Новые технологии в монолитном домостроении

 

 

 

содержание

 

 

Введение

Согласно выданному заданию, нами разрабатывается технология возведения нулевого цикла здания общественного назначения.

На площадке с геометрическими размерами300х300 м, возводим подземную часть здания, конфигурациякоторого дана представлена на рис.1.

Объект размещён на строительной площадке, заданной в виде строительной сетки, так же приведенной на рис.1, с проектным уклоном 0,001 в квадрате 2-3.

Преобладающий грунт – суглинок.

Средняя дальность транспортировки привозного грунта – 2 км.

Фундамент проектируется под наружные стены толщиной 400 мм, и внутренние стены толщиной 350 мм.

Сечение колонн – 400х400 мм. Сечение балки – 800х400 мм.

Армирование конструкции: степень армирования сеткой 15 кг/м3, каркасом 40 кг/м3.

Высота цоколя – 0,5 м.

Рис.1. Расположение здания на строительной площадке

 

 

2Вертикальная планировка строительной площадки

2.1 Определение линии нулевых работ

Планируемая площадка представляет собой прямоугольник, условно разбитый на квадраты размером 100´100м. Заданием курсового проекта определены рабочие отметки вершин квадратов, которые представляют собой разность между проектными отметками (красными) и отметками существующей поверхности грунта (черными). Положительные по знаку рабочие отметки соответствуют насыпи, отрицательные – выемке.

Рис.2.

  Линия нулевых работ (ЛНР) соединяет  точки с рабочими отметками, равными 0, которые располагаются на сторонах  квадратов, соединяющих вершины  с рабочими отметками противоположных  знаков. Положение нулевой точки определяется графически (Рис.2.) В вершинах квадрата имеющих отметки опускаем и восстанавливаем перпендикуляры, на которых откладываем в масштабе абсолютные значения рабочих отметок. Линия, соединяющая концы отрезков пересечёт сторону квадрата в нулевой точке. Соединив все нулевые точки, получаем на плане положение ЛНР.Привязка точек с нулевыми рабочими отметками определяется из пропорции:

, откуда 

,

где X – расстояние от вершины квадрата с положительной рабочей отметкой до точки нулевых работ, м;

hН и hВ – значения рабочих отметок вершин квадратов насыпи и выемки, принятых со своими знаками,

, где hН и hВ приняты по абсолютной величине.

Рис.3. Положение линии нулевых работ

2.2 Расчет объемов работ повертикальной планировке

Объемы грунта отдельных фигур, располагающихся в пределах насыпи и выемки, V, м3, определяют путем умножения площади основания каждой фигуры на среднюю высоту ее рабочей отметки:

,

где hn – рабочие отметки всех вершин фигуры, в том числе и нулевые, м;

n – количество вершин фигуры, в  том числе и нулевые;

hСР. – средняя величина рабочих отметок, м;

F – площадь фигуры, м2.

Полученные значения объемов насыпи и выемки заносим в Табл.1.При подсчете потребности грунта для насыпи необходимо помнить, что при уложении грунта мы не можем достигнуть его прежнейестественной плотности, поэтому используется Кор – коэффициента остаточного разрыхления грунта:

Кор=100 / (100 + Пор) = 0,957

Где Пор = 4,5% - показатель остаточного разрыхления суглинка.

Потребность в грунте равна: Vгрi=Vi х Ко.р

  Таблица 1.

Расчет объемов грунта насыпи и выемки

Планировочная выемка				Планировочная насыпь
№ кв.	F,	,м	,м3	№ кв.	F,	,м	,м3	,м3
1	93.6	0.1	9.36	1	6.4	0.03	0.19	0.19
2	100	0.112	11.2	2	-	-	-	-
3	100	0.5	50	3	-	-	-	-
4б	90.01	0.08	7.2	4а	9.99	0.06	0.59	0.67
5б	97.4	0.08	7.8	5а	2.6	0.03	0.08	0.08
6б	77.8	0.1	7.78	6а	2.22	0.03	0.66	0.68
7	-	-	-	7	100	0.22	22	22.88
8	-	-	-	8	100	0.1	10	10.4
9	-	-	-	9	100	0.175	17.5	18.2
	= 46995		= 21101		= 43005		= 22948	= 22033

 

 

Баланс земляных масс.

Найдем объём переработанного грунта по формуле Vпер.гр.=

=( ∑Vв-∑Vгрi)Kп.р

Где коэффициент первоначального разрыхления Kп.р=(100+Пп.р)/100=1,21

Пп.р=21%- показатель первоначального разрыхления для суглинка.

Vпер.гр= -1128- значит разработанного грунта недостаточно для устройства насыпи, необходимо привезти грунт:V= ∑Vгрi-∑Vв =22033 -21101 = 932 м3.

Привезенный грунт засыпаем в квадрат 1 (932 м3).В случае нулевого баланса земляных масс красная отметка должна быть увеличена на величину:

∆h= (∑Vгрi-∑Vв) /Fстр.пл.= 932/90000 =0,011м.

 

2.3 Определение средней дальности перемещения грунта и выбор технических средств для его выполнения

Определение средней дальности перемещения грунта необходимо для рационального выбора машин. Средняя дальность перемещения грунта при вертикальной планировки площадки – это расстояние между геометрическими центрами фигур выемки и насыпи.Координаты центров фигур выемки и насыпи находят методом статических моментов. Для этого вводим декартовую систему координат XOY и определяем геометрические центры фигур объёмов выемки и насыпи отдельных участков. Затем находим статические моменты этих участков относительно координатных осей по формулам:∑Mнx=Viнх Yiн; ∑Mнy = Viн х Xiн; ∑Mвx = Viв х Yiв; ∑Mвy = Viв х Xiв, где Viн, Viв -объемы отдельных участков центра тяжести; Xiн, Xiв,Yiн, Yiв - координаты центра тяжести отдельных участков выемки и насыпи.

Для определения геометрических центров фигур в участках, где проходит нулевая линия, разбиваем ихна три треугольника, в каждом из которых находим пересечением медиан центры тяжести, затем полученные геометрические центрысоединяем отрезками, в полученном треугольнике опять пересечением медиан находим геометрические центры, который является искомым для всего участка. Для остальных участков пересечением диагоналей находим центр фигуры. Все результаты сводим в таблицу:

 

 

 

Таблица 2.

Определение статических моментов отдельных участков

Планировочная выемка						Планировочная насыпь
№ фиг. кв.	,м3	,м	,м	,м4	,м4	№ фиг. кв.	,м3	,м	,м	,м4	,м4
1	-	-	-	-	-	1	3272,8	87,5	250	286370	818200
2	-	-	-	-	-	2	3600	150	250	540000	900000
3	-	-	-	-	-	3	7296	250	250	1824000	1824000
4б	556,3	44,44	124,6	24721,97	69292,73	4а	5931,45	55,42	159,14	32870,96	943930,95
5б	1186,5	155,6	128,5	184571,94	152429,6	5а	851,82	144,44	178,75	123036,88	152262,83
6б	1697,8	255,6	150	433889,77	254670	6а	149,01	244,44	186,23	36424,00	27750,13
7	4900	50	50	245000	245000	7	-	-	-	-	-
8	6130	150	50	919500	306500	8	-	-	-	-	-
9	6630	250	50	1657500	331500	9	-	-	-	-	-
	21101			=3465183,7	1359393		21101			=2842701	4666143,9

 

Координаты  геометрических центров фигур определяем по формулам:

Xн = ∑ (Viн*Xiн)/Vн=134,72мXв= ∑ (Viв*Xiв)/Vв=164,22м

Yн = ∑ (Viн*Yiн)/Vн=221,13мYв= ∑ (Viв*Yiв)/Vв=64,42 м

Средняя дальность перемещения грунта: L = [( Xв -Xн) 2+(Yв -Yн) 2 ] ½= =[(164,22-134,72) 2+(64,42-221,13) 2 ] ½ =159,46 м. Для перемещения грунта из выемки в насыпь на 159 м, согласно нормативным документам, используем скрепер прицепной  ДЗ-20 (Д-498), ДЗ-20А с емкостью ковша до 8 м3.

Определение геометрических центров фигур выемок и насыпей, а так же вектор перемещения грунта на строительной площадке из выемки в насыпь представлен на рис.4.

Рис.4. Геометрические центры фигур выемок и насыпей, средняя дальность перемещениягрунта

2.4 Определение состава работ и их объема

Технологическое проектирование включает обоснованный выбор механизмов для производства основных видов земляных процессов, определение состава этих процессов с подсчетом их трудоемкости.

Необходимо обосновать выбор машин для осуществления планировочных работ.

2.4.1 Выбор бульдозера  для срезки растительного слоя

Перед началом проведения строительных работ необходимо расчистить территорию. Вначале убирают кустарники и деревья (временно пересаживают), затем срезают растительный слой, причем верхний плодородный слой отправляют на хранение. Наша строительная площадка имеет значительные размеры, следовательно целесообразно использовать для подготовительных работ бульдозер. При планировке площадки будет использован послойный способ работы, который применяется при небольших глубинах срезки. При подсчете объемов работ единицей измерения является площадь разрабатываемой поверхности (м2). Размеры данной площадки: 300м*300м=90000 м2. Выбираем бульдозер Д-259 на базе трактора Т-100.

2.4.2 Выбор машин  для планировочных работ

При вертикальной планировке происходит перемещения грунта из планировочной выемки в планировочную насыпь. Поэтому для проведения вертикальной планировки лучше выбрать скрепер,который выполняет самостоятельную разработку грунта, его транспортировку из выемок в насыпи с частичным уплотнением. Основным критерием выбора скрепера является дальность перемещения грунта. Т.к.по расчетам дальность перемещений составляет L = 159м, рабочим механизмом будет скрепер прицепной с емкостью ковша Vков.=8м3. Разрабатываемый грунт – суглинок, который для скреперов относится к I категории по трудности разработки (ЕНиР-2-1, табл.1).

2.4.3 Выбор машин  для уплотнения насыпи

Для создания устойчивых, надежных и прочных земляных сооружений укладываемый грунт необходимо уплотнять. Насыпь возводится горизонтальными слоями с последующим уплотнением. Для уплотнения связных и малосвязных грунтов, к примеру суглинков, супесей, применяют способ укатки. Будем использоватьв качестве уплотняющего механизма каток статического действия, что обусловлено простотой и надежностью, высокой производительностью (большие размеры строительной площадки) и сравнительной низкой стоимостью.

При подсчете объемов работ единица измерения – площадь уплотняемой поверхности. Мы её определили вп.2.2 табл.1. Выбираем прицепной решетчатый каток ЗУР-25 на базе трактораТ-100.

Основные виды земляных работ, необходимых на стадии вертикальной планировки, их объёмы, а также средства механизации, необходимые для их выполнения, приведены в таблице 3.

Таблица 3

Состав и объемы земляных работ по вертикальной планировке

№	Состав работы	Ед. измерения	Количество	Примечания
1	Срезка растительного слоя бульдозером Д-259на базе трактора Т-100	м2	90000	Размеры строительной площадки: L* I = 300м*300м
2	Разработка и перемещение грунта из планировочной выемки в планировочную насыпь прицепным скрепром ДЗ-20(Д-498),ДЗ-20А на расстояние159 м	м3	21101	см. Таблицу 1
3	Приемка, разравнивание грунта бульдозеромД-259 на базе трактора Т-100 в 1-м квадрате	м3	932	см. баланс земляных масс
4	Уплотнение грунта планировочной насыпи прицепным решетчатым катком ЗУР-25с шириной уплотняемой полосы 2.9м	м2	43010	см. Таблицу 1

 

3 Отрывка котлована под здание

3.1 Планировочное  и конструктивное решение подземной части здания

Проектируемое здание имеет каркасную конструктивную схему. Конструкции монолитные. Проектируемое здание имеет длину 78 м, а ширину 30 м. Шаг колонн составляет 6м, длина пролёта равна 6м. Колонны заданы сечением 400х400 м, толщина наружной стены – 400 мм, толщина внутренней стены – 350 мм. Сечение балки 800х400 мм. Высота цоколя составляет 0,5 м, высота подземной части равна 2,7м. Здание установлено на столбчатом фундаменте размерами 1500*1500мм, который устраивается на бетонной подготовке. На дно котлована укладываем щебень, толщина которого200 мм. На щебне устраивается бетонная подготовка толщиной 200 мм. Планировочное и конструктивное решение здания показано на рис. 5.

 

Рис.5. Планировочное и конструктивное решение здания

3.2 Определение размеров котлована и расчет объемов его разработки

Определим размеры котлована. Они зависят от размеров сооружения и от техники производства монтажно-укладочных работ.