Производство
бетонных работ
Курсовой проект
Выполнил:
студент группы 5011/1 Гиргидов А.А.
Санкт-Петербургский
Государственный Технический Университет
Инженерно-строительный
факультет
Кафедра
технологии, организации и экономики гидротехнического строительства
Санкт-Петербург
1999 г.
Исходные
данные.
В проекте рассматривается
высоконапорный гидроузел.
Основное рассматриваемое
сооружение – арочно-гравитационная плотина высотой м.
Дана основная порода карьера
крупного заполнителя: базальт с плотностью кг/м3.
Этапы
возведения сооружения и объемы работ (общие и по этапам).
Этапы возведения сооружения.
Возведение сооружения проходит
по следующим временным этапам:
Возведение перемычки первой
очереди и сужение русла;
Возведение глухой и водосливной
части плотины до отметок временного порога;
Перекрытие русла и пропуск
строительных расходов через временный порог;
Сооружение станционной и глухой
части плотины;
Окончательное сооружение глухой,
водосливной и станционной частей плотины и набор водохранилища.
Объемы
работ.
Полный объем работ составляет:
м3,
что включает в себя:
Объем глухой части м3;
Объем водосливной части м3;
Объем станционной части м3;
Зональное
распределение бетона.
Распределение бетона по зонам
показано на рисунках 1.1., 1.2., 1.3. для глухой, станционной и водосливной
части соответственно.
На рисунках обозначены зоны: 1.
- Зона морозостойкого бетона; 2. – Зона бетона с пониженным тепловыделением; 3.
– Зона водонепроницаемого бетона; 4. – Зона кавитационностойкого бетона.
Подбор
состава бетона для одной из марок.
Подберем состав бетона для
напорной грани плотины. Из пункта 1.3. принимаем бетон марки М400.
Подбор
крупного заполнителя.
Крупный заполнитель –
базальтовый щебень кг/м3 (п. 1.1.).
Определение
плотности бетона.
Плотность бетона определяется из
условия:
Принимаем конструкции как
массивные армированные, с содержанием арматуры до 0.5%, а также максимальная
крупность заполнителя равна 80мм.
Из условия выше и по [1, т.2.]
выбираем бетоносмесители:
Смеситель цикличного действия,
гравитационный с объемом готового замеса 165 л;
Смеситель непрерывного действия
с принудительным перемешиванием.
Отсюда, по [1, т.1.] находим
объемную плотность бетона т/м3.
Определение
жесткости (осадки конуса).
Для реальных условий осадка
конуса (ОК) определяется в лабораторных условиях. Основываясь на нормативных
документах, в рамках курсового проекта назначаем ОК=4 см [1, т.3.].
Определение
водоцементного отношения (В/Ц).
По прочности, определяется по
формуле [1, с.28]:
,
где - прочность цемента (кгс/см2);
- прочность бетона в
возрасте 28 суток (кгс/см2).
По [1, т.4] определяем, R28=600 кгс/см2,
откуда получаем:
.
Определение
водоцементного отношения по водонепроницаемости и морозостойкости.
По таблице 6 [1] определяем
предельное значение для массивных
гравитационных сооружений, в зоне переменного уровня сооружения в суровых
климатических условиях:
.
Уточнение
водоцементного отношения.
По данным пунктов 1.4.4. и
1.4.5. выбираем наименьшее и округляем:
.
Определение водопотребности
бетона (В).
По таблице 7 [1] по максимальной
крупности заполнителя определяем водопотребность для базового состава бетона:
,
л/м3.
Для уточнения водопотребности
бетона по таблице 8 [1] необходимо:
Определить модуль крупности песка.
По кривой гранулометрического
состава определяем модуль крупности
Определить процентное содержание
песка r.
По отношению к , полученное на 0.05 меньше,
следовательно, уменьшаем стандартное на 1%, из чего
следует:
Сравнить стандартную ОК с
полученной.
Стандартная см, что на 2 см больше чем полученная ОК. Следовательно,
необходимо уменьшить процентное содержание песка на 0.5% и уменшить содержание
воды на 2.4%.
Окончательные данные.
Итого получаем:
,
л/м3.
Определение расхода цемента (Ц).
кг/м3.
Проведение корректировки.
Корректировка водоцементного
отношения не требуется.
Определение суммарного расхода
заполнителя (З).
При известных G, В и Ц находим З:
кг/м3.
Определение количества песка
(П).
Количество песка определяется по
формуле:
кг/м3.
Определение количества крупного заполнителя
(КрЗ).
кг/м3.
Проведем фракционирование
крупного заполнителя.
При максимальной крупности
заполнителя 80 мм количество каждой фракции будет:
Таблица 1.1.
Фракции, мм
Сумма
5..20
20..40
40..80
30%
30%
40%
100%
398.4
398.4
519.2
1298
Технологические мероприятия по
обеспечению трещиностойкости и прочности сооружения.
Выбор системы разрезки
сооружения.
Для арочно-гравитационной
плотины выбираем столбчатую систему разрезки с плотными межстолбчатыми швами.
Обоснование:
Применяется на скальных
основаниях (грунты основания – базальт);
Применим для любых климатических
условий;
Применяется для высоких плотин
любого типа.
Определение
величины необходимого снижения максимальной температуры в блоке по условиям его
трещиностойкости.
Максимальное значение
температуры в блоке равно:
,
где q
– удельное тепловыделение бетона;
С – удельная теплоемкость
бетона;
g
- Объемный вес бетона.
Определим допустимое значение
температуры в блоке:
,
где – предельная
растяжимость;
– коэффициент
линейного расширения;
– коэффициент
защемления;
– коэффициент
релаксации;
– коэффициент
трещинообразования.
°,
где [1, рис. 5.];
[1, рис. 6.];
[2, стр. 19.].
Из вышеприведенных расчетов
следует, что температуру в блоках необходимо снизить на:
°
Определение
необходимого повышения температуры в зимний период.
Для строительства на реке Нурек
повышать температуру в блоках в зимний период не требуется.
Требования к
опалубке.
К опалубке специальные
требования не применяются.
Мероприятия
по снижению температуры в блоках.
Из приведенных выше расчетов
видно, что температуру в блоках необходимо снизить на 28.9°. Следовательно, необходимо принять следующие мероприятия
по снижению температуры в блоках:
Присадка льда, вместо воды (10°);
Трубное охлаждение 1.0Х1.0 (22°).
В результате получается снижение
температуры на 32°С.
Календарный
график производства бетонных работ.
Сроки проведения бетонных работ
и их интенсивность представлены на рисунке 3.1. Общий срок строительства принимаем
7 лет. Среднемесячная интенсивность производства бетонных работ с учетом
коэффициентов неравномерности определяется как:
,
где - коэффициентов
неравномерности работы;
- коэффициентов
неравномерности при переходе от среднемесячной годовой к среднемесячной
сезонной.
м3/мес.
Максимальная месячная
интенсивность с учетом коэффициента неравномерности определяется:
м3/мес.
Бетонные
работы.
Определение
мощности бетонного завода.
Необходимая часовая эксплуатационная
производительность бетонного завода:
,
где - число расчетных
часов в месяц работы бетонного завода в месяц при нормальном режиме работы;
- расход бетонной
смеси на 1 м3 бетона.
ч/мес, так как климатические условия умеренные.
м3/ч.
Выбранная расчетная мощность
должна быть проведена на удовлетворение максимальной интенсивности ведения
бетонных работ в форсированном режиме.
м3/ч.
Должно выполняться условие:
Из полученных выше значений
имеем:
Условие выполняется.
Определение
марки и потребного оборудования.
В пункте 1.4.2. приняты два типа
смесителей:
Смеситель цикличного действия,
гравитационный с объемом готового замеса 165 л;
Смеситель непрерывного действия
с принудительным перемешиванием.
Количество бетоносмесителей,
необходимых для бетонного производства, определяется по формуле:
,
где
- производительность
бетоносмесителя непрерывного действия. Принимаем м3/ч.
Найденная проиводительность
составляет 50% от общей производительности бетонного завода. Остальные 50%
определяются для бетоносмесителей циклического действия. Производительность
определяется как:
;
,
где - число циклов;
- продолжительность
цикла;
- емкость
бетоносмесителя.
,
где с; с; c; с;
с.
м3/ч.
м3/ч.
, тогда м3/ч.
Определение количества
бетоносмесителей:
,
принимаем .
Окончательно принимаем СБ-109 –
1 шт., и СБ-153 – 2 шт.
Арматурные и
опалубочные работы.
Применяемые
типы армирования. Определение мощности арматурного завода. Доставка и установка
арматуры.
Для каждого сооружения
применяются различные типы армирования. Рассмотрим армирование каждого
сооружения.
Глухая часть плотины армируется
армосетками со стороны напорной грани, т.к. эта часть предназначена для
перекрытия русла и создания напора. Армосетки применяются по причине того, что
в данной конструкции используется положение рабочей арматуры работающей в 2-ух
направлениях, и она является плоским изделием, а значит, имеет вес меньше, чем объемная
конструкция.
Водосливная часть плотины имеет
следующие арматурные конструкции:
Напорная грань армируется
армосетками;
Бычки и гребень армируется
армокаркасами;
Водосливная грань армируется
армокаркасами так же, как патерна;
Станционная часть со стороны
напорной грани и в тех местах, где проходят водовыпуски;
Оголовок армируется армофермой.
Общая сменная производительность
завода по выпуску арматуры определяется по формуле:
,
где - расчетная месячная
интенсивность бетонных работ;
кг/м3 - удельный расход арматуры на 1м3
бетона;
- число рабочих смен
в месяц;
т/см.
Вес армоконструкций определяется
как:
кгт.
Транспортирование арматурных
конструкций осуществляется на специальных прицепах-платформах со специальными
прокладками во избежание деформаций и повреждений при перевозке.
Погрузка и разгрузка
армоконструкций осуществляется башенными кранами.
Тип
опалубки. Определение мощности опалубочного цеха. Доставка и установка
опалубки.
Для данного гидроузла
используется:
Консольная опалубка для напорных
граней, применение которой обусловлено тем, что применяется крепление в виде
консольных балок или ферм и скрепленных с нижележащим блоком с помощью анкеров,
заложенных в нижнем блоке;
Железобетонная опалубка - для
всех остальных участков, как и для быков, являющаяся несъемной, что уменьшает производство работ;
Вакуумная опалубка применяется
для водосливной грани, т.к. она позволяет обеспечить меньшую шероховатость.
Общий вес опалубки определяется
как:
,
где - удельный расход
опалубки в м2 на 1 м3 бетона.
м2/м3;
м2.
Производительность опалубочного
цеха определяется по формуле:
м2/смен.
Опалубка доставляется на
специальных прицепах-платформах. Погрузка и разгрузка железобетонной опалубки
осуществляется кранами, которые имеются на стройке.
Транспорт и
укладка бетонной смеси.
Выбор
основной схемы транспортировки и укладки бетонной смеси.
Транспортная схема бетонных
работ представляет собой комплекс машин, обеспечивающих доставку смеси от
бетонного завода до места укладки. Схема состоит из двух условных частей:
Горизонтальный транспорт
(транспорт от завода до сооружения);
Вертикальный транспорт (подача
бетонной смеси в блоки бетонирования).
В качестве горизонтального
транспорта берутся автосамосвалы, т.к. автобетоновозов и автобетоносмесителей
требуется более жесткое дорожное покрытие. Принимаем самосвалы марки КамАЗ
5511.
Для подачи бетона в блоки
используется крановый способ. Применяются краны башенного типа КБГС-500ХЛ с
грузоподъемностью 12 т.
Определение
комплексной производительности крана и их количества. Расстановка кранов на
сооружении.
Комплексная производительность
кранов определяется по формуле:
,
где - фактическая масса
транспортируемого груза за один цикл;
- грузоподъемность
крана;
- коэффициент
использования грузоподъемности крана (коэффициент загрузки);
,
где с.; с.; с.; с.; с.; с.; с.; с.; с.; с.; с.
с.
циклов.
т.
т/ч. при емкости бадьи 3.2 м3.
Эксплуатационная
производительность определяется:
т/ч.
По опыту проведения работ
определено, что комплексная производительность примерно в два раза меньше
эксплуатационной производительности крана:
т/ч.
Количество кранов определяется
как:
,
где т/мес;
шт.
Принимаем 3 крана.
Определение
производительности бетоновоза и количество.
В рамках данного курсового
проекта принимается бетоновоз СБ-128.
Определяется производительность
одного бетоновоза:
,
с.
циклов.
м3/ч.
м3/ч.
м3/мес.
Количество бетоновозов
определяется как:
шт.
Принимаем шт.
Комплексная
механизация работ в блоке. Проверка площади блока.
При укладке бетонной смеси в начальном
состоянии, конструкция заполняется не полностью, в связи с этим производится
уплотнение бетонной смеси. Для данного проекта было принято уплотнение:
10% уплотняется ручными
вибраторами типа ИВ-59;
90% - подвесными манипуляторами
типа ИВ-90.
Определение
производительности ручного вибратора и их необходимое количество.
Производительность ручного
вибратора и их количество определяется:
м2;
с;
циклов;
м2/ч;
м2/ч.
Количество ручных вибраторов
определяется как:
шт.
Принимаем шт.
Определение
производительности манипулятора и их количество на один блок.
м2;
с;
циклов;
м2/ч;
м2/ч.
Количество ручных вибраторов
определяется как:
шт.
Принимаем количество
манипуляторов шт.
Стоимость
укладки 1м3 бетона и определение трудозатрат на укладку 1м3
бетона.
Стоимость укладки и трудозатраты
1м3 бетона определяются по ЕРЕР’у и ЕНИР’у. Расчеты сведены в
таблицу 6.1.
Таблица 6.1.
№ п/п
Нормы
Наименование работ
Ед. изм.
Объем работ
Прим. Испр. Коэф.
Норма на единицу объема
На весь объем
Нвр
Расценка, руб.
Нвр
Расценка, руб.
1
В14-I-36 №3б
Укладка бетонной смеси в блоки
бетонирования при подаче кранами и уплотнении манипуляторами
100м3
2.7
-
17
12.9
45.9
34.83
2
В14-I-36 №2б
Укладка бетонной смеси в блоки
бетонирования при подаче кранами и уплотнении ручными вибраторами
100м3
2.7
-
9.8
7.2
26.5
19.44
3
В14-I-38 №4а
Установка уплотнений в строительных
швах в процессе бетонирования
1 п.м.
15
-
0.18
0.106
2.7
1.59