Проектирование производства работ по устройству котлована и монолитного железобетонного фундамента.

  При разработке раздела возможны следующие варианты:

-мобильным краном в бадьях  с движением крана с одной стороны котлована поверху;

-мобильным краном в бадьях с движением крана с двух сторон;

-мобильным краном в бадьях с движением крана по дну;

-бетоноукладчиками с одной или с двух сторон;

-автобетононасосами с одной или двух сторон;

-вибротранспортом с одной или двух сторон.

Намечаем 4 варианта укладки бетонной смеси:

1. Кран с бадьей с одной  стороны

2. Кран с бадьей с двух сторон

Где в пункте 1,2 объем бадьи разный.

3. Бетоноукладчик с  двух сторон

 

4. Бетононасосом с одной или стороны

2.3 Выбор стрелового крана

 

Рисунок 1. Стреловой кран.

 

 

                 Требуемая грузоподъемность крана Q_тр равна: Q_тр = q_{r +} q_c ; где:

 q_r – масса поднимаемого груза (бадья с бетоном, опалубочный блок),  т;

 q_с – масса захватного приспособления, принимаемая равной 0,05 т.

Требуемый вылет стрелы крана l_стр определяется из условия:

l_стр = a + b + c; где:

а - расстояние от наиболее удаленного элемента до основания откоса, м;

в - расстояние по горизонтали от основания откоса до ближайшей опоры машины, определяемое по прил. 16;

с - половина расстояния между опорами, принимаемая равной 1,5 - 2,5 м.

Требуемая высота подъёма крюка  H_тр определяется из условия:

 H_тр=h₀+ h_з+ h_к+ h_с ; где:

 h₀- превышение сооружения над уровнем стоянки крана, м;

 h_з - запас по высоте 2,3м;

 h_к - высота груза на крюке крана,  м;

 h_с - высота строповки 1,5-2  м.

Требуемая длина стрелы L_тр определяется по формуле:

 где:

 h_п - высота полиспаста, равная 1 м;

 h_ш - расстояние от уровня стоянки крана до оси поворота стрелы 1,5 м;

d – расстояние от оси поворота стрелы до оси вращения крана равно 2 м.

При определении параметров нужно  учитывать, что угол наклона стрелы крана к горизонту  a  может изменяться в пределах от 25⁰  до 85 ⁰. По требуемым техническим характеристикам, используя  методическое пособие,  подбираем марку крана.

1. Выбираем кран с односторонним  движением поверху котлована.

 V_{бадьи 1} = 3,2 м³ ;

Q_тр1 = 9,88+0,05=9,93 т;

l_стр = 12,3+3,5+2,5=18,3м;

H_тр1=0+2,3+1,89+2=6,19; 

 L_тр1= .

Принимаем гусеничный кран СКГ -160 ( L=30 м, )

2. Выбираем кран с двухсторонним  движением поверху котлована.

V_{бадьи 2} = 2 м³ ;

Q_тр2 = 5,68+0,05=5,73 т

l_стр = 6,3+3,5+2,5=12,3м;

H_тр2 = 0+2,3+1,04+2=5,34;

L_тр2= ,

Принимаем гусеничный кран МКГ -100 ( L=21 м, )

3. Выбираем бетоноукладчик с двухсторонним движением поверху котлована.

l_стр = 6,3+3,5+2,5=12,3м.

Принимаем бетоноукладчик БУ-1 ( l_стр = 14м, П = 11 , стоимость 1400 маш-час/руб ).

4.Выбираем бетононасос односторонним  движением поверху котлована.

l_стр = 12,3+3,5+2,5=18,3м.

Принимаем бетононасос АБН-22 (l_стр = 22м, П = 50 , стоимость 1812 маш-час/руб ).

 

Таблица 7 – Технические характеристики выбранных кранов

 

Наименование показателя	Марка крана
	СКГ-160		МКГ-100
	Требуемые	Принятые	Требуемые	Принятые
Длина стрелы,  м.	17,55	30	17,29	21

 

Грузоподъемность, т,  при вылете стрелы: Наименьшем Наибольшем	9,93	160 15,5	5,73	100 9
Вылет стрелы,  м.: Наименьший Наибольший	18,3	6 26,5	12,3	4,6 22
Высота подъема крюка, м,  при  вылете стрелы: Наименьшем Наибольшем	6,19	30 18	5,34	20 7
Скорость подъема груза,  м/мин		0,23		0,5
Скорость вращения платформы крана,  об/мин		0,22		0,5
Мощность двигателя,  л.с.		300		185
Ширина гусеничного хода,  мм.		7000		7000
Общая масса,  т.		173		131,5

 

 Таблица 8 – Технико-экономические характеристики самоходных бетоноукладчиков и автобетононасосов

 

Наименование показателя	Марка машины
	БУ-1		АБН-22
	Требуемые	Принятые	Требуемые	Принятые
Производительность, м3/ч		11		50
Вылет стрелы, м	12,3	14	18,3	22
Стоимость, маш-час		1400		1812

 

2.4 Расчет интенсивности бетонирования  и эксплуатационной производительности ведущей машины

 

Из условия полной загрузки звена  бетонщиков, рекомендованного /6/, интенсивность бетонирования (темп укладки бетона)  J_б, м³/ч, определится по формуле:    J_б= ,

      J_б=

где N_зв – численный состав звена бетонщиков, чел; H_вр - норма времени, принимаемая в соответствии с /6/, табл. 1,   чел·ч/м³.

Эксплуатационная производительность крана на укладке бетона П_э м³/ч,  находится из условия:

 

,

, принимаем 2 звена

бетонщиков;

, принимаем 1 звено

бетонщиков;

где V_б – объем бетона, загружаемого в бадью, м³;  Т_ц – продолжительность цикла по выгрузке бетонной смеси в опалубку, принимаемая для бадьи; 3,2 м³ – 12,5 мин; 2м³ – 10 мин;  К_в – коэффициент использования крана по времени,  равный 0,76-0,82.

Производительность других средств  механизации принимается по методическим указаниям.

Для бетоноукладчика:

(принимаем 2 звена бетонщиков)

Для автобетононасоса:

(принимаем 6 звеньев бетонщиков)

2.5 Определение технико-экономической эффективности вариантных решений по бетонированию фундаментов

 

 

Окончательный выбор комплекта  машин (способов производства работ) производится по приведенным затратам.

Себестоимость работ по  i-му варианту находится по формуле:

 где

тариф за маш-час;

продолжительность смены;

продолжительность работ.

Продолжительность работ машины на объекте определяется по формуле:  где

объем работ, выполняемых машиной;

нормативная сменная производительность машины.

Суммарная трудоемкость работ по i-му варианту находится по формуле:

 где

      продолжительность работ;

     количественный состав исполнителей.

1. Кран СКГ-160

;

 руб.;

 маш-см.

2. Кран МКГ-100

;

 руб.;

 маш-см.

3.Бетоноукладчик БУ-1

;

 руб.;

 маш-см.

4. Автобетононасос АБН-22

;

 руб.;

 маш-см.

 

Таблица 9 – Показатели технико-экономических  решений

 

Показатели	Единицы измерений	Вариант
		СКГ -160	МКГ -100	БУ-1	АБН-22
Продолжительность работ	см	8,02	10,28	8,97	1,97
Трудоемкость работ	маш-см	16,04	10,28	17,94	23,64
Себестоимость работ	руб.	49192,1	49583,3	100464	28557,1

 

Таким образом,  по минимуму приведенных  затрат принимаем для укладки  бетонной смеси автобетононасос АБН-22 (с односторонним движением поверху котлована).

2.6 Мероприятия учитывающие специфику  зимнего производства работ

 

При выполнении курсового проекта  устройство фундамента производится в  зимнее время. Необходимо разработать  мероприятия, учитывающие специфику производства работ в зимнее время для всех процессов, входящих в комплексный процесс по устройству фундамента.

Выбор способа зимнего бетонирования  обусловлен массивностью конструкции  и температурой наружного воздуха.

Степень массивности конструкции  характеризуется модулем поверхности М_п.

Где F – суммарная площадь охлаждаемой поверхности, м²;

V – Объем конструкции, м³.

При определении М_п не учитывается поверхность конструкции, соприкасающаяся с грунтом.

Выбирается наиболее рациональный метод зимнего бетонирования. В нашем случае принимается “Метод термоса”.

В основе расчета лежит уравнение  теплового баланса.

, где

 удельная теплоемкость бетона

 удельная масса бетона

 начальная температура бетона

 конечная температура бетона

Ц – расход цемента на 1м³ бетона в кг

Э – экзотермия

время остывания бетона в часах

коэффициент общей теплопередачи

средняя температура бетона в  период остывания 

температура наружного воздуха

Исходные данные:

В-15 – класс бетона

М 500 – марка портландцемента

Ц=300 кг/м³

V_ветра=5 м/с – скорость ветра

1. Определяем  при остывании бетона.

2. Определяем длительность остывания бетона.

По графику нарастания прочности для и критической прочности 40% (бетон В-15),

3. Определяем Э – экзотермию.

По графику интегрального тепловыделения, при ,

Э=200кДж/кг.

4. Определяем коэффициентов теплопередачи.

Фактический коэффициент теплопередачи  у опалубки с δ = 40мм.

составляет:   , получили утеплять опалубку не требуется.

5. Выбор конструкции утепления для укрытия бетонной поверхности сверху.

Принимаем:

1. Руберойд

2. Пенополистирол

3. Фанера

               

                                              

 

Определяем X из условия, что

;

 принимаем 

Принята конструкция утепления  бетонной поверхности сверху:

1. Руберойд,

2. Пенополистирол,         

3. Фанера,                                        

 

2.7 Разработка технологии и организации  процессов по устройству фундаментов

Армирование состоит из: заготовки арматурных элементов;

транспортировки арматуры на объект строительства; сортировки ее и складирования; укрупнительной сборки на приобъектной площадке арматурных элементов и подготовки арматуры, монтируемой отдельными стержнями; установки арматурных  блоков, каркасов, сеток и стержней; соединения монтажных единиц в проектном положении в единицу армоконструкции. Установку арматуры следует вести так, чтобы не повредить ранее установленную и выверенную опалубку, а также не деформировать арматурные каркасы, установка которых производится вручную. Расход арматуры на 1 м³ =25 кг.

Используется мелкощитовая разборно-переставная деревянная опалубка, которая  устанавливается и снимается вручную, состоит из отдельных щитов и поддерживающих их частей: ребер, схваток, стяжек и т.п. на высоте опалубочные щиты поддерживают стойки с раскосами и связями. Площадь щитов до 1,5…2м², масса не более 50кг, что обеспечивает ее установку и снятие вручную. За один час до укладки бетонной смеси деревянную опалубку необходимо обильно смочить.