176

Министерство по образованию и науке РФ

Санкт-петербургский государственный архитектурно-строительный университет

Кафедра технологии строительного производства

Учебное пособие

Технология строительного производства в задачах и примерах.

Контроль знаний

Санкт-Петербург

2012

УДК 693…..

Технология строительного производства в задачах и примерах. Контроль знаний. Учебное пособие /СПБГАСУ; Сост. А.Ф. Юдина, О.Н. Дьячкова. – СПб., 2012. - …..с.

Представлены варианты задач и примеров по технологии строительного производства, а также вопросы для контроля знаний студентов.

Табл. …; Рис…..; Библиограф. Назв….

Рецензент

Технология строительного производства в задачах и примерах. Контроль знаний Учебное пособие

Составители Антонина Федоровна Юдина, Ольга Николаевна Дьячкова

Редактор

Корректор

Компьютерная верстка

Подписано к печати . Формат 60х84 1/16. Бум. Офсетная.

Усл. Печ. Л., Уч.-изд. Л. . Тмрах 500 экз. Заказ , «С»

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный универсистет.

198005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская, 4

Отпечатано на ризографе. 198005, Санкт-Петербург, ул. Егорова, 5

Введение

Изложены рекомендации к выполнению практических задач по дисциплине основы технологии возведения зданий и технологические процессы в строительстве, направление подготовки 270800 – Строительство.

Приводятся методики подсчета объемов работ, трудозатрат, выбора основных машин, оснастки и приспособлений, разработки календарного плана, также себестоимости монтажных работ.

Цель практических занятий – закрепить полученные студентом теоретические знания, привить навыки самостоятельного решения инженерных задач, научить пользоваться справочной и нормативной литературой, что поможет студентам научиться решать практические задачи, возникающие при проектировании технологических процессов возведения зданий.

Содержание практических занятий определяется учебными целями и требованиями программы всего курса технологии строительного производства.

Контроль знаний представлен в виде схем, вопросов и ответов на них (для осуществления самопроверки), охватывающих наиболее важные разделы дисциплины и составляющие органическую часть учебного процесса.

Автор благодарит за активное участие в подготовке методических указаний студентов 4 курса Арутюнова П. Р., Лизунова Д. О., Лиленкова П. П. и Ширшова С. А.

Раздел 1. Технологически процесс земляных работ

Основные термины и понятия

Временные земляные сооружения– являются те, которые возводятся лишь на время строительства: протяженные выемки, называемые траншеями, для прокладки подземных коммуникаций, устройства фундаментов, котлованы для возведения фундаментов и подземных частей зданий и сооружений.

Вспомогательные работы (земляные) – относятся устройство временных креплений котлованов и траншей, водоотлив, понижение уровня грунтовых вод, искусственное закрепление слабых грунтов.

Грунтовые воды – подземные воды первого от поверхности Земли постоянного водоносного горизонта, не имеющего сверху сплошной кровли водонепроницаемых пород; не обладают напором и подвержены сезонным колебаниям уровня и дебита.

Грунты в строительстве– горные породы, залегающие преимущественно в зоне коры выветривания Земли (включая почвы), которые могут быть использованы в качестве оснований, материалов или среды для зданий и сооружений.

Забой – в строительстве под забоем понимается поверхность экскаваторной разработки с одной стоянки, поверхность разрабатываемого грунта при гидромеханизации и буровых работах и т. п.

Заложение откоса – обеспечение устойчивости земляного сооружения (насыпей, выемок). Крутизна откоса характеризуется отношением высоты земляного сооружения к заложению, т. е. коэффициент откоса.

Зачистка – срезка недоборов грунта с поверхности дна и стенок выемок, котлованов для доведения их до проектных размеров. Для зачистки применяются зачистные приспособления, навешиваемые на экскаваторные ковшы.

Земляные работы – комплекс строительных работ, включающий выемку (разработку) грунта, перемещение его и укладку с разравниванием и уплотнением грунта для устройства оснований зданий и сооружений, планировки территорий под застройку.

Зумпф- аккумулирующая емкость для сбора воды или гидросмеси (например, при гидромеханизации).

Кавальер– насыпь, образуемая при отсыпке ненужного грунта, а также для временного хранения грунта, обратной засыпки траншей и фундаментов.

Котлован – выемка в грунте, предназначенная для устройства оснований и фундаментов зданий и сооружений.

Обратная засыпка – засыпка вынутым грунтом выемок и пазух, оставшихся в выемках после возведения конструкций или прокладки коммуникаций.

Основные процессы (земляные) – в комплексе земляных работ являются отрывка котлованов и траншей, планировка площадок, отсыпка насыпей с уплотнением грунтов, транспортирование грунта в отвал, подчистка и планировка для котлованов, отделка откосов.

Откос – искусственно созданная наклонная поверхность, ограничивающая естественный грунтовой массив, выемку или насыпь. Устойчивость откоса зависит от прочности грунтов под откосом и в его основании, плотности грунтов, крутизны и высоты откоса, нагрузок на его поверхность, фильтрации воды через откос, положения уровня воды.

Открытый водоотлив – заключается в непосредственном откачивании воды из выемок. Метод эффективен при наличии грунтов с хорошей водопроницаемостью, при отсутствии ниже дна осушаемой выемки напорных водоносных горизонтов.

Постоянные земляные сооружения – насыпи железных дорог, плотины, дамбы, спланированные площадки для жилых кварталов, комплексов промышленных сооружений, стадионов, аэродромов, полезные выемки для прокладки каналов, дорог, устройства водоемов и др.

Проходка– ширина рабочей захватки работы экскаватора, размеры которой определяются в зависимости от размеров выемки, технических параметров экскаватора и оптимальных затрат времени на выполнение рабочего цикла.

Разработка(грунта) – технологический процесс копания, перемещения и погрузки (выгрузки) грунта ковшом экскаватора.

Снятие (верхнего слоя грунта) – технологический процесс по срезке, транспортированию и складированию в вал растительного слоя грунта.

Трамбование– уплотнение грунта строительных материалов методом вертикальных ударных нагрузок.

Траншея– выемка, имеющая ширину до 3 м и длину, значительно превышающую ширину.

Укатка– технологический процесс уплотнения грунтов и строительных материалов катками.

Уплотнение– технологический процесс получения требуемой плотности грунтов и строительных материалов.

Задача 1. Определить тип и параметры земляного сооружения.

Исходные данные (рис. 1, 2):

Длина здания 24 м;

Ширина задания 36 м;

Отметка фундаментов - -2.1 м;

Уровень грунтовых вод – -1,5 м;

Приток воды по данным пробной откачки 0,04-0,08 м³/ч с 1 м² поверхности;

Геологический разрез, напластование грунтов см. рис. 2;

Рис. 1. Схема размещения фундаментов и их размеры

Рис. 2. Геологический разрез строительной площадки:

1 – растительный слой; 2 – песок; 3 – глина жирная мягкая;

УГВ – уровень грунтовых вод на отметке – 2,1 м

Решение:

1. Определяем характеристики грунтов (см. ЕНиР Е2 Земляные сооружения, вып. 1 Механизированные и ручные работы, с. 6-12 и с. 134-139; с. 206; приложение к разделу 1).

Таблица 1.

2. Определяем тип (котлован или траншеи) и параметры земляного сооружения.

Для построения рабочей схемы земляного сооружения необходимо определить крутизну откосов (1:m) см. табл. 1 и размеры котлована (траншеи) поверху и понизу.

При разработке земляного сооружения с откосами ширина траншеи понизу принимается равной ширине подошвы фундамента плюс 0,2 м с каждой стороны фундамента для устройства песчаной подушки или бетонной подготовки под фундамент (см. рис. 3). Толщина песчаной подготовки принимается не более 0,1 м.

Ширина траншеи по верху складывается из ширины траншеи по низу и проекции откоса на горизонталь (см. рис. 3.).

Рис. 3. Определение размеров земляного сооружения с откосами по дну и поверху:

L– проекция откоса на горизонталь (1:m=H:L;L = m  H);

a, в – размеры фундамента; Н – глубина (отметка) заложения фундамента

При разработке рабочей схемы земляного сооружения (типа) для устройства одиночных фундаментов необходимо рассмотреть вариант отрывки отдельных котлованов под каждый фундамент и вариант, когда разрабатывается общая траншея под фундаменты одного ряда колонн. Для этого вычерчивается разрез 2–3 фундаментов с откосами (см. табл. 1) одного ряда по цифровым и буквенным осям (рис. 4).

Рис. 4. Определение типа земляного сооружения (траншея или котлован):

Н – глубина заложения фундаментов; 1:m – значение крутизны откосов

Решение принимается в зависимости от объема грунта, оставшегося между фундаментами. При объеме грунта в оставшихся призмах менее 30 % от объема траншеи разрабатываются отдельные траншеи под ряд фундаментов. Эта рекомендация не может быть принята за неизменное правило, так как в каждом конкретном случае следует принимать во внимание связность и плотность грунта, наличие грунтовых вод, тип землеройной машины и др.

Таким образом, разрабатываются три траншеи (см. рис. 5).

2 – 2

Рис. 5. Схема земляного сооружения (траншеи) с размерами поверху и понизу

Задача 2. Определить тип и параметры земляного сооружения.

Исходные данные (рис. 6,7):

Рис. 6. Схема размещения фундаментов и их размеры

Рис. 7. Геологический разрез строительной площадки:

1 – растительный слой; 2 – супесь без примесей, а также с примесью гравия, гальки. щебня или строительного мусора до 10% по объему; 3 – глина жирная мягкая с примесью щебня, гравия, гальки или строительного мусора свыше 10% по объему;

УГВ – уровень грунтовых вод на отметке – 1,8 м

Задача 3. Определить тип и параметры земляного сооружения.

Исходные данные (рис. 8, 9):

Рис. 8. Схема размещения фундаментов и их размеры

Рис. 9. Геологический разрез строительной площадки:

1 – растительный слой; 2 – песок с примесью свыше 10 % по объему; 3 – глина жирная мягкая;

УГВ – уровень грунтовых вод на отметке – 1,5 м

Задача 4. Определить тип и параметры земляного сооружения.

Исходные данные (рис. 10, 11):

Рис. 10. Схема размещения фундаментов и их размеры

Рис. 11. Геологический разрез строительной площадки:

1 – растительный слой; 2 – суглинок легкий и лессовидный без примесей; 3 – глина жирная мягкая и мягкая без примесей;

УГВ – уровень грунтовых вод на отметке –1,6 м

Задача 5. Определить объемы земляных работ.

Исходные данные см. условия и результаты решения задачи 1, приложен. к разделу 1.

Основные работы – срезка растительного слоя; разработка грунта; транспортирование грунта; подчистка и планировка дна; установка фундаментов; обратная засыпка; уплотнение грунта.

До начала работ на отрывке траншей выполняется срезка 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. Толщину растительного слоя см. исходные задача 1.

Объем работ по срезке растительного слоя грунта определяется по формуле

м³ (1)

где h_р.с – толщина слоя растительного грунта, м; S – площадь, на которой производится срезка растительного слоя.

При определении глубины копания котлована (траншеи) экскаватором необходимо учитывать следующее обстоятельство: траншеи (котлованы) под фундаменты должны быть отрыты без нарушения структуры грунта в основании. В связи с этим требованием при работе экскаватора предусматривается недобор грунта, который задается в пределах от 5 до 10 см в зависимости от типа экскаватора и емкости ковша, характера грунта, наличия грунтовых вод.

Подсчет объемов по разработке траншей, имеющих постоянные по всему периметру откосы и прямоугольное основание, определяются по формуле

(2)

где Н – глубина траншеи = 2.1 м, (см. исходные данные задачи 1) м; D – ширина = 8,1м и длина траншеи поверху L_верх= 31,1 м (см. решение задачи 1); B ширина = 3.9 м и длина траншеи понизу L_низ = 26.9 м (см. исходные данные задачи 1).

Подсчет объемов работ по установке фундаментов стаканного типа (цельные, вес 2.5-3.5 т) производится на основании схемы здания см. рис. 1. Количество фундаментов равно 15.

Зачистку дна земляного сооружения или разработку недоборов грунта необходимо производить вручную или механизированным специальным оборудованием.

Подсчет объема работ по зачистке дна котлована производится по формуле

(5)

где F – площадь дна одной траншеи, м; h_н – глубина недобора грунта 0,1 м.

Объем доработки грунта вручную определяется

(6)

где F_ф – площадь подошвы фундамента, м².

Объем экскаваторной разработки определяется

(3)

где V_рг – объем срезки растительного грунта в пределах котлована (траншеи), м² (см. 3.2); V_з – объем работ по зачистке дна котлована (траншеи); V_д – объем доработки грунта вручную (см. 3.3).

Объем обратной засыпки после установки фундаментов в одной траншее:

(7)

Объем обратной засыпки фундаментов в трех траншеях: 298,5х3=895,4 м³,

где V_к – объем траншеи, м³; V_ф – геометрический объем фундаментов, м³; К_о.р – коэффициент остаточного разрыхления грунта (см. прилож. к разделу 1).

Объем грунта (м³), подлежащего уплотнению, равен объему грунта для обратной засыпки:

, (9)

Объем обратной засыпки пазух траншеи с трамбованием вручную: принимаем порядка 30 % всего объема обратной засыпки - 300 м³ или 169,65 м² (площадь подошвы фундаментов – (3,9х2,9)х15=169,65).

Объем обратной засыпки с трамбованием механизированным способом: принимаем порядка 70 % всего объема обратной засыпки - 595,4 м³.

Результаты заносятся в таблицу 2.

Таблица 2