СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ГОРНО

СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ГОРНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Архитектурно-строительный факультет
Кафедра «Автомобильные дороги и аэродромы».
КУРС ЛЕКЦИЙ
по дисциплине «ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ
СТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА»
для студентов специальности
Автомобильные дороги и аэродромы
Владикавказ 2011г.
Лекция №1.
Основные понятия и положение
План лекции.
1.
2.
3.
4.
5.
Введение.
Строительные процессы. Материальные и информационные процессы.
Трудовые ресурсы строительных процессов.
Параметры строительных процессов.
Строительные работы. Виды строительных работ.
1. Введение.
Строительство комплексный процесс возведения зданий и сооружений.
Строительное производство включает две подсистемы: технологию и
организацию строительного производства.
Технология
строительного
производства
–
совокупность
технологически и организационно связанных между собой процессов,
направленных на достижение конечной цели – получение готовой
строительной продукции – здание, сооружение.
Технология строительного производства содержит две подсистемы:
– технология строительных процессов
– технология возведения зданий и сооружений
Технология строительных процессов изучает теоретические основы,
методы и способы осуществления строительных процессов, обеспечивающих
обработку строительных материалов, полуфабрикатов, изделий качественное
изменение их состояния физико-механических свойств с целью получения
строительной продукции.
2. Строительные процессы.
Строительные процессы – это выполнение производственных
процессов на строительной площадке с целью возведения, реконструкции,
передвижки зданий или сооружений.
Все процессы условно подразделяют на информационные и
материальные.
Информационные процессы – процессы, протекающие с идеальными
предметами (информация, цифры и т.д.).
Материальные процессы – процессы, совершаемые с действительными
предметами (строительные материалы, изделия, технологические средства).
Строительные процессы по технологическим признакам подразделяют
на заготовительные, транспортные, подготовительные и основные.
Заготовительные процессы – процессы, обеспечивающие строительный
объект полуфабрикатами, деталями, изделиями.
Транспортные процессы – связаны с перевозкой материальных и
технических ресурсов от места их изготовления (приготовления) до
строительной площадки.
Подготовительные процессы предшествуют основным и необходимы
для обеспечения своевременного и качественного выполнения монтажноукладочных процессов.
Основные процессы – процессы, связанные с переработкой,
изменением формы или приобретения новых качеств материальным
ресурсам, и обеспечивающие получение строительной продукции.
Основные (монтажно-укладочные процессы) классифицируют
По значению в производстве:
– ведущие;
– совмещенные.
Ведущие – процессы, определяющие развитие и выполнение
строительства объекта.
Совмещенные – процессы, технологически не связанные с ведущими
процессами, выполняемые (при возможности) параллельно с ними, с целью
сокращения сроков строительства.
В зависимости от сложности производства:
– простые;
– комплексные.
Простой трудовой процесс – это совокупность технологически
связанных между собой рабочих операций, выполняемых рабочим или
группой рабочих (звеном) одной специальности и обеспечивающих
получение законченной продукции (кирпичная кладка, монтаж колонн и тд.).
Комплексный трудовой процесс - совокупность технологически и
организационно
связанных
между
собой
простых
процессов,
обеспечивающих получение законченной продукции. Комплексный трудовой
процесс осуществляется согласованно работающими исполнителями разных
специальностей и квалификаций (комплексная бригада).
По степени механизации процессы подразделяют на:
– механизированные;
– полумеханизированные;
– ручные.
Механизации процессы выполняются с помощью строительных машин.
В полумеханизированных процессах используют как ручной труд, так и
машины.
Ручные процессы осуществляются с помощью инструментов.
3. Трудовые ресурсы строительных процессов.
Большое разнообразие зданий и сооружений требуют для их
возведения привлечение трудовых ресурсов различных профессий,
обладающих определенными знаниями и опытом работы.
Профессия строительных рабочих определяется видом и характером
выполняемых строительных процессов (каменные работы – каменщики,
монтажные работы – монтажники и тд.).
Рабочие одной и той же профессии могут иметь различную
квалификацию.
Квалификация – это наличие уровня знаний и навыков для выполнения
работы определенной сложности за установленное время. Показателем
квалификации рабочего является разряд, устанавливаемый в соответствии с
тарифно-квалификационными характеристиками, приведенными для каждой
профессии и каждого разряда в Едином тарифно-квалификационном
справочнике.
Всего установлено шесть квалификационных разрядов для рабочих
основных профессий в зависимости от сложности выполняемых
строительных процессов.
Техническое нормирование.
Техническое нормирование – установление технически обоснованных
норм затрат труда и материальных ресурсов на единицу продукции.
Норма времени – количество времени, необходимого для изготовления
единицы продукции надлежащего качества. При этом исходят из условия,
что нормируемая работа выполняется на основе современной, эффективной
технологии рабочими соответствующей профессии и квалификации.
Норма машинного времени – количество времени работы машины,
необходимое для приготовления единицы качественной машинной
продукции при правильной организации работы машины.
Норма выработки рабочего (звена рабочих) – количество
доброкачественной продукции, вырабатываемое за единицу времени
рабочими соответствующей профессии и квалификации в условиях
правильной организации труда.
Н выр 
1
Н вр
Уровень производительности труда (Упт) определяется по формуле:
У ПТ 
ТН
 100%
ТФ
где Т Н - норма времени, необходимое для выполнения рабочим заданной
работы (ч.час);
Т Ф - фактически затраченное время рабочим для выполнения заданной
работы.
Трудоемкость – затраты рабочего времени на единицу строительной
продукции (ч.час, ч.дн) .
Тарифное нормирование.
Тарифное нормирование – оценка качества труда, количество которого
определяется по технически обоснованным нормам.
Установление уровня оплаты труда строительных рабочих
осуществляется способом тарифного нормирования.
На основе тарифного нормирования в строительстве существует
тарифная система, включающая тарифную сетку и тарифные ставки.
Тарифная сетка.
В строительстве применяется шестиразрядная сетка (табл.)
Строительные разряды и тарифные коэффициенты.
Табл.
Разряды
1
2
3
4
5
6
коэффициенты
1
1,08
1,19
1,34
1,54
1,8
Тарифные ставки необходимы для определения размера заработной
платы рабочего за выполнение установленных норм, соответствующие его
разряду.
Тарифные ставки бывают часовые, дневные, месячные.
На основе норм времени тарифных ставок устанавливают расценки для
оплаты труда строительных рабочих.
Применяются две формы оплаты труда: сдельная и повременная.
Сдельная форма – выплата рабочему заработной платы за фактически
выполненный объем работ по расценкам за единицу качественной
строительной продукции.
С этой целью рабочему, звену, бригаде выдается производственное
задание на производство строительно-монтажных работ (наряд). Наряд
выдается до начала выполнения работ.
Повременная форма – выплата рабочему заработной платы за
фактически отработанное время по действующим тарифным ставкам по
разряду,
определяемому
по
Единым
тарифно-квалификационным
справочникам.
Эта форма используется в тех случаях, когда рабочие заняты на
работах, которые не поддаются точному нормированию и учету.
Формы организации труда рабочих.
Для выполнения строительных процессов необходимо разделить труд
между рабочими в соответствии с их квалификацией и организации их
совместной работы. Как правило, строительные процессы выполняют не
отдельные рабочие, а звенья, бригады.
Звено состоит из группы рабочих одной или нескольких профессий.
Квалификация рабочих зависит от вида выполняемой работы.
Простую часть работы выполняют менее квалифицированные рабочие,
а сложную часть работы более квалифицированные.
Бригада состоит из нескольких звеньев. Квалификационный и
количественный составы звеньев и бригад зависят от объема работ и
сложности строительных процессов.
Специализированные бригады состоят из рабочих одной профессии,
выполняющих однородные процессы. Например каменные, бетонные,
монтажные работы. Численность специализированной бригады – 25 человек.
Комплексные бригады состоят из рабочих различных профессий и
специальностей, выполняющих одновременно протекающих основные и
подготовительные процессы и находящиеся в непосредственной
организационной зависимости и связанных единством конечной продукции.
Численность комплексной бригады 40 – 60чел.
Комплексные бригады конечной продукции эффективны при
выполнении отдельных технологических циклов (частей здания) или здания в
целом. Выработка в комплексных бригадах конечной продукции на 20%
выше, чем в обычных комплексных бригадах, потому что профессиональный
уровень рабочих более высокий, и большая ответственность исполнителей.
Главными нормативными и инструктивными документами на основе
основных положений научной организации труда (НОТ) строительных
рабочих являются карты трудовых процессов (КТП)
КТП содержит разделы:
1.Область и эффективность применения карты.
2.Исполнители, предметы и орудия туда.
3.Подготовка и условия выполнения процесса.
4.Технология процесса и организация труда.
КТП разрабатывают для одного простого строительного процесса,
расчлененного на отдельные трудовые операции.
В карте трудового процесса даются рекомендации по организации
труда рабочих, высокопроизводительным приемом и методом труда,
применению эффективных орудий труда. В КТП четко разграничены
обязанности между членами звена.
Состав разделов КТП определяет все регламенты выполнения
строительных операций с целью обеспечения высокоэффективного труда
исполнителей.
4. Параметры строительных процессов.
Параметры строительных процессов подразделяют на два основных
вида: пространственные и временные.
К пространственным параметрам относятся: захватки, участки.
Захватка – участки с одинаковыми объемами работ, на которых
смежные строительные процессы выполняют параллельно. В зависимости от
размеров и формы здания или сооружения количество захваток может быть
различным (два и более). Например, если здание шестисекционное,
кирпичное многоэтажное, то здание в плане может быть разбито на две (три
секции) или три (две секции) захватки; если здание одноэтажное
промышленное, трехпролетное, то за захватку можно принять один пролет в
пределах одного температурного блока по длине здания.
Захватка может быть поделена на отдельные участки-делянки.
Делянка – это участок, отводимый звену для выполнения работы за
смену.
Фронт работ – участок здания, сооружения, отводимый звену или
бригаде.
Рабочее место – пространство, на котором размещается рабочий,
инструменты и соответствующий строительный материал. Рабочее место
должно обеспечивать безопасные и производительные условия для рабочего
с целью своевременного и качественного выполнения производственного
задания.
Параметры времени строительного процесса – выражает как
протекание его во времени, так и общую продолжительность.
Основные параметры времени – продолжительность выполнения
отдельных операций, сменность, сроки выполнения процесса. На основе
принятых технологических решений строится календарный график,
состоящий из расчетной и графической частей.
После выполнения необходимых технологических расчетов (подсчета
объемов работ, определения трудоемкости и машиноемкости, сменности,
численности бригады и продолжительности выполнения каждого процесса)
строится графическая часть с учетом технологической последовательности
строительных процессов, их взаимоувязки и совмещения.
5. Строительные работы.
Строительные работы – это совокупность строительных процессов,
результатом выполнения которых является строительная продукция в виде
конструктивного элемента или части здания.
Строительные работы различают по виду перерабатываемых
материалов или по конструктивным элементам.
По виду перерабатываемых материалов – земляные, бетонные,
каменные работы и др.
По конструктивным элементам – изоляционные, кровельные и тд.
Монтажные работы – совокупность строительных процессов, включая
временную установку, выверку и окончательное закрепление элементов
строительных конструкций.
Строительство зданий производится по циклам, стадиям. Работы
группируют по циклам. Так, например, при строительстве зданий
гражданского назначения строительный объект разбивается на четыре цикла:
нулевой цикл (подземный), возведение надземной части, устройство кровли,
отделочные работы.
Применяются два способа организации строительства:
– хозяйственный;
– подрядный.
При хозяйственном способе строительство ведет заказчик своими
силами. С этой целью в структуре предприятия, организации действует (или
создается) строительное подразделение. При хозяйственном способе ведется
строительство небольших объектов, ремонт и реконструкция зданий и
сооружений.
Подрядный способ строительства ведется постоянно действующими
подрядными строительными организациями. Они действуют на основе
подрядных договоров, заключаемых между заказчиком и подрядчиком.
Подрядные
строительные
организации
располагают
квалифицированными рабочими кадрами, хорошей материально-технической
базой, строительной техникой, специализированными видами транспорта.
В отличие от хозяйственного способа, строительство водится круглый
год;
обеспечивается
снижение
трудоемкости,
повышение
производительности труда, высокое качество строительно-монтажных и
специальных работ.
Как правило, заказчик заключает договор с одной строительной
организацией – генеральным подрядчиком. Генеральный подрядчик
полностью отвечает перед заказчиком за качественное и своевременное
строительство; для выполнения специальных работ (санитарно-технических,
электромонтажных и других) он привлекает на основе договора
субподрядные (субподрядчик) строительные организации.
Лекция 2
Основы поточных методов строительства
План лекции.
1.
2.
3.
4.
Понятия о поточных методах возведения зданий и сооружений
Параметры строительного потока
Классификация строительных потоков
Расчет частного и специализированного потоков
Строительство можно вести следующими методами: последовательным,
параллельным и поточным. При последовательном методе каждое
последующее здание возводится после окончания строительства
предыдущего,
однородные
строительные
процессы
выполняются
последовательно. (рис.2.1)
Недостатки последовательного метода:
а) наибольшая продолжительность строительства;
б) наибольшее потребление ресурсов: трудовых и материально-технических;
в) вынужденные перерывы-простои, связанные с переходом от выполнения
работ на одной захватке к другой, от одного участка к другому и т.д.
При параллельном методе возведение зданий осуществляется
одновременно. (рис.2.2)
Недостатки параллельного метода:
а) большое сосредоточение ресурсов на одних объектах за счет торможения
строительства других, при этом создаются условия для нарушения правил
техники безопасности;
б) вынужденные перерывы при переходе от возведения одного строительного
объекта к другому.
Поточный метод сохраняет достоинства первых двух методов и
устраняет их недостатки. (рис.2.3)
Поточный метод - это научный метод, обеспечивающий
последовательное выполнение однородных строительных процессов,
параллельное выполнение разнородных, непрерывное выполнение
строительных работ и равномерность потребления ресурсов.
Для создания строительного потока необходимо:
а) производственный процесс строительства расчленить на составляющие
процессы;
б) разделить труд между исполнителями;
в) создать производственный ритм;
г) максимально совместить во времени выполнение строительных процессов.
Строительный поток графически изображается в виде циклограммы.
Циклограмма - графическое изображение развития строительного
потока в пространстве и во времени. Составляющие строительного потока на
циклограмме изображаются наклонными линиямиКлассификация строительных потоков
Строительные потоки различаются по следующим признакам: по
структуре и назначению, характеру ритмичности, глубине расчленения
процесса, степени развития.
По структуре:
а) частные;
б) специализированные;
в) объектные,
г) комплексные.
Частный поток представляет собой один или несколько простых
строительных процессов, выполняемых звеном или бригадой. Продукцией
частного потока является оконченный вид процесса, работы на захватке,
участке, здании.
Специализированный
поток
совокупность
технологически
взаимосвязанных частных потоков, завершение которых приводит к
получению единицы продукции в виде конструктивного элемента или части
здания. Например, нулевой цикл, монтаж каркаса здания и т.д.
Объектный поток - это совокупность технологически и организационно
взаимосвязанных специализированных потоков, при завершении которых
получаем строительную продукцию в виде здания, сооружения или группы
зданий.
Комплексный
поток
это
совокупность
организационновзаимосвязанных объектных потоков, завершение которых обеспечивает
получение готовой строительной продукции в виде комплекса зданий,
сооружений. Например, жилой поселок, микрорайон, жилой массив,
промышленное предприятие и т.д.
По характеру ритмичности - ритмичные и неритмичные. Ритмичные
потоки, в свою очередь, разделяются на равноритмичные и
кратноритмичные.
В равноритмичных потоках (рис. 2.4) модуль цикличности во всех
частных потоках является постоянной величиной k  const .
Кратноритмичные потоки (рис.2.5) сохраняют кратность модуля
цикличности в разных частных потоках, а отличаются тем, что в каждом
частном потоке модуль цикличности имеет свое постоянное значение.
Неритмичные частные потоки (рис.2.6) характеризуются разной
продолжительностью k на захватках.
По глубине расчленения строительного процесса:
а) с полным расчленением;
б) с частичным (неполным) расчленением.
Полное расчленение - это разделение строительных процессов на
простые процессы, что обеспечивает использование принципов
специализации, высокое качество работ. Это целесообразно в условиях
действия длительных строительных потоков.
При краткосрочном строительстве используют потоки с неполным
расчленением строительного процесса.
По степени развития - установившиеся и неустановившиеся.
В развитии строительного потока имеют место два или три
этапа (рис.2.7а)
Тр - период развертывания потока;
Ту - период развернутого установившегося потока;
Тс - период свертывания потока.
Установившийся поток имеет место при Ту > 0. В течение этого периода
обеспечивается равномерное потребление ресурсов: трудовых, материальнотехнических.
При Ту ≤ 0 потоки (рис.2.7б,в) являются неустановившимися, так как они не
доводятся до установившегося цикла.
Параметры строительного потока
Принято различать три вида параметров потока:
а) пространственные;
б) технологические;
в) параметры времени.
К пространственным строительным параметрам относятся делянка,
захватка, монтажный участок, фронт работ, ярус.
К технологическим параметрам - число частных потоков, объемы
работ, трудоемкость интенсивность потока.
К параметрам времени - шаг потока, темп потока, модуль цикличности.
Частные потоки являются составляющими строительного потока.
Число частных потоков зависит от глубины расчленения строительного
процесса на составляющие.
Интенсивность или мощность потокам (J) – это количество
выпускаемой строительной продукции в единицу времени.
Модуль цикличности (к) - это отрезок времени, являющийся единицей
измерения продолжительности строительного потока.
Модуль цикличности для ритмичного частного потока является
продолжительностью частного потока на захватке. В этом случае (рис. 2.8)
k  tp
где tр - ритм потока.
(2.1)
Если продолжительность частного потока на захватках меняется, то за
модуль цикличности принимается наименьшая продолжительность частного
потока на соответствующей захватке.
Шаг потока tш - промежуток времени между двумя смежными
частными потоками.
Он может быть равным модулю цикличности (рис. 2.9) больше (рис.
2.10) меньше его (рис. 2.11)
Темп потока определяет количество строительной продукции, выпускаемой в
единицу времени в условных единицах измерения;
V 
m
,
T
(2.2)
где m – число захваток, Т – продолжительность потока.
Расчет частного и специализированного потоков.
Расчет частного потока:
а) ритмичного (рис. 2.12), где его продолжительность
(2.3)
t  km ,
Интенсивность потока
I
P
P

,
t km
(2.4)
где Р – объем работ в потоке.
Общее число захваток
m
F
,
F3
(2.5)
где F – общий фронт работ, F3 – фронт работ одной захватки.
FP
(2.6)
F3  aNkS
(2.7)
б) неритмичного (рис. 2.13)
t  k1  k 2  ...  k m ,
(2.8)
m
t   ki ,
(2.9)
i 1
Интенсивность потока
J
P

t
P
,
m
k
i 1
(2.10)
i
Общее число захваток
m
F
F3
Расчет ритмичного специализированного потока
а) строительные процессы непрерывны (рис. 2.14)
общая продолжительность Т выражается формулой (2.11)
T   t ,
(2.11)
где  - технологический цикл; t – продолжительность завершающего
частного потока.
Технологический цикл – совокупность строительных частных потоков
от первого до завершающего, выполняемых для выпуска строительной
продукции. Продолжительность технологического цикла – это отрезок
времени между началами первого и завершающего строительных процессов:
  k (n  1) ,
(2.12)
где n – число частных потоков.
Подставим значение τ и t в формулу (1.10)
T  k (n  1)  km ,
(2.13)
T  k (m  n  1) ,
б) ритмичного, прерывного (рис. 2.15)
  k (n  1)k   tT ,
T  k (m  n  1)   tT ,
где
(2.14)
(2.15)
(2.16)
t
- сумма технологических перерывов.
Технологический перерыв – это перерыв в производстве, вызванный
характером применяемых строительных материалов (твердение бетона и тд.)
Число исполнителей:
N  N1  N 2  ...  N n ,
(2.17)
Если
T
N1 
Q
Q1
Q
; N2  2 ; Nn  n ,
km
km
km
(2.18)
где Q – трудоемкость работ в специализированном потоке,
то N 
1 n
 Qi ,
km i 1
(2.19)
Расчетное число захваток:
а) для непрерывных процессов
m
T
 n 1,
k
(2.20)
б) для прерывных процессов
m
T   TT
k
 n  1,
(2.21)
в) с кратными ритмами (рис. 2.16)
Специализированный поток с кратными ритмами частных потоков
характеризуется кратностью темпов частных потоков, т.е.
(2.22)
V1  cV2 ,
или
m
m
c ,
k1
k2
(2.23)
Из формулы (2.23)
k1 
1
k2 ,
c
(2.24)
Продолжительность специализированного потока с кранными ритмами:
T  k (cm  n  1)
(2.25)
Лекция 3
Проект организации строительства (ПОС).
Назначение. Состав. Исходные материалы.
Назначение.
Проект организации строительства (ПОС) разрабатывается для
обеспечения своевременного ввода в действие производственных мощностей
и объектов гражданского строительства с наименьшими затратами и при
высоком качестве их выполнения.
ПОС является основой распределения капитальных вложений и
объемов строительно-монтажных работ по срокам строительства, а также
обоснования сметной стоимости строительства.
Состав проекта организации строительства (ПОС) содержит:
1. Календарный план строительства.
2. Общеплощадочный строительный генеральный план.
3. Организационно-технологические схемы с указанием технологической
последовательности работ.
4. Ведомость потребности в строительных конструкциях, изделиях,
материалах и оборудовании с распределением по календарным
периодам строительства.
5. График потребности в основных строительных машинах и
транспортных стредствах.
6. График потребности в строительных кадрах.
7. Пояснительная записка.
Исходные материалы.
Для разработки ПОС необходимо иметь:
– технико-экономическое обоснование или технико-экономические
расчеты;
– материалы инженерных изысканий;
– плановые сроки строительства;
– объемно-планировочные и конструктивные решения зданий и
сооружений, принципиальные технологические схемы основных
производств;
– сведения об условиях обеспеченности строительными кадрами;
– сведения об условиях обеспечения строительства транспортом, об
условиях обеспечения строителей питанием, жилыми и культурнобытовыми помещениями;
– данные о дислокации и мощностях общестроительных и
специализированных организаций, о наличии производственной базы
строительной индустрии.
Проект производства работ.
Назначение. Состав. Исходные материалы.
Проект производства работ (ППР) разрабатывается для определения
наиболее эффективных, современных методов выполнения строительномонтажных работ. ППР обеспечивает снижение трудоемкости, способствует
сокращению продолжительности строительства, повышению качества работ,
снижению себестоимости работ.
При разработке ППР должно быть учтено следующее:
1) обеспечение своевременной подготовки объектов к освоению проектных мощностей;
2) первоочередное выполнение работ подготовительного периода;
3) применение технологических процессов, обеспечивающих необходимый уровень качества строительства;
4) преимущественное использование местных строительных материалов;
5) комплектная поставка на строительство конструкций, изделий, деталей;
6) поставка технологического оборудования укрупненными блоками;
7) уменьшение объема строительства временных зданий и сооружений,
применяя
передвижные,
контейнерные
и
сборно-разборные
инвентарные здания, используя постоянные здания и сооружения;
8) соблюдение правил по охране труда и пожарной безопасности;
9) учет природно-климатических особенностей района строительства.
ППР разрабатывается подрядными организациями. Разработка ППР
производится за счет накладных расходов в строительстве.
ППР должен быть разработан: на строительство здания или сооружения
в целом; на возведение их отдельных частей (подземная и надземная части,
секция, пролет, этаж, ярус и т.д.); на выполнение технически сложных
строительных, монтажных и специальных строительных работ; а также работ
подготовительного периода. В зависимости от сроков строительства объекта
и объемов работ по решению строительной организации он должен быть
передан на строительную площадку не позднее, чем за два месяца до начала
возведения здания или тех частей здания, на которые составлен.
Исходные материалы дли разработки ППР:
1) задание на разработку, выдаваемое строительной организацией как
заказчиком ППР, с обоснованием необходимости разработки на здание
(сооружение ) в целом, его часть и с указанием сроков разработки;
2) проект организации строительства;
3) необходимая рабочая документация;
4) условия и сроки поставки конструкции, изделий, материалов и
оборудования, использования строительных машин, транспортных
средств, обеспечения рабочими кадрами строителей по основным профессиям, применения бригадного подряда;
5) материалы и результаты технического обследования действующих
предприятий, зданий и сооружений при их реконструкции, а также
требования к выполнению работ в условиях действующего производства.
Для строительства зданий и сооружений с особо сложными
конструкциями и методами производства работ проектные организации в
составе рабочей документации должны разработать:
– оснастку и приспособления для транспортирования и монтажа уникального
оборудования,
негабаритных
и
тяжеловесных,
технологических,
строительных и строительно-технологических блоков;
– специальную опалубку сводов-оболочек, несъемную и скользящую
опалубки;
– устройства для обеспечения работ по искусственному понижению уровня
грунтовых вод, искусственному замораживанию и т.д.;
– оснастку и специальные устройства для возведения подземных сооружений
способом "стена в грунте", прокладку подземных трубопроводов методом
продавливания грунта и др.
Состав и содержание ППР:
1. Календарный план производства работ по объекту или комплексный
сетевой график, в котором определяется: последовательность и сроки
выполнения работ с максимально возможным их совмещением;
нормативное время работы строительных машин, потребность в
материально-технических и трудовых ресурсах;
2. Объектный стройгенплан с указанием: границ строительной площадки
и видов ограждения, существующих и временных;
3. График поступления на объект строительных конструкций, изделий,
материалов и оборудования с данными о поступлении этих ресурсов по
каждой подрядной бригаде;
4. Графики движения рабочих кадров по объекту;
5. Графики движения основных строительных машин;
6. Технологические карты (схемы) с включением схем операционного
контроля качества, описанием методов производства работ, указанием
трудозатрат и потребности в материалах, машинах, оснастке,
приспособлениях и средствах зашиты рабочих, последовательность
демонтажных работ при реконструкции предприятий, зданий и сооружений;
7. Решения по производству геодезических работ, включающие схемы
размещения знаков, указания для выполнения геодезических построений и измерений, указания о необходимой точности и технических
средствах геодезического контроля выполнения строительномонтажных работ;
8. Решения по технике безопасности;
9. Мероприятия по выполнению работ методом сквозного поточного
бригадного подряда;
10.Мероприятия по выполнению работ, в случае необходимости, вахтовым методом;
11.Решения по прокладке временных инженерных сетей;
12.Перечень технологического инвентаря и монтажной оснастки, а также
схемы строповки грузов;
13.Пояснительная записка:
– обоснование решений по производству работ, в том числе выполняемых в
зимнее время;
– потребность в энергетических ресурсах и решения по ее покрытию;
– перечень инвентарных зданий и сооружений и устройств с расчетом
потребности и обоснованием условий привязки их к участкам строительной
площадки;
– мероприятия, направленные на обеспечение сохранности и исключение
хищения материалов, изделии, конструкций и оборудования на строительной
площадке;
– мероприятия по защите действующих зданий и сооружений от повреждений, а также природоохранные мероприятия;
– ТЭП, включая объемы и продолжительность выполнения СМР,
себестоимость в сопоставлении со сметной, уровень механизации работ и
затрат труда на 1 м3 объема, 1 м2 площади здания, на единицу физических
объемов работ.
ППР на подготовительный период строительства включает:
1) календарный план;
2) стройгенплан;
3) технологическую карту;
4) графики движения рабочих кадров;
5) графики движения основных строительных машин;
6) график поступления на строительство необходимых на этот период
материалов, конструкций, изделий и оборудования;
7) схемы размещения знаков для выполнения геодезических построений;
8) пояснительную записку;
дан в полном соответствии со СНИП 3.01.01 - 85 (стр. 45 - 46).
ППР для горных и высокогорных районов должен учитывать
следующее:
а) пониженное барометрическое давление, а, следовательно, соблюдение
особых (адаптационных) режимов работы строителей;
б) применение машин и механизмов, приспособленных для работы в
горных условиях:
в) лавинные, селевые и оползневые явления на отдельных участках
территорий,
поиск
безопасных
участков
для
размещения
производственной строительной базы и жилого поселка;
г) труднодоступность отдельных районов, строительство при
необходимости временных транспортных путей.
ППР для пустынных и полупустынных районов учитывает следующее:
а) высокие дневные температуры наружного воздуха, требующие установления специального режима труда;
б) применение машин и механизмов в специальном тропическом
исполнении;
в) отсутствие на значительных территориях местных источников водоснабжения, а, следовательно, необходимость специальных работ по
очистке, опреснению, транспортировке, охлаждению и хранению воды.
ППР для северной строительно-климатической зоны должен учитывать
следующее:
а) климатологию - большую продолжительность холодного периода,
частые зимние сильные ветры и снежные заносы, вечномерзлое состояние
грунтов, малую естественную освещенность в холодный период;
б) применение машин и механизмов в "северном " исполнении;
в) Территориальную разобщенность строительства и необходимость
комплектной поставки строительных материалов и конструкций;
г) сезонность в доставке материально-технических ресурсов;
д) необходимость использования специальных видов транспорта.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
При реконструкции действующих промышленных предприятий:
Производство СМР в условиях, реконструкции объектов должно быть
увязано с производственной деятельностью реконструируемого
предприятия. Заказчик и подрядчик должны определить ответственного за оперативное руководство работами.
Решения по организации строительного производства должны
обеспечивать выполнение максимально возможного объема СМР в
доостановочный период и во время плановых технологических
остановок основного производства.
При реконструкции объектов необходимо предусматривать совместное
использование внутризаводских транспортных коммуникаций и
инженерных сетей, цехового грузоподъемного оборудования
строительным и эксплуатационным персоналом.
Указывать состав работ, выполняемых в период, не связанный с
остановкой производственного процесса, и работ, связанных с
частичной или полной остановкой производственного процесса.
Устанавливать очередность и порядок совмещенного выполнения СМР
с указанием участков и цехов, в которых из время производства СМР
изменяются технологические процессы основного производства, а
также, когда СМР ведутся во время технологических остановок
основного производства.
Указывать на стройгенплане действующие здания, сооружения и
инженерные сети, не подлежащие реконструкции, вновь возводимые
здания, сооружения и прокладываемые сети, реконструируемые и
разбираемые здания и сооружения, разбираемые и перекладываемые
инженерные сети, места примыкания новых сетей к существующим,
проезды по территории, направления безопасного прохода строителей
и эксплуатационного персонала предприятия.
1.4. Объектный стройгенплан.
 Назначение и виды стройгенпланов.
 Общие принципы проектирования стройгенплана.
 Объектный стройгенплан.
Стройгенплан - это генеральный план строительной площадки, на
котором рационально размещены объекты строительного хозяйства.
К объектам строительного хозяйства относятся: монтажные и
грузоподъемные машины и механизмы, производственные установки,
временные здания, временные склады, дороги, инженерные сети и ограждения.
Стройгенпланы по назначению бывают общеплощадочные и
объектные.
Общеплощадочный
стройгенплан
разрабатывает
проектная
организация в составе проекта организации строительства.
Назначение общеплощадочного стройгенплана - дать общие,
принципиальные решения по организации объектов строительного хозяйства
на всей строительной площадке.
Объектный стройгенплан решает вопросы детального размещения той
части объектов строительного хозяйства, которая связана с возводимым
зданием или сооружением. Объектный стройгенплан разрабатывается
подрядчиком или проектно-технологической организацией (трестом
"Оргтехстрой").
Общие принципы проектирования стройгенплана.
а) строительный генеральный план - одна из основных частей проекта
организации строительства (ПОС) и проекта производства работ (ППР); он
должен быть увязан с остальными элементами проекта;
б) решения стройгенплана должны соответствовать строительным нормам и
правилам;
в) временные здания и сооружения следует располагать на участках, не
подлежащих застройке на строительной площадке;
г) затраты на строительство временных зданий и сооружений должны быть
минимальными. С целью уменьшения объема строительства временных
зданий следует максимально использовать существующие здания,
расположенные на строительной площадке и подлежащие сносу;
д) расстояния перемещений строительных грузов в пределах строительной
площадки, а также число перегрузок должны быть минимальные.
Объектный стройгенплан.
Он проектируется для отдельно возводимого здания или сооружения,
части здания и видов работ.
Исходные данные для разработки объектного стройгенплана:
- задание на проектирование;
- общеплощадочный стройгенплан;
- календарные планы;
- технологические карты;
- рабочие чертежи строительного объекта;
- уточненные расчеты потребности в трудовых и материально-технических
ресурсах.
Объектный стройгенплан состоит из графической части и расчетнопояснительной записки.
Графическая часть содержит генплан строительной площадки, на
котором показаны: основной возводимый объект, объекты строительного
хозяйства, связанные с сооружением основного, и перечень основного
монтажного оборудования.
Графическая часть проект вычерчивается в масштабе 1:500 и 1:200.
Расчетно-пояснительная записка содержит уточненные расчеты потребности
в воде, электроэнергии, сжатом воздухе, кислороде, тепле, во временных
зданиях, сооружениях, дорогах; технические решения по выбору
строительных кранов, машин, механизмов, производственных установок.
Последовательность проектирования объектного стройгенплана (рис.
1.11):
а) уточнение исходных данных и расчетов;
б) привязка монтажных и грузоподъемных машин, механизмов,
производственных установок;
в) размещение складов;
г) привязка временных зданий и сооружений;
д) привязка временных дорог;
е) привязка временных инженерных сетей;
ж) уточнение ограждений территории, места хранения противопожарного
инвентаря и др.
Уточнение исходных данных и расчетов.
Показатель, характеризующий количество рабочих, принимается по
эпюре потребности в трудовых ресурсах календарного плана.
Показатель, характеризующий количество и тип машин, механизмов,
транспортных средств, корректируется исходя из наличного парка данной
строительной организации.
Показатели, характеризуюшие условия подсоединения: место врезки,
способ учета и т.д., корректируются исходя из рекомендации
территориальных эксплуатационных хозяйств, ведающих постоянными
инженерными сетями.
Показатели,
характеризующие
выбранные
монтажные
и
грузоподъемные машины, механизмы, корректируются с учётом привязок к
возводимому строительному объекту с обозначением пути движения,
габаритов, зон влияния крана, ограждении путей, ограничений движений
крана и т.д.
На объектном стройгенплане, в отличие от общеплощадочного,
должны быть указаны не только привязанные размеры складских площадок,
но и раскладка по типам, маркам строительных конструкций, изделий,
точные места складирования конкретных строительных материалов,
технической оснастки и др.
Объектный стройгенплан обязан уточнять параметры видов, типов и
размеров временных зданий и сооружений, необходимые для дальнейшего
осуществления и привязки.
Стройгенплан на период нулевого цикла включает данные о
дополнительных местах складирования грунта, необходимого для обратной
засыпки (в пазухи, под полы), обноску, землевозные временные дороги,
ограждения, места схода в котлован, в существующие и реконструируемые
инженерные сети.
Лекция № 4.
Календарные планы строительства.
План лекции.
1. Календарные планы строительства объекта. Назначение. Исходные
данные. Виды календарных графиков.
2. Последовательность
разработки
календарного
плана
строительства отдельного объекта.
3. Сетевой график строительства. Его элементы, правила
построения.
4. Параметры сетевого графика.
5. Расчет сетевого графика на сети
6. Корректировка сетевого графика по времени и ресурсам.
Календарный план строительства разрабатывается с целью:
установления последовательности и сроков выполнения каждой строительномонтажной работы, определение общей продолжительности строительства,
отдельных его этапов, а так же определения потребности в материальнотехнических, трудовых и финансовых ресурсах.
Календарные планы составляют при разработке проекта организации
строительства (ПОС) и проекта производства работ (ППР).
В составе ПОС разрабатывают календарные планы строительства
комплекса (промышленное предприятие, жилой массив и т.д.) на основе
укрупненных показателей.
Календарные планы строительства отдельного объекта, сооружения.
Календарный план строительства отдельного здания, сооружения в
составе ППР разрабатывается подробно на основе рабочих чертежей. В нем
определяются: сроки выполнения каждой строительно-монтажной работы,
технологическая
последовательность
выполнения
работ,
общая
продолжительность возведения объекта, ежедневная потребность в трудовых,
материально-технических и финансовых ресурсах.
Исходные данные:
– рабочие чертежи и сметы;
– данные технико-экономических изысканий;
– календарный план строительства комплекса (при двухстадийном
проектировании);
– данные о поставщиках и их возможностях;
– технологические карты на основные виды строительно-монтажных
работ;
– данные о трудовых ресурсах генподрядной и субподрядной
строительных организаций;
– продолжительность строительства (нормативная и директивная).
В
основу
календарного
плана
положена
организационнотехнологическая модель.
В строительстве наиболее распространены линейные, циклограммные и
сетевые модели.
На основе организационно- технологической модели определяют сроки
выполнения каждой работы, с привязкой к конкретным календарным датам
(годам, месяцам, дням). В результате этой привязки получается календарный
график.
Календарный график является основой календарного плана, т.е. зная
сроки выполнения работ, устанавливают, когда и какие ресурсы необходимы
для строительства.
Календарные
графики
применяют
трех
видов:
линейные,
циклограммные и сетевые.
Линейный график состоит из двух частей: левой (расчетной) и правой
(графической).
В левой части даны следующие характеристики: единица измерения,
объемы работ, затраты труда, число рабочих, применяемые строительные
машины и механизмы, сменность, продолжительность выполнения процесса.
Недостатки линейного графика:
– отсутствие достаточной гибкости;
–
недостаточно
четкое
отражение
всех
взаимосвязей
и
взаимозависимостей между строительными процессами;
– большие трудности при использовании компьютерной техники.
Циклограммные графики – это разновидность линейных графиков. Они
имеют те же недостатки, что и линейные.
Сетевые графики, имеют преимущества в сравнении с линейными:
– четкость и ясность взаимосвязей и взаимозависимостей между
строительными процессами;
– гибкость сетевой модели;
– возможность применения электронно-вычислительной техники.
Последовательность разработки календарного плана.
Левая, расчетная часть.
1. Анализ проектной документации.
2. Определение номенклатуры работ.
3. Подсчет объемов работ.
4. Выбор методов производства работ.
5. Определение для каждой работы трудоемкости и машиноемкости.
6. Установление
организационнотехнологической
последовательности выполнения работ.
7. Выбор сменности выполнения работ.
8. Определение числа рабочих в день, квалификационный состав
звеньев и бригад.
9. Определение каждой работы.
Правая, расчетная часть:
1. Взаимная увязка работ.
2. Установление сроков их выполнения.
3. Определение общей продолжительности строительства объекта.
4. Корректировка календарного плана во времени.
5. Построение графика потребности в трудовых ресурсах.
6. Построение графика работы строительных машин, графики завоза и
расхода строительных материалов, изделий.
7. Построение графика потребности в финансовых ресурсах.
8. Корректировка календарного плана по трудовым, материальнотехническим и финансовым ресурсам.
Сетевой график строительства. Его элементы, правила построения.
Сетевой график – сетевая модель, отображающая совокупность
трудовых процессов, их взаимосвязь.
На сетевом графике определяют сроки выполнения процессов,
критический путь и основные параметры.
Элементы сетевого графика.
Сетевой график состоит из трех элементов: работы, события и пути.
В сетевом графике используют три вида работ: действительная работа
(работа), фиктивная работа (зависимость, связь) и ожидание.
Действительная работа – это строительный процесс, требующий
ресурсы и время. На сетевом графике работа изображается сплошной
стрелкой.
Ожидание – это процесс, требующий только затрат времени. Ожидание
связано с выполнением мокрых строительных процессов, после выполнения
которых необходим перерыв для достижения необходимой прочности. Этот
перерыв называется технологическим. Например, при производстве
бетонных работ, после укладки бетонной смеси в опалубку.
Забетонированной конструкции необходимо дать время для приобретения
бетоном необходимой (проектной) прочности. Только после этого можно
приступать к выполнению последующих процессов. Ожидание так же
изображается сплошной стрелкой.
Фиктивная работа (зависимость) не имеет ни ресурсов, ни времени,
изображается в виде пунктирной стрелки.
Событие – это результат совершения одной или нескольких работ.
Различают событие исходное, начальное, конечное и завершающе.
Событие изображается в виде кружочка и нумеруется (i – номер события).
Каждая работа в сетевом графике имеет два события: начальное и конечное
(рис. 8 а).
В сетевом графике столько начальных и конечных событий, сколько
работ.
Исходное событие – это начальное событие исходной работы.
Исходная работа – работа, не имеющая предшествующей работы
(предшествующих работ).
Завершающее событие – событие, откуда не выходит ни одна работа
(не имеет последующей работы, последующих работ).
Путь в сетевом графике.
В сетевом графике путь бывает двух видов: полный и неполный.
Полный путь – путь, проходящий от исходного до завершающего
события.
Неполный путь – путь, проходящий через несколько событий; является
частью полного пути.
Продолжительность пути – это сумма продолжительностей
составляющих его работ.
Критический путь – полный путь, наибольшей продолжительности.
Критический путь определяет общую продолжительность строительства.
Работы, лежащие на критическом пути, называют критическими
работами. Изменение продолжительности любой критической работы влечет
за собой изменение критического пути.
Правила построения сетевой модели.
Для построения сетевой модели необходимо знать правила её
построения, а именно:
1. В каждой работе номер начального события должен быть меньше
номера конечного события.
2. Между двумя событиями не должно быть больше одной работы.
Если между двумя событиями больше одной работы
(параллельность работ), то вводится дополнительное событие (рис.
9,10).
3. Если работу в можно начать до окончания работы б, то работа б
разбивается на части (рис. 11,12).
4. Взаимосвязь между работами изображается фиктивной работой
(зависимостью).
5. В сетевой модели не должно быть замкнутых контуров (рис. 13,14).
6. В сетевом графике не должно быть «тупиков», т.е. событий (кроме
завершающей), из которых не выходит ни одна работа (рис.15,16).
7. В сетевой модели не должно быть «хвостов» (кроме исходного
события) (рис. 17,18).
8. Если в сетевой модели несколько работ имеют одно начальное и
одно конечное событие и выполняются одним исполнителем, то эти
работы можно укрупнить (рис.19,20).
9. В сетевой модели не должно быть ложных зависимостей «прострел»
Сетевая модель построена не верно, т.к. имеет место «прострел»
(ложная зависимость); по этой модели монтаж плит перекрытия на 1-ой
захватке зависит не только от монтажа ригелей, но и от монтажа колонн на
второй захватке. Чтобы исключить эту ошибку, вводятся дополнительные
события.
Параметры сетевого графика.
Работа и события обладают временными параметрами.
Основные параметры сетевого графика:
Ранний срок начала работы.
Ранний срок окончания работы.
Поздний срок начала работы.
Поздний срок окончания работы.
Полный резерв времени работы.
Частный резерв времени работы.
Потенциал события.
Критический путь.
Рассмотрим их.
Ранний срок начала работы i – j ( tiр.нj . ) – это наибольшая
продолжительность от исходного события до начального события
рассматриваемой работы.
tiр.нj .  max Li j 
Ранний срок окончания работы i – j ( tiр.оj . )
tiр.оj .  tiр.нj .  ti j
Он равен сумме раннего срока начала работы и её продолжительности.
Поздний срок окончания работы i – j ( tiп.оj. ) – это наиболее поздний срок
окончания работы i – j; численно равен: позднему сроку свершения её
конечного события j; или разности между критическим путем и наибольшей
продолжительностью от конечного события данной работы до завершающего
события.
tiп.оj.  t пj  tкр  max L j  z 
Поздний срок начала работы i – j ( tiп.нj . ) – наиболее поздний допустимый
срок окончания i – j. Он определяется как разность между поздним
окончанием работы и её продолжительностью.
tiп.нj .  tiп.оj .  ti j
Полный резерв времени работы i – j ( Ri j ) – количество времени, на
которое можно увеличить продолжительность работ i – j или приостановить
её выполнение без увеличения продолжительности критического пути.
Полный резерв определяется как разность между поздним началом (поздним
окончанием) рассматриваемой работы и её ранним началом (ранним
окончанием).
Ri j  tiп.нj .  tiр.нj . или
Ri j  tiп.оj .  tiр.оj .
Частный резерв времени работы i – j ( чi j ) – количество времени, на
которое можно изменить продолжительность работы i – j без увеличения
раннего начала последующей работы (последующих работ). Частный резерв
времени работы определяется как разность между ранним началом
последующей работы (последующих работ) и ранним окончанием данной
работы.
чi j  t jр.нк.  tiр.оj .
Потенциал события i ( П i ) – это продолжительность наибольшего
пути от данного события i до завершающего события сетевого графика z.
Пi  max Li z 
Продолжительность критического пути – это наибольшее из ранних
окончаний завершающих работ, численно совпадающее с поздним
окончанием завершающей работы (завершающих работ).
 
tкр  max tiр.zо.  tiп.оz .
Расчет сетевого графика может быть выполнен вручную или на ЭВМ.
В условиях строительной организации сетевые графики с числом работ
до 100 рассчитывают вручную. Из всех способов ручного счета чаще
применяют табличный и расчет непосредственно на сети.
Рассмотрим последний способ расчета сетевого графика. Расчет
сетевого графика непосредственно на графике.
Событие сетевого графика j разбивается на четыре сектора. В верхний
сектор записывается код события; в левый сектор – ранний срок начала
последующей работы j –к ( t jр.нк. ); в правый сектор – поздний срок окончания
данной работы i – j ( tiп.оj . ); в нижний сектор – потенциал события j ( П j ).
Последовательность расчета.
1. Необходимо прокодировать события.
2. Определить ранние сроки начала каждой работы и записать их в
левый сектор каждого события. Расчет ведется слева на право.
3. Определить поздние сроки окончания каждой работы и записать их в
правый сектор каждой работы. Расчет проводится последовательно
справа (начиная с завершающего события) налево.
4. Определить потенциал событий, ведя расчет справа (от
завершающего события) налево. Потенциалы записываем в нижний
сектор каждого события.
Затем переходим к определению полного и частного резерва
времени, которые записываем в виде дроби над стрелкой (работой)
или под ней; в числителе записываем полный резерв, а в знаменателе
– частный резерв.
Пример расчета.
Необходимо произвести расчет следующего сетевого графика
(рис.4.16) Под работами приведены продолжительности работ.
Прокодируем события и приступим к расчету непосредственно на
графике.
Продолжительность критического пути равна 17.
Находим критические работы. Работы, лежащие на критическом пути,
не имеют резервов ни полных, ни частных. Работы, лежащие на критическом
пути (критические работы), выделяем двойной линией.
Корректировка сетевого графика проводится поэтапно.
1. Корректировка графика по времени проводится в тех случаях, когда
продолжительность критического пути оказывается больше
нормативной или директивной продолжительности строительства.
Способы корректировки: перераспределение внутренних ресурсов,
привлечение внешних ресурсов, изменение топологии (структуры)
сети.
2. Корректировка сетевого графика по ресурсам (трудовым,
материальным, техническим, финансовым).
Лекция № 5,6
Земляные работы.
План лекции.
1. Назначение и виды земляных работ.
2. Грунты и их свойства.
3. Разработка грунта
машинами механического
воздействия
(экскаваторы с прямой и обратной лопатой).
4. Разработка
грунта
землеройно-транспортными
машинами
(скреперы, бульдозеры, грейдеры).
1. Назначение и виды земляных сооружений.
Земляные работы в промышленном и гражданском строительстве
выполняют при устройстве траншей и котлованов, земляного полотна дорог,
изменении природного рельефа местности.
В результате разработки грунта образуются различные виды земляных
сооружений.
В зависимости от сроков эксплуатации они разделяются на постоянные
и временные.
Временные земляные сооружения возводят на период строительства
зданий и сооружений. Например, котлован под здание, траншея для
прокладки инженерных сетей и др.
Постоянные сооружения предназначены для эксплуатации в течение
продолжительного времени. Например, земляное полотно дороги, дамба,
плотина, туннели и тд.
Котлован – это выемка, длина которой не превышает десятикратной её
ширины (рис.а).
Траншея – это выемка, имеющая, ширину до 3 м, и длину, значительно
превышающую ширину (рис.б).
Основание котлован и траншей носит название дна, боковая
поверхность – откос или вертикальная стенка; у откоса боковая поверхность
имеет наклон.
После возведения подземных конструкций, зданий и сооружений,
производится обратная засыпка пространства между боковой поверхностью
подземной части здания и откосом котлована (пазух) грунтом – обратная
засыпка.
2. Грунтами называют породы, залегающие в верхних слоях земной
коры. Свойства и качество грунта влияют на устойчивость земляных
сооружений, трудоемкость разработки и стоимость работ. Для выбора
наиболее эффективного метода производства работ надо знать основные
характеристики грунтов: плотность, влажность, сцепление, разрыхляемость,
угол естественного откоса, удельное сопротивление резанию.
Плотность – масса 1 м3 грунта в естественном состоянии.
Влажность – степень насыщения грунта водой; её определяют
отношением массы воды в грунте к массе твердых частиц грунта. Влажность
выражают в процентах.
Сухие грунты имеют влажность до 5%, мокрые – при влажности более
30%.
Сцепление – начальное сопротивление грунта сдвигу. Для песчаных
грунтов сила сцепления – 0,03-0,05 МПа, для глинистых – 0,05-0,2 МПа.
Разрыхляемость – способность грунта увеличиваться в объеме в
процессе разработки; при этом плотность грунта уменьшается. Это явление
носит название первоначального разрыхления грунта и характеризуется
коэффициентом разрыхления Кр. Разрыхленный грунт, уложенный в насыпь,
в результате воздействия внутренних и внешних сил уплотняется, но не
достигает того объекта, который имел до разработки, сохраняя статочное
разрыхление.
Показателем остаточного разрыхления является коэффициент
остаточного разрыхления Ко.р., этот показатель различен для видов грунтов:
для глинистых – 1,04-1,09; для песчаных – 1,01-1,025.
Удельное сопротивление резанию зависит от свойств и показателей
разрабатываемого грунта, от конструктивного исполнения рабочего органа
землеройной (землеройно-транспортной) машины.
В строительстве грунты по трудности их разработки классифицируют
грунты:
– для одноковшовых экскаваторов – 6
– для многоковшовых экскаваторов и скреперов – 2
– для бульдозеров и грейдеров – 3
– при разработке вручную – 7
Существуют следующие методы разработки грунта:
– механический
– гидравлический
– взрывной
3. Разработка грунта механическим методом.
Производство земляных работ включает следующие строительные
процессы: разработка грунта в выемке, перемещение и укладка грунта в
насыпь. Если машина только разрабатывает грунт, то она называется
землеройной. Если же машина разрабатывает и перемещает грунт, то она
называется землеройно-транспортной.
Разработка грунта землеройными машинами. (одноковшовые
экскаваторы цикличного и непрерывного действия).
Широкое применение получили одноковшовые экскаваторы. Около
50% землеройных работ выполняются ими.
Процесс разработки грунта экскаватором включает следующие
операции: резание грунта, подъем заполненного грунтом ковша, поворот
экскаватора к месту выгрузки грунта из ковша, обратный порот экскаватора,
опускание и подача ковша для нового набора грунта.
Основные
рабочие
параметры
одноковшовых
экскаваторов:
наибольшая высота колонн + Н, глубина копания (резания) – Н, наибольший
и наименьший радиусы копания на уровне стоянки экскаватора Rmax и Rmix,
радиус выгрузки Rв, высота выгрузки Нв.
Одноковшовые экскаваторы разрабатывают грунт, перемещаясь с
одной стоянки к другой с определенным шагом. Пространство, включающая
площадку, на которой стоит экскаватор, часть массива грунта,
разрабатываемого с одной стоянки, и площадку на которой устанавливается
транспорт под погрузку (или отвал грунта) носит название забоя.
Одноковшовые экскаваторы в зависимости от разрабатываемого
объема грунта, глубины выемки, способа разработки грунта (выше или ниже
стоянки экскаватора) применяют следующих типов: с прямой лопатой, с
обратной лопатой, драглайн, грейфер.
Экскаватор с прямой лопатой. Он разрабатывает грунт, расположенный
выше уровня стоянки экскаватора с погрузкой в транспортные средства.
Применяют следующие способы разработки грунта лобовым и боковым
проходками.
Сущность лобовой проходки состоит в том, что экскаватор вынимает
грунт впереди себя и грузит в транспорт, находящийся на уровне стоянки
экскаватора.
Используют следующие схемы разработки грунта лобовой проходкой:
– узкая (торцевая), если ширина котлована (В) составляет (1,5-1,9)
оптимального радиуса резания (Ro); Ro=0,9 Rmax (рис.1а);
– уширенная по зигзагу, если ширина котлована равна (2-2,5) Ro
(рис.1б);
– уширенная, с перемещением экскаватора поперек выемки, если
ширина котлована (В) равна (2,5-3,5) Ro (рис.1в).
При лобовой проходке экскаватор перемещается параллельно
продольной оси котлована. Ширине лобовой проходки по верху определяется
по формуле:
при торцевой схеме
(1)
В  2 Ro2  lп2
при схеме по зигзагу
(2)
В  2 Ro2  lп2  0,3  0,8Ro
при перемещении поперек ширины выемки
(3)
В  2 Ro2  lп2  n  0,9Ro
Боковой способ разработки выемки. Сущность указанного способа
заключается в том, что экскаватор разрабатывает грунт, в основном, с одной
стороны перемещения и частично впереди себя (рис.5 2).
В  В1  В2
(4)
В1  Ro2  lп2
В2  0,7 Ro
(5)
(6)
В  2 Ro2  lп2  0,7 Ro
(7)
При этом транспортное средство устанавливается под погрузку сбоку
разработки, уменьшая тем самым угол поворота стрелы экскаватора при
погрузке грунта; следовательно, повышается производительность работы
экскаватора. Поэтому применение боковой проходки в сравнении с лобовой
является более эффективным.
Экскаватор с обратной лопатой, применяется при разработке грунтов,
находящиеся ниже уровня стоянки экскаватора; используется при разработке
выемок небольшого объема и глубины. Применяются оба способа проходок:
лобовой и боковой.
4. Разработка грунта землеройно-транспортными машинами.
Землеройно-транспортными называют машины, которые за один цикл
разрабатывают грунт, перемещают его, разгружают в насыпь и порожняком
возвращаются в забой.
При возведении зданий и сооружений используют следующие виды
землеройно-транспортных машин: бульдозеры, скреперы, грейдеры.
Разработка грунта бульдозерами.
Бульдозеры используют для разработки неглубоких и протяженных
выемок, выполнение планировочных работ, зачистки дна котлована,
обратной засыпки траншей и пазух котлованов. Разработка выемок
бульдозером ведется ярусами. За ярус принимается толщина стружки,
снимаемая за одну проходку.
Разработка грунта ведется от начала выемки к середине. Для
уменьшения потерь гранта от осыпания при перемещении отвалы
оборудуются по бокам открылками ящичного типа.
Применяют две схемы резки грунта: тонкой стружкой и клиновый.
Существуют два способа разработки грунта: послойный и траншейный.
Послойный способ разработки грунта – разработка грунта слоями на
толщину снимаемой стружки за один проход бульдозера последовательно по
всей ширине выемки или отдельным его частям. Способ применяется при
сложном очертании площадок.
Сущность траншейного способа состоит в том, что выемка разбивается
на ярусы глубиной 0,4 - 0,5 м. Каждый ярус разрабатывают траншеями на
ширину отвала, оставляя полосы нетронутого грунта шириной (0,4 – 0,6) м
между ярусами (рис.5.4).
Оптимальное расстояние перемещения грунта бульдозером 30-50 м.
При расстоянии перемещения свыше 50 м используют способ разработки с
промежуточным валом, а также спаренную работу двух бульдозеров.
Разработка грунта скреперами.
Скрепер – землеройно-траншейная машина циклического действия;
применяется при дальности перемещения от 100 м до 5000 м.
Скреперы используют при:
– разработке котлованов;
– планировке строительных площадок;
– вскрытии грунтовых карьеров и строительных материалов;
– устройстве насыпей и выемок автомобильных дорог.
В зависимости от конструктивного решения емкости ковша и
агрегатирования с тягачом различают скреперы прицепные, полуприцепные и
самоходные.
Прицепные скреперы с объемом ковша (4,5-20) м3 и полуприцепные с
объемом ковша (4,5-25) м3 применяют при дальности транспортирования до
1000 м.
Прицепные скреперы с объемом ковша (8-40) м3 используют при
дальности перемещения грунта до 5000 м.
Скреперы используют при разработке грунтов I-II категории без
предварительного рыхления. При работе на переувлажненных грунтах,
грунтах, содержащих валуны, корни, примесь гальки и щебня более 10%.
В рабочий цикл скрепера входят следующие операции: копание и набор
ковшом грунта, транспортирование грунта (рабочий ход), разгрузка,
возвращение скрепера в забой, резерв (холостой ход).
Копание и набор ковшом грунта эффективно:
– в глинистых грунтах – под уклон 5 – 80;
– в песчаных грунтах – на подъем 2 – 30;
Копание ведется только при прямолинейном движении тягача и
скрепера.
Существуют следующие схемы срезки стружки грунта скреперами:
постоянной толщины (прямолинейной формы) (рис.5.5а), клиновой
(рис.5.5б), гребенчатый (рис.5.5в), клевковый (рис.5.5г).
Схемы движения скреперов зависят от местных условий, взаимного
расположения мест разработки и укладки грунта.
Применяют следующие схемы: эллиптическую, по «восьмерке»,
спиральную, по зигзагу, челночно - продольную и челночно – поперечную.
Эллиптическая схема – самая простая, она используется при
планировочных работах; схема наиболее эффективна при возведении
насыпей или разработке выемок с высотой насыпей или глубиной выемок до
2 м (рис.6.6а).
Схема по «восьмерке», отличается от эллиптической схемы тем, что
скрепер чередует правые и левые повороты; применение этой схемы
повышает производительность труда до 5 % (рис.6.6б).
Спиральная схема используется при устройстве широких насыпей или
выемок высотой или глубиной до 2,6 м (рис.6.6в).
По зигзагу – применяют при возведении насыпей высотой до 6 м; эта
схема
позволяет
по
сравнению
с
эллиптической
повысить
производительность труда до 15% (рис.6г).
Челночно - продольная схема эффективна при возведении насыпей до
6м (рис. 6.6д).
Челночно - поперечная – при возведении насыпей до 1,5м при работе
из двусторонних резервов (рис. 6.6е).
Разработка грунта грейдерами.
Грейдеры применяют при планировке площадки, устройстве корыта
земляного полотна, для возведения протяженных насыпей, срезки и
планировки откосов выемок и насыпей, профилирования земляного корыта
песчаного слоя, разравнивания щебеночного основания, устройства кюветов
и нагорных канав.
Различают грейдеры прицепные, полуприцепные и самоходные
(автогрейдеры).
Прицепные и полуприцепные грейдеры работают в сцепе с
гусеничными тракторами. Автогрейдеры снабжены двигателями для
передвижения. Основной рабочий орган грейдера – отвал с ножом для
резания и перемещения грунта и вспомогательный орган – кирковщик для
удаления небольших пней, корней, рыхления грунтов.
Для профилирования земляного полотна грейдер перемещается
последовательными проходками, начиная от наружных полос с постепенным
приближением к оси дороги.
Применяют две схемы срезки грунта:
– прямоугольная стружка;
– треугольная стружка.
При возведении насыпи и профилировании дорожного полотна более
эффективным является послойное снятие грунта прямоугольной стружи.
Работа начинается на участках, ближайших к насыпи и далее, удаляясь от
неё.
Прямоугольная форма стружки на 30 - 50% имеет большое сечение,
чем треугольная, это позволяет повысить производительность работы
грейдера.
При выборе второй схемы срезки грунта стружкой треугольной формы
грунт разрабатывается от внешней бровки резерва к внутренней.
Применяют различные способы укладки грунта в насыпь: вприжим,
вполуприжим, вразбежку, слоем с заданным уклоном.
Сущность способа вприжим (рис.7а) заключается в том, что грунт
отсыпается наклонными слоями на каждый последующий слой; применяется
при возведении насыпи высотой 0,6 - 0,7 м.
При способе в полуприжим (рис.7б) грунт отсыпается в валы с
частичным прижатием к ранее уложенному, прикрывая его на четверть
ширины.
Шаг между гребнями смежных валов – (0,20-0,4) м; используется при
устройстве насыпи высотой (0,4 – 0,5) м.
Способ вразбежку (рис.7в) применяется при возведении насыпи
высотой (0,15 – 0,25) м. Сущность способа состоит в том, что смежные валы
соприкасаются друг с другом лишь своим основанием.
При профилировочных работах укладку грунта в насыпь выполняют
слоями толщиной (0,10 – 0,15) м (рис.7г).
Грунт отсыпается в направлении от бровки к оси дороги с заданным
поперечным уклоном.
Лекция №7
Свайные работы.
План лекции.
1. Общие положения.
2. Методы погружения свай.
– ударный метод
– вибрационный метод
– метод завинчивания
3. Последовательность погружения свай.
Общие положения.
Сваи используют для устройства фундаментов под различные здания и
сооружения, повышения несущей способности слабых грунтов, а также для
укрепления стенок котлованов от обрушения.
В строительном производстве сваи классифицируют по следующим
признакам, определяющим или влияющим на методы устройства свайных
фундаментов:
по характеру работы в грунте – сваи-стойки, опирающиеся на
несжимаемые грунты, и висячие сваи, заглубленные в сжимаемые грунты;
по материалу – железобетонные, бетонные, деревянные, стальные;
по виду армирования железобетонных свай – с напрягаемой и
ненапрягаемой продольной арматурой, с поперечным армированием и без
него;
по конструкции – квадратные, прямоугольные и многоугольные,
круглые, с уширением и без него, цельные и составные, призматические и
конические, пустотелые, сплошного сечения, винтовые сваи-колонны;
по методам устройства свайных фундаментов – погружаемые и
набивные. Погружаемые сваи изготовляют на поверхности земли и затем
погружают в грунт в вертикальном или наклонном положении. Набивные
сваи устраивают непосредственно в самом грунте.
Свайные фундаменты, состоящие из нескольких свай, образующих
общую группу, называют свайным кустом, а плиту, которая их соединяет, ростверком.
Технология погружения свай.
С предприятий стройиндустрии или с баз комплектации строительных
организаций железобетонные и деревянные сваи, стальные трубы и
шпунтовые сваи доставляют к месту работ в подготовленном виде.
Сваи погружают ударом, вибрацией, вдавливанием, завинчиванием, с
использованием подмыва и электроосмоса, а также комбинациями этих
методов. Эффективность применения того или иного метода зависит в
основном от грунтовых условий.
1. Ударный метод. Метод основан на использовании энергии удара
(ударной нагрузки), под действием которой свая нижней заостренной частью
внедряется в грунт. По мере погружения она смещает частицы грунта в
стороны, частично вниз, частично вверх (на дневную поверхность). В
результате погружения свая вытесняет объем грунта, практически равный
объему ее погруженной части, и таким образом дополнительно уплотняет
грунтовое основание. Зона заметного уплотнения грунта вокруг сваи
распространяется в плоскости, нормальной к продольной оси сваи, на
расстояние, равное 2...3 диаметрам сваи.
Ударную нагрузку на оголовок сваи создают специальными
механизмами – молотами самых разных типов, основными из которых
являются дизельные.
На строительных площадках применяют штанговые и трубчатые дизель
- молоты.
Ударная часть штанговых дизель - молотов (рис.1, а) – подвижный
цилиндр, открытый снизу и перемещающийся в направляющих штангах. При
падении цилиндра на неподвижный поршень в камере сгорания смеси
энергия подбрасывает цилиндр вверх, после чего происходит новый удар и
цикл повторяется.
В трубчатых дизель - молотах (рис.1, б)
неподвижный цилиндр, имеющий шабот (пяту),
является направляющей конструкцией. Ударная
часть молота – подвижный поршень с головкой.
Распыление топлива и воспламенение смеси
происходит при ударе головки поршня по
поверхности сферической впадины цилиндра, куда
подается топливо. Число ударов в 1 мин у
штанговых дизель - молотов 50...60, у трубчатых –
47...55.
Рис.1.
Схемы
передачи
погружающих сил на сваи при
использовании
дизель
–
молотов: а – штангового; б трубчатого.
2. Вибрационный метод. Метод основан на значительном уменьшении
при вибрации коэффициента внутреннего трения в грунте и сил трения по
боковой поверхности свай. Благодаря этому при вибрировании для
погружения свай требуется усилий иногда в десятки раз меньше, чем при
забивке. При этом наблюдается также частичное уплотнение грунта
(виброуплотнение). Зона уплотнения составляет 1,5...3 диаметра сваи (в
зависимости от вида грунта и его плотности).
При вибрационном методе сваю погружают с помощью специальных
механизмов – вибропогружателей. Вибропогружатель, представляющий
собой электромеханическую машину вибрационного действия, подвешивают
к мачте сваепогружающей установки (рис. 2, а) и соединяют со сваей
наголовником.
Действие вибропогружателя основано на принципе, при котором
вызываемые дебалансами вибратора горизонтальные центробежные силы
взаимно ликвидируются, в то время как вертикальные суммируются.
Амплитуда колебаний и масса вибросистемы (вибропогружатель,
наголовник и свая) должны обеспечить разрушение структуры грунта с
необратимыми деформациями.
2
При выборе низкочастотных погружателен (420 кол/мин), применяемых
при погружении тяжелых железобетонных свай и оболочек (трубчатых свай
диаметром 1000 мм и более), необходимо, чтобы момент эксцентриков
превышал вес вибросистемы не менее чем в 7 раз для легких грунтов и в 11
раз для средних и тяжелых грунтов.
При вибрационном погружении в глину или тяжелый суглинок под
нижним концом сваи образуется перемятая глинистая подушка, которая
вызывает значительное (до 40%) снижение несущей способности сваи. Чтобы
устранить возникновение этого явления, сваю погружают на заключительном
отрезке длиной 15...20 см ударным методом.
Для погружения легких (массой до 3 т) свай и металлического шпунта в
грунты, не оказывающие большого лобового сопротивления под острием
сваи, применяют высокочастотные (1500 колебаний в 1 мин и более)
вибропогружатели с подрессоренной пригрузкой, которые состоят из
вибратора и присоединенного к нему с помошью системы пружин
дополнительного груза и приводного электродвигателя (рис. 2, б).
Вибрационный метод наиболее эффективен при несвязных
водонасыщенных фунтах. Применение вибрационного метода для
погружения свай в маловлажные плотные грунты возможно лишь при
устройстве лидирующих скважин, т. е. при предварительном выполнении
другого процесса, требующего буровых механизмов.
Более универсальным является виброударный способ погружения свай с
помощью вибромолотов.
3. Погружение свай завинчиванием. Метол основан на завинчивании
стальных и железобетонных свай со стальными наконечниками с помощью
установок, смонтированных на базе автомобилей или автомобильных тягачей.
Рис. 3Схема процесса завинчивания свай; а
конструкция наконечника при погружении
мягкие грунты; б – то же, в плотные грунты; в
схема погружения свай; 1 – рабочий орган; 2
редуктор наклона рабочего органа; 3
аутригеры; 4 – свая; 5 – наконечник сваи.
–
в
–
–
–
Метод (рис. 3) применяют главным образом при устройстве
фундаментов под мачты линий электропередачи, радиосвязи и других
сооружений, где в достаточной мере могут быть использованы несущая
способность винтовых свай и их сопротивление выдергиванию. Эти
установке имеют рабочий орган, четыре гидравлические выносные опоры,
привод вращения и наклона рабочего органа, гидросистему, пульт
управления и вспомогательное оборудование.
Конструкция рабочего органа позволяет выполнять следующие
операции: втягивать винтовую сваю внутрь трубы рабочего органа
(предварительно на сваю надевают инвентарную металлическую оболочку),
обеспечивать заданный угол погружения сваи в пределах 0...450 от вертикали,
погружать сваю в грунт путем вращения с одновременным использованием
осевого усилия, при необходимости вывертывать сваю из грунта. Вращение
рабочего органа и его наклон осуществляют от коробки отбора мощности
автомобиля через соответствующие редукторы.
Рабочие операции при погружении сваи методом завинчивания
аналогичны операциям, выполняемым при погружении свай методом забивки
или вибропогружением. Только вместо установки и снятия наголовника здесь
надевают и снимают оболочки.
4. Последовательность погружения свай. От расположения свай в
свайном поле и параметров сваепогружающего оборудования зависит
порядок погружения свай. Кроме того, следует учитывать последующие
процессы по устройству свайного ростверка.
4
Наибольшее распространение имеет рядовая система погружения свай
(рис. 4), применяемая при прямолинейном расположении их отдельными
рядами или кустами.
Спиральная
система
предусматривает
погружение
свай
концентрическими рядами от краев к центру свайного поля; она позволяет в
ряде случаев получить минимальную протяженность пути сваепогружающей
установки. Если расстояние между центрами свай менее пяти их диаметров
(или соответственно размеров сторон поперечного сечения), то грунт в
середине свайного поля может уплотняться, что усложняет процесс. При
этом бывают случаи, когда невозможно погрузить сваи, расположенные в
этой зоне. В этом случае погружать сваи надо от центра к краям свайного
поля.
При больших расстояниях между сваями порядок погружения
определяется технологическими соображениями, прежде всего использованием эффективного оборудования. Так, у некоторых копров
башенного типа мачты опираются на выдвижные рамы, расположенные над
платформами-тележками и смещающиеся примерно на 1 м. Этими копрами
можно забивать сваи двух рядов с одной стоянки копра. Для сооружения
подземной части жилых домов применяют специальные краны, оснащенные
навесным копровым оборудованием, двухбарабанной лебедкой для подъема
молота и сваи и дизель - молотом. Такие краны могут забивать сваи длиной 8
м, перемещаясь по рельсовому пути, уложенному примерно на нулевой
отметке вдоль бровок котлована строящегося здания.
При устройстве свайных фундаментов жилых и промышленных зданий
большой протяженности весьма эффективно забивать сваи с помощью
мостовой сваебойной установки (рис. 5). Эта установка представляет собой
передвижной мост, по которому перемещается тележка с копром. Сваи
длиной 8...12 м забивают дизель - молотом. Так как мачта копра опускается
ниже пола рабочей площадки копра, то можно забивать сваи ниже рамы
моста. Данная установка является своего рода координатным устройством,
облегчающим выполнение разбивки мест погружения сваи, при этом можно
устанавливать сваи с большой степенью точности. Расположение сваи в зоне
действия мостовой установки позволяет сократить продолжительность
операций по подтаскиванию сваи, что, в свою очередь, повышает производительность всего процесса.
Устройство шпунтовых ограждений из металлических и деревянных
шпунтов начинают с погружения маячных свай, к которым в 2...3 яруса
крепят схватки, служащие направляющими при забивке шпунта.
При погружении свай зимой с использованием стержневых
электронагревателей (рис. 6) для оттаивания мерзлого грунта район забивки
свай разбивают на три участка-захватки: на первом – бурят скважины, на
втором – скважины уже заранее пробурены и утеплены сверху, на третьем –
сваи погружают. Интервал между отогревом скважины и погружением в нее
сваи не должен превышать одной смены. Примерно так же с разбивкой на
захватки устанавливают порядок погружения свай, если устройство
ростверков начинают до завершения погружения всех свай под здание или
сооружение.
ЛЕКЦИЯ №8,9.
Возведение буронабивных свайных фундаментов.




Технология изготовления буронабивных свай "сухим способом"
Технология изготовления бурона6ивных свай под глинистым раствором
Машины и оборудование для изготовления буронабивных свай
Контроль качества изготовления буронабивных свай
Из всех видов набивных свай получили наибольшее распространение
буронабивные сваи. Их устраивают в скважинах, образуемых в грунте
бурением и извлечением грунта из скважины.
В скважину, независимо от того, есть ли горизонтальные усилия на
сваю или нет, может устанавливаться арматурный каркас. В готовые
скважины производится укладка бетонной смеси. Буронабивные сваи, в
зависимости от их диаметра и передаваемой нагрузки на основание (грунт),
могут изготавливаться с уширением и без него.
Технология изготовления буронабивных свай "сухим способом"
Буронабивные сваи "сухим" способом изготавливают в грунтах, где
грунтовая вода отсутствует или расположена значительно ниже пяты сваи.
Бурение скважины может выполняться с креплением стенок скважины
и без крепления (рис.1).
Скважины бурят методами вращательного бурения с помощью
шнекового бура (сваи диаметром 400-600 мм) или ковшового бура (сваи
большого диаметра, d ≤ 800 м).
Скважину бурят в два этапа: сначала на глубину 1,5-2 м. После
укрепления стенок скважины фартуком, с целью исключения осыпания
грунта из устья в скважину, продолжают бурить скважину до пяты сваи. Если
необходимо по проекту, то с помощью уширителей скважину внизу
расширяют.
После приемки скважины производят установку арматурного каркаса.
Затем переходят к формованию бетонного ствола.
Для бетонирования сваи используют литую бетонную смесь с осадкой
конуса 14-22 см. Укладку бетонной смеси ведут методом вертикальноперемещающейся трубы (ВПТ). Подачу бетонной смеси в скважину
осуществляют по бетонолитной трубе, которая состоит из звеньев длиной 6,0
м. В качестве бетонолитных труб используют стальные трубы диаметром
200, 273 мм. Перед бетонированием монтируют бетонолитную трубу на всю
длину скважины. На нее устанавливается приемная воронка, через которую
подается бетонная смесь из автобетоносмесителя.
Рис. 2.7
I - бурение скважины шнеком; II - разбуривание уширенной полости; III - установка арматурного каркаса; IV
- установка бетонолитной трубы с вибробункером; V - бетонирование скважины методом ВПТ; VI - подъем
бе-тонолитной трубы: 1 - буровая установка; 2 - привод; 3 - шнековый рабочий орган; 4 - скважина; 5 расширитель; 6 - уширенная полость; 7 - арматурный каркас; 8 - стреловой кран; 9 - кондуктор-патрубок; 10
- вибробункер; 11 -бетонолитная труба. 12 - бадья; 13 - уширенная пята.
По мере заполнения скважины бетонной смесью, бетонолитную трубу
постепенно поднимаю краном и демонтируют звеньями.
Технология изготовления буронабивных свай под глинистым
раствором
Этот способ изготовления буронабивных свай применяют в
водонасыщенных, неустойчивых грунтах.
В качестве глинистого раствора применяют раствор плотностью 1,151,3 г/см3. Глинистый раствор готовят на месте производства работ в
специальных приемниках рядом с изготавливаемой скважиной из
бентонитовых глин.
По мере бурения скважины глинистый раствор подают в скважину, где
он оказывает гидростатическое давление на ее стенки; кроме того, вследствие
проникания раствора в грунт на стенках скважины образуется глинистая
корка, что способствует укреплению стенки скважины.
После завершения бурения скважины на проектную глубину, в
скважину устанавливают арматурный каркас.
Бетонирование ведут методом ВПТ. Бетонолитная труба, используемая для
подачи литой бетонной смеси в скважину, состоит из звеньев длиной 1,5-2,0
м. Звенья соединяются между собой герметичными замковыми
соединениями.
Перед опусканием в скважину нижний конец бетонолитной трубы
снабжается затвором, который бывает закрыт при сборке звеньев
бетонолитной тру6ы (рис.2). Это необходимо для того, чтобы не произошло
контакта и перемешивания глинистого раствора с бетонной смесью в трубе
во время подачи бетонной смеси в бетоновод.
Затвор представляет собой сферический оголовок, по диаметру равный
внутреннему диаметру трубы, который с помощью самосрезающихся болтов
плотно прижат к ее нижней открытой части.
Рис. 2.8
Технологическая схема устройства буронабивных свай под глинистым
раствором:
I- бурение скважины; II - устройство уширенной полости; III - установка арматурного каркаса; IV установка вибробункера с бетололитной трубой; V -бетонирование скважины методом ВПТ; 1 -скважина; 2 буровая установка; 3 - насос; 4 – глиносмеситель; 5 - приямок для глинистого грунта; 6 - расширитель; 7 штанга; 8 - стреловой кран: 9 - арматурный каркас; 10 - бетонолитная труба; 11 - вибробункер.
При создании в бетонолитной трубе и приемной воронке определенного, расчетного столба бетонной смеси, происходит срезание
болтов, и затвор по направляющим опускается в нижнее рабочее положение.
Бетонная смесь, вытекая из трубы, начинает заполнять, забой скважины, а
затем затрубное пространство, вытесняя вверх глинистый раствор.
В процессе бетонирования, по мере заполнения скважины бетонной
смесью литой консистенции, постепенно поднимают бетонолитную трубу,
удаляя последовательно звенья труб. При этом необходимо, чтобы
соблюдалось следующее условие: после удаления очередного звена
бетонолитной трубы, нижний конец трубы должен быть не менее, чем на 1,5
м, заглублен в бетон.
Интенсивность укладки бетонной смеси должна быть не менее 4-5 м3/ч.
Перерывы в бетонировании не должны превышать одного часа.
После заполнения скважины бетонной смесью, бетонирование
продолжают до тех пор, пока верхний бетонный слой толщиной 0,5-1,0 м,
постоянно находящийся в непосредственном соприкосновении с глинистым
раствором, будет удален как дефектный.
Машины и оборудование для изготовления буронабивных свай
При изготовлении буронабивных свай применяют вращатслъное,
ударно-канатное и грейферное бурение.
Буровые машины вращательного бурения работают циклично с
периодическим выбуриванием порции грунта из скважин и разгрузкой шнека
от грунта. Скорость бурения - 0,4-1,3 м/мин.
Шнековые бурильные установки - это навесное оборудование к кранам
и экскаваторам. К ним относятся СО-2, БУК-600 и др.
У установки СО-2 на мачте копрового типа размещен электропривод
вместе со шнековой буровой колонной. Во время бурения скважены привод и
колонна перемещаются вдоль направляющих мачты.
Ударно-канатные бурильные установки для устройства буронабивных
свай применяются редко.
При бурении скважин широко используют машины с ковшовыми
бурами.
Рабочим органом этих машин является ковшовая буроцилиндрическая
емкость, снабженная в нижней части откидным днищем.
Базовыми машинами для этих буровых установок являются гусеничные
и дизель-электрические краны. Рабочий орган подвешивается на грузовом
канате главной лебедки. Ковшовый бур с электро-приводом крепится к
стабилизатору, соединенному со штангой.
Для устройства свай с уширениями применяют следующие уширители:
уплотняющие,
пантографные,
грейферные
и
др.
Наиболее
распространенными являются уширители пантографного типа.
За последние 15-20 лет получили широкое распространение
буронабивные сваи большого диаметра (d ≥ 800 мм). Для изготовления таких
свай используют различные буровые установки отечественного и
зарубежного
изготовления.
Наибольшее
применение
получили
отечественные установки БСО-1, СО-1200/2000, УРП-1, МБС-1,7 и др.
Из зарубежного бурового оборудования получают применение
установки итальянской фирмы "Казахгранде", французской фирмы "Беното"
и японской "Като". Они позволяют проходить скважины и бетонировать сваи
с использованием обсадных труб, извлекаемых из скважины в процессе
бетонирования.
Контроль качества изготовления буронабивных свай
От качества выполнения свайных работ зависит несущая способность
фундаментов.
При выполнении работ необходимо тщательно соблюдать требования
СНиП 3.02.01-83 и обязательно вести журнал выполнения свайных работ по
установленным формам.
В процессе изготовления буронабивных свай контролируют качество
устройства скважины, и качество укладки бетонной смеси в скважину.
Контроль качества устройства скважины включает проверку на:
• соответствие размеров скважины проекту:
• состояние стенок, уширения и забоя скважины;
• соответствие физико-механических показателей грунта в забое скважины
проекту.
Качество скважины контролируют в сухих скважинах визуально с
помощью переносной электролампы, опускаемой в скважину. При
устройстве свай под водой и под глинистым раствором, для контроля
качества скважины используют шаблоны различных конструкций,
позволяющие судить об изменении диаметра скважины и наличии вывалов
грунта из стенок скважины. Размеры уширенных полостей скважины
контролируют по степени раздвижки режущих ножей при разбуривании
полостей. Иногда применяют специальные шаблоны, измерители уширения
скважины.
Для измерения диаметре скважины и уширения применяют
каверномер: принцип действия его основан на изменении сопротивления
реостата, ползунок которого перемешается в зависимости от степени
раскрытия измерительных рычагов. Электрический сигнал с реостата
передается на регистрирующий прибор. Величина сигнала прямо
пропорциональна диаметру скважины. Скважинный прибор с закрытыми
рычагами опускают на кабель - канате, на котором через каждый метр
нанесены отметки, в забой скважины. По сигналу с панели управления
измерительные рычаги открываются до упора в стенки скважины, и берется
первый отсчет. Затем прибор перемещается вверх с прижатыми к стенке
скважины измерительными рычагами, и при этом снимают отсчеты. По
результатам измерений можно определить, фактическое очертание скважины
и на основании этого определить ее объем.
Состояние забоя скважины существенно влияет на несущую
способность сваи. Как правило, на дне скважины остается шлам - слой
разрыхленного грунта толщиной 10-30 см; сжимаемость грунта в таком
состоянии в 3-4 раза больше, чем грунта естественной плотности. Шлам
необходимо или удалить, или уплотнить с помощью специальных трамбовок.
При уплотнении разрыхленного грунта можно втрамбовывать слой щебня.
Качество уплотнения можно контролировать по числу ударов трамбовки.
При установке арматурного каркаса в скважину проектный зазор
между продольными стержнями арматуры и стенкой скважины
обеспечивается специальными фиксаторами защитного слоя. Величина
зазора должна быть не менее 70 мм.
После изготовления контроль качества буронабивных свай производят:
а) методами, связанными с частичным разрушением бетонного ствола - отбор
кернов;
б) неразрушающими методами - радиометрическим, ультразвуковым,
динамическим и др. Как наиболее эффективные, они получают широкое
применение.
При укладке бетонной смеси в скважину необходимо контролировать:
– соответствие состава бетонной смеси проекту;
– подвижность и температуру укладываемой бетонной смеси;
– качество бетонирования.
В практике строительства существуют следующие методы контроля:
– соответствие объема уложенной бетонной смеси объему самой скважины;
– отбор и испытание бетонных образцов.
Указанные методы не позволяют оценивать плотность укладки
бетонной смеси и выявить возможные дефекты в стволе сваи в процессе
укладки бетонной смеси - расслоение бетона, образование линз грунта в
результате локальных вывалов стенок скважины и др.
Из зарубежных методов контроля качества бетонирования известны
метод контрольных скважин и метод контрольных трубок. Оба указанных
метода не являются достаточно эффективными и надежными, так как
источник и приемник жестко не сочленены между собой, и база измерения
меняется. Кроме того, они позволяют оценивать качество лишь
незначительной части ядра сечения буронабивной сваи.
На кафедре строительного производства СКГТУ разработаны методика
и приборы, позволяющие оценивать качество формования бетонного ствола.
Разработанный прибор - свайный кольцевой гамма-плотномер основан на
радиометрическом методе "просвечивания" бетонной среды гамма - лучами,
излучаемыми радиоактивным источником.
Прибор - свайный кольцевой гамма-плотномер состоит из объемного
датчика и регистратора (рис. 3).
Рис. 3
1 - объемный датчик; 2 - регистратор
Объемный датчик (рис.4) включает кольцевой приемник и
радиоактивный источник, заключенный в свинцовый контейнер
цилиндрической формы.
Кольцевой приемник представляет собой кольцеобразную составную
камеру, внутри которой размещены три блока детектора и вся электрическая
схема приемника. Каждый блок-детектор кольцевого приемника
представляет собой пять газоразрядных счетчиков гамма-излучения,
заключенных в плоскую кассету. Конструкция кассеты позволяет
производить быструю замену счетчиков при выходе их из строя.
Рис. 4
1 - радиоактивный источник, 2 - кольцевой приемник
Симметричным расположением блоков -детекторов по кольцу
относительно друг друга и радиоактивного источника достигается
наибольшее увеличение контролируемой среды, создается единый режим
работы для всех блоков-детекторов и уменьшается погрешность при
выполнении контрольных измерений.
Кольцевой гамма-плотномер крепится к нижней части бетонолитной
трубы
при
помощи
быстросъемной
крестообразной
рамы,
предусматривающей беспрепятственное поступление бетонной смеси в
скважину.
К сферическому затвору снизу крепится свинцовый контейнер с
радиоактивным источником излучения (рис. 5); при этом источник излучения
расположен симметричен относительно всех газоразрядных счетчиков.
Рис. 2.11
В целях безопасного обращения с радиоактивным источником
свинцовый контейнер сконструирован составным: состоит из защитной
стальной оболочки, верхней неподвижной и нижней подвижной свинцовых
частей. В рабочем состоянии, когда контейнер навинчен на сферический
оголовок, нижняя подвижная часть свинцового контейнера, на которой
закреплен источник излучения, опускается, "открывая" радиоактивный
источник.
При вывинчивании и отделении контейнера от приемника, подвижная
часть поднимается в исходное положение; при этом источник излучения
оказывается полностью экранированным толщиной свинцового контейнера.
Контроль качества формования бетонного ствола сваи состоит из
подготовительной и основной стадий.
Подготовка устройства к проведению контроля состоит в следующем.
Проверяется "работоспособность" пульта-регистратора, то есть измеряется
фон. Затем датчик закрепляется на нижнем конце первого монтируемого
звена бетонолитной трубы. Датчик с бетонолитной трубой монтажным
краном опускается в скважину. В процессе опускания к наружной
поверхности крепится четырехжильный электрический кабель специальными
быстросъемными скобами, с шагом 1-1,5 м.
Кольцевой приемник с помощью кабеля, оканчивающегося разъемом,
присоединяется к пульту.
Оператор с пультом-регистратором располагается в 3-5 м от устья
скважины, чтобы не мешать подаче бетонной смеси в скважину.
После измерения плотности бетона в пяте сваи производится контроль
плотности бетонного ствола по ее длине.
Указанным прибором можно не только определять плотность бетона,
но и выявлять неоднородности следующих видов:
- грунтовая линза;
- бетон низкой плотности;
- бетон-грунт.
Таким образом, рассмотренная методика контроля позволяет управлять
технологическим процессом бетонирования в области выявления вида
неоднородности, принятия оперативных решении по его устранению,
прекращения дальнейшей укладки бетонной смеси в скважину, если не
устраненная неоднородность влечет за собой существенное снижение
несущей способности сваи.