Технологические процессы в строительстве

Министерство образования и науки Российской Федерации
ФГБОУ ВО «Кубанский государственный технологический университет»
(ФГБОУ ВО КубГТУ)
Институт строительства и транспортной инфраструктуры.
Кафедра технологии, организации, экономики строительства и управления
недвижимостью
Направление 08.03.01 Строительство
Профиль Экспертиза и управление недвижимостью
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине «Технологические процессы в строительстве»
на тему «Расчет объемов и обоснование технологии земляных работ по
разработке котлована под строительство здания, планировке площадки и
устройству фундамента»
Выполнил студент Гаранян А.С. курса 3 группы 16-СБ-СТ5
Допущен к защитеа
(дата)
Руководитель (нормоконтролер) работы Выродова.И.Г.
(подпись, дата, расшифровка подписи)
Защищён
р
Оценка
р
(дата)
Члены комиссии :
л
л
л
л
(подпись, дата, расшифровка подписи)
Краснодар
2018
1
Аннотация
Курсовая работа 23 с., 8 источников
Иллюстративная часть – 1 лист формата А1,Прилржение А1,
Приложение А2.
ЗЕМЕЛЬНЫЙ УЧАСТОК, КАРТОГРАММА, ТЕХНИКА, КРАСНЫЕ
ОТМЕТКИ, ГРУНТ, ОТКОС, СВАИ, РАСЧЕТ, СРЕЗКА, НАСЫПЬ,
КОТЛОВАН, ОБЬЕМ, ЛИНИЯ НУЛЕВЫХ РАБОТ
В общем виде задачей разработки данного курсового проекта является
придание конкретному земельному участку формы плоскости, наклоненной к
горизонту под определенным углом в определенном направлении, расчет
объема работ по выполнению планировки и отрывке котлована под здание,
выбор соответствующей землеройной и другой (комплектующей) техники на
основе технико-экономического сравнения вариантов и обоснование
технологии выполнения соответствующих работ. В основе выбора
оптимальной технологии производства земляных работ лежит минимизация
затрат времени и денежных средств, исходя из реальных ресурсов
строительной организации.
Решение выше названной задачи слагается из двух блоков - расчет
объема земляных работ и выбор землеройной и транспортной техники.
В графической части данного проекта приведены: расчетная схема и
картограмма перемещения грунта
2
Содержание
Общая схема выполнения курсового проекта
Часть 1. Расчет объема земляных работ
1.1. Формирование расчетной схемы
1.2. Расчет предварительной средней планировочной отметки
1.3. Корректировка предварительной средней планировочной
отметки с учетом объема грунта
1.4. Придание площадке заданного уклона
1.5. Определение графоаналитическим методом предварительных
(без учета остаточного разрыхления грунта) красных
(проектных) отметок
1.6. Вычисление предварительных (без учета остаточного
разрыхления грунта) рабочих отметок
1.7. Корректировка предварительных красных и рабочих отметок с
учетом остаточного разрыхления грунта
1.8. Определение положения линии нулевых работ
1.9. Расчет объемов срезки и насыпи
1.10. Расчет объема работ по рытью котлована под здание
Часть 2. Технология выполнения земляных работ
2.1.Составление картограммы перемещения грунта
2.2.Подбор землеройной техники
2.2.1. Выбор экскаватора
2.2.2. Выбор бульдозера
2.3. Выбор механизма для уплотнения грунта
Часть 3.Защита котлована от обводнения, обрушения откосов;
устройство фундамента
3.1. Защита котлована от обводнения и укрепление откосов
3.2. Устройство свайного основания под железобетонный фундамент
3.3. Техника и технология при устройстве фундамента из сборного и
монолитного бетона
Заключение
Используемые источники
3
Часть 1. Расчет объема земляных работ по планировке площадки и
отрывке котлована
1.1.Формирование расчетной схемы.
Делим площадку на равные квадраты со стороной 20 метров, нумеруем
вершины квадратов и записываем их в левом нижнем углу квадратов (в
нашем случае от 1 до 18).
Исходные данные курсового проекта согласно варианту №6:
- площадка имеет размеры А=60 м, Б=90 м. Нижняя горизонталь имеет
отметку 9.00м. Шаг горизонталей (превышение одной над другой соседней)
G=+0,2м;
- котлован по дну имеет размеры Г=23м, В=25м; глубина – Н = 1,5м;
- привязка дна котлована к участку: Д=20м, Е=24м;
- наклон проектируемой площадки (для стока дождевых вод) – i = 2,0%;
- ось наклона площадки к оси «Х» – 35о;
- объем вывозки грунта – 400 м3 , расстояние – 7 км;
- вид грунта – песчаный
1.2 Выполним расчет средней планировочной отметки (Нcnon)
данной площадки .
Данный расчет проводится в две стадии:
1)Определение черных отметок проводится графоаналитическим
способом.
Если искомая черная отметка вершины квадрата находится между
двумя известными точками горизонталей, то её величину можно вычислить
на основании правила подобия треугольников, прибавляя к известной
отметки горизонтали превышение искомой вершине квадрата, по следующей
формуле:∆= 𝐺
𝑙
𝐿
4
Где ∆-превышение одной из известных горизонталей над искомой
вершиной квадрата, L-расстояние между горизонталями в плане, l-расстояние
от известной отметки до нужной вершины квадрата, G-шаг горизонталей.
Полученные значения записываем в правый нижний угол квадрата.
2) Рассчитаем предварительную среднюю планировочную отметку по
формуле:
𝐻𝑐𝑛𝑜𝑛 =
∑ 𝐻1 +2 ∑ 𝐻2 +4 ∑ 𝐻4
4𝑛
,
(2)
где: n - количество квадратов (квадратных в основании призм);
Н1,Н2,Н3 - отметки точек на сетке квадратов, в которых сходятся одна,
две и четыре вершины квадратов (призм).
В нашем примере 𝐻𝑐𝑛𝑜𝑛 =
=
∑ 𝐻1 +2 ∑ 𝐻2 +4 ∑ 𝐻4
4𝑛
=
1
(96,61+368,08+354,2) = 9,41.
4∙12
1.3. Корректируем 𝑯𝒄𝒏𝒐𝒏 с учетом объема грунта, изымаемого под
фундамент (подвал)
𝐻𝑐𝑛𝑜 = 𝐻𝑐𝑛𝑜𝑛 + ∆𝐻𝑘
в которой:
∆𝐻𝐾 =
𝑉ф −𝑉в
𝐹пл −𝐹ф
,
(4)
где: Vф- объем грунта, изымаемого под фундамент здания, м3;
Vф= Fф ∙Н .
(5)
Здесь Vв- объем грунта, подлежащий вывозу за пределы площадки, м3;
Fпл - площадь всей площадки, м2;
Fф - площадь фундамента с подвалом (пятна застройки) здания, м2;
Н - глубина котлована, м.
В нашем курсовом проекте ∆𝐻𝐾 =
𝐻𝑐𝑛𝑜 = 9,41+0,04 =9,45.
363−400
4800−392
=0.04
5
1.4. Придаем площадке заданный уклон.
Придание
площадке
уклона
преследует
цель
избежать
её
заболачивания, обеспечить сток дождевых (снеговых талых) вод в нужном
направлении, в частности - к ливневой канализации (ливневому коллектору).
Ось наклона площадки -35о. Следовательно, надо провести ось наклона
через точку О (геометрический центр площадки) под углом 35о против
часовой стрелки в виде штрих-пунктирной линии и на ней записываем
отметку 𝐻𝑐𝑛𝑜 .
1.5.Определяем графоаналитическим методом предварительные
красные (проектные) отметки и записываем их в правом верхнем углу
квадратов
𝐻𝑘𝑝𝑖 = 𝐻𝑐𝑛𝑜 ± 𝑖𝐿𝑗 = 9,45+0,03 Lj
i = 0.02 – заданный угол наклона площадки в нашем курсовом проекте
Lj- -кратчайшие расстояние от оси наклона площадки - до вершины
квадрата j.
1.6.Вычисляем
предварительные
(без
учета
остаточного
разрыхления грунта) рабочие отметки вершин квадратов по формуле:
±ℎ𝑗 = 𝐻кр.𝑗 − 𝐻черн.𝑗
Записываем их величины в левом верхнем углу квадратов.
1.7. Корректируем предварительные красные и рабочие отметки с
учетом остаточного разрыхления грунта.
При наличии больших масс насыпного грунта приходится учитывать
увеличение его объема в результате разрыхления путем умножения на
коэффициент остаточного разрыхления (Кор). Производим корректировку
по формуле:
1
ΔНор=(Кор-1) (Σ|h1|+2 Σ|h2|+4 Σ|h4|) ,
(7)
8𝑛
где: ΔНор - прирост отметок от остаточного разрыхления;
Кор
- коэффициент остаточного разрыхления грунта;
h1,h2,h4 - абсолютные величины рабочих отметок в узлах,
принадлежащих соответственно одной, двум и четырем квадратным
призмам сетки квадратов площадки.
6
В нашем примере ΔНор= (1,006-1) *[0,19+2,206 +0,6]
1
8∗12
= 0,0013м.
Полученная величина прироста отметок находится в границах
допустимой погрешности, что позволяет ею пренебречь.
1.8. Определяем положение линии нулевых работ (ЛНР).
Линия нулевых работ – линия, на которой нет необходимости ни в
срезке, ни в насыпи грунта. Точки пересечения ЛНР с сеткой квадратов
рассчитываем графоаналитическим методом на основе показанного выше
правила подобия треугольников.
На основе подобия треугольников можно составить следующее
соотношение:
отсюда:
𝑙=
𝑙
𝐿−𝑙
=
|ℎа рабочая |
|ℎв рабочая |
,
𝐿∙|ℎ𝑎 рабочая |
|ℎ𝑎 рабочая |+ |ℎ в рабочая |
В нашем примере l - это расстояние от точки 2.2 до точки 2. В точке
1.1 hрабочая=-0,26 ; в точке 1.2 hрабочая=+0,25;
𝐿=20м (это сторона сетки
квадрата), l - расстояние от точки 2.2 до точки 2 на линии нулевых работ
(ЛНР).
Вычисляем по формуле (13): l =
20∗0.25
0.25+0.26
= 9,8м.
Отмеряем 9,8м от точки 1.1 вверх и ставим точку «2» – это и есть
точка пересечения ЛНР с сеткой квадратов.
Аналогично, графоаналитическим способом, определяем положение
ЛНР в точках во всех гранях квадратов, после чего вычерчиваем ЛНВ
двойной линией, это разграничит область срезки и насыпи.
7
1.9. Рассчитаем объемы выемки (срезки) и насыпи.
Объемы грунта в призмах в основании которых лежат квадраты,
трапеции, треугольники и пятиугольники, можно рассчитать по формулам
Таблицы 1.
Таблица 1. Расчетные формулы для определения объемов работ при
вертикальной планировке
Фигура
Расчетная формула
Целый
элементарный
квадрат 𝑉 = 𝐹(𝐻1 + 𝐻2 + 𝐻3 + 𝐻4 )/4
(10)
Фигуры, отсекаемые нулевой линией,
у которых в основании лежат:
- треугольник
𝑉 = 𝐹𝐻/3
(11)
- трапеция
𝑉 = 𝐹(𝐻1 + 𝐻2 )/4
(12)
- пятиугольник
𝑉 = 𝐹(𝐻1 + 𝐻2 + 𝐻3 )/5
(13)
Обозначения:
V - объем призмы; F - площадь основания призмы;
H - высота граней призмы (рабочие отметки вершин квадратов).
Таблица 2. Расчет объемов перемещения грунта при планировке
Номер
призмы
Рабочие отметки, м
в углах призм
Н1
Н2
в сумме
Н3
Н4
Основани
Площ.
Объем, м3
Приме-
е
основа
вы-
чание
ния F,
ем-ки
∑Н
на-сы-пи
м2
1А
0
0,533
1,192
-
0,953
многоуго
382,08
-
121,37
17,92
1,61
-
316
66
-
84
-
16,13
400
167,1
-
льник
1Б
-
-
-
0,09
0,09
треугольн
ик
2А
-
0,126
0,09
0,41
0,626
многоуго
льник
2Б
0,192
-
-
-
0,192
треугольн
ик
3
0,126
0,434
0,41
0,701
1,617
квадрат
8
4
0,434
0,744
0,701
1,026
2,905
квадрат
400
290,5
-
5
0,804
0,474
0,533
0,192
2,003
квадрат
400
-
200,3
6А
0,474
0,166
0,192
-
0,832
многоуго
364,8
-
101,17
35,2
4,43
-
342,4
77,84
-
57,6
-
9,56
льник
6Б
-
-
-
0,126
0,126
треугольн
ик
7А
-
0,122
0,126
0,434
0,682
многоуго
льник
7Б
0,166
-
-
-
0,166
треугольн
ик
8
0,122
0,42
0,434
0,744
1,72
квадрат
400
172
-
9
1,066
1,068
0,804
0,474
0,166
квадрат
400
-
341,2
10
1,068
0,48
0,474
0,166
2,188
квадрат
400
-
218,8
11А
0,48
0,19
0,166
-
0,836
многоуго
369,6
-
103
30,4
3,71
-
310,72
64,42
-
89,82
-
16,96
842,61
1128,
льник
11Б
-
-
-
0,122
0,122
треугольн
ик
12А
-
0,078
0,122
0,422
0,622
многоуго
льник
12Б
0,19
-
-
-
0,19
треугольн
ик
Всего
49
1.10. Рассчитываем объем работ по рытью котлована под здание.
Объем работ по котловану с учетом устройства откосов составит:
Vкотлована = А*В*Н=24*23*1,5=828
Таким образом, в результате расчетов графоаналитическим методом в
нашем примере получены следующие данные:
- объем работ по отрывке котлована - 736,61 м3 ;
- срезка (выемка) грунта - 1014,49,04 м3 ;
- распределение грунта по площадке (в том числе из котлована за
минусом вывоза) и уплотнение (насыпь) - 1541,6 м3.
9
Объемы срезаемого и насыпного грунта по площадке рассчитаны в
разрезе сетки квадратов (и их составных частей в виде треугольников,
трапеций, пятиугольников).
Часть 2. Технология выполнения земляных работ.
Земляные работы на участке строительства целесообразно выполнять в
три этапа:
1) планировка площадки (срезка, подсыпка, уплотнение);
2) отрывка котлована
с вывозкой части грунта и распределением
оставшейся части по площадке;
3) обратная засыпка пазух фундамента.
В зависимости от размеров земельного участка и величины котлована,
а также принятой технологии строительного процесса некоторые из
названных выше работ (этапов) могут выполняться параллельно.
2.1. Составление картограммы перемещения грунта.
На основе расчетных данных Таблицы 2
распределения
земляных
масс
на
участке:
составляем картограмму
проставляем
в
картах,
соответствующих элементарным полям сетки квадратов объемы выемки (со
знаком «-» и объемы насыпи со знаком «+».
Таблица 3. Картограмма перемещения грунта
Откуда,№
Об-щий
Куда,№
Ско
Сред-нее
Откуда,
Общий
карты
объем в
карты
лько
рас-сто-
№ карты
карте,
яние, м
м3
Куда,
Ско
Сред-
объем в
№
лько
нее рас-
карте, м
карты
м
сто-
3
3
м3
Срезка площадей
яние, м
Из котлована экскаватор (бульдозер)
1Б
3,03
1А
3,03
Котлован
828
Вывоз
2А
66
2Б
16,13
268
Планировка:
2А
49,87
1А
49,87
10
192,51
3
169,55
1А
52,9
9
57,59
6Б
4,43
6А
4,43
3
116,65
6А
96,74
500
7км
10
3
19,91
5
19,91
4
314,75
9
314,75
7А
77,84
7Б
9,56
7А
68,28
5
68,28
8
175,72
5
88,19
8
87,53
11А
87,53
11Б
3,71
11А
3,71
12А
31,99
10
31,99
12А
47,46
11А
15,47
12А
64,42
12Б
16,96
Из Таблицы 3 следует, что для распределения (подсыпки) грунта из
котлована в квадраты № 9, 10 требуется 260 м3, а в наличии в котловане
имеется для этого 268 м3.. Это означает, что часть грунта останется 268-260=7
м3. - Такой разрыв в балансе земляных масс явился следствием неточностей
при расчете объемов грунта в призмах графоаналитическим методом, а также
пренебрежения объемом грунта для откосов котлована. Поэтому данный
объем грунта (7 м3) следует распределить равномерно по всей площадке,
понизив рабочие отметки на
7м3
60м∗80 м
= 0,001 м. Но такая величина коррекции
отметок входит в границы допустимой погрешности, и поэтому ею можно
пренебречь.
Таким образом,
составленная картограмма перемещения грунта по
площадке с вывозом за ее пределы 500 м3 может быть рекомендована к
использованию в проекте производства работ (ППР).
2.2. Подбор землеройной техники.
Подбор землеройных машин проводится в следующем порядке:
1) Исходя из объема работ, определится основная машина (экскаватор,
бульдозер, скрепер).
2) К основной машине подбираются дополняющие машины (бульдозер,
экскаватор, скрепер, каток) и транспортные средства (автосамосвалы,
самоходные автоскреперы).
11
В нашем курсовом проекте участок не превышает 1га, поэтому
целесообразно использовать экскаватор
2.2.1. Выбор экскаватора
Рисунок 1 – схема работы Э-302Б
Технические характеристики Э-302Б с обратной лопатой:
Емкость ковша, м3
0,4
Наибольшая глубина копания, м
5
Наибольший радиус копания, м
8,2
Наибольшая высота нагрузки, м
5,2
Мощность, кВт(л.с.)
59(80)
Масса экскаватора, т
14,5
Данный экскаватор стал одним из лучших в советское время и
используется до сих пор. Это модель была первым полноповоротным
экскаватором на гусеничной платформе с гидравлической системой.
С помощью Э-302Б можно:

Грузить, разгружать сыпучие и мелкодробленые материалы( с
помощью вил, ковша или грейфера) и дробить твердые породы( с
использованием гидравлического молота);

разрабатывать грунты с первой по четвертую категории, а также
сложную суглинку и замерший грунт;
12

отрывать каналы, колодцы, котлованы, ямы и траншеи;

рыхлить грунт посредством съемного зуба.
Важными особенности экскаватора являются - металлическая
платформа, которая способна поворачиваться на 360 градусов, широкая
линейка рабочего оборудования, гусеничный ход и электродатчики;
Экскаватор необходим для разработки грунта с погрузкой в самосвал ( в
нашем случае 768 м3 ), норма Э-302Б, вместимость ковша которого 0,4 м3 ,
составляет 2 часа, а при разработке грунта «навымет» ( выгрузку в отвал) –
1,8 часа, следовательно, на всю разработку грунта будет затрачено :
0,027*768+0,034*100=24,14ч, а значит потребуется две смены на выполнение
этой работы.
Час работы данного экскаваторы стоит 658,82 руб в т.ч. оплата труда
163,62 руб, тогда стоимость работ по разработке грунта составить
24,14*822,44 =19853,7 рублей.
2.2.2 Выбор бульдозера
Мощность бульдозера зависит от площади о объема планировочных работ.
В нашем примере возьмем бульдозер ДЗ-18, мощность которого 108
л.с., длина отвала 3,97м, высота отвала1 м. На основе перемещений грунта
составим сводную таблицу 4, в которой укажем затраты часов на
Перемещение грунта по площадке на расстояние
Норма
времени
V грунта
Всего
маш/час
0,6
Всего
маш/час
1,6
V грунта
0,22
До 50м
Норма
времени
Норма
времени
0,2
До 40м
Всего
маш/час
Всего
маш/час
1,1
1
V грунта
V грунта
До 30м
Норма
времени
До 20м
маш./
час.
Итого
затрат
перемещение грунта при планировке площадки на 100 м3 .
0,96
2,09
0,59
1,23
2,58
5,01
12,9
3
15
,3
4
Стоимость одного машинного бульдозера составляет: 691,83*15,34=10613
руб.
13
2.2.3 Выбор механизма уплотнения грунта
Для уплотнения грунта на нашей площадке будем использовать
виброкаток комбинированный BW 100 AC-5, преимуществами которого
является опорная система орошения, отключаемая при остановке,
безопасность и простота управления, плотнометр ( прибор, измеряющий
плотность уплотнения грунта) и указатель температуры асфальта, а так же
рабочее место управляющего с виброизоляцией.
Технические характеристики:
Двигатель: Kubota D1803 (дизельный, 3 цилиндра, водяное охлаждение)
Мощность: 33,45 л.с.
Рабочая ширина: 1000 мм
Диаметр вальца: 700 мм
Центробежная сила (передний/задний барабан): 30/34 кН
Нагрузка: 12,2 кг/см
Средняя нагрузка на барабан: 1150/1250 кг
Частота вибраций (передний/задний барабан): 63/67 Гц
Скорость : 0-10 км/ч
Топливный бак: 35 л
Бак для воды: 160 л
Охлаждающая жидкость: 45 л
Рабочий тормозной привод: гидростатический
Парковочный тормозной привод: гидромеханический
Собственный вес: 2400 кг
Рабочий вес: 2800 кг
14
При общем объеме уплотняемого слоя 1635,58 м3 и длине до 100 м на
выполнение работ по уплотнению насыпного грунта потребуется 0,46*16,35
= 7,52 часа. С учетом того, что стоимость эксплуатации BW 100 AC-5 равна
1500 руб/час, затраты на уплотнение грунта составляет 1500*7,52 часа
=11280руб.
Часть 3. Защита котлована от обводнения, обрушения откосов;
устройство фундамента
3.1. Водопонижение путем устройства дренажной канавы.
Работы данного цикла включают:
• устройство нагорных и водоотводных канав, обваловывание;
• открытый и закрытый дренажи;
• планировку поверхности складских и монтажных площадок.
Поверхностные воды образуются из атмосферных осадков (ливневые и
талые воды). Различают «чужие» поверхностные воды, поступающие с
повышенных соседних участков, и «свои», образующиеся непосредственно
на строительной площадке.
Территория строительства должна быть защищена от поступления «чужих»
поверхностных вод, для чего их перехватывают и отводят за пределы
площадки. Для перехвата вод устраивают нагорные и водоотводные канавы
или обваловывание вдоль границ строительной площадки в повышенной ее
части. Водоотводные канавы должны обеспечивать пропуск ливневых и
талых вод в пониженные точки местности за пределами строительной
площадки. В зависимости от планируемого дебита воды, водоотводные
канавы устраивают глубиной не менее 0,5 м, шириной 0,5...0,6 м, с высотой
15
бровки над расчетным уровнем воды не менее 0,1...0,2 м. Для
предохранения лотка канавы от размыва скорость движения воды не
должна превышать для песка 0,5...0,6 м/с, для суглинка — 1,2...1,4 м/с.
Канаву устраивают на расстоянии не менее 5 м от постоянной выемки и 3 м
— от временной. Для предохранения от возможного заиливания
продольный профиль водоотводных канав делают не менее 0,002. Стенки и
дно канавы защищают дерном, Камнями, фашинами.
«Свои» поверхностные воды отводят, придавая соответствующий уклон
при вертикальной планировке площадки и устраивая сети открытого или
закрытого водостока, а также с помощью принудительного сброса через
водоотводные трубопроводы посредством электрических насосов.
При сильном обводнении площадки грунтовыми водами с высоким
уровнем горизонта, осушение осуществляют дренажными системами,
которые бывают открытого и закрытого типов. Дренажные системы
предназначены для улучшения общесанитарных и строительных условий и
предусматривают понижение уровня грунтовых вод.
Открытый дренаж применяют в грунтах с малым коэффициентом
фильтрации при необходимости понижения уровня грунтовых вод на
небольшую глубину — около 0,3...0,4 м. Дренаж устраивают в виде канав
глубиной 0,5...0,7 м, на дно которых укладывают слой крупнозернистого
песка, гравия или щебня толщиной 10... 15 см.
Закрытый дренаж — это обычно траншеи глубокого заложения с
устройством колодцев для ревизии системы и с уклоном в сторону сброса
воды, заполняемые дренируемым материалом (щебень, гравий, крупный
песок). Поверху дренажную канаву закрывают местным грунтом.
При устройстве более эффективных дренажей на дно такой траншеи
укладывают
перфорированные
в
боковых
поверхностях
трубы
—
16
керамические, бетонные, асбестоцементные диаметром 125...300 мм,
иногда просто лотки. Зазоры труб не заделывают, трубы сверху засыпают
хорошо дренирующим материалом. Глубина дренажных канав 1,5...2,0 м и
ширина поверху 0,8... 1,0 м. Снизу под трубой часто укладывают щебеночное основание толщиной до 0,3 м. Рекомендуемое распределение слоев
грунта:
1) дренажная труба, укладываемая в слой гравия;
2) слой крупнозернистого песка;
3) слой средне- или мелкозернистого песка. Толщина всех слоев не менее
40 см;
4) слой местного грунта толщиной до 30 см.
Такие дренажи собирают воду из прилегающих слоев грунта и отводят ее
лучше, так как скорость движения воды в трубах выше, чем в
дренирующем материале. Закрытые дренажи должны быть заложены ниже
уровня промерзания грунта и иметь продольный уклон не менее 0,005%.
Устройство дренажа необходимо выполнить до начала возведения зданий и
сооружений.
Для трубчатых дренажей
в последние годы
широко используют
трубофильтры из пористого бетона и керамзитостекла. Применение
трубофильтров значительно снижает трудозатраты и стоимость работ. Они
представляют собой трубы диаметром 100 и 150 мм с большим
количеством сквозных отверстий (пор) в стенке, по которым вода
просачивается внутрь трубопровода и отводится. Конструкция труб
позволяет осуществлять их машинную укладку по предварительно
разровненному основанию.
· Водопонижение
17
Понижение гидростатического уровня грунтовых вод ниже нулевой
отметки
выработки.
Осуществляется
с
помощью
иглофильтровых
установок, устройством водопоглащающих и водопонижающих скважин.
Открытый водоотлив.При устройстве котлованов для сохранения
структуры грунта и возможности ведения работ необходимо проведение
мероприятий по водоотведению. Простейшим способом водоотведения
является открытый водоотлив. Осуществляется разработкой в котловане
приямков глубиной до 1 м и дренажных канавок по периметру котлована.
Канавки имеют уклоны в направлении приямков. В Питере возможен
открытый водоотлив при глубине до 3-4 м. Вода перемещается по канавкам
в приямки и с помощью систем насосов откачивается и транспортируется в
канализацию.
Минусы:
грязь
необходимость
в
котловане,
очистки
постоянное
канавок,
малое
затопление
приямков,
водопонижение.
М.б.
противофильтрационная завеса или шпунт. Должны доходить до водоупора
(для глин IL≤0,5)
Дренажи предназначены для отвода поверхностных и грунтовых вод от
подземного сооружения путем установки по периметру здания дренажных
труб. Дренажные трубы имеют отверстия/перфорацию, сквозь которые
вода из почвы попадает внутрь системы. Большую популярность
приобрели трубы из ПВХ, гофрированные, а перфорация спрятана во
впадинах (от засорения)+обмотка геотекстилем. Верх трубы должен
располагаться ниже подошвы фундамента.
Искусственное понижение уровня грунтовых вод.Глубинное понижение
с помощью иглофильтров. Иглофильтры погружаются в грунт по
периметру бровки котлована в скважины, устраиваемые путем размыва
водой под давлением. После погружения иглофильтра грунтовые воды
18
постоянно откачиваются с помощью вакуумных насосов. При этом
происходит понижение уровня грунтовых вод до 5м. Для более глубокого
водопонижения иглофильтры устанавливают в 2-3 яруса. Можно понизить
до 20 м. Минусы: из-за откачки воды поры грунтовой толщи сжимаются –
может привести к осадке поверхности грунта и фундаментов зданий,
попадающих в зону влияния. Часто забиваются в случае наличия
пылеватых и глинистых грунтов.
3.2. Погружение железобетонных свай сечением 0,35х0,35 длиной 6м
методом вдавливания.
Вдавливание свай - погружение железобетонных конструкций в грунт
посредством прикладывания к ним вертикальных статических нагрузок.
Данная технология превосходит распространенные способы погружения
свайпо продуктивности, что делает ее широко востребованной во всех сферах
строительства.
Погружение свай вдавливанием рационально применять при проведении
больших
полейдля
объемов свайных
фундаментов
сооружений.
В
таком
работ -
обустройстве
многоэтажных
случае
жилых
достигается
масштабных свайных
и
производственных
значительное
ускорение
производственного процесса и экономия финансовых средств, поскольку
технология статического вдавливания менее энергозатратна, чем ударное
и вибрационное погружение.
Методу статического вдавливания отдается предпочтение в следующих
случаях:

При необходимости погружения железобетонных свай и шпунта в условиях
плотной городской застройки, где не допускаются сильные шумовые
воздействия (шум, вырабатываемый в процессе вдавливания, в 2-3 раза
меньше, чем при забивке свай дизель-молотами) и динамические нагрузки на
фундаменты близстоящих зданий и сооружений;
19

При необходимости установки свай в непосредственной близости с уже
возведенными зданиями - вдавливать сваи можно на расстоянии 100
сантиметров от стен зданий, без риска повреждения их фундаментов;

При необходимости проведения работ на неустойчивых грунтах, склонных к
сдвигам и обвалам, которые могут быть спровоцированы динамическими
нагрузками в процессе работы дизель-молотов и вибропогружателей;

При погружении большого количества свай в высокоплотную почву мощности сваевдавливающих установок достаточно для осуществления
погружения без вспомогательных методов, тогда как ударная забивка в таких
условиях может реализовываться исключительно с применением лидерного
бурения, что значительно удорожает весь процесс.
Важно:
статическое
вдавливание
практические
не
применяется
минимальных объемах работ, поскольку СВУ (сваевдавливающие установки)
являются крупногабаритной техникой, перебазировка на объект которой
сопровождается значительными финансовыми затратами.
Рис:
Обустройство
масштабного
свайного поля методом вдавливания
ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ СВАИ
Методом
статического
вдавливания
могут
погружаться
все виды
железобетонных свай и шпунтового металлопроката, включая изделия
составного
типа.
СВУ
работают
со
следующими
типами
свай:
20

Сваи сплошного квадратного сечения;

Сваи квадратного сечения с внутренней полостью;

Полые круглые сваи;

Сваи-оболочки.
Важно:
технология
вдавливания
предпочтительна при использовании составных
свай, поскольку в таком случае глубина их
погружения
не
ограничивается
ударной
вязкостью конструкции, что наблюдается в
случае
забивки
гидравлическими
свай
дизельными
молотами.
и
Посредством
статического вдавливания составные сваи могут
погружаться на глубину свыше 40 метров.
Рис: Составные железобетонные сваи
Массогабаритные характеристики сваи, с которыми может работать
сваевдавливающая установка, зависят от максимального прикладного
статического
давления,
развиваемого
техникой.
При
подборе
СВУ
необходимо знать, какую несущую нагрузку будут переносить сваи в
процессе эксплуатации. Данный показатель умножается на коэффициент 2.5
и
в
результате
получается
требуемая
мощность
СВУ.
МЕТОДЫ ВДАВЛИВАНИЯ СВАЙ
Вдавливание
свай
выполняется
несколькими
методами:
точечный,
координатный, линейный. Выбор технологии зависит от инженерногеологической ситуации на объекте, например, при работе с одиночными,
анкерными, стабилизационными сваями используется точечная методика.
21
Линейная
технология
востребована
в
случае
рядного
размещения свайных конструкций, а координатный способ актуален при
многорядном

и
даже
кустовом
расположении.
Точечный метод
Точечная методика вдавливания реализуется при необходимости погружения
свай и шпунта в непосредственной близости к уже существующим
сооружениями и инженерным коммуникациям. Данный способ позволяет
погружать сваи на расстоянии 1 метра от стен (шпунт - на расстоянии 50 см).
Также точечный способ практикуется при выполнении реконструкции
аварийных фундаментов, при проведении работ в подвальных помещениях,
шахтах
лифтов
перекрытиями
либо
под
построек.
Рис: Вдавливание свай точечным
методом
Важно: это наиболее щадящий способ вдавливания, предпочтение которому
отдается при необходимости обеспечения повышенной сохранности
близстоящих сооружений, однако его продуктивность на порядок ниже, чем
у линейного и координатного метода - среднее количество погруженных
свай за смену по точечному методу составляет 10-15 шт.

Линейный и координатный методы
Данные способы вдавливания также применяются при обустройстве
сплошных свайных полей. Отличия между ними заключаются в том, что при
линейном методе передвижения СВУ погружает сваипо продольным осям
22
свайного поля, тогда как при координатном метода СВУ передвигается по
продольным
и
перпендикулярным
осям
последовательно.
Важно: линейные и координатные методы востребованы в случаях, когда
основной упор при свайных работах делается на максимальной скорости их
осуществления. Это основные способы вдавливания при обустройстве
сплошных
свайных
полей
жилых
и
промышленных
комплексов,
гидротехнических построек, поскольку при их реализации значительно
сокращаются затраты времени на передвижение СВУ по объекту.
Рис: Схема линейного вдавливания с применением МКС
Линейный и координатный методы вдавливания свай могут осуществляться с
использованием МКС - модульных систем, представленных в виде двух
продольных направляющих балок, установленных параллельно оси свайного
ряда, по которым сваевдавливающая установкаперемещается с помощью
гидроцилиндров.
Направляющие балки последовательно наращиваются по мере проходки
свайного поля. Их установка выполняется посредством стрелового крана,
который также выполняет подачу свай и загрузку СВУ анкерными
пригрузами.
23
ТЕХНОЛОГИЯ ВДАВЛИВАНИЯ СВАЙ
Процесс

вдавливания
свай
состоит
из
нескольких
операций:
Сваевдавливающая установка подготавливается к эксплуатации согласно
техническим инструкциям к используемой модели СВУ;

Проверяются условия работы на строительной площадке - плотность почвы,
горизонтальность поверхности, соответствие фактической разметке свайного
поля проектной, наличие посторонних предметов, которые могут мешать
проведению работ;

На базовую раму СВУ устанавливается гидравлический узел;

Перемещение изделия
к
оси
вдавливания -
производится
строповка
сваевдавливающей установки и машина с помощью стрелового крана
устанавливается в исходном месте свайного поля. Проверяется совпадение
осей прицела СВУ и точки погружения сваи;

Проверяется
горизонтальный
уровень
расположения
СВУ,
согласно
технологическим нормам не допускается уклон более 20. В таком случае
процесс установки техники повторяется;

Производится демонтаж строповки и отъезд стрелового крана;

На СВУ подается питание посредством подсоединения электрокабеля.
Гидравлический узел установки поднимается в исходное положение;

На грузовой платформе СВУ с помощью крана размещаются анкерные
пригрузы. Монтаж пригрузов производится последовательно, по одному
пригрузу с каждой стороны - разница веса анкеровки более 12 тонн не
допускается;

После
установки
пригрузов
проверяется
отсутствие
изменений
в
горизонтальном положении СВУ, если техника просела в грунте анкеровка
24
демонтируется, установка поднимается краном в воздух и площадка
уплотняется подсыпкой из щебня;

Со ствола сваи болгаркой срезаются монтажные проушины, после чего свая
стропуется и поднимается краном в вертикальное положение;

Свая перемещается на ось погружения и опускается в гидравлический узел
СВУ так, чтобы ее острие коснулось грунта в точке вдавливания, после чего
ствол поднимается на высоту 5-10 см;

Отцентрированная свая зажимается гидравлическим узлом СВУ. Стреловой
кран опускается до уровня свободного натяжения стропующих тросов;

Гидравлический узел СВУ включается в работу - по направляющим рамах он
перемещается в нижнее положение, тем самым вдавливая сваю в грунт.
После достижения узлом нижнего упора он разжимается и на холостом ходу
перемещается в верхнюю точку, далее свая заново зажимается и процесс
вдавливания повторяется до достижения проектного уровня заглубления
конструкции, а
прилагаемое
усилие
контролируется манометром.
Рис: Процесс вдавливания железобетонных
свай
Во время вдавливания сваи стрела страхующего ее крана планомерно
опускается так, чтобы натяжение на стропах постоянно отсутствовало.
Демонтаж строповки производится в момент, когда расстояние между
местом ее фиксацией на сваи и
зажимным узлом СВУ сокращается до
1
метра.
Рис: Статическое вдавливание сва
25
Важно: при необходимости заглубления сваи ниже уровня грунта
используется вспогательная стальная свая, которая зажимается в
гидравлическом узле и давит на голову железобетонной конструкции.
Установка вспомогательной сваи производится когда голова вдавливаемой
сваи возвышается над грунтом на 60 см.
3.3. Устройство фундамента
стаканного типа под сборные
железобетонные колонны.
Фундамент стаканного типа представляет собой сборную конструкцию
из железобетонных блоковзаводского производства. Такое блоки состоят из
двух частей - базовой опорной плиты и выходящего из нее подколонника
(башмака) пирамидальной формы с полостью в центральной части, в котором
фиксируется ЖБ колона.
Рис 1.1:
Железобетонные блоки для
стаканного фундамента
Сечение башмака зависит от размеров
устанавливаемой в него колонны. Стандартные изделия выпускаются под
колонны сечением 300 и 400 мм, их габариты увеличиваются с шагом в 100
мм. Минимальная толщина нижней стенки башмака составляет 20
сантиметров.
Рис 1.2: Блоки с квадратными и
прямоугольными плитами
Изготовление
фундаментов
стаканного типа регулируется
требованиями ГОСТ № 24476-80
26
"Сборные фундаменты из железобетона". Данный нормативный документ
выдвигает к стаканным основаниям следующие требования:

Все элементы сборной конструкции должны изготавливаться из бетона
марки М200, который соответствует группе водонепроницаемости В2
(впитывание влаги не более 5% от собственного объема);

Подошва и подколонник подлежат обязательному армированию. Для
укрепления плиты используется арматурная сетка серии 1.410-3, для
укрепления
подколонников
-
горячекатаная арматура класса А2 и
А3.
Рис
1.3:
Схема
армирования
стаканного фундамента
ГДЕ ПРИМЕНЯЕТСЯ ФУНДАМЕНТ
СТАКАННОГО ТИПА
Стаканный фундамент классифицируется как основание неглубокого
заложения, при его возведении нет необходимости производить большой
объем земляных работ. За счет того, что вся конструкция поставляется с
завода в уже готовом к монтажу виде, установить сам фундамент и возвести
перекрытия и стены здания можно в минимальные сроки. После монтажа
стаканного фундамента не требуется выжидать паузу в строительных
работах, как в случае с монолитными фундаментами, которые требуют
месячного простоя для отвердевания бетона.
Вышеуказанные
преимущества
являются
обуславливающими
ключевыми
востребованность
факторами,
стаканных
фундаментов в производственном строительстве.
Такие основания незаменимы при обустройстве
27
сельскохозяйственных помещений -
свинарников,
стойл
для
крупного
рогатого скота, курятников, хранилищ для продукции растениеводства.
Рис 1.4:
Использование стаканного фундамента при строительстве
двухэтажного промышленного здания
Также
стаканные
фундаменты
задействуются
при
строительстве инфраструктурных промышленных объектов - складов и
ангаров, гаражей, канализационных станций.
В автодорожном строительстве стаканный фундамент используется при
возведении мостов, также он нередко применяется при обустройстве
подвальных конденсационных этажей на атомных электростанциях.
ВИДЫ ФУНДАМЕНТОВ СТАКАННОГО ТИПА
Классификация фундаментов стаканного типа выполняется в зависимости от
конструкционных
особенностей
используемых
блоков.
Они
могут
отличаться:

По габаритам;

По способу соединения колоны с башмаком.
Железобетонные колоны квадратного сечения закрепляются в стаканах с
помощью бетонного раствора класса М200 и М300. Также существует
технология закрепления колон с помощью анкерных болтов, однако в
отечественном строительстве она слабо распространена. Металлические
колоны стыкуются со стаканом посредством сваривания с выпусками
арматуры подколонника.
28
Рис
1.5:
Основные марки
блоков
для
стаканного
фундамента
согласно ГОСТ
Типы
стаканных
блоков, согласно
нормативам
ГОСТ № 2447680,
определяются
исходя
из
габаритных
размеров и несущей способности. Все фундаменты имеют унифицированную
маркировку, рассмотрим ее на примере стаканного фундамента 1Ф 13-9-2:

1Ф - фундамент стаканный под колонну сечением 300*300 мм (2Ф - под
колонну 400*400 мм);

13 - площадь сечения опорной подошвы, округленная до дециметров (в
данном фундаменте она составляет 1300*1300 мм);

9 - высота посадочного гнезда в подколоннике;

2 - тип фундамента согласно несущей способности конструкции.
29
Заключение
Проведенные расчеты содержащихся в задании работ по планировке
площадки и разработке котлована под здание, что позволило в
укрупненном масштабе определить объем работы , затрат времени и
денежных средств, подобрав соответствующую землеройную технику.
30
Используемые источники
1. Соколов
Г.К.Технология
и
организация
строительства.
–
М.:
Издательский центр «Академия», 2011. - 528с.
2. Добронравов С.С. Строительные машины и оборудование: Справочник
для строит. спец. вузов и инж.-тех. работников. – М.: Высш. шк., 1991.
3. Земляные работы. Методические указания к курсовому проекту по
разработке технологии устройства земляных сооружений с примерами
для студентов заочного и дистанционного обучения специальностей
270102, 270104, 270105 / сост. Р.Р. Степанов, В.С. Дрешпак, И.В.
Трижневская; Кубан. гос. технол. ун-т. Кав. ТОЭС и УН. – Краснодар:
Изд. КубГТУ, 2009.
4. Методические
указания
по
изучению
дисциплины
«Основы
организации и управления в строительстве» для студентов всех форм
обучения по направлению 270800.62-«Строительство» /Сост.: Р.А.
Попов; Кубан. гос. технол. ун-т., Кафедра технологии, организации,
экономики строительства и управления недвижимостью. – Краснодар:
Изд. КубГТУ, 2014. – 60 с. (электронная версия).
5. СНиП 12-03-2001, 12-04-02. Безопасность труда в строительстве. Часть
1. Общие требования. Часть 2. Строительное производство. – М.:
ГУПЦПП, 2001, 2002.
6. СНиП 3.02.01-87. Земляные сооружения, основания и фундаменты. –
М.: стройиздат, 1998.
7. СНиП 3.01.01 – 85. Организация строительного производства. М.:
Стройиздат, 1995.
8. Терентьев О.М. Технология возведения зданий и сооружений /О.М.
Терентьев. – Ростов н/Д: Феникс, 2006 (страницы 70-83).
31