- •Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України
- •Національний університет водного господарства та природокористування
- •В. П. Кизима, м. М. Ткачук,
- •А. Г. Куковський, в. Ю. Громадченко
- •Передмова
- •1. Загальні відомості про будівлі і виробництво будівельно-монтажних робіт
- •1.1. Класифікація будівель і споруд
- •Класифікація будівель і споруд
- •1.2. Основні елементи і конструктивні схеми будівлі
- •1.3. Конструктивні схеми цивільних будівель
- •1.4. Конструктивні схеми промислових будівель
- •1.5. Конструктивні схеми сільськогосподарських будівель
- •1.6. Поняття про будівельні процеси і роботи
- •1.7. Форми організації праці
- •1.8. Способи виконання робіт
- •1.9. Індустріалізація будівництва
- •1.10. Організація управління будівництвом
- •Контрольні питання
- •2. Загальні відомості про ґрунти та земляні роботи
- •2.1. Фізико-механічні властивості та будівельна класифікація ґрунтів
- •2.2. Земляні споруди та їх призначення
- •2.3. Види земляних робіт та способи їх виконання
- •2.4. Вибір будівельної ділянки та умов будівництва
- •2.5. Підготовчі і допоміжні роботи
- •Рекомендації щодо вибору систем водовідливу та водопониження
- •Рекомендації щодо вибору протифільтраційних завіс
- •Допустимі відстані від краю укосу до найближчого механізму
- •Застосування інвентарних кріплень
- •2.6. Продуктивність землерийних машин і шляхи її підвищення
- •Розрахунок продуктивності землерийних машин
- •Контрольні питання.
- •3. Основи геодезії
- •3.1. Поняття про геодезію і її роль у будівництві
- •3.2. Розбиття будівель і споруд
- •Контрольні питання.
- •4. Технічна документація на виконання робіт
- •4.1. Проектно-кошторисна документація
- •4.2. Проект організації будівництва
- •4.3. Графіки виробництва робіт
- •4.4. Технологічні карти і карти трудових процесів
- •4.5. Виробничо-технічна документація
- •Контрольні питання
- •4.6. Будівельні норми і правила, стандартизація
- •4.6.1. Система нормативних документів
- •4.6.2. Технічний контроль на виробництві
- •Контрольні питання
- •4.7. Підготовчі роботи при зведенні будівлі
- •4.7.1. Етапи проведення підготовчих робіт
- •4.7.2. Інженерна підготовка майданчика
- •4.8. Тимчасові будівлі і споруди
- •5. Вказівки по контролю якості і приймання земляних робіт
- •Кількість контрольних проб для визначеня властивостей грунту що укладається в напірні насипи інженерних споруд
- •5.4 Компресійна крива
- •5.5 Епюри тисків у грунті
- •Контроль якості земляних робіт
- •Контрольні питання.
- •6. Охорона праці, техніка безпеки, екологія у будівництві
- •6.1. Загальні положення
- •Допустимі відхилення при проектуванні земляного полотна згідно з сн 499-72
- •6.2. Організація будівельного майданчика
- •6.2.1. Організація робочого місця
- •Відстань від підошви відкосу виїмки до найблищого колеса механізма
- •6.2.2. Електробезпека
- •6.2.3. Виробнича санітарія
- •6.2.4. Протипожежні заходи
- •6.2.5. Шумове забруднення
- •Шумовий фон для органів слуху
- •6.2.6. Вібрація і засоби боротьби з нею
- •6.2.7. Електромагнітні поля і навколишнє середовище
- •6.2.8. Радіоактивне забруднення
- •6.2.9. Охорона навколишнього природного середовища
- •6.2.10. Види юридичної відповідальності за екологічні правопорушення
- •Контрольні запитання
- •7. Підрахунки об’ємів земляних робіт
- •7.1. Підрахунок об’ємів робіт при зведенні лінійно-протяжних земляних споруд
- •7.2. Підрахунок об’ємів земляних робіт при розробці котлованів
- •Найбільша допустима крутизна укосів тимчасових котлованів і траншей, що виконуються без кріплень
- •Об’єм котловану між перетинами I-I–IV-IV
- •Об’єм укосів котловану на торцях
- •Об’єм кутових пірамід котловану
- •Показники розпушування ґрунтів
- •7.3. Підрахунок об’ємів земляних робіт при вертикальному плануванні майданчиків
- •7.3.1. Визначення відміток поверхні землі (Hi) вершин квадратів
- •7.3.2. Визначення проектних (червоних) відміток hпр
- •7.3.3. Визначення робочих відміток
- •7.3.4. Підрахунок основних об’ємів земляних мас у фігурах
- •Підрахунок основних об’ємів земляних мас при вертикальному плануванні майданчика
- •7.3.5. Підрахунок об’ємів ґрунту в укосах насипу і виїмках
- •Загальний об’єм земляних мас при вертикальному плануванні майданчика
- •Підсумування об’ємів, виїмок, насипів, укосів
- •Приклад підрахунку об’ємів ґрунту в укосах насипу й виїмки
- •7.3.6. Визначення лінії нульових робіт
- •7.3.7. Визначення об’ємів земляних робіт
- •Підрахунок об’ємів земляних робіт при плануванні майданчика
- •7.3.8. Визначення середньої дальності переміщення земляних мас
- •7.3.9. Визначення дальності переміщення ґрунту при плануванні ділянки
- •13* Кизима в. Технологія виконання та проектування земляних робіт в будівництві
- •Контрольні питання.
- •8. Вибір способу виробництва земляних робіт і комплектів машин
- •8.1. Загальні положення
- •8.2. Вибір способу виробництва земляних робіт
- •Орієнтовна ємність ковша прямої лопати залежно від об’єму робіт, зосередженого в одному місці
- •Найменша висота забою, що забезпечує наповнення ковша прямої лопати ґрунтом «з шапкою»
- •8.3. Розрахунок кількості машин для розробки ґрунту
- •8.4. Розрахунок необхідності в транспортних засобах
- •Вантажопідйомність транспортних засобів, що рекомендується, залежно від ємності ковша екскаватора
- •8.5. Розрахунок кількості транспортних одиниць (самоскидів) для завозу (відвозу) розробляючого екскаватором ґрунту
- •Швидкість руху транспорту в залежності від покриття доріг
- •Час маневрування автосамоскидів
- •Час завантаження та розвантаження автосамоскидів
- •8.6. Економічне порівняння варіантів засобів|коштів|механізації для вертикального планування майданчика. Вибір остаточного варіанту виробництва робіт
- •Техніко-економічні показники варіантів механізації
- •Контрольні питання.
- •9. Визначення техніко-економічних показників розглянутих варіантів і вибір з них найбільш економічного
- •Усереднена вартість людино-годин за розрядами робіт у будівництві станом на 1 серпня 2007 р.
- •Склад комплектів машин
- •Склад бригад
- •Техніко-економічні показники роботи комплектів машин
- •Приклад
- •10. Розробка технологічної схеми виробництва земляних робіт
- •10.1. Виробництво земляних робіт
- •10.2. Визначення об’ємів|обсягів|земляних робіт при розробці котлованів|і траншей. Вибір раціонального контуру котлованів під запроектовану споруду|спорудження|
- •10.3. Розрахунок об’ємів|обсягів|розробки і транспортування ґрунту при розробці котлованів і траншей
- •10.4. Розрахунок трудомісткості робіт по зворотній засипці пазух котлованів і ущільненню ґрунту
- •10.5. Виконання земляних робіт бульдозером
- •Основні параметри бульдозерів
- •10.6. Розробка ґрунту екскаваторами
- •Практичні рекомендації по величині кроку пересування екскаваторів
- •Номенклатура екскаваторів на гусеничному та колісному ходу країн світу
- •10.7. Виконання робіт скреперами
- •Основні параметри скреперів, необхідні для проектування та виконання робіт
- •Середні значення довжин шляхів набору і вивантаження ґрунту
- •Значення коефіцієнта наповнення ковша Кн
- •Значення найбільшої довжини шляху набору
- •Значення коефіцієнта Кр залежно від виду ґрунту
- •Техніко-експлуатаційна характеристика скреперів
- •10.8. Розроблення ґрунту гідромеханічним способом
- •10.9. Підземні способи виконання земляних робіт
- •Контрольні питання.
- •10.10. Механізоване ущільнення насипних ґрунтів
- •Схеми взаємодії з грунтом робочих органів машин для ущільнення грунту
- •Техніко-експлуатаційні|експлуатаційний| характеристики ґрунтоущільнюючих | машин
- •Умови застосування катків для ущільнення грунтів у насипах
- •Основні параметри грунтових віброкотків різних компаній
- •Межі міцності ґрунту, мПа
- •10.11. Водовідведення, водовідлив і пониження поверхневих вод
- •Контрольні питання.
- •11.Особливості виконання робіт у зимових умовах й основні положення по організації будівництва
- •11.1. Сезонне промерзання і властивості мерзлих ґрунтів
- •Рекомендації по вибору способу виробництва земляних робіт в зимову пору року
- •Техніко-економічні|техніко-економічний| показники різних способів виконання земляних робіт в зимову пору року
- •Щільність снігового|сніговий| покриву|покривало| Рсн , кН
- •11.2. Проект виробництва робіт в зимових умовах
- •11.3. Підготовка будівельного майданчика до виконання робіт нульового циклу в зимовий період
- •11.4. Захист ґрунтів від промерзання
- •Способи захисту ґрунту від промерзання
- •11.5. Способи підготовки мерзлих ґрунтів до розробки
- •11.5.1. Відтаювання
- •11.5.2. Спушення мерзлого ґрунту вибуховим методом
- •11.5.3. Традиційні способи провадження вибухових робіт
- •11.6. Механічне розпушування ґрунту
- •11.7. Виконання земляних робіт
- •11.7.1. Організація і технологія розробки ґрунту в зимових умовах
- •11.7.2. Застосування мобільного обладнання
- •11.7.3. Санітарно-гігієнічні заходи (фізико-хімічні методи очищення)
- •Контрольні питання
- •12. Організація будівельного майданчика гідротехнічного об’єкта
- •12.1. Склад об’єктів будівельного майданчика
- •12.2. Будівельний генеральний план
- •12.3. Внутрішньобудівельні автомобільні та залізні дороги
- •12.4. Внутрішньобудівельний транспорт
- •12.5. Енергопостачання будівництва
- •12.6. Водопостачання та каналізація
- •12.7. Селища будівельників
- •Норма об’єму будівель культурно-побутового призначення на 100 жителів, м2:
- •Контрольні питання.
- •13. Будівництво насипних земляних гребель і дамб
- •13.1. Загальні відомості
- •13.2. Організація і проведення робіт в кар’єрі
- •13.3. Транспорт грунту
- •Значення швидкостей автосамоскидів при задовільному стані грунтовогошляху
- •Ширина смуги руху залежно від габаритів транспортного засобу
- •13.4. Укладання грунту в тіло дамб і гребель
- •Межі оптимальної вологості грунтів
- •13.5. Особливості будівництва гребель з ядром, екраном і понуром
- •13.6. Будівництво якісних насипів способом відсипки грунту у воду
- •13.7. Підготовка чаші водосховища
- •Контрольні питання.
- •14. Будівництво каналів зрошувальних і осушувальних систем
- •14.1. Особливості будівництва каналів
- •14.2. Будівництво каналів у виїмці
- •Співвідношення місткості ковшів екскаватора від річного обсягу робіт
- •14.3. Будівництво каналів в напіввиїмці, напівнасипу і в насипу
- •14.4. Будівництво каналів дрібної зрошувальної та осушувальної мережі
- •Контрольні питання.
- •Термінологічний словник
- •Література
- •1. Загальні відомості про будівлі і виробництво будівельно-монтажних робіт 5
- •2. Загальні відомості про ґрунти та земляні роботи 39
- •3. Основи геодезії 64
- •4. Технічна документація на виконання робіт 91
- •5. Вказівки по контролю якості і приймання земляних робіт 116
- •6. Охорона праці, техніка безпеки, екологія у будівництві 132
- •7. Підрахунки об’ємів земляних робіт 165
- •8. Вибір способу виробництва земляних робіт і комплектів машин 206
- •9. Визначення техніко-економічних показників розглянутих варіантів і вибір з них найбільш економічного 224
- •10. Розробка технологічної схеми виробництва земляних робіт 231
- •11.Особливості виконання робіт у зимових умовах й основні положення по організації будівництва 318
- •12. Організація будівельного майданчика гідротехнічного об’єкта 375
- •13. Будівництво насипних земляних гребель і дамб 404
- •14. Будівництво каналів зрошувальних і осушувальних систем 426
- •46020, М. Тернопіль, вул. Поліська, 6а.
Контрольні питання.
1. Визначення об’ємів робіт при розробці котлованів і траншей.
2. Підрахунки трудомісткості при ущільненні грунту пневмотрамбовками.
3. Описати технологію виконання земляних робіт бульдозерами, і їх продуктивність.
4. Описати розробку грунту одноківшевими та багатоківшевими екскаваторами з прямою і оборотною лопатою, і підрахувати їх продуктивність.
5. Де застосовуються і як працюють екскаватори, грейфери, драглайни і автогрейдери?
6. Описати технологію розробки грунту скреперами, галузь їх застосування, продуктивність.
7. Розробка грунту гідромеханічним способом.
8. Механізоване ущільнення насипних грунтів, структура ущільнення грунту.
9. Водовідведення, водовідлив і пониження поверхневих вод.
11.Особливості виконання робіт у зимових умовах й основні положення по організації будівництва
11.1. Сезонне промерзання і властивості мерзлих ґрунтів
На значній частині території України ґрунти в зимовий періоди промерзають. При цьому глибина мерзлого шару в більшості районів країн досягає 1–1,5 м. Через 5–15 діб після зниження температури зовнішнього повітря до негативних значень ґрунт переходить у стійкий мерзлий стан і зберігає його ще протягом 15–25 діб після закінчення зимового періоду. Найбільше промерзання ґрунту спостерігається в лютому — березні, у період спаду найбільших морозів.
При виконанні земляних робіт найчастіше розробляють скельні, глинисті, піщані, лесові, гравелисті й рослинні (торф чи ін.) ґрунти.
Промерзаючи, ґрунт перетворюється у тверде тіло. Лід, що утворюється при цьому, виконує функції зв’язувальної речовини, ніби цементує частки ґрунту. Твердість мерзлого ґрунту залежить від його вологості, пористості й температури навколишнього повітря: чим більша вологість, дрібніші пори й нижча температура, тим більше затвердіває ґрунт. Найбільшу твердість при замерзанні набувають глинисті вологоємні ґрунти, які за своєю міцністю наближаються до скельних ґрунтів. Піщані й гравелисті ґрунти, якщо вони залягають вище рівня ґрунтових вод, підвищують свою твердість при замерзанні мало. Твердість скельних ґрунтів зі зниженням температури зовнішнього повітря не збільшується.
Вода, перетворюючись у лід, збільшується в об’ємі. Замерзаючи в порах ґрунту, така вода натискає на його суміжні частки, змушуючи останні зміщатися убік найменшого опору, тобто нагору. Цим явищем пояснюється властивість багатьох зв’язних ґрунтів спучуватися, тобто в умовах сезонного промерзання займати положення, що вище рівня їхнього природного залягання. При відтаванні відбувається зворотне явище — осідання ґрунту.
Спучуванню піддаються, як правило, вологі пилуваті й глинисті ґрунти, зволоженню яких може сприяти капілярне всмоктування ними ґрунтових вод. Однак це явище може спостерігатися й у водонасичених супіщаних і піщаних ґрунтах при наявності підстилаючого водонепроникного шару. Якщо спучування ґрунту пов’язане з присутністю ґрунтових вод, то такі спучування називаються корінними, або глибинними. Верхівкові (поверхневі) спучування є у свою чергу наслідком атмосферних опадів, наявності близько розташованих відкритих водойм зі змінним рівнем води або конденсації в ґрунті водяної пари. Найбільшу небезпеку для споруджень представляють корінні піднімання ґрунту.
Спучування ґрунтів досить небезпечне явище, з яким необхідно боротися й по можливості запобігати. Останнє досягається наступними діями. При наявності високо піднятих ґрунтових вод, рівень яких розташований у безпосередній близькості від вологонасиченого ґрунту, повинен бути забезпечений постійний водовідвід із ділянки будівництва. Захистом від стоку поверхневих вод у котловани, траншеї, ґрунтові кар’єри можуть бути спеціально загороджувальні вали, що влаштовують, відповідне планування (зі зворотним ухилом) території, що прилягає до виїмки, а також пристрій водовідвідних канав з нагірної сторони виїмок. У піщаних і супіщаних ґрунтах, що мають вологість вищу критичної і напластовані водонепроникними нашаруваннями, необхідно влаштовувати дренаж зі скиданням води в зливову каналізаційну мережу. Крім того, при виконанні робіт у зимових умовах основу під будинки й спорудження завжди варто захищати від промерзання ґрунту шляхом влаштування утеплювального одягу (шару).
Небажаним наслідком спучування ґрунтів, що пов’язано з опадами у період весняно-літнього відтавання, є утворення значних деформацій у конструкціях побудованих будинків і споруджень, які у випадку несприятливого збігу обставин можуть призвести до їхнього руйнування.
Глибина сезонного промерзання ґрунту залежить від товщини снігового покриву, рівня ґрунтових вод, теплопровідності й вологості ґрунту, наявності й характеру природного покриву (трава, торф, листя, дорожнє покриття й т.п.), сили й тривалості вітру. При підборі механізмів для розробки земляних робіт глибину промерзання ґрунту визначають, заміряючи її в натурі або на підставі середніх даних спостережень метеорологічних станцій у районі будівництва протягом останніх 15–20 років.
Основними фізико-механічними властивостями мерзлих ґрунтів є: підвищена механічна міцність (у порівнянні з ґрунтами, що перебувають у природному стані), значна абразивність і підвищення електроопору. Міцність мерзлих ґрунтів може досягати 400 кгс/см2, що відповідає міцності бетону В-30 (марки 400).
Під абразивністю варто розуміти здатність ґрунту чинити стираючий вплив на робочі органи машин і механізмів. Ця властивість у першу чергу враховується при розрахунку й конструюванні ріжучих органів мерзлорозробляючих машин. Мерзлий ґрунт погано проводить електричний струм (практично — це діелектрик). При цьому опір ґрунту збільшується зі зниженням температури зовнішнього повітря.
Зі зниженням температури механічна міцність ґрунту, а також питомий опір різанню та копанню різко зростають (у 5–8 разів). У зв’язку з тим, що температура мерзлого ґрунту змінюється по глибині мерзлого шару hпр, змінюються відповідно і характеристики міцності ґрунту: найбільші значення питомого опору копанню перебувають у верхній частині (зовнішній) мерзлого шару, найменші — на межі мерзлого та немерзлого (талого) ґрунту.
Промерзання екскаваторного забою відбувається від покрівлі, укосу та його лобової частини. У зв’язку з цим розроблення мерзлого ґрунту одноківшевими екскаваторами здійснюють за чотирма схемами (напрямком руху ковша): І — уздовж мерзлого шару (якщо різна глибина заглиблення ковша від відкритої поверхні); II — упоперек мерзлого шару в його межах; III — упоперек мерзлого шару, починаючи від немерзлого ґрунту, тобто з підбоєм; IV — під кутом до мерзлого шару в укосі забою.
До запобіжних заходів від промерзання належать: водовідведення, проорювання ділянки плугами в теплу пору року на глибину до 40 см з подальшим спушенням на глибину до 20 см; покриття ділянки шаром дешевого теплоізоляційного матеріалу (тирса, гілки, солома, листя, торф і ін.).
Обов’язковою умовою позитивного ефекту від спушення ґрунту є забезпечення природного стоку атмосферних вод з поверхні утеплюваної ділянки. При глибокому спушенні ґрунту (якщо ведеться розробка в останній місяць зими) і механізованому перелопачуванні ґрунт розробляється на глибину 1,3–1,5 м екскаватором з прямою лопатою. Ґрунт з першої проходки укладають у відвал за межами утеплюваної площі, а з подальших проходок — на місце попередніх. Для заповнення вироблень останньої проходки використовується ґрунт з відвала першої проходки або що розробляється в окремому резерві. Поверхню перелопаченого ґрунту розрівнюють бульдозером. Такий спосіб рекомендується для малозв’язних ґрунтів. При підгортанні (обвалуванні) ґрунт розробляють екскаватором-драглайном шляхом проходки паралельних траншей і укладають його у відвал на утеплювану площу. Підгортання може застосовуватися для незв’язних і малозв’язних, незволожених ґрунтів.
При великій і відкритій поверхні ділянки, яка підлягає розробці в зимових умовах, її утеплюють снігом, для чого встановлюють снігозатримуючі щити (1,52,0 м) перпендикулярно напрямку пануючих вітрів на відстані 10–15 висот щита один від одного. Окрім щитів, для затримання снігу може бути перехресне спушення ґрунту розпушувачем, який навішується на трактор.
Товщину утеплюючих|утеплюючих| шарів визначають за формулами:
; |
(11.1) |
—товщина шару утеплюючих матеріалів, см; h — розрахункова глибина промерзання грунту, см;
— величина зменшення глибини промерзання грунту (см) під впливом снігового покриву; — товщина снігового покриву, см; , — коефіцієнти теплоізоляційних властивостей утеплюючого матеріалу і снігу.
Кут =(αгр , αут| — коефіцієнти температуропровідності ґрунту, що утеплюється, і утеплювача); T — середня температура повітря для розрахункового періоду зими °С; п — число днів з негативною температурою; сп — коефіцієнт, що враховує вплив снігового покриву на глибину промерзання ґрунту: середня товщина шару снігу (см) до 10, до 20, до 25, до 40, а коефіцієнт сп=0,5; 0,4; 0,35; 0,3.
ηупл=1,3 |— коефіцієнт, що враховує ущільнення утеплюючих матеріалів екскаватором і транспортними засобами.
Коефіцієнт температуропровідності ґрунту або утеплювача:
α = / , (11.2)
де — теплопровідність мерзлих ґрунтів, Вт/(мК|); с|із| — питома теплоємність ґрунту або утеплювача, Дж/(кгК); γ — щільність ґрунту, кг/м3.
Теплопровідність снігу сн| залежить від щільності снігового|сніговий| покриву|покривало| і може бути визначена за формулою:
сн = 0,018 + 0,087 Рсн , (11.3)
де Рсн — щільність снігового|сніговий| покриву|покривало|, т/м3 (табл. 11.3).
Величина зменшення глибини промерзання під впливом снігового|сніговий| покриву:|покривало|
(11.4)
Методи виконання земляних робіт в зимовий період
Таблиця 11.1