Требования безопасности при проведении земляные работы

Южноуральское представительство

Белгородского инженерно-экономического

института

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

 

по специальности 280102 «Безопасность технологических

процессов и производств»

 

на тему: «Требования безопасности при проведении земляные работы».

 

 

 

 

 

Выполнил: студент Цицура И.А.

Проверил: Лопанов А.Н.

 

 

 

 

 

Троицк, 2012 г. 
Содержание

Стр.

 

Введение

При строительстве любого здания или сооружения, а также  планировке и благоустройстве территорий ведут переработку грунта. Переработка включает следующие основные процессы: разработку грунта, его перемещение, укладку и уплотнение.

Непосредственному этому  процессу в ряде случаев предшествуют или сопутствуют подготовительные и вспомогательные процессы. Подготовительные процессы осуществляют до начала разработки грунта (зачистка территории от насаждений), а вспомогательные – до или в процессе возведения сооружений.

Земляные работы характеризуются  значительной стоимостью и особенно трудоемкостью. Так, например, в промышленном строительстве они составляют около 15% стоимости и 18…20%  трудоемкости общего объема работ. На земляных работах занято около 10% общей численности рабочих строительства.

В курсовой работе необходимо выполнить планировку строительной площадки, рассчитать объемы земляных работ при отрывке котлованов и траншей, выбрать необходимые землеройные машины, рассчитать технико-экономические показатели производства работ.

Исходные  данные

Координаты углов площадки:А-5,Ж-5,А-12,Ж-11;

Размер сторон квадратов  – 50 м;

Падение горизонталей – 0,92 м;

Грунт – песок мелкий;

Положение плоскости  планировки – с нулевым балансом;

Уклон плоскости планировки – по минимуму земляных работ;

Вариант строящегося  сооружения – 1;

Вид коммуникации – водопровод;

Диаметр трубопровода – 0,8 м;

Температура наружного  воздуха – -20;

Глубина промерзания  грунта – -1,4 м;

Метод разработки мерзлого грунта – рыхление.

 

1 Определение объемов земляных работ

1.1 Определение  объемов земляных работ при  планировке площадки

1.1.1 Определение  черных отметок

По заданию курсовой  работы выбираем строительную площадку с определенным рельефом местности, подписываем горизонтали с заданным падением – 0,82 м. Размер стороны ячейки координатной сетки  в соответствии заданием равен 50м.

Черные отметки определяем в узлах координатной сетки интерполяцией по кратчайшему расстоянию между соседними горизонталями и наносим на чертеже  с точностью до 0,01 м справа, внизу узла черным цветом.

1.1.2 Определение красных отметок

Красные  отметки, т. е. отметки плоскости  планировки, определяю, как и черные, в узлах координатной сетки, нанесенной на плане местности.

По заданию курсовой работы положение плоскости планировки не заданно, его необходимо выбрать из условия нулевого баланса земляных масс. При нулевом балансе земляных работ на участке, объем выемки равен объему насыпи. Так, по заданию, получилось две плоскости планировки с уклонами из левого верхнего угла участка к его левой и правой границе. Определяем черные средневзвешенные отметки Нср.в  всех элементарных фигур. Эта отметка в общем случае определяется по формуле:

,

(1)

где n – количество элементарных фигур на участке;

 h_ср.i – средняя черная отметка в пределах отдельной элементарной фигуры участка (определяется по известным черным отметкам ее угловых точек);

x_i – частотный коэффициент i-той фигуры. Частотный коэффициент x пропорционален площади элементарной фигуры.

Так как плоскость планировки имеет два уклон, то полученные черные отметки Н_ср.в равны красным отметкам лишь в центре тяжести массивов. Можно ориентировочно принять, что центр тяжести массивов совпадает с центрами тяжести горизонтальных проекций участка.

По заданию уклоны плоскости планировки необходимо выбрать, исходя из минимума земляных работ. По линиям наибольшего ската местности строим профиль участка, на который наносим найденные средневзвешенные точки плоскости планировки. Уклоны плоскости планировки увязываем с уклоном местности, с тем, чтобы получить минимальные отметки насыпи и выемки на участке.

Затем по известным красным  отметкам, их положению и уклонам плоскостей планировки определяем все остальные красные отметки по формуле:

,

(2)

 

Красные отметки вычисляются  с точностью 0,001м, записываются красным цветом над черными отметками.

1.1.3 Определение рабочих отметок и установление контура земляных масс

Рабочие отметки определены во всех узлах координатной сетки вычитанием из красной отметки черной. В районе выемки рабочая отметка будет  отрицательной, а в районе насыпи положительной.

Полученные рабочие отметки со своими знаками записаны на плане участка левее соответствующих красных отметок. Цифры рабочих отметок записываются любым цветом, отличным от принятого для черных и красных отметок.

Контур земляных масс в курсовом проекте охватывает выемки, насыпи при планировке площадки, откосы насыпей и выемок на границах участка, котлована под здание и траншеи под коммуникации.

На границах насыпи с  выемкой проходит линия нулевых  работ, положение которой определяется по известным соседним рабочим отметкам насыпи и выемки. Линия нулевых работ проводится плавной кривой без изломов в месте пересечения линий координатной сетки.

Заложение линии откосов  определяется по контуру участка  в узлах координатной сетки. Оно равно произведению рабочей отметки в данном узле на показатель крутизны откоса m. Значение m принято равным: для насыпей – 1,25, для выемок – 1,25.

На рисунке 3 приведена  часть плана местности с рабочими отметками в узлах координатной сетки и контуром земляных масс.

1.1.4 Подсчет объемов земляных работ

Общий объем насыпи V_n и выемки при планировки площадки определён суммированием соответствующих объемов по отдельным элементарным фигурам в пределах площадки, т.е.

Vн = V0 + Vд ,

(3)

 

В общем случае объем земляных работ  в пределах элементарной фигуры, условно называемой основной, равен:

V0 = hсрF,

(4)

 

где   h_cр – средняя рабочая отметка в пределах элементарной фигуры;

F – площадь элементарной фигуры.

В свою очередь:

,

(5)

 

где n – число вершин элементарной фигуры, занятых насыпью (выемкой).

h_i – отдельная рабочая отметка насыпи (выемки).

Для фигур, расположенных по контуру  участка, к основному объему прибавляется дополнительный объем:

,

(6)

где a - длина стороны элементарной фигуры;

m – показатель крутизны откоса (1,25);

  и – рабочие отметки на концах сторон элементарной фигуры с откосом.

Расчеты по определению  земляных работ сведены в таблицу 1. Все объемы земляных работ подсчитаны с точностью до 1 м³.

Все расчеты по определению объемов земляных работ сведены в таблицу 1.

 

1.2 Определение объемов земляных работ при отрывке

котлованов  и траншей

В общем случае объем земляных работ  при отрывке котлована определяется по формуле:

,

(7)

 

где h_ср – средняя глубина котлована, м;

F₁, F₂, F₀– площадь котлована соответственно понизу, поверху и посередине, м².

По заданию минимальная глубина котлована равна h_min=1 м, размеры здания 16×46 16 × 18(м). 

  Средняя глубина  котлована:

hср=hmin+i(b+ mhmin);

(8)

где b – ширина котлована по низу;

      i – уклон планировочной площадки, i=0,012;

       m – крутизна откосов для котлованов и траншей (для песчаных грунтов m=1:1).

h_ср=1+0,012(16+1·1)=1,2 м.

Средний размер сторон котлована поверху

а₂=16+1,2·1=17,2 м;  b₂=46+1,2·1=47,2 м.

Средний размер сторон котлована  посередине его глубины:

а₀=(16+17,2)/2=16,6 м; b₀ =(46+47,2)/2=46,6 м.

Площадь котлована понизу, поверху и посередине составит соответственно:

F₁ = 16·46= 736 м²; F₂ = 17,2·47,2 =812м²;  F₀ =16,6·46,6  = 774 м².

h_ср=1+0,012(18+1·1)=1,2 м.

Средний размер сторон котлована поверху

а₂=18+1,2·1=19,2 м;  b₂=16+1,2·1=17,2 м.

Средний размер сторон котлована  посередине его глубины:

а₀=(18+19,2)/2=18,6 м; b₀ =(16+17,2)/2=16,6 м.

Площадь котлована понизу, поверху и посередине составит соответственно:

F₁ = 16·18= 288 м²; F₂ = 19,2·17,2 =330м²;  F₀ =16,6·18,6  = 309м².

Средний объем котлована  по формуле 7

V_к=1,2/6(736+288+812+330+4·(309+774)=1300 м³;

тогда объем всех котлованов V_к=3·1300=3900 м³.

Объем земляных работ при отрыве траншеи для водопровода:

;

(9)

 

где F₁, F₂ – площади поперечного сечения траншеи на её концах в м²;

        L – длина траншеи в м.

Общая длина траншей  между тремя зданиями L=224 м

h₁=1,4

Ширину траншеи по дну принимаем b₁ = 0,7 м,

Глубину принимаем равной 1,4 м.

b₂ = b₁ +2h × m = 0,7 + 2 × 1,4 × 1 = 3,5 м.

F₁ = F₂. =

V_Т = F₁ × L = 2,94 × 224 = 659 м³.

 

 

 

Рассчитаем объем на обратную засыпку котлованов.

V_паз = V_к – V_п.ф.;    V_п.ф. = 3abh_ср =3 × (16 × 46+16 × 18)× 1,2 = 3686 м³.

V_паз = V_к – V_п.ф = 3900-3686 = 214 м³.

Объем грунта в плотном  теле, подлежащий вывозу после обратной засыпки котлованов  составит:

V_о.з.к. = V_к – V_п =3900 – 210 = 3690 м³, с учетом получим V_о.з.к. = 3690 × 1,02 =

= 3763 м³.

Рассчитаем объем на обратную засыпку траншей.

V_паз = V_тр – Vводпр_з;    Vводпр = м³.

V_паз = V_тр – V_газ = 659 – 1 = 658 м³.

 

Объем грунта в плотном  теле, подлежащий вывозу после обратной засыпки траншей  составит:

V_о.з.т. = V_тр – V_газ = 659 – 645 = 14 м³, с учетом получим V_о.з.т. = 14 × 1,02 =

= 14,28 м³.

Объем грунта в плотном теле, подлежащий вывозу после обратной засыпки  составит:

V = V_о.з.к. + V_о.з.т. = 3763 + 14= 3777 м³.

1.3 Составление  баланса земляных масс и картограммы  объемов земляных работ

Под балансом земляных масс понимается уравновешивание объемов вынутого грунта в районе выемок объемом засыпаемого грунта в районе насыпей.

Как правило, полного равенства  этих объемов не бывает. Поэтому  при составлении  баланса земляных масс необходимо выделить участок на стройплощадке, на которых груз завозится извне или вывозится в отвал (если ).

При сравнении объемов насыпей  и выемок нужно общий объем  выемок умножить на коэффициент остаточного разрыхления (для мелкого песка 1.03).

В курсовом проекте V_н = 25724 м³, в свою очередь V_в = 20489 м³, (с учетом ), т.е. объем сбалансированного грунта равен 25724 м³, несбалансированного: 25724-20498 = 5232 м³, который увозится в отвал.

1.4 Распределение земляных масс

Задачей распределения земляных масс является установление оптимального количества грунта, направляемого из i-го элементарного участка в j-й элементарный участок насыпи.

Найти оптимальное решение данной задачи можно, использовав методы линейного  программирования, в частности, методы решения транспортной задачи.