Новые технологии в монолитном домостроении

Сначала определим среднюю глубину котлована, которая складывается из высоты подземной части фундамента и толщины подготовки основания: Нкотл. = 2,7 + +0,4=3,1 м.

Приуклоне m’=10, длина однополосного съезда составит 31 м, при его ширине 4м.

Руководствуясь справочными данными по земельным работам, исходя из глубины фундамента и типа грунта (суглинок) определим крутизну откоса котлована: m=0,75. Тогда длина заложения откосасоставит: а=mхНкотл.=0,75х3,1=2,33 м. Так как при строительстве подземной части здания используются стреловой кран, то расстояние от подошвы котлована до края фундамента здания определим по формуле: с=1+2Rпп+1, с=1+2*3+1=8м, где Rп.п. = 3м - радиус поворота платформы стрелового крана.

Ширина зданияВс вычисляется как суммаширины здания по оси плюс ширина фундамента наружной стены: Вс=12+0,6+0,6=13,2м. Тогда ширина котлована понизу складывается из Внк = с+Вс+b=8+13,2+0,5=21,7м. Соответственно, для определения ширины котлована поверху, необходимо прибавить к ширине котлована понизу удвоенное значение длины заложения откоса. Ширина котлована поверху: Ввк= Внк + +2*m*Нкотл.= 21,7 + 2*2,33=2,36 м. Аналогично определяются другие размеры. С той стороны котлована, где нет необходимости устройства места для проходки стрелового крана, расстояние от подошвы котлована до края фундамента здания принимаем равное b= 0,5м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.6. Схема здания с характерными размерами котлована 

Рис.7. Расположение котлована зданияна строительной площадке

 

Для расчета объема разрабатываемого грунта для котлована, разобьем котлован на две части и просуммировав объемы каждой части получим искомый объем для всего котлована:

Vк = V1+V2.

V1= Hкотл/6*(LHK * BHK + LBK * BBK +(LHK+ LBK)*( BHK+ BBK)) = =3,1[45,7х39,7+50,36*44,36 +(45,7+50,36)(39,7+44,36)]/6 = 6264 м3

  аналогично для второй части:

V2= 3,1/6*[42*21,7+42*26,36+(42+42)(21,7+26,36)]=3128,7м3

Тогда объем всего котлована составит Vк = V1+V2 =6264+3128 =9392 м3

Определим объем обратной засыпки пазух по формуле: Vобр =(Vк-Vпод..части)

Vпод.части = Sзд*Hк =36*30*3,1+12*42*3,1=4910 (м3).

Vобр =(Vк-Vпод..части)= (9392-4910) = 4482 (м3)

Определим объём грунта при разработке съездов:

Для одного съезда

Vc1=Hк2/6*(3b+2mHк*(m’-m)/m’)(m’-m)=3,12/6*(3*4+2*0,75*3,1*(10-0,75)/10)(10-----0,75)=242 (м3)

Тогда для двух съездов Vc= nc* Vc = 2*242=484(м3)

Все результаты сводим в таблицу 3 (баланс земельных масс)

Таблица 4

Баланс земляных масс

Выемка					Насыпь
№	Место разработкигрунта	Объем грунта		Место укладки грунта и его объем	№	Место устройства насыпи	Геом. объем насыпи,м3	Потребность в грунте, м3
		ед.из-мер.	кол-во
1	Котлован	м3	9392	Отвал 5162*1,21= =6246	1	Обратная засыпка пазух	4910	4910*0,957= =4699
2	Съезды	м3	484	Тран-ое ср-во (9876-5162)1,21= =5704	2	Засыпка съездов	484	484*0,957= =463
		SVв=	9876				SVн=	5162

 

3.3 Выбор технических средств для разработки котлована по техническим параметрам

Необходимо обосновать выбор следующих основных механизмов:

• машин для разработки котлована;
• машин для отвозки грунта из котлована.

 

 

Выбор экскаватора производится с учетом разрабатываемого сооружения и предполагаемого типа экскаваторного оборудования. В зависимости от объема грунта в котловане и геометрических размеров сооружения определяется необходимая вместимость ковша экскаватора.

Т.к.экскаватор используется для отрывки котлована больших размеров, а так же съездов, то целесообразно применять экскаватор с рабочим органом – драглайн. Объем выемки Vв=9876 м3, следовательно, оптимальная емкость ковша экскаватора 0,8 м3.После выбора рабочего органа, необходимо определить тип экскаватора, для этого нужно рассчитать радиус резанья и радиус выгрузки.

Рис.8.Схема расположения отвалов

 

 

 

 

 

 

 

 

Разрез 2-2

 

Рис.9. Расчетная схема работы экскаватора ЭО-6111

 

Глубина копания Hкотл.=3,1м;

Средняя длина котлована Lср.= (Lв+ Lн)/2;

1-я  часть котлована:

Lср.1= (68,1+68,1)/2=68,1 м;

X1=SVн/(Hк*2*Lср.1)= 6264 /(3,1*2*68,1)= 14,84 м;

S1=(X1* Hк* Кн.р.)1/2=(14,84*3,1*1,21) 1/2=7,46м;

В1=X1+m* Hк+1+S1=14,84+0,75*3,1+1+7,46 =25,62м;

радиус резания Rр=0,7*В=17,93 м;

радиус выгрузки Rв=0,57*В=14,6 м.

2-я  часть котлована:

Lср.2= (21,7+26,36)/2=24,03м;

X2=SVн/(Hк*2*Lср.2)= 6264 /(3,1*2*24,03)= 42,04 м;

S2=(X2* Hк* Кн.р.)1/2=(42,04*3,1*1,21) 1/2=12,56 м;

В2=X2+m* Hк+1+S2=42,04+0,75*3,1+1+1,21 =46,56 м;

радиус резания Rр=0,7*В=32,60 м;

радиус выгрузки Rв=0,57*В=26,54 м.

По полученным результатам мы не можем подобрать экскаватор, поэтому необходимо произвести перерасчет и помимо экскаватора-драглайна использовать бульдозер для перемещения грунта к отвалу:

X2= X2/n, принимаем число проходок n=5, тогда

X2= X2/5=42,04 /5=8,408м;

S2= (X2*Hк*Кн.р.)1/2= (8,408*3,1*1,21) 1/2=5,62м;

В2=X2+m* Hк+1+S2=8,408+0,75*3,1+1+5,62=17,353м;

радиус резания Rр=0,7*В=12,15 м;

радиус выгрузки Rв=0,57*В=9,89м.

Принимаем экскаватор с ковшом драглайн

марки ЭО-6111(ЭО1251), ЭО-6112Б(Э1252Б)

вместимость ковша с зубьями Vковш.= 1 м3,

управление механическое,

длина стрелы 12,5 м,

наибольший радиус копания 12,9 м,

наибольшая глубина копания:

при боковом проходе 5,1 м,

при концевом проходе 7,5 м,

наибольший радиус выгрузки 10,4 м,

наибольшая высота выгрузки 6,5 м,

мощность 85кВт (116 л.с.),

масса экскаватора 39,75 т.

3.4Расчет потребности в автосамосвалах для вывозки излишнего грунта

Для транспортировки грунта необходимо подобрать марку автосамосвалов, определить их количество, обеспечивающее бесперебойную работу ведущего механизма – экскаватора. Длясредней дальности перевозки грунта 2 км, и емкости ковша 1 м3 выбираем автосамосвал грузоподъемностью 10 т.

Количество ковшей загружаемых в самосвал определяется по формуле:

nк = Qавт/(γ*Vk*K1),

гдеQавт – грузоподъемность автосамосвала;

γ = 1700кг/м3 – средняя плотность грунта в естественном залегании (суглинок легкий и лессовидный без примесей), согласно таб.1 ЕНиРа2-1;

К1=Кн/Кпр=1.3/1,21=1,07;

Кн=1,3 – коэффициент действительного наполнения ковша;

Vк – ёмкость одного ковша.

nк=10000/(1700*1*1,07)= 5,5;

  принимаем количество ковшей  помещающихся в кузов автосамосвала n’=6.

Требуемый объем кузова автосамосвала вычисляется по формуле:

Vавт = n’*Vковша*К1 = 6*1*1,07 = 6,42 м3 , где n’ – число ковшей загружаемых в самосвал.

Технологический цикл работы самосвала:

Тц = τуп+ τп+ τпр+ τур+ τр+ τм;

где τуп =0,4 мин.– время установки автосамосвалапод погрузку;

τур =0,8 мин. – время установки автосамосвалапод разгрузку;

τр =2 мин. – время разгрузки;

τм =2 мин. – время маневрирования;

τпр = 2* Lтр *60/Vср.авт = 2*2*60/35 = 6,86 мин. – время пробега ,

где Vср.авт =35 км/ч– средняя скорость автосамосвала;

Lтр=2 км– средняя дальность транспортировки грунта;

τп = 0,6* Vавт* Нмаш.вр.=0,6*6,42*1,2=4,62 мин.– время погрузки,

гдеНмаш.вр.= 1,2 маш./ч– норма машинного времени на 100 м3 грунта экскаватора драглайн с ковшом с зубьями (принимается согласно ЕНиРу2-1).

  Тц = 0,4+4,62+6,86+0,8+2+2=16,68 мин.

Необходимое количество автосамосвалов:nавт = Тц / τп = 16,68/4,62 = 3,6.

Окончательно принимаем количество автосамосвалов для перевозки грунта nавт= 4 грузоподъёмностью по 10т.

3.5 Состав работ и определение  объемов этих работ

При разработке котлована экскаватор не доходит до проектной отметки 20 см, поэтому требуется зачистка дна котлована. Зачистка производится в два этапа: зачистка на глубину 0,15 м бульдозером и на глубину в 0,05 м вручную.

1) Площадь дна котлована Sнк=2725,69м2, значит объем разрабатываемого грунта V=2725,69´0,15=480,85 м3.Принимаем бульдозер Д-259 на базе трактора

 Т-100.

2) Объем грунта приходящегося на  ручную зачистку V=2725,69´0,05=

=136,30 м3.

Таблица 5

Ведомость объемов работ

№п.п.	Состав работы	Ед.измерения	Количество	Примечания
1     2       3	Отрывка котлована (грунт в транспортное средство)   Отрывка котлована (грунт в отвал)     Зачистка дна котлована:	м3     м3	5704     6246	см. Таблицу4     см. Таблицу4
	а) бульдозером Д-259 на базе трактора Т-100	м3	480,85	см.п.3.5
	б) вручную	м3	136,30	см.п.3.5

 

4 Устройство строительных конструкций подземной части здания

4.1 Устройство  основания под здание

4.1.1 Устройство щебеночного основания

4.1.1.1 Приемка и разравнивание щебня

Привоз щебня производится автосамосвалом, разравнивание – бульдозером Д-259 на базе трактора Т-100. Толщина слоя 0,2 м, объем V=S*0,2=2725,69*0,2=545,2 м3.

4.1.1.2 Уплотнение щебеночного основания

Уплотнение щебеночного основанияосуществляется прицепным решетчатым катком ЗУР-25 на базе трактора Т-100.S=2725,69м2.

4.1.2 Устройство бетонного основания

4.1.2.1 Монтаж и устройство опалубки

  Бетонирование производится отдельными  полосами. Бетонная смесь привозится  и выгружается автобетоносмесителем, распределяется по дну рабочими. Делим всю площадь котлована на равные полосы шириной от 3 м. Полосы должны быть параллельны съездам в котлован. Высота бетонной подготовки 0,2м. Сначала бетонируем нечетные полосы. По всем сторонам этих полос устанавливаем опалубку, затем укладываем бетонную смесь. Опалубка – это пространственная конструкция выполняющая три основные функции:

• придать конструкции проектную форму;
• обеспечить заданные размеры строительной конструкции;
• обеспечить определенное положение в пространстве.

Тип опалубки определяет экономическую целесообразность применения железобетонных конструкций. При сооружении бетонной подготовки применяется деревянная опалубка из щитов длиной более 2м (мелкощитовая опалубка).

  После затвердевания бетонной  смеси в нечетных полосах (40-50% от проектной марки), опалубку  снимают и приступают к бетонированию  четных полос, для которых устраивается  только торцевая опалубка (роль  продольной опалубки выполняют  грани четных полос).

 

 

 

Рис.10.Схема бетонирования

 

Определим количество полос, при ширине полос 4 м:

n= LНK /bп=87,7/4=21,93;

где LНK –длина котлована по низу,bп – ширина одной полосы,

Принимаем количество полос n`=22,тогда фактическая ширина полосы bп`=87,7/22=3,98 м.

Необходимо определить общую площадь опалубливаемой поверхности (согласно ЕНиР 4-1 единицей измерения опалубочных работ является площадь опалубливаемой поверхности).

Для нечетных полос:

Sопал= Р*hбет.под. , гдеР– периметр одной полосы,hбет.под. – толщина бетонной подготовки

для полос 1, 3, 5, 7,9:Sопал= 59,8*0.2=11,19м2

11Sопал= 87,3*0.2=17,46 м2

13,15,17,19,21:Sопал= 87,4*0.2=17,48м2

Для четных полос:

Sопал=2*bп* hбет.под.,

для полос 2,4,6,8,10,12,14,16,18,20,22:Sопал= 2*4*0.2=1.6 м2;

Объем опалубочных работ находим как сумму: ΣSопал=11,19*5+17,46*1+17,48*5+1,6*11=178,41 м2.

4.1.2.2 Расчет бетонных работ

Подача бетонной смеси производиться методом кран-бадья. Самоходные краны с комплектом бадей используют для порционной подачи и распределения бетонной смеси в блоках бетонирования. Приготовленную непосредственно на площадке бетонную смесь разгружают на объекты в бадьи краном, подают непосредственно в конструкцию. При этом бетонная смесь перемещается как вертикально, так и горизонтально, что обеспечивает её распределение при укладке.

Объем бетонной смеси, необходимой для укладки:

Vбет= Sкотл* hбет.под. = 2725,69´0,2 = 545,138 м3.

Бетонная смесь – это пластично-вязкое тело, занимающее промежуточное положение между твердыми и жидкими телами. Уплотнение бетонной смеси происходит после её укладки. При приготовлении, транспортировке и укладке бетонная смесь чаще всего находится в рыхлом состоянии. Уплотнениеобеспечивает высокую плотность и однородность бетона. Основной и наиболее распространенный способ уплотнения при монолитных работах – вибрирование. Под действием вибрирования частицы заполнителя приводят в движение бетонную смесь, как бы разжижая её, в результате она лучше распределяется в опалубке и заполняет её, включая пространство между арматурными стрежнями. Дляуплотнения бетонной смеси используемвибробрус.

4.1.2.3 Выдерживание бетона и уход за ним

В процессе выдерживания бетона осуществляется уход за бетоном, который должен обеспечить: поддерживание температурно-влажностного режима, необходимого для нарастания прочности бетона, предотвращения значительных температурно – усадочных деформаций и образование трещин; предохранение твердеющего бетона от ударов и сотрясений.

Свежеуложенный бетон поддерживают во влажностном состоянии путем укрытия поверхности бетона влагостойкими материалами-матами, опилками.

  Используем способ укрытия опилками:

• необходимое количество опилок V=Sкотл* hопилок =2725,69*0,05=136,3м3;
• поливка опилок из брандспойта;
• площадь поливки S= Sкотл.=2725,69 м2;
• снятие опилок V= 136,3 м3.

4.1.2.4 Расчет работ по распалубке конструкции

После достижения бетонной подготовкой 40-50% прочности от проектной марки производится снятие опалубки в обратной последовательности устройству опалубки. В процессе по возведению монолитных конструкции распалубливаниеявляется одной из важных и трудоемкихопераций.Распалубливание конструкций следует производить аккуратно, с тем чтобы обеспечить сохранность опалубки для повторного применения, а также избежать повреждений бетона.

Объем работ тот же, что и при установлении опалубки178,41 м2.

4.2 Устройство фундамента стаканного типа