Монол фунд -Метод ук к КП. Проектирование работ по возведению монолитного фундамента здания

• Название: Проектирование работ по возведению монолитного фундамента здания
• Дата: 21.01.2020
• Размер: 0.98 Mb.
• Имя файла: Монол фунд -Метод ук к КП.doc
• Тип: Учебное пособие; #105206
• страница: 8 из 14

3.3. Выбор методов производства работ
Исходными данными для проектирования технологии бетонирования фундамента являются:

1. 
   объём укладываемой бетонной смеси, V_бет;
   
2. 
   расстояние доставки бетона на объект, L_т;
   
3. 
   масса опалубочных щитов и арматурных изделий;
   
4. 
   масса бадьи с бетоном, Р_б и плиты перекрытия, P_п.
   

Выбор рациональных методов производства железобетонных работ базируется на следующих положениях:

• 
  поточной организации строительства с выполнением каждого процесса на отдельной захватке;
  
• 
  индустриальном изготовлении унифицированных опалубочных и арматурных изделий;
  
• 
  выполнении работ с помощью высокопроизводительных машин, увязанных в комплекты по основным параметрам;
  
• 
  назначении метода выполнения отдельного процесса в резуль­тате сопоставления и оценки нескольких вариантов.
  

Для бетонирования ленточных фундаментов широко применяется мелкощитовая разборно-переставная опалубка в деревянном, металли­че­ском или деревометаллическом исполнении. Масса унифицированных щитов и крепёжных элементов в такой опалубке не превышает 50–100 кг, что обеспечивает её поэлементную установку и снятие вручную или с использованием средств малой механизации и электроинстру­ментов.

Кроме мелкощитовой может быть принята крупнощитовая разборно-переставная опалубка с системой подкосов и раскосов, снабжённых винтовыми домкратами и регулировочными устройствами. Масса отдельных элементов такой опалубки свыше 100 кг, поэтому её монтаж и демонтаж производится краном.

Небольшая масса арматурных каркасов (50 кг), закладываемых в бетон, позволяет собирать их вручную. Соединение изделий между собой может выполняться с помощью дуговой элект­росварки или внахлёстку вязальной проволокой.

Важным фактором обеспечения высокого качества возводимой конструкции является правильный выбор способа транспортирования бетона. Качественную доставку смеси на расстояние 30–45 км обеспечивают автобето­новозы, а при перевозках на расстояние до 80–100 км – автобето­носмесители.

При отсутствии специализированных машин допускается централизовано приготовленный бетон доставлять на строительную площадку специально оборудованными автомобилями-самосвалами грузоподъёмностью 2,25–10 т. При этом целесообразная дальность возки бетонной смеси, исходя из сроков схватывания цемента, сос­тавляет 10–20 км в зависимости от характера дорог.

Привезённая на объект бетонная смесь подаётся в опалубку сле­ду­ю­щими способами: кранами в бадьях, бетоноукладчиками, средства­ми вибротранспорта, бетононасосами и др. (рис. 3.2).


Рис. 3.2. Схемы подачи бетонной смеси в опалубку фундамента:
а – при помощи бадьи, перемещаемой краном; б – ленточным бетоноук­ладчиком; в – средствами вибротранспорта; 1 – бетонируемый фун­дамент; 2 – поворотная бадья; 3 – гусеничный кран; 4 – ленточ­ный бетоноукладчик; 5 – автосамосвал; 6 – вибропитатель; 7 – вибролоток; 8 – передвижная эстакада
Крановая схема укладки бетона с помощью бадей охватывает около 85% объёма бетонируемых конструкций. Преимуществом этой схемы является возможность подачи смеси в любую точку в пределах вылета стрелы крана, а также универсальность грузоподъёмной машины, обеспечивающая её использование для перемещения других материалов и строительного инвентаря (навешивание и снятие рабочих площадок, погрузо-разгрузочные работы и т. п.). Из известных типов кранов предпочтительнее стреловые гусеничные и пневмоколёсные краны, не требующие устройства и разборки подкрановых путей и обладающие высокими скоростями перемещения грузового крюка в пространстве.

Большая маневренность и широкий фронт работ самоходных бетоно-укладчиков на базе гусеничных тракторов и кранов-экскаваторов, оснащён­ных конвейерным рабочим органом, позволяет подавать бетонную смесь по горизонтали на расстояние 3–20 м и на высоту до 8 м, а также опускать бетон под углом до 10°. Их производительность составляет 9–20 м³/ч.

Перемещение бетонных смесей по лоткам и желобам, оборудованным вибраторами и установленным с уклоном 5–15°, обеспечивает интенсивность бетонирования 5–12,5 м³/ч. Сползание бетона возможно лишь при расположении вибропитателя, в который выгружается доставленная на объект смесь, выше отметки верха опалубки. Если фундамент возвышается над поверхностью земли, то укладка верхних слоёв бетона возможна при размещении вибропитателя и транспортного средства на специально сооружаемой передвижной эстакаде.

Непрерывная подача смеси бетононасосами, пневмонагнетателями и ленточными транспортёрами рекомендуется при темпах бетонирования более 10 м³/ч и сосредоточенных объёмах работ не менее 1,5 тыс. м³.

Поданный в опалубку бетон распределяется слоями толщиной 20–40 см и уплотняется. Эти операции при использовании подвижных бетонных смесей чаще всего выполняются с помощью внутренних (глубин­ных) вибраторов, подразделяемых на вибробулавы и вибраторы с гиб­ким валом.
Таблица 3.2
Варианты производства железобетонных работ

Наименование строительного процесса	В А Р И А Н Т
	I	II	III	IV
1. Устройство	С помощью	С помощью	Вручную
опалубки	крана	средств малой
		механизации
2. Установка	То же	То же	То же
арматуры
3. Доставка бетона	Самосвалами	Автобетоно-	Автобетоно-	Бадьями в кузове автомобиля
		возами	смесителями
4. Подача и укладка	Бетоноук-	Бетоноук-	Средствами	Краном с
бетонной смеси	ладчиком	ладчиком с	вибротран-	двух сторон
	с одной	двух сторон	спорта	котлована
	стороны	котлована
	котлована
5. Уплотнение бетона	Вибратором с гибким валом	Вибробулавой	Трамбованием
6. Распалубка	С помощью	Средствами	Вручную
фундамента	крана	малой механизации

Разрабатывая данный подраздел, студент должен по каждому строительному процессу наметить не менее двух вариантов произ­водства работ. При этом следует иметь в виду, что под вариантом понимается совокупность выбранного метода выполнения процесса, а также схем расстановки и передвижения принятых средств механизации. Например, при подаче бетона стреловым краном в первом варианте он может перемещаться только с одной стороны котлована, во втором – по его периметру и в третьем – по дну выемки.

В табл. 3.2 приведены некоторые способы выполнения строительных процессов, входящих в состав железобетонных работ.

В пояснительной записке по каждому процессу, включая монтаж плит перекрытия и гидроизоляцию фундамента, даётся описание срав­ниваемых вариантов с указанием преимуществ и недостатков, производится их оценка и выбирается наиболее рациональный. Существенную помощь в отыскании оптимальных методов производства работ могут оказать литературные источники [11, 12, 19, 23].
3.4. Подсчёт трудоёмкости и интенсивности

бетонирования фундамента
При проектировании технологических карт трудоёмкость работ оп­ре­де­ляется на основании нормативов, приведённых в сборниках ЕНиР, и объёмов работ, подсчитанных в табл. 3.1. При этом учитываются поправочные коэффициенты, отражающие условия производства работ и содержащиеся в технической части и примечаниях к соответствующим параграфам ЕНиР.

В табл. 3.3 показан пример подсчета тру­дозатрат по возведению подземной части здания.

При составлении ведомости в графе 1 указывается параграф ЕНиРа, номера таблицы, строки и столбца, определяющие местоположение необходимой нормы времени на единицу продукции. Здесь же даются значения поправочных коэффициентов, отражающих условия производства работ. В графе 2 в технологической последовательности приводятся согласованные с названиями параграфов ЕНиРа описания всех строительных процессов с указанием основных факторов, влияющих на величину нормы времени.

Графы 3 и 4 по каждому процессу содержат объёмы работ в едини­цах измерения ЕНиР.

В графе 5 приводится профессиональный, квалификационный и численный составы рабочих звеньев по ЕНиР. В шестой колонке указывается норма времени в чел-ч, а в последней – затраты труда, полученные перемножением граф 4, 6 и соответствующих поправочных коэффициентов.

Таблица 3.3
Ведомость трудозатрат по возведению фундамента

Шиф𠧧 ЕНиР	Наименование процесса	Ед. изм.	Объём работ	Состав звена по ЕНиР	Н вр, чел-ч	Трудоёмкость, чел-ч
§Е 4-1-34 табл. 2; 1, а	Установка деревянной щитовой опалубки при площади щитов до 1 м2	м2	2217,6	Плотник 4 разр. – 1 2 разр. – 1	0,62	1374,9
§E 4-1-44 табл. 2; б	Установка арматурных каркасов массой 50 кг вручную Нвр = 0,11чел-ч (ПР-1)	шт	532	Арматурщик 3 разр. – 1 2 разр. – 2	0,35	186,2
§Е 4-1-49 табл. 2; 1	Укладка бетона с помощью бадей, подаваемых краном, в ленточные фундаменты шириной 600 мм	м3	665,3	Бетонщик 4 разр. – 1 2 разр. – 1	0,3	199,6
§Е 4-1-34 табл. 2; 1, б	Разборка опалубки фундаментов из щитов площадью до 1 м2	м2	2217,6	Плотник 3 разр. – 1 2 разр. – 1	0,15	332,6
§Е 4-1-7 3, а К = 1,1 (ТЧ-1)	Укладка стреловым краном на пневмоколесном ходу плит перекрытий площадью 7,2 м2	шт.	140	Монтажник 4 разр. – 1 3 разр. – 2 2 разр. – 1	0,72	110,9
§Е 11-37 4; в К = 1,85 (ПР-1)	Окрасочная гидроизоляция фундаментов вручную битумной мастикой на 2 раза	100м2	6,42	Изолировщик 4 разр. – 1 2 разр. – 1	10,0	118,8
§Е 11-40 табл. 1; 2, а К = 1,9 (ПР-1)	Оклеечная гидроизоляция двумя слоями рубероида на битумной мастике вручную	100м2	2,02	Изолировщик 4 разр. – 1 3 разр. – 1 2 разр. – 1	10,5	40,3
Итого: 2363,3

Из условия полной загрузки звена бетонщиков необходимо, чтобы темп укладки бетонной смеси был не менее нормативной интенсивности бетонирования, м³/ч:
J_б = V_бет N_зв / T_бет, (3.1)
где V_бет – объём укладываемой бетонной смеси, м³; N_зв – численный состав звена бетонщиков, чел.; T_бет – трудоёмкость работ по укладке бетона, чел-ч.

3.5. Подбор средств механизации и увязка их по производительности

1. 
   Выбор ведущей машины
   

Ведущей является машина, занятая на выполнении основного про­цесса – укладке бетонной смеси. Если бетонирование фундамента ве­дётся с помощью стрелового крана, то его выбор следует начинать с уточнения схемы передвижения относительно возводимого соору­жения. Затем рассчитываются требуемые технические параметры: грузоподъёмность и вылет стрелы крана (рис. 3.3).

Рис. 3.3. Схема определения требуемого вылета стрелы
Требуемая грузоподъёмность крана
Q_тр = Р_mах + Р_з, (3.2)
где Р_mах – максимальная масса поднимаемого груза (бадья с бетоном или плита перекрытия), т; Р_з – масса захватного приспо­собления, принимаемая равной 0,05 т.

Тип бадьи и ее масса с бетоном определяются по прил. 4, табл. 1.

Требуемый вылет стрелы крана рассчитывается из условия безо­пас­но­го приближения крана к котловану:
L_тр = b_к / 2+ l_д + q + b_з, (3.3)
где b_к – ширина базы крана, равная 3-4 м; l_д – допус­тимое расстояние по горизонтали от основания откоса до ближайших опор крана, определяемое по табл. 3.4; q – расстояние от нижней точ­ки откоса до ближайшей оси фундамента, м; b_з – ширина обслуживаемой зоны, равная половине общей ширины фундамента при перемещении крана с двух сторон котлована, и полной его ширине – при перемещении с од­ной стороны выемки, м.
Таблица 3.4
Допустимое расстояние от основания откоса

до ближайших опор машины по горизонтали, м

Глубина выемки, м	Г р у н т
	песчаный	супесчаный	суглинистый	глинистый
1 2 3 4	1,50 3,00 4,00 5,00	1,25 2,40 3,60 4,40	1,00 2,00 3,25 4,00	1,00 1,50 1,75 3,00

Рассчитав требуемые технические параметры по справочникам или по прил. 4, рис. 1 подбирается кран, у которого на вылете стрелы L_тр фак­тическая грузоподъёмность не менее рассчитанной по формуле (3.2).

Если бетонная смесь подаётся в опалубку другими способами, то выбор веду­щей машины производится из условия обеспечения интенсивности бетонирова­ния, полученной по формуле (3.1).
3.5.2. Расчёт эксплуатационной производительности ведущей машины
Эксплуатационная производительность крана на укладке бетона, м³/ч,
П_э.к = 60 V_б k_в / Т_ц, (3.4)
где V_б – объём бетона, загружаемого в бадью, м³; Т_ц – продолжи­тельность цикла крана по укладке бетонной смеси в опалубку, мин; k_в – коэффициент использования крана по времени.

Объём бетона, выгружаемого из транспортного средства в бадью, м³,

V_б = V_тp / N_б, (3.5)
где V_тp – объём бетона, доставляемого за один рейс, м³ (прил. 4, табл. 4 и 5); N_б – количество бадей, устанавливаемых при разгрузке транспортного средства (прил. 4, табл. 1).

Продолжительность кранового цикла, мин, равна
Т_ц = t_в + t_c + 2 t_n + t_y + t_p, (3.6)

где t_в = 2–5 мин – время выгрузки бетонной смеси из транспортного средства; t_c = 0,5–1 мин – продолжительность строповки бадьи; t_n = 1,5–2 мин – время перемещения бадьи краном в одном направлении; t_y = 1–3 мин –продолжительность укладки бетона в опалубку; t_p = 0,35–0,5 мин – время расстроповки бадьи.

Если выгрузка доставленной бетонной смеси производится в нес­колько бадей, то для расчёта усреднённой продолжительности цикла работы крана в качестве первого слагаемого в формулу (3.6) под­ставляется величина t_в / N_б.

Коэффициент k_в для кранов с двигателем внутреннего сгорания принимается равным 0,76–0,78, а для кранов с электроприводом – 0,8–0,82.

Выработка других средств механизации, используемых для подачи и укладки бетона, определяется по прил. 4, табл. 2 и 3. Если полученная часовая производительность ведущей машины окажется значитель­но меньше интенсивности бетонирования, рассчитанной по формуле (3.1), то возможны следующие решения:

• 
  увеличивается вместимость бадьи в пределах грузоподъёмности
  выбранного крана;
  
• 
  назначается кран большей грузоподъёмности, способный пода­-
  вать бетон в более вместительной бадье;
  
• 
  разрабатываются мероприятия по сокращению продолжительности
  цикла работы крана;
  
• 
  меняется способ подачи бетона в конструкцию;
  
• 
  оставляется неполная загрузка звена бетонщиков.
  

После принятия решения в пояснительной записке приводятся соответствующие обоснования и расчёты.
3.5.3. Подбор вспомогательных средств механизации и инвентаря
Для формирования комплекта машин, обеспечивающих бетонирование фундамента, необходимо подобрать транспортные средства для доставки бетонной смеси от завода на строительную площадку и рассчитать их количество, уточнить тип и число бадей для подачи бетона в опалубку, определить марку вибраторов и потребность в них.

Способ доставки бетона на строящийся объект определяется прежде всего уда­лённостью последнего от растворобетонного узла. Автомобили-самосвалы грузоподъёмностью 3,5–10 т доставляют за один рейс 1,5–4,5 м³ смеси на расстояние 10–20 км (прил. 4, табл. 4), а серийно выпускаемые автобетоносмесители имеют объём замеса от 2,5 до 7 м³ и обслуживают зону радиусом до 80–100 км (прил. 4, табл. 5). Отечественные авто­бетоновозы марки СБ-113М на шасси ЗИЛ-130Д-1 вмещают 2,2 м³ бето­на, СБ-113М на базе МАЗ-504Г – З м³, а СБ-124 на базе шасси КамАЗ-5511 – 4 м³. Они способны перевозить бетонную смесь на расстояние 30–45 км.

Количество транспортных средств для бесперебойной доставки бетона на объект:

N_тр = [П_э.к t_тр k_p / (60 V_тр k_в)] + 1, (3. 7)
где П_э.к – часовая эксплуатационная производительность ведущей ма­шины, м³/ч; t_тр – продолжительность транспортного цикла, мин; k_p = 0,85–0,9 – коэффициент, учитывающий необходимый резерв производительности ведущей машины; k_в = 0,85–0,95 – коэффициент использования транспортной единицы по времени.

Продолжительность транспортного цикла, мин,
t_тр = t₃ + 120 L_т / v_т + t_в, (3.8)
где t₃ = 4–6 мин – время загрузки автомобиля; L_т – расстояние перевозки бетонной смеси, км; v_т – средняя скорость движения транспортного средства, км/ч; t_в = 2–5 мин – время выгрузки бетона.

Величина v_т при доставке бетонной смеси по дорогам с жёстким покрытием принимается равной 30 км/ч.

Если при увязке производительности ведущей машины с интенсивностью укладки бетона поменялся тип бадьи, то их количество уточняется:

N_б = V_тp / V_б, (3. 9)

где V_б – вместимость бадьи, м³.

В зависимости от массивности бетонируемой конструкции и густоты её армирования для уплотнения бетона подбираются электромеханические глубинные вибраторы с встроенным электродвигателем (прил. 4, табл. 6) или с гибким валом (прил. 4, табл. 7).

Количество вибраторов рассчитывается из условия:
N_в = J / П_э.в, (3.10)
где J – фактическая интенсивность укладки бетонной смеси, определяемая эксплуатационной производительностью ведущей машины, м³/ч;
П_э.в –эксплуатационная производительность вибратора, м³/ч,
П_э.в = 7200 R² h_сл k_в / (t_уп+ t_пep), (3.11)
где R – радиус действия вибратора, м; h_сл – толщина уплотняемого слоя бетонной смеси, м; t_уп = 20–40 с – продолжительность работы вибратора на одной позиции; t_пep= 5 с – продолжительность перестановки вибратора с одной позиции на другую; k_в = 0,7–0,8 – коэффициент использования вибратора по времени.

Согласно [2] предельная толщина уплотняемого слоя, м, составляет:

h_сл= l_в – l_п, (3.12)

где l_в – длина рабочей части вибратора, м; l_п = 0,05–0,1 м – глубина погружения наконечника вибратора в ранее уложенный слой смеси.

На практике укладка бетона ведётся слоями толщиной 0,2–0,4 м.

Для исключения перерывов в уплотнении бетона фактическое количество виб­раторов увеличивается с учетом одного резервного механизма.
3.6. Определение параметров строительного потока
Для организации поточного производства бетонных работ необходимо весь комплекс строительных процессов по возведению фундамента расчленить на отдельные частные потоки, а сооружаемую конструкцию в плане – на захватки и по высоте – на ярусы. Учитывая удобство выполнения операций по установке и соединению арматурных каркасов вне опалубки, а также большую трудоёмкость опалубочных работ рекомендуется разделить их на два потока: первый – установка щитов по одной стороне фундамента и второй – сборка опалубки по второй стороне после завершения арматурных работ. Таким образом, бетонирование фундамента может быть расчленено на 5 частных потоков:

• 
  первый – монтаж опалубки по одной стороне конструкции;
  
• 
  второй – установка арматуры;
  
• 
  третий – сборка опалубки по другой стороне фундамента;
  
• 
  четвертый – укладка и уплотнение бетонной смеси;
  
• 
  пятый – распалубка конструкции.
  

Минимальное число захваток m_min, обеспечивающее необходимый фронт работ для всех звеньев рабочих, составит:­
m_min = n + α t_б / k, (3.13)
где n – количество частных потоков; α – число рабочих смен в сут­ки;
t_б – время нахождения бетона в опалубке, сут; k = 1 смене – ритм потока (продолжительность работ на одной ярусозахватке).

В общую продолжительность цикла бетонирования входит технологический перерыв, необходимый для набора бетоном распалубочной прочности. СНиП [2] устанавливает наименьшую прочность бе­тона для снятия вертикальных щитов опалубки в пределах 0,2–0,3 МПа. На практике опалубку ленточных фундаментов снимают через 6–72 ч в зависимости от температурного режима твердения бетона. В курсовой работе можно принять t_б = 2 сут.

При назначении размера захватки необходимо учитывать техноло­ги­че­ские особенности производства бетонных работ, которые сводятся к следующим требованиям:

• 
  бетонирование в течение смены должно вестись непрерывно;
  
• 
  бетон следует разравнивать и уплотнять горизонтальными слоями толщиной 0,2–0,4 м по всей площади захватки, причем каждый последующий слой должен укладываться на предыдущий слой до начала схватывания цемента в нём;
  
• 
  назначенное число захваток должно быть не менее, чем рассчитано по формуле (3.13).
  

С учетом вышеизложенного средний размер захватки, м, может быть найден:

L_з = J t_укл / b_ф h_сл, (3.14)
где J – фактическая интенсивность бетонирования, определяемая часовой производительностью ведущей машины, м³/ч; t_укл – время укладки бетона до начала его схватывания, ч; b_ф – ширина ленточного фундамента, м;
h_сл – принятая толщина укладываемого слоя бетонной смеси.

Время укладки бетона, ч,

t_укл = t_схв – t_д,

где t_схв – время схватывания цемента с момента приготовления бе­тонной смеси, ч; t_д – продолжительность доставки смеси на объект, ч.

Время схватывания цемента устанавливается строительной лабора­торией в зависимости от вида цемента, температуры воздуха, доба­вок в бетон и т. п. В курсовой работе можно принять t_схв= 2 ч.

Продолжительность доставки бетона на объект рассчитывается по фор­муле (3.8) с учётом перемещения загруженного транспортного средства в одном направлении. Для автобетоносмесите­лей, которые могут приготавливать смесь в конце транспортного цикла, принимается t_д = 10–20 мин.

После определения величины L_з производится разбивка плана фундамента на захватки таким образом, чтобы они были равновелики по трудоёмкости или различа­лись не более чем на 25 %. Очерёдность бетонирования захваток должна быть увязана с направлением перемещения ведущей машины относительно возводимой подземной части дома.

Высота яруса при бетонировании конструкций определяется, в первую очередь, допустимой высотой свободного падения бетонной смеси во избе­жание её расслоения. Согласно [2] для стен и ленточных фундаментов она равна 4,5 м. Однако в целях удешевления работ за счёт неод­но­крат­ного использования элементов опалубки фундамент рекоменду­ется разбить на два яруса. Кроме снижения стоимости работ уменьшение высоты бетонируемой конструкции снизит боковое давление уплотняемой смеси на опалубку, уменьшит её прогиб и повысит качество поверхностей фундамента.

3.7. Проектирование организации и методов труда рабочих
3.7.1. Расчёт состава комплексной бригады
В основу организации труда в комплексной бригаде, занятой выполнением работ нулевого цикла, закладывается поточно-расчленённый метод. Его сущность заключается в том, что для выполнения каждого частного потока назначается отдельное специализированное звено рабочих. Продолжительность его пребывания на объекте при ритмичном потоке принимается равной продолжительности работы ведущего звена. Она в свою очередь опреде­ляется ритмом потока и общим числом ярусозахваток, на которые разбит фундамент. При односменной работе
t_вед = k m N_я, (3.15)
где t_вед – продолжительность работы ведущего звена, дни; k – ритм потока, смен; m – общее количество захваток; N_я – число ярусов.
Таблица 3.5

Состав комплексной бригады по возведению подземной части здания

Наименование частных потоков	Состав звена			Число смен в сутки	Общее число рабочих
	профессия	разряд	кол-во рабочих
1. Установка наружных щитов опалубки 2. Укладка арматуры 3. Установка внутренних щитов опалубки 4. Бетонирование фундамента 5. Распалубка конструкции 6. Монтаж плит перекрытия 7. Гидроизоляция фундамента	Плотник Арматурщик	4 2 3 2	1 1 1 1 и т. д.	1 1	2 2
Итого: Np чел.