Производство земляных работ при возведении плотины. Характеристика и строительные свойства грунтов

Министерство Образования и Науки Российской Федерации

Новосибирский Государственный

Архитектурно-Строительный Университет

(Сибстрин)

Кафедра технологии строительного

производства

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине: Производство гидротехнических работ.

На тему: Производство земляных работ при возведении плотины.

КП. ГТСГ. 12-ПЗ

                                                                                 Выполнил: студент гр.472

Проверила:

Новосибирск 2006г.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

КП.ГТСГ.12-ПЗ.Р

1 Исходные данные.

Характеристика и строительные свойства грунтов:

Глина - представляет собой силикат, содержащий глинозем, кремнезем, примеси песка, извести, окиси железа и другие, а так же химически связанную воду. Глина содержит св. 30% частиц диаметром менее 0,005мм. При содержании этих частиц в количестве свыше 60% глина называется тяжелой. Глина древнего происхождения (кембрийская, карбонная) представляет собой породу очень большой прочности. Под влиянием больших давлений глины частично кристаллизируются и приобретают свойства  распадаться на тонкие плитки вне зависимости от первоначальной слоистости. В этом случае глина называется сланцевой цвет такой глины – черный или темно-серый.  

Супесь – грунт, содержащий от 3 до 10% глинистых частиц. Песчаных частиц в супеси больше, чем пылеватых: среди них преобладают зерна диаметром от 0,25 до 2мм. Различают супесь тяжелую с содержанием глинистых частиц от 6 до 10% и легкую с содержанием глинистых частиц от 3 до 6%.

Разрыхляемость грунтов представлена в таблице 1.

Таблица 1 - Разрыхляемость грунтов

Распределение грунтов на группы представлено в таблице 2.

Таблица 2 – Распределение немерзлых грунтов на группы в зависимости от трудности их разработки механизированным способом

Из СНиП 23-01-89 выписываются климатические характеристики района строительства (таблица 3).

Таблица 3 – Климатические характеристики района строительства

По СНиП IV-5-82 районный коэффициент К_р =1,15.

По ЕНиР «Общая часть» - температурная зона 5, группа работ – I.

Таблица 4 - Усредненные коэффициенты к нормам времени и расценкам

Зимний коэффициент равен:

К_з = .

Из СНиП 23-01-89 выписывается повторяемость направлений ветра (таблица 5).

Таблица 5 – Повторяемость направлений ветра

По данным таблицы 5 строится «роза ветров» (рисунок 1).

Рисунок 1 – «Роза ветров».

2 Подсчет объемов основных и вспомогательных работ.

Общий объем земляных работ по плотине складывается из объемов основных и дополнительных работ. В объемы основных работ входят все объемы работ, определяемые конструкцией сооружения т его отдельных частей. В дополнительные входят работы, выполнение которых необходимо для обеспечения производства основных работ, а также работы связанные с зимними условиями; предохранение от промерзания, оттаивания грунтов, специфические требования к возведению сооружения.

Подсчет объемов земляных работ  линейных сооружений насыпей и выемок производится аналитическим способом. Для того этого необходимо построить плотину. План, поперечный и продольный разрезы изображены на рисунках 2 и 3. Продольный профиль разбивается в характерных точках перелома поверхности на пикеты. Измеряются расстояния между пикетами.

Расчет производится по следующим формулам.

Площадь поперечного сечения вычисляется по формуле:

                                                      (2.1)

где a и b – основания трапеции;

h – высота сечения.

Средняя площадь определяется:

                                                   (2.2)

где F_i – площадь i-ого поперечного сечения;

F_i+1 – площадь i+1 поперечного сечения.

Объем грунта вычисляется по:

                                                       (2.3)

где l – расстояние между пикетами.

Расчет объемов работ представлен в таблицах 6 и 7.

V_I = 1098805,5 м³ – объем грунтовой плотины.

V_II = 25407,54 м³ – объем ядра.

Объем несвязного грунта:

V_н.св. = V_I - V_II,                                               (2.4)

V_н.св. =1098805,5-25407,54=1073397,96 м³.

Объем грунта в зубе вычисляется по формуле:

V_зуб=F_зуб*(L₁+L₂),                                              (2.5)

где F_зуб=16,5м² – площадь поперечного сечения зуба;

L₁+ L₂ = 202+186 = 388м – длина зуба.

V_зуб =16,5*388 = 6402 м³.

Объем связного грунта:

V_св= V_II+ V_зуб,                                            (2.6)

V_св=25407,54+6402=31809,54 м³.

Объем грунта, который разрабатывается в карьере, определяется с учетом коэффициента остаточного разрыхления при его уплотнении в процессе отсыпки сооружения.

                                    (2.7)

где =5% - коэффициент остаточного разрыхления.

Таблица 6 – Подсчет объемов земляных работ

№ пикетов	Высота	Площадь	Средняя	Расстояние	Объем
	сечения,м	сечения,м2	площадь,м2	между пикетами	грунта,м3
0	0	0
			67,5	46,65	3148,88
1	5	135
			277,5	28,95	8033,63
2	10	420
			637,5	22,35	14248,13
3	15	855
			1147,5	13,75	15778,13
4	20	1440
			1807,5	11,35	20515,13
5	25	2175
			2617,5	14,95	39131,63
6	30	3060
			3577,5	17,6	62964,00
7	35	4095
			4687,5	15,75	73828,13
8	40	5280
			5947,5	52,15	310162,13
9	45	6615
			5947,5	52,5	312243,75
10	40	5280
			4687,5	11,7	54843,75
11	35	4095
			3577,5	20,65	73875,38
12	30	3060
			2617,5	18,85	49339,88
13	25	2175
			1807,5	12,05	21780,38
14	20	1440
			1147,5	19,5	22376,25
15	15	855
			637,5	17,15	10933,13
16	10	420
			277,5	13,6	3774,00
17	5	135
			67,5	27,1	1829,25
18	0	0
					1098805,50

Таблица 7 – Подсчет объема ядра

№ пикетов	Высота	Площадь	Средняя	Расстояние	Объем
	сечения,м	сечения,м2	площадь,м2	между пикетами	грунта,м3
0	0	0
			1,02	46,65	47,47
1	1	2,04
			7,65	28,95	221,40
2	6	13,26
			19,75	22,35	441,36
3	11	26,24
			33,60	13,75	461,97
4	16	40,96
			49,20	11,35	558,39
5	21	57,44
			66,55	14,95	994,89
6	26	75,66
			85,65	17,6	1507,40
7	31	95,64
			106,50	15,75	1677,34
8	36	117,36
			129,10	52,15	6732,43
9	41	140,84
			129,10	52,5	6777,62
10	36	117,36
			106,50	11,7	1246,02
11	31	95,64
			85,65	20,65	1768,62
12	26	75,66
			66,55	18,85	1254,42
13	21	57,44
			49,20	12,05	592,83
14	16	40,96
			33,60	19,5	655,15
15	11	26,24
			19,75	17,15	338,67
16	6	13,26
			7,65	13,6	104,01
17	1	2,04
			1,02	27,1	27,57
18	0	0
					25407,54

3 Разработка вариантов комплексной механизации производства работ.

3.1 Назначение вариантов комплексной механизации.

Расчеты производятся по основному грунту (V_н.св.). в зависимости от интенсивности отсыпки назначается количество вариантов комплектов механизмов.

В комплект входят: механизм для разработки грунта, транспортировки грунта, разравнивания и уплотнения.

Интенсивность отсыпки плотины:

                                                     (3.1)

где τ = 1,1года – срок строительства плотины.

Используя рекомендации проектно-изыскательского и научно-исследовательского института «Гидропроект», назначаются два варианта комплекта основных машин для возведения плотины (таблица 8).

Таблица 8 – Перечень основных машин, участвующих в возможных комплексных основных технологических процессах возведения грунтовых плотин.

Вариант	Землеройно-погрузочные	Транспортные	Грунтоуплотняющие	Работающие в забое, при разработке грунта в насыпи
I	Экскаваторы с ковшами вместимостью 2-3,2м3	Автомобили-самосвалы грузоподъемностью 12,5-32т	Пневмоколесные полуприцепные катки массой 25т	Бульдозеры на тракторах мощностью 160-170л.с.
II	Самоходные одномоторные скреперы с ковшами вместимостью 8-11м3		Пневмоколесные полуприцепные катки массой 25т	Бульдозеры на тракторах мощностью 160-170л.с.

Для обоих вариантов подбирается типоразмер ведущей машины, а также типоразмеры остальных машин, потребных для обеспечения комплексной механизации всего процесса и высокой производительности ведущей машины комплекта.

I вариант.

1.  Экскаватор СЭ-3 с емкостью ковша 3м³.

2.  Автомобили – самосвалы БелАЗ 540А с объемом кузова 15м³.

3.  Пневмокатки ДУ-29. Толщина уплотняемого слоя до 0,4м.

4.  Бульдозер ДЗ-28 на тракторе мощностью 160л.с.

II вариант.

1.  Самоходные скреперы ДЗ-*32 с емкостью ковша 10м³.

2.  Пневмокатки ДУ-29. Толщина уплотняемого слоя до 0,4м.

3.  Бульдозер ДЗ-28 на тракторе мощностью 160л.с.

3.2 Составление калькуляции трудозатрат.

Для определения оптимального варианта комплекта машин составляется калькуляция трудозатрат.

Рассчитывается норма времени и расценка для самоходного катка