МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
УФИМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ НАФТОВОЇ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Кафедра "Водопостачання та водовідведення
КУРСОВИЙ ПРОЕКТ
На тему «Технологія будівництва підземних споруд методом опускного колодязя»
Студент Разетдінов Дамір Айратовіч гр. ВВ-05-01
СКЛАД КУРСОВОГО ПРОЕКТУ
Пояснювальна записка на 32 машинописних аркушах.
Графічна частина на 2 аркушах
КЕРІВНИК
Шаяхметов
Зміст
1. Вихідні дані для проектування
2. Розрахунок погружного колодязя
2.1 Перевірка умов занурення
2.2 Перевірка умов спливання
3. Розрахунок обсягів будівельних конструкцій і матеріалів
3.1 Розрахунок тимчасових опор колодязя
3.2 Обсяг товарного бетону
3.3 Розрахунок необхідної кількості арматури
3.4 Розрахунок опалубки
3.5 Розрахунок будівельних лісів
3.6 Розрахунок гідроізоляції
3.7 Розрахунок кількості прийомних лійок
3.8 Розрахунок об'ємів земляних робіт
3.8.1 Розрахунок обсягів робіт з зрізку рослинного шару
3.8.2 Розрахунок об'ємів земляних робіт з розробки ПК
3.8.3 Розрахунок об'ємів земляних мас грунту при зануренні опускного колодязя
3.8.4 Обсяг робіт по зворотній засипці ПК
3.8.5 Розрахунок необхідної кількості щебеню
4. Складання виробничої калькуляції трудових витрат
5. Визначення комплекту машин і механізмів
5.1 Вибір бетоноукладочного обладнання
5.2 Вибір крана для подачі арматури та опалубки
5.3 Вибір землерийної техніки
5.3.1 Срезка рослинного шару
5.3.2 Розробка ПК
5.3.3 Розробка грунту при зануренні опускного колодязя
5.3.4 Зворотне засипання ПК
5.4 Розрахунок транспортних засобів
6. Визначення техніко-економічних показників і вибір оптимального варіанту механізації монтажних робіт
6.1 Визначення тривалості арматурно-опалубних робіт
6.2 Визначення загальної тривалості виробництва монтажних робіт
6.3 Визначення трудомісткості монтажу 1 т конструкції
6.4 Визначення собівартості монтажу 1 т конструкції
6.5 Визначення питомих приведених витрат на монтаж 1 т конструкції
7. Проектування і технологія будівельних процесів
7.1 Срезка рослинного шару
7.2 Розробка піонерного котловану
7.3 Установка арматури і опалубки
7.4 Бетонування
7.5 Підготовчі роботи перед зануренням опускного колодязя
7.6 Комплекс земляних робіт по занурення опускного колодязя
7.7 Розрахунок кількості бетонолітной труб при бетонуванні подушки
днища опускного колодязя методом ТВП
8. Складання календарного плану виконання робіт
9. Проектування складського господарства
10. Проектування тимчасових санітарно-побутових та адміністративних будівель
11. Проектування тимчасових мереж водопостачання
12. Проектування тимчасових мереж електропостачання
13. Техніко-економічні показники проекту
Література
1. Вихідні дані для проектування
Номер варіанта - 08.12.23.33.05.
Внутрішній діаметр опускного колодязя - 8 м.
Дані по грунтах:
I зона - суглинок, потужність -5 м;
II зона - глина, потужність - 8 м;
III зона - супісок, потужність -9 м;
До третьої зони додається висота ножової частини опускного колодязя - 2,5 м.
Глибина залягання грунтових вод - 4,0 м.
2. Розрахунок погружного колодязя
2.1 Перевірка умов занурення
Для подолання сил тертя грунту об стінки колодязя, що виникають при зануренні, дотримано наступну нерівність:
,
де Kn - коефіцієнт занурення;
Q - вага оболонки опускного колодязя, т;
Q = V × g ЖБ = p × (R2 - r2) × HК × g ЖБ.
g ЖБ = 2,5 т/м3, g Б = 2,0 т/м3.
В - вага води, витісненої стінами колодязя, т;
В = p × (R2 - r2) × Hв × g В.
Т - повна сила тертя стін колодязя про грунт.
Т = U × (Нп - 2) × f0 = 2 π R × (НТ - 2) × f0,
де Hп - глибина занурення опускного колодязя,
Hп = hк - HПК - hк = 25 - 2,0-0,5 = 22,5 м.
НПК-глибина «піонерної» траншеї колодязя, м;
hk - висота стін колодязя над рівнем планувальної позначки будівельної площадки, м;
f0 - коефіцієнт тертя грунту по бетону:
для суглинку - 1,7 т/м2;
для глини - 3,0 т/м2;
для супіски - 2,5 т/м2.
Для круглих колодязів товщину стін можна визначити, підставивши значення Q, Т і В у нерівність, наведене вище:
Q - B = 1,15 ∙ Т,
(R2 - r2) ∙ (HК ∙ g жб - Hв ∙ g В) = 2,3 ∙ R ∙ f0 ∙ (HT - 2),
Усереднене значення сили тертя визначаємо із співвідношення:
,
де fn - питома сила тертя бічній поверхні колодязя по шару грунту, тс/м2;
hn - висота шару грунту в зоні, м.
.
R2 - r2 = c × R,
(R + b) 2 - r2 = c ∙ (r + b),
b2 + b (2r - c) - c ∙ r = 0,
R = 4 +1,64 = 5,64 м.
Перевіримо, чи задовольняють отримані значення умові:
Q = 3,14 × (5,642 - 42) × 25 × 2,5 = 3102 тс.
У = 3,14 × (5,642 - 42) × 20,5 × 1 = 1017 тс.
Т = 2 × 3,14 ∙ 5,64 ∙ (22,5 - 2) × 2,5 = 1815 тс.
K = (3102 -1017) / 1815 = 1,148> 1,15. Умова виконується.
b = 1,7 м; R = 5,7 м; r = 4 м.
R = 4 +1,7 = 5,7 м.
Перевіримо, чи задовольняють отримані значення умові:
Q = 3,14 × (5,72 - 42) × 25 × 2,5 = 3236,16 тс.
У = 3,14 × (5,72 - 42) × 20,5 × 1 = 1061,46 тс.
Т = 2 × 3,14 ∙ 5,7 ∙ (22,5 - 1,5) × 2,5 = 1879,29 тс.
K = (3236,16 -1061,46) / 1879,29 = 1,16> 1,15. Умова виконується.
b = 1,7 м; R = 5,7 м; r = 4 м.
2.2 Перевірка умов спливання
Так як колодязь занурюється у водонасичених грунтах, то необхідно виконати перевірку на спливання колодязя (після бетонування днища) під дією гідростатичних сил.
Розрахунок виконується за формулою:
де Т1 = 0,5 ∙ Т ¢, тс;
Т ¢ - повна сила тертя колодязя про грунт без урахування піонерного котловану, тс,
Т ¢ = π × D × (Нп - 2) ×
де D - зовнішній діаметр колодязя;
- Усереднене значення коефіцієнта сили тертя грунту по бетону:
Т ¢ = 3,14 ∙ 11,4 ∙ (22,5 - 2) ∙ 2,5 = 1834,55 тс;
Qд - вага днища колодязя, тс;
В0 - виштовхуюча сила води, діюча на спорудження;
В0 = g У × HB × fд
Обсяг усіченого конуса:
Визначаємо обсяг прямокутної ділянки бетонної подушки:
;
Загальний об'єм бетонної подушки:
Вага бетонної подушки визначається з розрахунку об'ємної ваги бетону до 2000 кг/м3.
;
Визначимо вагу залізобетонної плити з розрахунку
, 3 тс
Площа днища колодязя:
Площа колодязя по зовнішньому периметру в межах від рівня грунтових вод до проектної позначки днища колодязя:
;
Загальна площа колодязя, включаючи днище, становить:
Обсяг витісненої води стінками і дном колодязя визначається:
Отже, що виштовхує сила води дорівнює:
Перевіримо умови стійкості колодязя за нерівністю:
Умова виконується.
3. Розрахунок обсягів будівельних конструкцій і матеріалів
3.1 Розрахунок тимчасових опор колодязя
Монолітні з / б опускні колодязі площею до 250 м2 бетонуються найчастіше на тимчасових опорах, розташованих під банкеткою ножової частини по периметру споруди. У проекті приймаємо тимчасові опори - дерев'яні, виконані з обтесаних на два канти колод, брусів або шпал. Вони укладаються на піщану подушку завтовшки не менше 40 см і втапливают на половину поперечного розміру.
Довжину опор приймаємо на 1 м більше товщини стіни опускного колодязя.
Площа опор визначаємо за формулою:
де R - розрахунковий опір грунту основи;
q - вага 1 м периметра стіни колодязя.
Всю стіну ділимо навпіл.
Rгліни = 3,06 кгс/см2.
ℓ = bст + 1 = 1,7 + 1 = 2,7 м.
Ширина ліжка підкладок - 16 см (згідно таблиці 6.1 [2]).
Кількість прокладок - 3 шт. на 1 м. F = 17280 см2.
Всього підкладок: 3,14 (5,7 + 4) ∙ 2 = 92 шт,
де 3,14 (5,7 + 4) - периметр I ярусу опускного колодязя.
3.2 Обсяг товарного бетону
Обсяг товарного бетону для спорудження геометрично дорівнює обсягу стін і подушки днища опускного колодязя.
3.3 Розрахунок необхідної кількості арматури
Арматуру опускних колодязів встановлюють після влаштування внутрішньої опалубки ножа колодязя. У проекті арматуру приймаємо у вигляді армоблоков.
Для опускного колодязя з діаметром не більше 15 м довжину армоблока приймаємо 1,5 м. Армоблокі влаштовуємо послідовно по контуру опускного колодязя і скріплюємо між собою монтажними скрутками.
Подальше з'єднання армоблоков по висоті здійснюється зварюванням за допомогою накладок.
Діаметр стрижня d = 20 мм.
Кількість стержнів в одному армоблоке - 12 шт.
Кількість армоблоков на 1 ярус:
На всю споруду - 42 шт.
Сумарна довжина зварного шва: 0,4 ∙ 12 ∙ 42 = 202 м.
Маса одного армоблока: Pарм.бл. = P Ø ∙ hяр ∙ n; P Ø = 2,47 кг / м.
P1 яр = 2,47 ∙ 12,25 ∙ 12 = 363,09 кг.
P2 яр = 2,47 ∙ 12,25 ∙ 12 = 363,09 кг.
Загальна маса арматури: P = 42 ∙ 363,09 = 15250 кг ≈ 15,25 т.
3.4 Розрахунок опалубки
Вибір конструктивної схеми опалубки для бетонування склянки колодязя повинен визначити найбільш технологічний і економічно доцільний вид опалубки. До числа останнього при зведенні спорудження даного типу слід віднести індустріальну незнімну опалубку.
3.5 Розрахунок будівельних лісів
При спорудженні опускного колодязя використовуються трубчасті безболтові лісу системи Севастопольстроя. Висота одного ярусу лісів - 4 м.
Як настилу використовуються дерев'яні щити розміром 2,5 х 1 м.
Кількість стійок I яруси по зовнішньому контуру:
2 π (R + 0,5) ∙ 2 = 2 ∙ 3,14 (5,7 + 0,5) ∙ 2 ≈ 122 шт.
Кількість стійок усередині колодязя:
2 π (r - 0,5) ∙ 2 = 2 ∙ 3,14 (4 - 0,5) ∙ 2 ≈ 44 шт х 2 = 88 шт.
Всього: 210 стійки Ø = 88 мм.
Маса однієї стійки дорівнює 33,4 кг.
3.6 Розрахунок гідроізоляції
Тип гідроізоляції вибираємо в залежності від експлуатаційних вимог, що пред'являються до приміщення щодо вологості стін (вогкості) і градієнта (напір) грунтових вод, товщини конструкції, що несе гідроізоляцію. Для насосної станції I підйому, тобто заглиблених приміщень, на вимогу технологічного процесу (суміщення водоприймальної частини насосної станції та енергетичного обладнання) приміщення повинні відповідати умовам по сухості II категорії, для чого призначаємо такі типи гідроізоляції:
для стін зовні - торкрет товщиною 25 мм (по 2 шару);
для внутрішньої поверхні колодязя - обмазочная гідроізоляція з бітумних мастик
для днища
Ік = Hв / b = 20,5 / 1,5 = 13,6 ≤ 20
- Оклеечная ізоляція в 4 шари.
Де Нв-гідростатичний напір води (змочена поверхня колодязя), м;
b-товщина стіни колодязя, несуча гідроізоляцію, м.
Площа торкретування:
Fт = p × D × H = 3,14 × 11,4 × 24,5 = 877 м2.
Обсяг торкретной суміші: Vторк = 877 × 2 × 0,025 = 43,85 м3.
Площа обмазувальної гідроізоляції:
Fо = p × d × H = 3,14 × 8 × 24,5 = 615,44 м2.
Площа оклеечной гідроізоляції днища: fд = p × r2 = 3,14 × 42 = 63,6 м2. (4 шари: 63,6 х 4 = 254,4 м2)
3.7 Розрахунок кількості прийомних лійок
При висоті бетонування більше 3 м, бетон подають через металеві хоботи, що встановлюються через 3 м по окружності колодязя.
Кількість прийомних лійок:
3.8 Розрахунок об'ємів земляних робіт
При глибині ПК: до 1,5 м - укіс 1:0;
1,5 ... 3,0 м - укіс 1:0,5;
3,0 ... 5,0 м - укіс 1:0,75.
HПК = 2 м - укіс 1:0,5.
Довжина пандуса ПК: Lпанд = hпк / 0,2 = 2 / 0, 2 = 10 м.
3.8.1 Розрахунок обсягів робіт з зрізку рослинного шару
Рослинний шар зрізається бульдозером. Товщина рослинного шару - 25 см.
Площа будівельного майданчика: S = π R2 = 3,14 ∙ ((19,4 +40) / 2) 2 ≈ 2769,8 м2.
Обсяг зрізаного шару:
Vраст = S ∙ 0,25 = 692,4 м3.
3.8.2 Розрахунок об'ємів земляних робіт з розробки ПК
Обсяг ПК:
VПК = VК + Vпанд.
Vпанд = 0,5 ∙ b ∙ hПК ∙ Lпанд = 0,5 ∙ 3,5 ∙ 2 ∙ 10 = 35 м3.
VПК = 532,1 + 35 = 567,1 м3.
3.8.3 Розрахунок об'ємів земляних мас грунту при зануренні опускного колодязя
Обсяг земляних мас грунту при зануренні склянки опускного колодязя складається з обсягів грунту, що розробляється механізованим способом і вручну. Обсяг механізованої розробки грунту:
Vмех = π (r - 0,5) 2 ∙ Hпогр = 3,14 (4 - 0,5) 2 ∙ 22,5 = 865,5 м3.
Обсяг ручної розробки грунту:
Vручн = π (r2 - r2мех) ∙ Hпогр = 3,14 (5,72 - 3,52) ∙ 22,5 = +1430 м3.
3.8.4 Обсяг робіт по зворотній засипці ПК
Vкол = π R2 ∙ hпк = 3,14 ∙ 5,72 ∙ 2 = 204 м3.
VО.З. = VПК - Vкол = 567,1 - 204 = 363,1 м3.
3.8.5 Розрахунок необхідної кількості щебеню
Щебінь потрібно для створення зворотного фільтра при бетонуванні подушки методом ТВП. Товщина щебеневого шару - не менше 150 мм.
Площа необхідної щебеневої підготовки:
Кількість щебеню: Vщ = 102 ∙ 0,15 = 15,3 м3.
Таблиця 1 - Відомість обсягів робіт
№ № п / п | Найменування матеріалів і конструкцій | Позначення | Од. ізм. | Кількість |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
1 | Бетон товарний: для стін для днища | Vбет Vстен Vдн | м3 | 1422,5 1294,5 127,65 |
2 | Армоблокі | шт / т | 42 / 0,363 | |
3 | Зварювання стиків армоблоков | Lст | пог. м | 202 |
4 | Торкретная суміш | Vторк | м3 | 43,85 |
5 | Опалубка: | |||
6 | Будівельні ліси | шт / кг | 210/33, 4 | |
7 | Гідроізоляція: мастика бітумна (обмазочна гідроізоляція) оклеечная гідроізоляція днища (4 шару) | м2 | 615,44 254,4 | |
8 | Щебінь | Vщ | м3 | 15,3 |
9 | Обсяг земляних робіт при уривку ПК | VПК | м3 | 528 |
10 | Об'єм грунту, що розробляється при зануренні колодязя: механічним способом ручним способом | Vмех Vручн | м3 | 865,5 1430 |
11 | Обсяг робіт по зворотній засипці ПК | VО.З. | м3 | 369,1 |
12 | Обсяг робіт по зрізку рослинного шару | Vраст | м3 | 692,4 |
4. Складання виробничої калькуляції трудових витрат
Таблиця 2 - Виробнича калькуляція трудових витрат
Обгрунтування ЕНіР | Найменування робіт | Обсяг | Склад ланки | Трудовитрати, чол-год | Розцінки, руб. | |||
Од. ізм. | Кол. | На од. обсягу | На весь обсяг | На од. обсягу | На весь обсяг | |||
2-1-22 | Зрізування рослинного шару | 1000 м2 | 2,769 | 1 | 0,69 | 1,91061 | 0,73 | 2,02137 |
2-1-9, т.3п.3б | Уривка ПК екскаватором | 100м3 | 5,671 | 1 | 2 | 11,342 | 2,12 | 12,02252 |
за розрахунком | Розробка грунту грейфером при опусканні колодязя | 100м3 | 8,655 | 2 | 42,6 | 368,7 | 0,52 | 4,5 |
2-1-47, т.1, п.7е | Розробка грунту другої категорії вручну | 1м3 | 1430 | 1 | 1,8 | 2574 | 1,26 | 1801,8 |
2-1-34, п.3б | Зворотне засипання піонерного котловану | 100м3 | 3,54 | 1 | 0,38 | 1,3452 | 0,4 | 1,416 |
4-1-36, т.2, п.3а | Установка внутрішньої і зовнішньої опалубок | м2 |