Столбчатый фундамент пояснительная записка

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
Кафедра технологии строительного производства

к курсовой работе

«Возведение фундаментов из монолитного железобетона с производством земляных работ»

Разработал студент 4 курса

_______________________________ В.Н. Кошелева

(оценка, подпись, дата)
Нижний Новгород – 2012

Содержание

Введение …………………………………………………………………3

1. Исходные данные …………………………………………………………..4
2. Выбор формы земляного сооружения ……………………………………6
3. Определение объёмов работ ……… ………………………………………8
   1. Подсчёт объёмов разработанного грунта ………………………………8
   2. Подсчёт объёмов работ по возведению фундамента ………………… 9
4. Проектирование производства земляных работ ………………………… 2
   1. Комплект машин для разработки и транспортирования грунта ……. 2
5. Проектирование производства работ по устройству фундаментов……… 15
   1. Опалубочные и арматурные работы ………………………………….. 15
   2. Выбор комплекта машин для производства бетонных работ ……… 17
6. Определение трудоёмкости работ…………………………………………. 22
7. Технологическая схема производства земляных работ……………………25
8. Технико-экономические показатели…………………………………………26
9. Технология выполнения работ………………………………………………27
   1. Земляные работы при разработке котлована………………………… 27
   2. Опалубочные работы …………………………………………………….28
   3. Арматурные работы …………………………………………………… 30
   4. Бетонные работы ………………………………………………… 30
10. Требования к приёмке и качеству арматурных работ ……………………..33
11. Потребность в материальных ресурсах и рабочих кадрах ………………34
12. Техника безопасности труда при производстве земляных, опалубочных, бетонных и арматурных работ ……………………………………………. 36

Список литературы ………………………………………………………..38

Современное строительное производство характеризуется увеличением доли монолитного бетона.

У монолита много достоинств. Эта скорость строительства, определяемая оптимизацией всех сторон строительного процесса. Независимость конструкций от установленных размеров позволяет варьировать планировку, площадь квартир и комнат, Высоту потолков. А еще монолитные здания лишены швов — причины многих бед других технологий,

В силу технологических особенностей монолитный дом гораздо более устойчив к влиянию техногенных и иных неблагоприятных факторов окружающей среды. Особая жесткость и прочность конструкции делает монолит гораздо безопаснее по сравнению с другими технологиями, что особенно актуально в наше неспокойное время.

Монолитная конструкция дает равномерную осадку дома при естественной осадке почвы, перераспределяя нагрузку и предотвращая образование трещин. В монолитах нет стыков — нет и опасного влияния влаги на конструкцию. Срок эксплуатации монолитного дома — не менее 200 лет.

Особенно эффективно применение монолита при возведении фундаментов под промышленные и гражданские здания, технологическое оборудование, различные инженерные сооружения. Поэтому разработка в курсовом проекте эффективной технологии монолитного бетона, применение Высокопроизводительных машин, прогрессивных методов организации строительства и производства работ являются основными задачами. Сооружения из монолитного бетона требуют меньшего расхода арматуры, меньших энергетических затрат, а также ведут к снижению затрат на создание производственной базы. Возведение монолитных фундаментов — это комплексный процесс, состоящий из следующих видов работ:

• Опалубочные работы, которые включают изготовление, транспортирование,
  установку и разборку опалубки,
• Арматурные работы, включающие заготовку арматуры, транспортирование ее, установку в опалубку,
• Бетонные работы, включающие приготовление бетонной смеси, транспортирование,
  укладку, уплотнение, уход за бетоном.

Настоящий курсовой проект Выполнен на основании задания, Выданного кафедрой «Технологии строительного производства».
1. Исходные данные

Задание на выполнение курсового проекта содержит следующие исходные данные:

— конструкцию и размеры плана фундаментов каркасного промышленного здания (рис.1);

— рельеф площадки строительства;

— отметка дна котлована 30,8 м;

— грунт растительного слоя 0,2 м. Массив грунта под строящимся зданием – глина карбонная;

— фундаменты монолитные железобетонные серии 1-412 под колонны серии

КЭ-01-49, КЭ-01-52. Сечение подколонника 2,7×1,2 м.

Размеры стакана по дну 0,9×0,5 м, по верху 0,95×0,55 м.
Глубина стакана 0,95 м;

— фундаменты под колонны выполняются трехступенчатыми. Размеры ступенчатой части фундамента снизу вверх имеют следующие значения 6,6×5,4 м, 4,8×3,6 м; 3,6×2.4 м;

— общая высота фундамента 3,0 м;

— армирование фундаментов осуществляется унифицированными стальными сварными сетками и каркасами. Расход арматуры — 40 кг/м 3 бетона.

Производство работ проектируется в летних условиях.

Рисунок 1 – План фундаментов

2. Выбор формы земляного сооружения

Выбирая форму земляной выемки (отдельные котлованы под каждый фундамент, траншеи по осям здания, общий котлован), следует стремиться к наименьшим объемам земляных работ, что способствует снижению затрат. Вместе с тем необходимо обеспечить нормальные условия работы строительных машин и движения транспортных средств.

Для устройства столбчатых фундаментов в качестве земляных выемок могут разрабатываться:

— отдельные котлованы под каждый фундамент;

— траншеи по продольным осям и отдельные котлованы под каждый фундамент по внутренним осям при разном шаге колонн.

Для определения формы земляного сооружения необходимо вычертить 2 разреза: по продольной и поперечной осям на участке двух смежных фундаментов (рис. 2).
Разрез по поперечной оси

Разрез по продольной оси

Рисунок 2 – Разрезы по продольной и поперечной осям

Необходимо определить расстояния D₁ и D₂. Их можно определить по формуле:

где — размеры нижней ступени фундамента, м);

— запас, необходимый для производства работ и регламентируемый СНиП 3.02.01-87 «Земляные сооружения, основания и фундаменты», м (принимается 0,5 м);

— горизонтальное заложение откоса, м;

— коэффициент крутизны откоса, определяется по [1], в зависимости от вида грунта и глубины выемки (0,25);

— глубина выемки, м.

Также необходимо определить глубину котлована, как разницу между наибольшей отметкой горизонтали на участке и отметкой дна котлована:

D₂ = 24 – 6,6 – 2∙0,5 — 2∙1,05 = 14,3 м;

D₁ = 12 – 5,4 – 2∙0,5 — 2∙1,05 = 3.5 м;

Для возведения фундаментов целесообразно разрабатывать отдельные котлованы под каждый фундамент, так как обеспечен безопасный проезд машин между фундаментами.

3. Определение объемов работ
3.1. Подсчет объема разработанного грунта

где h_{р. с} — толщина растительного слоя h_{р. с} = 0,15 м;

F_{р. с.} — площадь участка с поверхности которого снимается растительный слой.

А и В — размеры здания в плане, м

F_{р. с.} = (96 + 2∙15)  (180 + 2∙15) = 26460 м 2

V_{р. с.} = 26460  0,15 = 3969 м 3

1. Разработка грунта в котловане

При подсчете объема отдельного котлована его следует рассматривать в качестве обелиска, объем которого определяется по формуле:

табл.1 Определим объем грунта в котлованах.

1. Зачистка недобора грунта в котловане
2. V_н = n · F_з ∙ h_зач, м 2
3. где: n – количество отдельных котлованов, шт;
4. F_к — площадь дна каждого котлована, м 2 ,
5. F_з = 6,4×7,6 = 48,64 (м 2 )
6. h_зач — толщина зачистки (принимается равным 0,1 (м)),
7. V_н = 80×48,640,1 = 389,12 (м 3 )

3.2. Подсчет объемов работ по возведению фундаментов
1. Устройство бетонной подготовки толщиной 0,1 м:

где a₁ и b₁ — размеры подошвы фундамента, м;

h_п — толщина бетонной подготовки, h_п = 0,1м.

Под 1 фундамент: W_п = (6,6+ 0,2)  (5,4 + 0,2)  0,1 = 3,808 м 3 .

Под все фундаменты в захватке (на 16 фундаментов):

W_п = 15  V_{б. п.} = 16  3,808= 60,93 м 3 .

Под все фундаменты:

W_п = 80  V_{б. п.} = 60  3,808 = 304,64 м 3 .
2. Бетонирование фундаментов:

V_ф 1 = 6,65,40,3 + 3.64,80,3 + 2,43,60,3 + 2,71,22,1 – 1,02 = 24,25 м 3

На все фундаменты в захватке (на 16 фундаментов): V_ф = 16  V_ф 1 = 388 м 3

На все фундаменты: V_ф = 80  V_ф 1 = 1940 м 3

3. Сборка/демонтаж щитов опалубки в панели:

где а₁ и b₁ — размеры 1-й ступени фундамента, м;

а₂ и b₂ — размеры 2-й ступени фундамента, м;

а₃ и b₃ — размеры 3-й ступени фундамента, м;

Н — высота фундамента, м;

На все фундаменты в захватке (на 15 фундамента): F_ф 16 =15  F_ф 1 = 470,4 м 2

На все фундаменты: F_ф =60  F_ф 1 = 2352 м 2

Рисунок 3 – бетонирование фундамента
4. Монтаж арматуры:

Армирование подошвы столбчатых фундаментов производят унифицированными типовыми сборными сетками в количестве 4 штук.

где g — расход арматуры на 1 м 3 бетона кг/м 3 , (g = 40 кг/м 3 )

W — объем фундамента, м 3

Расход арматуры на 1 фундамент:

G₁ = 0,04  24,25 = 0,97 т

На горизонтальное армирование 1 фундамента принимаем 0,7G₁:

G гор. = 0,7  0,97 = 0,679 т

на одну сетку: 0,1697 т.

На вертикальное армирование 1 фундамента принимаем 0,3G₁:

G верт. = 0,3  0,97 = 0,291 т

Таблица 3 — Ведомость объемов работ

80/23,28

4.Проектирование производства земляных работ

4.1 Комплект машин для разработки и транспортирования грунта

Грунт в траншеях под фундаменты и в отдельных котлованах разрабатывается одноковшовым экскаватором с рабочим оборудованием обратная лопата. Ориентировочная емкость ковша экскаватора принимается в зависимости от объемов работ по таблице 4.

Вместимость ковша экскаватора при сосредоточенных объемах работ

Принимаем экскаватор с вместимостью ковша 0,8…1,0 м 3 (так как объем грунта в котловане лежит в пределах 10000…20000 м 3 ).
Экскаватор обратная лопата на гусеничном ходу;

Вместимость ковша: 1,0 м 3 ;

Наибольшая глубина копания: 5,8 м;

Наибольший радиус копания: 9,0 м;

Наибольшая высота выгрузки: 5,0 м;

Мощность двигателя: 95 кВт;

Для транспортировки грунта с места возведения фундамента применяются автосамосвалы, грузоподъемность которых зависит от дальности транспортировки грунта и емкости ковша экскаватора.

При емкости ковша экскаватора 0,8…1,0 м 3 и дальности транспортировки грунта на расстояние 10 км целесообразно применять самосвал грузоподъемностью 10 т.

Марка автосамосвала: Урал 55571-40;

Грузоподъемность: 10 т;

Полная масса: 20,205 т;

Мощность двигателя: 169 кВт;

Максимальная скорость: 80 км/ч.

Определим количество транспортных средств, необходимое для бесперебойной отвозки грунта:

, [шт]

где Т_ц – продолжительность цикла автосамосвала, мин;

t_n – продолжительность погрузки грунта в автосамосвал, мин.

, [мин]

где и — время груженого и порожнего пробега автосамосвала, мин;

мин – продолжительность разгрузки автосамосвала, мин;

мин – время маневрирования автосамосвала, мин;

мин – время на мойку колес, мин;

, [мин]

, [мин]

где — средняя скорость движения груженого самосвала (20…30 км/ч);

— средняя скорость движения порожнего самосвала (30…40 км/ч);

L – расстояние перемещения грунта, км.

Продолжительность погрузки грунта в автосамосвал определяется следующим образом:

, [мин]

где — погрузочная емкость кузова автосамосвала, м 3 ;

— эксплуатационная часовая производительность экскаватора, м 3 /ч.

Погрузочная емкость кузова автосамосвала определяется в плотном теле грунта:

, [м 3 ]

где — число ковшей экскаватора, выгружаемых в кузов самосвала;

— вместимость ковша экскаватора, м 3 ;

— коэффициент использования вместимости ковша экскаватора, =0,9.

В кузов автосамосвала выгружается целое число ковшей экскаватора:

, [шт]

где Q – грузоподъемность автосамосвала, т;

— плотность грунта, т/м 3 .

Эксплуатационная часовая производительность:

, [м 3 /ч]

где Н_вр – норма времени на разработку 100 м 3 грунта, маш-ч.
Глина карбонная относится к III группе по сложности разработке механизированным способом. По ЕНиР [3] определяем норму времени с учетом III группы грунта, вместимости ковша экскаватора 1,0 м 3 и с погрузкой в транспортное средство:

м 3

Принимаем 5 самосвалов для бесперебойной отвозки грунта.

1. Проектирование производства работ по устройству фундаментов

1. Выбор опалубки для возведения монолитного фундамента

Для возведение монолитного фундамента выбираем опалубку типа FRAMAX.
Пример конструирования ступеней фундамента приведен на рисунке 4.

Рис. 4 — Конструирование опалубки FRAMAX.

Спецификация элементов опалубки приведена в таблице 5.1

Для второй ступени 4,83,6 м:

• сторона 4,8 м:

3002700 =1 шт;

Для третьей ступени 3,62,4 м

• сторона 3,6 м:

3001350 =1 шт;

Спецификация элементов опалубки

Для надёжности конструкции опалубки применяем стяжные болты внизу каждой ступени фундамента и снизу и сверху подколонника. На один фундамент потребуется 8 таких болтов.
5.2 Выбор комплекта машин для производства бетонных работ.
Доставка бетонной смеси на строительный объект осуществляется автобетоносмесителями. Подача бетонной смеси в конструкцию производится с помощью автобетононасоса или самоходного крана. Количество машин и автобетоносмесителей, входящих в комплект, должно обеспечить требуемую интенсивность бетонных работ.

Рассмотрим два комплекта машин:

1. Самоходный кран для подачи бетонной смеси, автобетоносмесители
2. Автобетононасос, автобетоносмсесители

Подбор первого комплекта машин

Принимаем поворотную бадью БПВ-2,0 с:

• Вместимостью 2 м3

• Грузоподъёмностью – 5000 (кг)
• Размерами разгрузочного отверстия, мм — 350×600
• Массой бадьи – 635 (кг)
• Общими размерами, мм — 3867×2743×1025

Для монтажа опалубки и арматуры применяются самоходные стреловые краны. Для выбора марки крана необходимо установить требуемые параметры – грузоподъемность и вылет крюка.

Требуемая грузоподъемность крана – это масса наиболее тяжелого поднимаемого груза с учетом массы грузозахватного устройства. Наиболее тяжелый поднимаемый груз – панель опалубки.

, т

где: – грузоподъёмность бункера, т;

— масса грузозахватывающего устройства, т;

– масса стропов, т;

;

;

.

.

Требуемый вылет крюка определяется следующим образом:

где: a – колея крана, м;

b – расстояние от выносной опоры крана до низа откоса котлована или траншеи, принимается по СНиП [5,6];

– технологический зазор, принимается 0,5 м;

– длина (ширина) нижней ступени фундамента, м.

.

Выбираем гусеничный кран МКГ-25 с длиной стрелы 12,5 (м) и гуська 5 (м).
Для доставки бетонной смеси принимаем автобетоносмеситель марки АБС-6 с V = 6 м 3 .

Количество автобетоносмесителей работающих совместно с краном и обеспечивающих непрерывную подачу бетонной смеси определяются:

, [шт]

где Q –количество бетонной смеси, которое укладывают за смену, м 3 /час;

П_см – сменная производительноть АБС

H_впр = Н_выр∙8 =166,67 м 3 /смену
Q =166,67∙2,5=416,67 м 3

П_см = = 174,55

q – грузоподъёмность АБС;

k_г – коэффициент использования АБС по грузоподъёмности, равный 1;

k_в – коэффициент использования АБС по времени, равный 0,8;

— продолжительность цикла автобетоносмесителя, мин.

, мин

где — продолжительность загрузки, мин;

и — продолжительность груженного и холостого пробега автобетоносмесителя, мин;

— время выгрузки, мин;

— продолжительность мойки колес, мин.

мин;

мин;

мин;

мин;

мин;

мин;

шт.

Принимаем 3 автобетоносмесителя.

Подбор второго комплекта машин

Принимаем автобетононасос СБ-126А.

Определяем эксплутационную производительность автобетононасоса:

где, к₁ – коэффициент учитывающий снижение производительности автобенонасоса в зависимости от вида бетонируемой конструкции, к₁=0,95, т.к. объём одного бетонируемого фундамента не больше 10 м 3 .

к₂ – коэффициент учитывающий снижение производительности бетононасоса от длины прямолинейного горизонтального участка, к₂=0,83.

к₄ – учитывает квалификацию машиниста, к₄=0,9.

к₅ – учитывает снижение производительности автобетононасоса из-за различных организационных причин, к₅=0,8.

П_э = 650,950,830,930,90,8=34,32 м 3 /час

Для доставки бетонной смеси принимаем автобетоносмеситель марки АБС-6.

Количество автобетоносмесителей работающих совместно автобетононасосом и обеспечивающих непрерывную подачу бетонной смеси определяются:

, [шт]

где Q – интенсивность подачи бетонной смеси, м 3 /час;

— производительность автобетоносмесителя, м 3 /час, определённая в подборе первого комплекта машин;

N=

Принимаем 4 автобетоносмесителя.

Определение продолжительности подачи бетонной смеси краном и автобетононасосом

Определение стоимости эксплуатации комплектов машин

• 1 ый комплект: самоходный кран и автобетоносмесители

• 2 ой комплект: автобетононасос и автобетоносмесители

6.Определение трудоёмкости работ

Таблица 6

7. Технологическая схема производства земляных работ

Источник