Министерство образования и науки Украины

Харьковский государственный технический университет строительства и архитектуры

Кафедра «Технология строительного производства»

Курсовой проект

По специальности:

«Организация и технология строительного производства»

На тему:

«Производство земляных и монтажных работ при строительстве коллектора из металлических труб большого диаметра»

Выполнил:

ст. гр. ТВГ-34

Ковальчук С.С.

Проверил:

Гриневич Е.А.

Харьков 2010

Содержание

Задание

1. Выполнение земляных работ

1.1. Определение объемов работ

1.1.1. Объем траншеи

1.1.2. Объем растительного слоя

1.1.3. Объем грунта, обрабатываемого экскаватором

1.1.4. Объем грунта для обратной засыпки

1.1.5. Объем лишнего грунта

1.2. Выбор рабочего оборудования и модели экскаватора

1.3. Таблица технологических расчётов земляных работ

1.4. Технико-экономические показатели производства земляных работ

2. Выполнение монтажных работ

2.1. Определение объемов работ

2.2. Выбор грузозахватного приспособления

2.3. Определение монтажных характеристик и выбор монтажного крана

2.4. Таблица технологических расчётов монтажных работ

2.5. Технико-экономические показатели производства монтажных работ

3. Календарный график поточного выполнения земляных и монтажных работ

Использованная литература

Задание

№ вар	Глубина траншеи, м	Длина траншеи, м	Тип грунта	Толщина растительного слоя, см	Характеристика труб
					тип	Длина, м	Нар. диам., мм	Внутр. диам.,мм	Масса 1 м.п.,кг
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
9	4,1	1000	Глина жирная мягкая с примесью гальки до 10%	15	сталь	12,5	1680	1500	430

1.Выполнение земляных работ

Виды земляных сооружений и машины для земляных работ.

Земляные сооружения по своему на­значению делятся на постоянные и вре­менные.

Постоянные земляные сооружения предназначены для эксплуатации в те­чение длительного времени. К ним от­носятся: спланированные площадки, зем­ляное полотно дорог, плотины, дамбы, каналы, искусственные водоемы, отстой­ники и т. п.

Временные земляные сооружения уст­раивают для выполнения последующих строительно-монтажных работ. Это тран­шеи, котлованы, различного вида пе­ремычки, временные нагорные и водоперехватывающие канавы и т. п.

В жилищно-гражданском и промыш­ленном строительстве наибольшее рас­пространение получили работы, связан­ные с планировкой площадок, устрой­ством котлованов и траншей. Объемы этих работ постоянно увеличиваются и в настоящее время составляют 16 млрд. м³ в год. Численность рабочих на вы­полнении земляных работ составляет 9,3 % общей численности рабочих в строительстве, в том числе на выполне­нии работ вручную — 2,9 %.

Земляные работы, в зависимости от строительных свойств грунта, осущест­вляют гидромеханическим, взрывным, комбинированным, механическим или другими специальными способами.

Гидромеханический способ состоит в разработке грунта напорной водяной струей гидромониторных установок или всасывании грунта со дна водоемов пла­вучими землесосными снарядами.

Взрывной способ основан на исполь­зовании силы взрывной волны различ­ных взрывчатых веществ, заложенных в специально устроенные шпуры, сква­жины или шурфы, и является одним из эффективных средств механизации трудоемких и тяжелых работ.

Механический способ заключается в разработке грунта землеройными (од­ноковшовыми и многоковшовыми экс­каваторами) и землеройно-транспортными (бульдозерами, скреперами, грей­дерами, грейдерами-элеваторами) маши­нами.

В строительстве этим способом выпол­няется 80...85 % земляных работ. В на­шей стране применяется свыше 140 тыс. экскаваторов, 42 тыс. скреперов и 142 тыс. бульдозеров. Основные объемы работ выполняются одноковшовыми экс­каваторами (38,2 %), бульдозерами (29,7 %), скреперами (15 %), многоков­шовыми экскаваторами (6 %) и прочи­ми машинами (11,1 %).

Одноковшовые экскава­торы — универсальные землеройные машины, выполняющие рытье котлова­нов, траншей, каналов, а также устрой­ство насыпей и других земляных соору­жений. Экскаваторы оснащаются различ­ным сменным оборудованием: прямой или обратной лопатой — для разработки грунта выше или ниже уровня стоянки экскаватора (рытье траншей и кот­лованов); драглайном — для разра­ботки грунта ниже уровня стоянки экскаватора (рытье глубоких котлова­нов, широких траншей, возведения на­сыпей); грейфером — для рытья неболь­ших, но сравнительно глубоких котло­ванов, а также для погрузочно-разгру-зочных работ; телескопическим обору­дованием — для планировочных работ (экскаваторы-планировщики).

Одноковшовые экскаваторы бывают с механическим (канатным) и гидравличе­ским приводом. В настоящее время ши­роко применяются гидравлические экс­каваторы, которые по сравнению с ка­натными имеют значительные конструк­тивные и технологические преимущест­ва: они более производительны (на 15... ...20 %), легче в управлении, эффек­тивны при разработке плотных и по­лускальных грунтов, их конструкция позволяет оперативно заменять смен­ное оборудование и сменные рабочие органы. Кроме того, гидравлические экскаваторы обеспечивают с одной сто­янки большую рабочую зону экскава­тора.

В промышленном и жилищно-гражданском строительстве в основном на­шли применение прямые и обратные лопаты с ковшом вместимостью от 0,4 до 1,25 м⁸ (реже до 2,5 м³), а также драг­лайны и грейферы с ковшом вместимо­стью от 0,4 до 1 м³.

Многоковшовые экска­ваторы (цепные и роторные про­дольного копания) служат для разработ­ки грунта ниже уровня стоянки, в ос­новном при отрывке траншей (с верти­кальными и наклонными стенками) под фундаменты, инженерные и трубопровод­ные сети.

Землеройно - транспорт­ные машины предназначены для послойного копания, транспортирова­ния, отсыпки и планировки грунтов.

Бульдозеры используют для копания, перемещения и планировки грунта, а также его зачистки в котлованах, раз­работанных другими землеройными ма­шинами. Мощность двигателя бульдо­зера — от 55 до 450 кВт (75...600 л. с), а в отдельных случаях — 750 кВт (1000 л. с).

Бульдозер, оборудованный навесным статическим рыхлителем, служит для рыхления мерзлых и полускальных грун­тов. Сверхмощные бульдозеры (мощ­ностью свыше 400 кВт), например Че­боксарского завода на базе трактора Т-500, приспособлены для эффективно­го рыхления сильно промерзших гли­нистых и полускальных грунтов, а так­же трещиноватых скальных грунтов.

Скреперы применяют для послойного копания, транспортирования и отсыпки слоями мягких и сыпучих грунтов. В последние годы скреперы стали так­же использоваться для выемки и транс­портирования мерзлых, полускальных и трещиноватых скальных грунтов после предварительного их рыхления навес­ными статическими рыхлителями. Скре­перы могут быть прицепными (вмес­тимость ковша 2,25... 15 м⁸) и само­ходными (4,5...25 м^э, а в перспекти­ве до 50 м³). Для загрузки самоход­ных скреперов используют тракторы-толкачи.

Одноковшовые погрузчики, в особен­ности на пневмоколесном ходу, благо­даря высокой мобильности и значитель­ной производительности, получают все более широкое распространение в стро­ительстве. Они применяются как по­грузочное, погрузочно-транспортное и вспомогательное оборудование.

В нашей стране серийно выпускаются фронтальные погрузчики на пневмоко­лесном ходу, в основном малой мощнос­ти, с ковшом вместимостью 1...2 м³. Про­шли испытания опытного образца по­грузчика ТО-21 грузоподъемностью 15 т и вместимостью ковша 7,5 м^э. Намеча­ется создание мощных погрузчиков гру­зоподъемностью 25 т (вместимость ков­ша 12,5 м^э) и 40 т.

Грейдеры и автогрейдеры предназна­чены для планировочных и профилиро­вочных работ с грунтом или материала­ми, используемыми для устройства до­рожных оснований.

Грейдеры-элеваторы применяются для послойного копания грунта и переме­щения его в отвал или транспортные средства.

Гидромониторные установки и земснаряды от­деляют, транспортируют и укладывают грунт с помощью воды. Они служат для намыва площадок, плотин, насы­пей, разработки котлованов, спрямле­ния русел рек, углубления водоемов, добычи н сортировки песка, гравия и т. п. Для транспортирования грунта применяют трубопроводы.

Грунтоуплотняюшие ма­шины и механизмы предна­значены для послойного уплотнения раз­личных по физико-механическим свой­ствам грунтов. Для этой иели применя­ют кулачковые катки, трамбовочные плиты, вибрационные установки, навесные гидротрамбовки, вибраторы и другие средства.

Для транспортирования грунта используют самосвалы, ав­топоезда в составе автомобилей ЗИЛ, МАЗ, КраЗ или КамАЗ и самосваль­ных прицепов грузоподъемностью 2,25; 3,5; 4,5; 6; 7; 9; 11; 25; 27; 40 и 75 т; ленточные конвейеры и специально обо­рудованные саморазгружающиеся ваго­ны (думпкары). В перспективе намеча­ется создание специальных самосвалов-землевозов и полуприцепов-самосвалов грузоподъемностью 180...300 т с дизель-электрическим приводом.

Комбинированный способ представля­ет сочетание указанных выше способов и зависит от условий разработки. Наи­более часто применяют сочетание ме­ханического способа с гидромеханиче­ским или взрывным.

Наличие различного вида строитель­ных машин, механизмов и специального оборудования еще не обеспечивает пол­ной ликвидации ручного труда, особен­но при выполнении малых объемов зем­ляных работ (зачистка и планировка траншей, приямков, отделка откосов, подготовка песчаных подушек под фун­даменты, засыпка, разравнивание и уп­лотнение грунтов в стесненных услови­ях и т. п.).

Основные строительные свойства и классификация грунтов

Грунтами называют породы, залега­ющие в верхних слоях земной коры. К ним относят растительный грунт, пе­сок, супесь, гравий, глину, суглинок, торф, плывуны, различные полускаль­ные и скальные грунты.

По крупности минеральных ча­стиц грунта, их взаимной связи и ме­ханической прочности грунты делят на пять классов: скальные, полускальные, крупнообломочные, песчаные (несвяз­ные) и глинистые (связные).

К скальным грунтам относятся сцементированные водоустойчивые и практически несжимаемые породы (гра­ниты, песчаники, известняки и т. п.), за­легающие обычно в виде сплошных или трещиноватых массивов.

К полускальным грун­там относятся сцементированные поро­ды, способные к уплотнению (мергели, алевролиты, аргиллиты и т. п.) и не­водостойкие (гипс, гипсоносные конгло­мераты).

Крупнообломочные грун­ты состоят из несцементированных кус­ков скальных и полускальных пород; обычно содержат более 50 % обломков пород размером свыше 2 мм.

Песчаные грунты состоят из несцементированных частиц пород раз­мером 0,05...2 мм; представляют собой, как правило, естественно разрушившие­ся и преобразованные в различной сте­пени скальные грунты; не обладают пластичностью.

Глинистые грунты также яв­ляются продуктом естественного разру­шения и преобразования первичных гор­ных пород, составляющих скальные гру­нты, но с преобладающим размером час­тиц менее 0,005 мм.

Основным объектом разработки в стро­ительстве являются глинистые, песча­ные и песчано-глинистые, а также круп­нообломочные и полускальные грунты, покрывающие большую часть земной поверхности.

К основным свойствам и показателям грунтов, влияющим на технологию про­изводства, трудоемкость и стоимость земляных работ, относятся: плотность, влажность, прочность, сцепление, кус-коватость, разрыхляемость, угол есте­ственного откоса и размываемость.

Плотностью р называется отношение массы грунта, включая массу воды в его порах, к занимаемому этим грунтом объему. Плотность песчаных и глинис­тых грунтов—1,5...2 т/м³; полускаль­ных неразрыхленных грунтов — 2... ...2,5 т/м³, скальных — более 2,5 т/м³.

Влажностью называется отноше­ние массы воды в порах грунта к массе его твердых частиц (в процентах). Грун­ты влажностью до 5 % считают сухи­ми, свыше 30 % — мокрыми, а от 5 до 30 % — нормальной влажности.

Для повышения производительности машин и снижения трудоемкости не­которых работ (уплотнение грунта во время обратной засыпки пазух котло­ванов, устройство насыпей, трамбование грунта и др.) грунты стремятся доводить до оптимальной влажности, опре­деляемой гранулометрическим составом грунта, требуемой его плотностью, ти­пом применяемых машин и другими фак­торами.

При значительной влажности глини­стых грунтов появляется липкость. Боль­шая липкость грунта усложняет его выгрузку из ковша машины или кузо­ва, условия работы конвейера или пе­редвижение машнны.

Прочность грунтов характеризуется их способностью сопротивляться внеш­ним силовым воздействиям. Для оценки прочности горных пород и грунтов пользуются коэффициентом крепости по М. М. Протодьяконову .

Косвенными показателями прочности грунтов являются скорость их бурения, а также число ударов ударника ДорНИИ. Сцепление определяется начальным со­противлением грунта сдвигу и зависит от вида грунта и степени его влажности. Сцепление песчаных грунтов—0,03... ...0,05 МПа, глинистых — 0,05... ...0,3МПа, полускальных —0,3...4МПа н скальных — более 4 МПа.

Кусковатость разрыхленной массы (гранулометрический состав) характе­ризуется процентным содержанием раз­личных фракций.

Разрыхляемость — это способность грунта увеличиваться в объеме при разработке вследствие потери связи между частицами. Увеличение объема грунта характеризуется коэффициентами первоначального и остаточного разрых­ления. Коэффициент первоначального разрыхления й_у представляет собой от­ношение объема разрыхленного грунта к его объему в природном состоянии; для песчаных грунтов й_р = 1,15...1,2, для глинистых к_р = 1,2...1,3, для полу­скальных и скальных грунтов при взры­вании «на встряхивание» й_р изменяется от 1,1 до 1,2, а при взрывании «на раз­вал» — от 1,25 до 1,6 (при большой кусковатости до 2).

Коэффициент остаточного разрыхле­ния йр.о характеризует остаточное уве­личение объема грунта (по сравнению с природным состоянием) после его уплот-нення. Значение коэффициента к_р._о обычно меньше к на 15...20 %.

Угол естественного откоса характе­ризуется физическими свойствами грунта, при котором он находится в состоя­нии предельного равновесия. Величина угла естественного откоса зависит от угла внутреннего трения, силы сцепле­ния и давления вышележащих слоев грунта. При отсутствии сил сцепления предельный угол естественного откоса равен углу внутреннего трения. В со­ответствии с этим крутизна откосов выемок и насыпей, выражаемая отно­шением высоты к заложению (Н = = 1/т, где т — коэффициент откоса), для постоянных и временных земляных сооружений различна. Крутизна отко­сов устанавливается СНиПами.

Все грунты группируют и классифи­цируют но трудности разра­ботки различными землеройными машинами и вручную. Наиболее часто для оценки трудности разработки грун­та используют показатель удельного сопротивления резанию (копанию) Кг. Удельное сопротивле­ние копанию (резанию) Кр пред­ставляет собой отношение касательной составляющей усилия, развиваемого на режущей кромке ковша землеройного и землеройно-транспортного оборудо­вания, к площади поперечного среза грунта (стружки).

Значение Кр зависит как от свойств и показателей разрабатываемого грунта, так и от конструктивного исполнения рабочего органа землеройного и земле­ройно-транспортного оборудования.

Проф. Н. Г. Домбровским были пред­ложены шесть групп грунтов: I и II — слабые (мягкие) и плотные грунты (чер­нозем, лесс, суглинок и т. п.), III и IV—очень плотные (тяжелые суглин­ки, глины и т. п.) и полускальные грун­ты (сланцы, алевролиты и т. п.), V и VI — соответственно хорошо и плохо разрыхленные полускальные и скаль­ные грунты. Указанная группировка грунтов по трудности разработки маши­нами нашла широкое применение в строительстве, на карьерных разработ­ках, в экскаваторостроении; в изменен­ном виде она положена в основу нормиро­вания и расценок земляных работ в су­ществующих ЕНиР.

Группировка грунтов по трудности разработки в ЕНиР составлена отдельно для немерзлых (I. ..VI группы) и мерз­лых грунтов, причем грунты перечисляются в алфавитном порядке с указанием средних значений плотнос­ти. Разрыхленные немерзлые грунты нормируются на одну группу ниже, чем эти же грунты в массиве (неразрыхленном состоянии). К V и VI группам отнесены грунты, кроме пестроцветных моренных глин, разрабатывае­мые после предварительного разрыхле­ния.

В качестве критерия трудности раз­работки грунтов различными видами землеройного оборудования часто ис­пользуют скорость распространения уп­ругих волн в массиве. Так, рядом оте­чественных заводов-изготовителей и за­рубежных фирм по этому критерию устанавливается область применения существующего и перспективного земле­ройного и землеройно-транспортного обо­рудования.