи в данной вершине квадрата или треугольника. Если отметки поверхности земли (черное) превышают проектные (красные), тo рабочие отметки соответствуют выемке и имеют знак «плюс», показывающий избыток грунта. Если отметки поверхности земли меньше проектных, то рабочие отметки соответствуют насыпи и имеют знак «минус», говорящий о недостатке грунта в данном варианте. Черные, красные и рабочие отметки квадрата или треугольника наносятся на план участка у соответствующей точке по схеме.

Рабочая отметка «Нр»	Красная отметка «Нк»
	Черная отметка с учетом срезки грунта «Нч»

После этого на сторонах квадратов вычисляются точки нулевых рабочих отметок, при соединении которых определяется линия нулевых работ – границы между выемкой и насыпью.

В соответствии с красными и черными отметками; на чертеж на­носятся откосы выемок и насыпей по периметру планируемой площадки. Величина заложения откосов принимается в соответствии с указанными в задании грунтами на основании СНиП 12-04-2002.

По рабочий отметкам вычисляются объемы земляных работ при планировке площадки в каждой квадратной или треугольной призме и а откосах по периметру планируемой площадки. Расчеты сводятся в таблицы (приложение I).

5.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМОВ КОТЛОВАНА (ТРАНШЕИ) И ОБРАТНОЙ ЗАСЫПКИ ПАЗУХ

Объем земляных работ котлована определяется внешними габари­тами фундамента, зоной, необходимой для проведения последующих строительных работ (монтаж, вертикальная гидроизоляция), глу­биной заложения фундамента и уровнем грунтовых вод, методами раз­работки, крепления и др.

При наличии грунтовых вод в зоне разработки предусматриваются меры защиты от перемещения земляных масс (шпунтовые, стенки, крепления котлованов и водопонижение).

При большом дебете воды водопонижение осуществляется по мно­гоярусной схеме, что приводит к увеличение объемов котлована и обратной засыпки грунта. Увеличение объемов работ связано с из­менением откоса при различных грунтах, глубиной заложения с уст­ройством пандусов для спуска механизмов и движения машин, грунтовых поярусных ступеней с площадкой для водопонижающих устано­вок.

Перечисленные выше условия прорабатываются в курсовой работе.

При подсчете объемов в выборе способа разработки котлована следует воспользоваться рекомендациями СНиП2-04-2002. Предлагается непрерывный технический процесс возведения здания баз раз­рыва во времени по процессам, т.е. посла отрывки котлована проводится монтаж конструкций фундамента и др., а затем обратная засыпка в подсыпка под полы.

1 этап работы сводится к размещению размеров контура подошвы фундамента в котловане и на участке с определением черных отметок углов котлована. Если котлован попал в зону планировочной насыпи, то верх котлована находиться на уровне черных от­меток и работу по его разработке следует проводить до отсыпки насыпи и , соответственно, если попал в зону выемку, то работу по планировке следует выполнить до отрыва котлована в за отметки верxa котлована принимать красные отметки.

Подсчет объемов работ при разработке котлованов начинается с определения размеров котлована или траншеи по дну (рис. I). Сог­ласно СНиП 12-04-2002 ширина по дну котлованов и траншей для лен­точных и отдельно стоящих фундаментов должна назначаться с учетом ширины конструкции фундаментов, гидроизоляции, опалубки и крепления с добавлением 0,2 м. При необходимости спуска людей в котлован наименьшая ширина между боковой поверхностью конструкции и креплением должна составлять не менее 0,7 м. Для котлована с откосами расстояние между подошвой откоса и сооружением должна составлять 0,3 м.

В зависимости от коэффициента откоса определяют раз­резы котлована поверху.

Котлованы с постоянными откосами по всему периметру на площадке с уклоном не более 0,01 называются абсолютными. Объем обелиска определяется по формуле:

Qк= ×[(2a+a1)×b+(2a+a)×b1] ,

Где a,b - длина и ширина прямоугольного котлована по дну, м;

a1,b1 - длина и ширина котлована по верху, м;

Н - глубина котлована, м.

Объем траншеи определяется по формуле:

V=[Fср+m× ]×L ,

Где Fср-площадь среднего сечения траншеи на участке ее длины , ;

Н1,Н2-глубина выемки на участке ее длины;

m-показатель крутизны откоса;

L-длина траншеи, м.

Разница объемов котлована и фундаментов с учетом коэффициента остаточного разрыхления даст объем обратной застройки пазух.

При возведении этажа здания часто возникает необходимость не только разрабатывать котлован, но и отрывать траншею для ленточных фундаментов стен подвала. Для этого глубина копания котлована назначается ниже проектной отметки с тем, чтобы вырытые объемы были заполнены грунтом ,поступающим из траншей. Нижняя глубина копания определяется с достаточной точностью:

Х= ×Кр м,

Где - объем траншей, определяемый по проектный размерам фундаментов ,м³ ;

Fk - площадь котлована понизу, включающая я площадь, занимаемую траншеями , М² ;

Кр - коэффициент остаточного разрыхления грунта.

6. ВЫБОР СПОСОБОВ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ И КОМПЛЕКТОВ МАШИН ДЛЯ ПЛАНИРОВКИ ПЛОЩАДКИ

Работы по планировке площадок связаны с разработкой выемок и устройством насыпей, которые выполняют при планировке площа­док под здания. Основными способами производства работ при этом являются механический, взрывной, гидромеханический и ком­бинированный. Наиболее распространен механический способ к его разновидности. Выбор того или иного способа заключается а обосновании наиболее рациональной схемы производства и соответствующего комплекта машин, принятого с учетом комплексной механизации всего процесса планировки площадки (рыхление, разработка и погрузка грунта, его транспортирование, выгрузка, разравнивание в зоне насыпи, уплотнение и т.п.). Обычно под комплексной меха­низацией понимают такой метод производства работ, при котором все технологически связанные операции данного производственного процесса как основные, так и вспомогательные выполняются механизированным способом при помощи комплекта взаимодополняющих друг друга машин, работающих на оптимальных режимах. комплексная механизация предусматривает применение поточных методов производства работ, основанных на принципах равномерного и непрерывного осуществления производственных процессов.

Планировку площадки выполняют одним или несколькими комплектами машин, работающими параллельно или последовательно. В каждом комплекте назначается одна или несколько ведущих машин (экскаватор, скрепер, бульдозер и т.п.), выполняющих основной производственный процесс - разработку грунта. Остальные машины являются вспомогательными (комплектующими), их работа увязывается с работой ведущей машины по техническим параметрам производительности. Последовательность решения задачи выбора способа производства работ и комплектов машин при планировке площадки представлена следующей схемой.

Разбивка площадки на участки

Определение средней дальности возки

Опр-е стр-ры процесса

Предварительный выбор ведущей машины по техническим параметрам

Выбор схемы производства работ

Выбор комплекта машин по техническим параметрам

Установление последовательности производства работ

Окончательное решение принимают после определения и сравнения технико-экономических показателей выбранных вариантов.

6.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТРУКТУРЫ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ

Перед выбором способа производства работ нужно точно определить состав работ проектируемого процесса.

Ориентировочная структура процессов производства работ приведе­на в таблице 1.

В соответствии с видом выполняемых работ, исходными данными и местными условиями эту структуру уточняют, после чего вычисляют объем работ по каждому трудовому процессу, которые записывают в табл.1.

Таблица 1

№ пп	Наименование процессов	Единицы измерения	Объем работ

6.2. Предварительный выбор ведущей машины по техническим характеристикам

Ведущая машина выбирается для данных условий выполнения ведущего процесса в запланированном процессе работ. При планировке площадок таким процессом является разработка грунта. Механическую разработку грунта выполняют бульдозерами, скреперами и экскаваторами. В состав комплекта могут вводиться машины для рыхления, разравнивания и уплотнения грунта, для толкания скреперов и др.

Выбор той или иной машины в качестве ведущей зависит от условий производства работ ,дальности возки ,видов и объемов грунта ,высоты рабочих отметок и т.п.

Скреперы разрабатывают грунты I группы без предварительного рыхления, бульдозеры I-III(в комплекте с рыхлителями и более тяжелые),экскаваторы одноковшовые - I-III группы.

СХЕМА ВЫБОРА ВЕДУЩИХ МАШИН И ПРОИЗВОСТВА ОТДЕЛЬНЫХ ВИДОВ РАБОТ

Планировка площадки

L≤100м

L≤400м

L≤3000м

Бульдозер (можно применять до 100м)

Прицепной скрепер(100-500м)

Самоходный скрепер(300-400м)

С этой целью параллельно используют рекомендации о применении основных ведущих машин от вычисленных объемов работ (табл.2), сведений о технических характеристикам машин, конкурентоспособных в конкретных условия.

Таблица 2

Объем работ в месяц ,тыс.	Бульдозеры на тракторах мощностью в л.с.	Скреперы с емкостью ковша,	Экскаваторы с емкостью ковша,
До 1,5	25-75	До 3	0,15-0,4
1,5-20	75-100	4-8	0,5-0,8
20-50	100-180	9-18	1-1,5
50-100	180-250	20-30	1,6-2,5
Более 100	250-500	-	2,5-4

6.3. Выбор комплектов машин по техническим характеристикам

Пользуясь данными таблицы 3 устанавливают состав комплектую­щих машин для выбранных вариантов ведущих машин.

Таблица 3

Работы	Состав комплекта машин
Разработка грунта бульдозерами	Бульдозер, рыхлитель, каток, трактор (для рыхлителя и катка)
Разработка выемки скреперами с перемещением грунтов в насыпь или кавальеры	Скрепер (если прицепной ,то дополнительно к нему трактор), при необходимости трактор-толкач, рыхлитель, каток, трактор (для рыхлителя и катка),грейдер или автогрейдер

Затем с помощью алгоритма выбора комплектов машин к механиз­мов в условиях комплексной механизации земляных работ с применением бульдозеров и скреперов выбирают комплект машин для данной ведущей машины в соответствии с ее техническими характеристиками.

После этого делает заключение, что для производства работ по планировке площадки в заданных условиях конкурентоспособны два или три комплекта машин.

Затем разрабатывается схемы работы всех машин комплекта.

Рыхление грунта

Уплотнение грунта

Бульдозеры на тракторах мощностью до 54-100л.с.

Рыхлители на тракторах мощностью 54-100 л.с.

Катки прицепные массой 3-10 т.

Рыхлители на тракторах мощностью 140-250 л.с.

Катки прицепные до 25-30 т.

Скреперы прицепные с ковшом мощностью до 1,5-2,5

Рыхлители на тракторах мощностью 54 л.с.

Скреперы прицепные и самоходные с емкостью ковша до 6-8

Дополнительн.услов.

Скреперы,подталкиваемые трактором 140 л.с. или колесные тягочи,165-300 л.с.

В состав планировочных работ входят разработка и перемещение грунта, рыхление грунта (при необходимости), разработка глинистых грунтов скреперами, уплотнение грунта в насыпи , окон­чательная планировка.

Более 100 л.с.

Более2,5

Затем разрабатываются схемы работы всех машин комплекса. Комплект машин рассчитывается в соответствии с заданными сроками производства работ, а также исходя из условий обеспечения комплексной механизации по конструктивным параметрам и производительности. В комплект входят ведущая машина и комплектующие её вспомогательные машины и a механизмы.

Типы машин подбираются в зависимости от объема земляных работ, деятельности перемещения грунта, грунтовых условий и т.д. Производительность ведущей машины должна использоваться полностью, поэтому производительность комплектующих машин принимается, как правило, на 10-15% ниже, чем производительность ведущей машины.

Ориентировочные состав комплекса машин для планировочных работ:

1й вариант:

-бульдозеры или автогрейдеры с мощностью двигателя 100-180 л.с.

-каток статического действия.

-бульдозер для окончательной планировки.

2й вариант:

-скреперы прицепные с емкостью 3

-бульдозер

-каток статического действия.

Количество ведущих машин комплекта подсчитывается, исходя из заданной продолжительности работ и производительности машин. Количество вспомогательных машин подбирается из сравнения производительности всех машин и ведущей машины комплекта.

Выбор оптимального варианта комплекта производится на основании технико-экономического сравнения показателей.

- трудоемкость единицы работ (1м3) при планировочных работах;

- себестоимость разработки и перемещения 1м3 грунта;

- удельные капитальные вложения;

Трудоемкость единицы работ определяется по ЕНиР.

Себестоимость разработки и перемещения 1м3 грунта определяется по формуле

С = (руб),

где усредненная стоимость машино-смены по ценнику № 2;

- продолжительность работы машин в сменах;

n - количество машин;

S - зарплата рабочих, участвующих в выполнении строительного процесса, за исключением машиниста, обслуживающего машину;

V - объем работ, подлежащих наполнению, м³;

1,08;1,5-коэффициенты ,учитывающие накидные расходы.

Удельные капитальные вложения определяются по формуле:

К= (м³/год),

где инвертарно-расчетная стоимость машин;

-годовая производительность машины.

(м³/год),

где П см - сменная производительность машин,

t-количество смен работы машины в гуду(на расчет 2580 часов в год)

Окончательный выбор варианта производства планировочных работ делается на основании подсчета экономического эффекта ,приходящего на 1 м³ разрабатываемого грунта по формуле:

Э=(С1-С2)+Ен×(К1-К2) (руб),

где (С1-С2)-разница себестоимости разработки и перемещения 1 м³ грунта по вариантам;

(К1-К2)-разница в удельных капитальных вложениях по вариантам.

Ен - нормативный коэффициент эффективности в строительстве, принимаемый 0,12.

Пример. Подсчитать технико-экономические показатели для комплекта машин, состоящего из бульдозера марки Д-290 на базе трактора Т-140,бульдозера ДТ-54(ДТ-159Б) для разравнивания грунта ,катка на пневмошине Д-262. Продолжительность работ по планировке площадки 10 дней. Объем работ 8800 м³.

Средняя дальность перемещения грунта 96 м. Грунт II группы. Размер площадки 1200×360 м.

Решение.

При планировании площадки выполняются следующие работы:

1) Послойная разработка к перемещению грунта бульдозерами Д-290 (Т-140);

2) Послойное разравнивание грунта в насыпи бульдозерами ДТ-54(Д-159-Б);

3) Послойное уплотнение грунта в насыпи катками на пневмошинах Д-263 (С-80);

4) Окончательная планировка площади бульдозером ДТ-54 (Д-159Б)

Определяем время окончательной планировки площадки

=22,03

Принимаем Т бульдозер при 2-х сменной работе

Т= =1,5 дня

Работы по разравниванию грунта и уплотнению ведутся параллельно с разработкой и перемещением грунта, поэтому время на предварительную планировку площадки составит:

Тпр.=10-1,5=8,5 дней

Определяем количество ведущих машин(n) комплектов бульдозеров Д-290,при 2-х сменной работе.

Норма времени на разработку и перемещение грунта при дальности перемещения 96 м.

0,38+0,32×9,6=3,13

n= машины

подбираем количество вспомогательных машин входящих путем сравнения сменной производительности этих машин с ведущими

1.Бульдозер Д-290-2шт

Псм= ×2=512м³/смену

2.Бульдозер ДТ-54

Псм = =964м³/смену

При толщине слоя до 0,6 м.

Принимаем первый бульдозер

3.Катки Д-263 (на базе трактора С-80)

Псм = =2828 м³/смену

Принимаем 1й каток.

Подсчитываем технико-экономические показатели

1.Себистоимость разработки и перемещения 1 м³грунта

С =,19 руб

2.удельные капитальные вложения

К=2× =

Примечание: если в вариантах вспомогательные машины приняты одинаковыми, то при расчете «С» и «К»их можно не учитывать.