ГЛАВА 3. ТЕХНОЛОГИЯ, ОРГАНИЗАЦИЯ И ЭКОНОМИКА СТРОИТЕЛЬСТВА
Расчет объемов строительных работ, их трудоемкости, потребности в строительных машинах представлен в Приложении 1. Расчет календарного графика производства работ представлен в Приложении 2. Расчет сетевого графика производства работ представлен в Приложении 3.
3.1 Технологическая карта на разработку грунта в котловане
- Область применения.
- Объект – общественное здание с 5-ю этажами:
– 1 подземный;
– 1 цокольный;
– 3 надземных.
Размеры плана подземной части в осях 96×85 м, надземной – 73,5×72 м.
- Технологическая карта выполнена на разработку грунта в котловане размером в плане 100×89, глубиной 5 м, для устройства фундамента и подземной части здания.
- Строительство ведется в городе Москве. Климатический район II, подрайон IIв (СНиП 23-01-99*). Грунт – тяжелый суглинок с примесью щебня, гравия, гальки или строительного мусора до 10% по объему, ρ = 1750 кг/м³ (по результатам лабораторных испытаний), II группы по трудности разработки одноковшовыми экскаваторами и бульдозерами (таблица 1, ЕНиР Е2-1), крутизна откосов при глубине выемки до 5 м – 1:0,75 (таблица 1, СНиП 12-04-2002).
- Работы выполняются в 3 смены.
- В состав работ, рассматриваемых картой, входят:
- разработка и транспортирование грунта;
- планировка дна котлована.
Организация и технология строительного процесса.
- До начала разработки грунта будущего котлована должны быть выполнены следующие работы:
- – очистка территории;
- – снятие растительного слоя грунта;
- – геодезическая разбивка;
- – устройство временных дорог.
- Разработка грунта котлована ведется одноковшовым экскаватором ЭО-4321 с навесным оборудованием обратная лопата емкостью 0,65 м³.
- Подчистка дна котлована ведется бульдозером ДЗ-25. При подчистке дна бульдозером, грунт изымается из котлована экскаватором с торца котлована.
- Грунт для обратной засыпки размещается в отвале на территории строительной площадки.
- Лишний грунт вывозится за пределы строительной площадки автосамосвалами КАМАЗ-65115.
- Котлован разрабатывается торцевыми проходками.
- Все работы по отрывке котлована производить в соответствии со СНиП 3.02.01-87 и СНиП 12-04-2002.
- Расчет №1. Определение объемов земляных работ.
Объем разрабатываемого грунта при устройстве откосов котлована:
V = 1/2 × 3,75 × 5,0 × (37,63 + 37,63 + 100 + 37,63 + 12,62 + 20,89 + 39,59 + 3,99 + 44,9) + (1/3 × 3,75 × 3,75 × 5,0) × 9 + (1/3× 1,98 × 3,75 × 5,0) ×2 = 3139,5 + 210,9 + 24,8 = 3375,2 м³
Рисунок 2 — Объем подземной части здания
Объем разрабатываемого грунта при устройстве 2-х съездов в котлован: V = 2× (1/2 × 20 × 5 × 6) + 2 × (1/3 × 1/2 × 3,75 × 16,25 × 4,06) = 600 + 82,47 = 682,47 м³
Так, для отрывки котлована необходимо разработать 45793 м³ грунта.
Экскаватор разрабатывает грунт с недобором в 10 см до проектной отметки – 44958 м³
Объем грунта разработанного при зачистке дна котлована бульдозером V = 8347 × 0,10 = 835 м³ и изъятого экскаватором с бровки котлована.
Для обратной засыпки нужно оставить с учетом коэффициента остаточного разрыхления V = (45793 – 17331,75 — 17051,939 –3305,605 – 429,356) / 1,07 = 7172 м³.
- Объем лишнего грунта, подлежащего вывозке в отвал V = 45793 – 7172 = 38621 м³. Расчет №2. Выбор машин и механизмов для производства земляных работ.
Определяем размеры отвала для грунта, который потребуется при обратной засыпке. Отвал расположен на западной части строительной площадки. Имеет квадратную форму.
Объем отвала будет равен объему грунта необходимого для обратной засыпки с учетом коэффициента первоначального разрыхления: V = 7172×1,27 = 9110 м³.
Для разработки котлована применяется гидравлический экскаватор ЭО-4321 с навесным оборудованием обратная лопата, с емкостью ковша 0,65 м³.
Для зачистки дна котлована применяется бульдозер ДЗ-25 на базе трактора Т-180.
Расчет №3. Выбор марки автосамосвала для транспортирования грунта.
Выбор марки автосамосвала зависит: от объема ковша экскаватора (для больней экономической эффективности желательно, загружать в самосвал целое количество ковшей, при этом максимально использовать грузоподъемность и объем кузова машины); от объема кузова (влияет на время загрузки, время рейса, количество необходимых самосвалов, потраченные деньги на топливо, аренду машин); от марки экскаватора (от марки зависит максимальная высота борта автомобиля); от средней скорости движения порожняком и в загруженном состоянии (влияет на количество автосамосвалов необходимых для непрерывной работы экскаватора).
Таблица 8 – Выбор марки автосамосвала
| Характе- ристика | Единица измерения | Значение | ||
| ЭО-4321 | ||||
| м³ | 0,65 | |||
| – | 0,8 | |||
| мин. | 0,45 | |||
| КАМАЗ-55111 | КАМАЗ-65115 | КАМАЗ-6520 | ||
| Q | т | 13 | 15 | 20 |
| м³ | 6,6 | 8,5 | 12 | |
| км/ч | 90 | 80 | 90 | |
| км/ч | 50 | 50 | 50 | |
| км/ч | 60 | 60 | 60 | |
| км | 5 | 5 | 5 | |
| км | 6 | 6 | 6 | |
| шт. | 14,3 | 16,5 | 22,0 | |
| шт. | 12,7 | 16,4 | 23,1 | |
| шт. | 12 | 16 | 22 | |
| мин. | 0,3 | 0,3 | 0,3 | |
| мин. | 5,4 | 7,2 | 9,9 | |
| мин. | 6,0 | 6,0 | 6,0 | |
| мин. | 0,6 | 0,6 | 0,6 | |
| мин. | 1,0 | 1,0 | 1,0 | |
| мин. | 6,0 | 6,0 | 6,0 | |
| мин. | 1,0 | 1,0 | 1,0 | |
| N | шт. | 3,6 | 3,0 | 2,5 |
Выбираю автосамосвалы марки КАМАЗ-65115 в количестве 9 штук для бесперебойной работы 3-х экскаваторов ЭО-4321.
- Расчет №4. Проектирование забоя и расчет эксплуатационной производительности экскаватора.
Для разработки грунта котлована используются гидравлические экскаваторы на пневмоколесном ходу ЭО-4321 со следующими характеристиками:
– навесное оборудование – обратная лопата;
– емкость ковша – = 0,65 м³.
– максимальный радиус копания на уровне стоянки – = 9,1 м;
– наибольшая глубина копания – = 6 м;
– продолжительность цикла – = 27 сек. = 0,45 мин;
– радиус разгрузки на высоте 3 м – R = 7,5 м;
– оптимальный радиус резания на уровне стоянки – = 0,9 × =0,9 × 9,1 м = 8,19 м;
– длина передвижки принимается не более 0,75 длины рукояти экскаватора – ≤ 0,75 × 3 м = 2,25 м, принимаю = 2 м;
- Производство работ в зимнее время.
При глубине промерзания грунта менее допустимой, для разработки одноковшовым экскаватором, необходимости в дополнительных мероприятиях нет, но производительность землеройной техники резко снижается.
Допустимая для разработки глубина мерзлого слоя () для экскаваторов, оборудованных обратной лопатой, с емкостью ковша () не менее 0,4÷0,65 м³ составляет 0,25÷0,30 м.
При глубине промерзания грунта более допустимой наиболее эффективно применение следующих методов:
- Рыхление мерзлых грунтов гидромолотами. Мерзлый грунт разрабатывается слоями толщиной по 40÷60 см при производительности от 5÷6 до 20÷25 м³/ч (в зависимости от типа гидромолота).
- Взрывной способ рыхления. Эффективен при глубине промерзания свыше 0,8 м. Рыхление производится с использованием шпуровых и щелевых зарядов.
Разрабатываемый котлован делится на захватки:
- на первой разрыхленный грунт разрабатывается экскаватором;
- на второй, где грунт также разрыхлен, работы согласно условиям безопасности не производят;
- на третьей ведут буровые и взрывные работы.
Возможно предохранение грунтов от промерзания вспахиванием с последующим боронованием или глубоким перелопачиванием.
Вспашку производят рыхлителями на глубину 30÷35 см с последующим боронованием на глубину 15÷20 см. Такая обработка поверхности в сочетании с естественно образующимся снеговым покровом отдаляет начало промерзания грунта до 1,5 месяцев.
Глубокое перелопачивание грунта при помощи экскаватора на глубину 1,3÷1,5 м позволяет продлить срок экскавации незамерзшего грунта на 1÷2 месяца и уменьшить глубину промерзания почти в 2 раза.
- Техника безопасности при производстве земляных работ.
При производстве работ соблюдать правила техники безопасности СНиП 12-03-2001, СНиП 12-04-2002.
Нужно обратить внимание на следующие вопросы:
До начала производства земляных работ в местах расположения действующих подземных коммуникаций должны быть разработаны и согласованы мероприятия по безопасным условиям труда с организациями, эксплуатирующими эти коммуникации, должно быть обозначено расположение подземных коммуникаций на местности соответствующими знаками или надписями.
Производство земляных работ в зоне действующих подземных коммуникаций следует осуществлять под непосредственным руководством прораба или мастера, а в охранной зоне кабелей, находящихся под напряжением или действующего газопровода, кроме того, под наблюдением работников электро- и газового хозяйства.
При обнаружении взрывоопасных материалов земляные работы в этих местах следует немедленно прекратить до получения разрешения от соответствующих органов.
Перед началом производства земляных работ на участках с возможным патогенным заражением почвы (свалки, скотомогильники, кладбища и т.д.) необходимо разрешение органов Государственного санитарного надзора.
Места прохода людей через траншеи должны быть оборудованы переходными мостиками, освещаемыми в ночное время.
Грунт, извлеченный из котлована или траншеи, следует размещать на расстоянии не менее чем 0,5 м от бровки выемки.
Разрабатывать грунт в котлованах и траншеях «подкопом» не допускается.
Валуны и камни, а также отслоения грунта, обнаруженные на откосах, должны быть удалены.
Погрузка грунта на автосамосвалы должна производиться со стороны заднего или бокового борта.
При разработке грунта взрывным способом необходимо соблюдать Единые правила безопасности при взрывных работах, утвержденные Госгортехнадзором РФ.
- Калькуляция трудовых затрат.
Таблица 9 – Калькуляция трудовых затрат
| № | Наименование работ | § ЕНиР | Единица измерения | Объем работ | Норма времени | Трудоемкость | Состав звена | Марка машины | |
| чел.-дн. | маш.-см. | ||||||||
| 1 | Разработка грунта II группы в самосвал экскаватором | Е2-1-9 | 100 м³ | 458 | 2 | – | 114,5 | машинист 6 р. – 1 | ЭО-4321 |
| 2 | Окончательная планировка дна котлована бульдозером | Е2-1-36 | 1000 м² | 8,35 | 0,2 | – | 0,21 | машинист 6 р. – 1 | ДЗ-25 |
| Итого: | 114,71 | ||||||||
Для более быстрой разработки грунта трудовой день будет состоять из 3-х смен. Рытьем котлована станут заниматься 3 экскаватора, что потребует в 9 раза меньше времени, чем у одного экскаватора при работе в одну смену: 114,5/3 = 38,17 маш.-см. = 12,73 маш.-дн. Такой график потребует 3 машиниста в смену, а для 3-х смен – 9 машинистов экскаваторов 6-го разряда в день.
Окончательную механизированную планировку котлована последовательно выполнит бульдозер ДЗ-25 в количестве 1 штуки, что потребует меньше одной смены и 1-го машиниста 6-го разряда.
Таблица 10 – Планировка котлована
| № | Наименование работ | Трудоемкость | Смен в день | Звеньев в смену | Машин в смену | Человек в смену | Дней | |
| чел.-дн. | маш.-см. | |||||||
| 1 | Разработка грунта II группы в самосвал экскаватором | – | 114,5 | 3 | 3 | 3 | 3 | 12,73 |
| 2 | Окончательная планировка дна котлована бульдозером | – | 0,21 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0,21 |
- Контроль и качество выполненных работ.
Таблица 11 — Операционный контроль качества
| № | Наименование операций, подлежащих контролю | Наименование операций, подлежащих контролю | ||||
| производителем работ | мастером | состав | способы | время | привлекаемые службы | |
| 1 | положение в пространстве и размеры сооружения | расположение в плане | визуально | в процессе работ | – | |
| 2 | положение в пространстве и размеры сооружения | расположение в плане и размеры, отметки бровок и дна выемки, уклоны откосов выемки | измерительный | в процессе работ, по окончании работ | геодезическая | |
| 3 | оценка свойств грунтов основания | плотность, влажность, состав грунта и т.д. | взятие проб | по окончании отрывки котлована | строительная лаборатория | |
По окончании приемки работ составляется акт приемки.
Предельные отклонения при приемке не должны превышать величин указанных в СНиП 3.02.01-87.
Таблица 12 — Допустимые отклонения при приемке котлованов
| № | Характер отклонения при приемке котлована | Допускаемое значение отклонений |
| 1 | Отклонение от отметок бровки или оси сооружения | 0,05 м |
| 2 | Отклонение от заданного продольного уклона | 0,0005 × L |
| 3 | Сужение земляного полотна (уменьшение расстояния от оси до бровки) | не допускается |
| 4 | Увеличение крутизны откосов | не допускается |
Таблица 13 — Технико-экономические показатели.
| № | Наименование показателя | Значение |
| 1 | Общая трудоемкость выполнения работ, чел.-дн. | 114,71 |
| 2 | Общая потребность в машинах, маш.-см. | 114,71 |
| 3 | Выработка ведущей машины (экскаватора), м³/смена | 1200 |
| 4 | Продолжительность выполнения работ, дней | 13 |
Таблица 14 — Материально-технические ресурсы. Потребность в машинах, оборудовании, инструментах, инвентаре.
| № | Наименование | Тип, марка | Кол-во | Техническая характеристика | Назначение |
| 1 | Экскаватор с ковшом «обратная лопата» | ЭО-4321 | 3 | мощность двигателя 58 кВт емкость ковша 0,65 м³ | отрывка котлована |
| 2 | Автосамосвал | КАМАЗ-65115 | 9 | грузоподъемность 10 т | транспортировка грунта |
| 3 | Бульдозер | ДЗ-25 | 1 | мощность двигателя 132 кВт | зачистка дна котлована |
| 4 | Рулетка металлическая | – | 1 | – | контрольно-измерительные работы |
| 5 | Нивелир | – | 1 | – | контрольно-измерительные работы |
| 6 | Нивелирная рейка | – | 1 | – | контрольно-измерительные работы |
| 7 | Отвес | – | 1 | – | контрольно-измерительные работы |
3.2 Технология бетонирования
Монолитная фундаментная плита. Основные характеристики: форма – сложная, близкая к квадрату; площадь – 7624 м²; периметр – 357 м; толщина – 0,8 м; требуемый объем бетона – 6100 м³; класс бетона – В25.
Такую фундаментную плиту нужно бетонировать картами шириной 5÷10 м, между ними надо оставлять полосы шириной 1÷1,5 м, которые бетонируются после набора прочности бетоном карт в 15 МПа (7,5 суток при нормальных условиях твердения).
По длине карты бетонируются непрерывно, без рабочих швов, по толщине – в 1 слой. Фундаментная плита разбивается на карты с помощью устройства опалубки из сетки.
Карты располагаю вдоль числовых осей (перечисляю с востока на запад): 7,0 м × 84,75 м × 0,8 м = 474,6 м³ – 5 шт.; 7,0 м × 77,00 м × 0,8 м = 431,2 м³ – 4 шт.; 5,5 м × 77,00 м × 0,8 м = 338,8 м³ – 1 шт.; 412,9 м² × 0,8 м = 330,4 м³ – 1 шт.; 358,4 м² × 0,8 м = 286,7 м³ – 1 шт.
Между каждой парой карт оставляю разделительные полосы толщиной 1,5 м (перечисляю с востока на запад): 1,5 × 84,75 × 0,8 м = 101,7 м³ – 4 шт.; 1,5 × 77,00 × 0,8 м = 92,4 м³ – 6 шт.; 108,7 м² × 0,8 м = 87 м³ – 1 шт.
Работы будут вестись двумя бетононасосами (каждый свою карту) от центра к краям. Паспортная производительность применяемых бетононасосов – 20 м³/ч. Расчетная производительность, по ЕНиР, с учетом простоев, 82 % от паспортной – 16,4 м³/ч.
С такими темпами бетонирования на устройство карты объемом бетона 474,6 м³ потребуется 29 часов, а, значит, для непрерывного бетонирования, без устройства рабочих швов, необходим 3-х сменный график работ.
Монолитное безбалочное перекрытие. Разборка опалубки монолитного перекрытия с пролетом более 6 м производится после достижения бетоном 80% прочности от , при этом оставляются стойки безопасности.
Стойки безопасности убирают: при достижении бетоном перекрытия 100% прочности; при достижении бетоном вышележащее перекрытия прочности распалубливания.
В моем случае класс бетона B25, значит = 25 МПа. Распалубливание провожу когда бетон перекрытия наберет прочность в 20 МПа, для этого нужно 15 дней твердения в нормальных условиях ( = 20,3 МПа).
3.3 Подбор монтажного крана
Подбор монтажных кранов осуществляют последовательно в несколько этапов:
- Определяю площадь застройки, размеры котлована по бровке и зону необходимую для обслуживания краном.
- По зоне обслуживания определяю тип крана, количество.
- По грузовысотным характеристикам в справочниках подбираю несколько моделей кранов.
- По технико-экономическим показателям, через расчет приведенных затрат, нахожу наиболее подходящий кран.
Площадь застройки – многоугольник, близкий к прямоугольнику со сторонами 96 × 85 м.
Стороны котлована по бровке соответственно увеличиваются до 108 × 97 м.
С учетом того, что грузоподъемный механизм нужно разместить за призмой обрушения грунта откосов котлована, зона обслуживания возрастает до прямоугольника со сторонами 118 × 107 м. Такую площадь могут обслуживать только пара башенных рельсовых кранов.
Самый тяжелый элемент – арматурный каркас массой приблизительно 1 т, который должен быть установлен на вылете стрелы 54 м.
По техническим характеристикам подходят только одна модель из отечественных кранов – КБ-571Б Ржевского краностроительного завода.
Технико-экономическую оценку, из-за отсутствия хотя бы двух вариантов, не провожу. Принимаю 2 крана КБ-571Б с размещением с противоположных фасадов здания. С целью обеспечения безопасности при одновременной работе грузоподъемных механизмов, стрелы кранов имеют разность отметок в 10 м.
Башенный кран КБ-571Б. Башенный кран КБ-571Б предназначен для механизации строительно-монтажных работ при возведении жилых, гражданских и промышленных зданий и сооружений различной этажности с элементами строительных конструкций массой до 12 тонн. Кран КБ-571Б с верхним поворотом с вылетом стрелы до 70 метров выпускается в передвижном и стационарном исполнениях.
В кране применены оригинальные системы управления механизмами с широким использованием современных покупных изделий, в том числе импортных. Система управления крана комплексная, выполняет функции требований безопасности, регистратора параметров и устройства координатной защиты зон работы крана.
Рисунок 3 — Грузовая характеристика и грузоподъемность
Автокран КС-35715-2. Автомобильный кран КС-35715-2, грузоподъемностью 17 т, смонтирован на шасси МАЗ-5337.
Привод механизмов крана – гидравлический от насоса, приводимого в действие двигателем шасси. Гидропривод обеспечивает легкость и простоту управления краном, плавность работы механизмов, широкий диапазон рабочих скоростей, совмещение крановых операций.
Стрела – телескопическая двухсекционная. Выдвижение секции – гидроцилиндром. Для увеличения подстрелового пространства по особому заказу поставляется легкий решетчатый удлинитель стрелы (гусек).
Микропроцессорный ограничитель грузоподъемности (ОНК-140) с цифровой индикацией информации позволяет следить за степенью загрузки крана, длиной и вылетом стрелы, высотой подъема оголовка стрелы; показывает фактическую величину груза на крюке и максимальную грузоподъемность на данном вылете, а также автоматически по заданным координатам ограничивает зону действия крана при работе в стесненных условиях. Установленная в ограничителе телеметрическая память («Черный ящик») фиксирует рабочие параметры, а также степень нагрузки крана в течение всего срока службы.
3.4 Определение количества персонала
Максимальное количество работающих по графику движения рабочей силы – 50 человек. Минимальное количество работающих по графику движения рабочей силы – 3 человека.
Максимальное количество работающих – 59 человек. Минимальное количество работающих – 10 человек.
Таблица 15 — Персонал
| № | Наименование работ | Человек | |
| 1 | максимальное количество рабочих | 50 | |
| 2 | инженерно-технические работники | 8% | 4 |
| 3 | служащие | 5% | 3 |
| 4 | младший обслуживающий персонал и охрана | 3% | 2 |
3.5 Расчет потребности во временных зданиях и сооружениях
Под все временные здания буду использовать бытовки БК-100-1 в виде блок контейнеров: размеры 6 м × 2,5 м × 2,5 м, жилая площадь – 12 , тамбур и шкаф – 3 ; каркас из уголка 150 мм × 150 мм; окно деревянное 1 м × 1,2 м с двойным остеклением и стальной решеткой; дверь входная: деревянная, утепленная, обита оцинкованным металлическим листом, установлен врезной замок, ручка; встроенная электропроводка; стены: каркас деревянный, утеплитель – минеральная вата URSA 50 мм, пароизоляция, внутри отделаны ПВХ вагонкой, снаружи отделаны оцинкованным профлистом; пол: черновой из обрезной доски 20 мм, утеплитель URSA 50 мм, пароизоляция, чистовой пол из шпунтованной доски 28-35 мм, покрыт линолеумом; крыша: плоская, сварена из стального листа толщиной 2 мм, окрашена в серый цвет, утеплитель URSA 50 мм, пароизоляция, внутри отделана ПВХ вагонкой; возможна установка бытовок друг на друга в два яруса без использования специальных приспособлений.
Таблица 16 — Потребность в бытовках
| № | Наименование | Единица измерения | Нормативный показатель | Потребность, бытовок |
| 1 | Прорабская | 3,0 – 3,5 на 1 чел. | 1 | |
| 2 | Гардеробная | двойной шкаф | 0,9 на 1 чел. 1 на 1 чел. | 5 |
| 3 | Душевая | сетка | 1 на 12 чел. | 2 |
| 4 | Умывальная | сетка кран | 0,05 на 1 чел. 1 на 15 чел. | 1 |
| 5 | Туалет | очко (биотуалет) | 1 на 20 чел. | 3 (рабочие) + 1 (ИТР) |
| 6 | Сушильная | 0,2 на 1 чел. | 1 | |
| 7 | Помещение для обогрева, отдыха и принятия пищи | 1 на 1 чел. | 5 | |
| 8 | Столовая | посад. места | 0,6 на 1 чел. 1 на 4 чел. | 3 |
| 9 | Кладовая | 25 | 2 | |
| 10 | Контрольно пропускной пункт (КПП) | 1 шт. | 1 на 1 въезд | 2 |
Итого: 20 бытовок; 4 биотуалета; 2 КПП.
Расчет площади складов
Бетон доставляется автобетоносмесителями со специализированных заводов строго по графику, опалубка и запчасти к ней хранятся на складе. В этом случае склады требуются только для страхового запаса на случай перебоя в поставках таких материалов: арматуры; кирпича; газобетонных блоков; рулонных материалов.
Страховой заказ включает материалы необходимые для бесперебойного строительства в течение 5 суток.
Склады должны находиться в монтажных зонах башенных кранов, тяжелые материалы ближе к стоянке, легкие дальше. По расчету требуются 4 открытых склада каждый площадью 200 .