Technologia i organizacja wykonywania robót ziemnych

Autor: Zuzak Natalia
Temat: Technologia i organizacja wykonywania robót
ziemnych.
I. INFORMACJE OGÓLNE.
Lokalizacja.
Pod względem administracyjnym planowane przedsięwzięcie będzie znajdowało
się w miejscowości Lutcza , w gminie Niebylec , w powiecie Strzyżowskim w
woj. Podkarpackim. Teren lokalizacji planowanego przedsięwzięcia położony
jest poza obszarami chronionymi na podstawie ustawy z dnia 16 kwietnia 2004
roku o ochronie przyrody.
[1] zał. Mapa topograficzna terenu
Inwestor
Inwestorem inwestycji polegającej na budowie budynku mieszkalnego
jednorodzinnego w miejscowości Lutcza przy ul. Krzywej, na terenie
nieruchomości opisanej jako działka nr.1342 jest firma Maxbud.
Podstawowy zakres robót do wykonania
A) zdjęcie humusu,
B) Niwelacja,
Niwelacja będzie dokonywana spycharką z zainstalowanym systemem kontroli.
System lasera dzięki zainstalowanym czujnikom może bardzo dokładnie
kontrolować wysokość i spadek wyrównywanej w-wy.
WARUNKI TOPOGRAFICZNE, GEOLOGICZNE I
HYDROGELOLOGICZNE TERENU ROBÓT
Warunki topograficzne :
Plac budowy stanowi działka o wymiarach 80 x 100m, o łącznej pow. ~8 000
m2.Działka budowlana bezpośrednio przylega do drogi gminnej. Teren stanowią
nieużytki rolne. Grunt – charakteryzuje się zróżnicowaniem litologicznym i
genetycznym, a zatem wykazuje bardzo zmienne pomiędzy sobą cechy fizykomechaniczne. Stwierdzony w strefie otworów badawczych rumosz piaskowca
gliniasty wykazuje korzystne parametry geotechniczne.
Spadek terenu jest równomierny w kierunku południowym i zachodnim do
strefy dolinnej ,po której przepływa potok bez nazwy, za pośrednictwem którego
wody opadowe przyległego terenu odprowadzone są do rzeki Gwoźnica, o
nachyleniu ok. 0,65%. Miejsca składowania humusu wyznaczono na północnym
skraju działki stanowiącej własność inwestora. Pod względem geologicznym
rejon badań stanowi północną część Karpat fliszowych ,w których budowie
udział biorą utwory neogenu i czwartorzędu.
Warunki geologiczne i hydrologiczne placu budowy:
Podczas badań geologicznych wykonano odwierty kontrolne. W trakcie wierceń
badawczych nie stwierdzono wody gruntowej do osiągniętej głębokości 2,5-3,0
m p.p.t., jedynie grunty podłoża w ich części stropowej wykazują podwyższony
stopień zawilgocenia, co potwierdzają badania makroskopowe i laboratoryjne
pobranych próbek gruntów. Podwyższony stopień zawilgocenia ma bezpośredni
związek z warunkami atmosferycznymi.
rzędna poziomu posadowienia fundamentów:
2,20 m
grubość warstwy ziemi urodzajnej: hhum= 22 cm
grunt kat: III
Dojazd do placu terenu budowy jest zapewniony od strony południowowschodniej części działki.
Rzędna terenu wody gruntowej poniżej3 m.
Kierunek spływu wód : południowo -wschodni. Najbliższy powierzchniowy
ciek wodny znajduje się 0,5 km od południowej granicy działki.
Urządzenia i uzbrojenie placu budowy
Istniejące, dostępne dla wykonawcy obiekty zagospodarowania placu budowy
Na terenie działki nie ma żadnych budynków. Nie ma uzbrojenia terenu w żadne
instalacje i media. Wykonanie docelowych przyłączy nie wchodzi w zakres
niniejszego projektu. Działka jest niezagospodarowana. Inwestor nie gwarantuje
zaplecza budowy w czasie prowadzenia robót ziemnych. Zaplecze socjalne i
magazynowe zapewni wykonawca robót ziemnych.
Niezbędne dla wykonawcy, jako warunkujące rozpoczęcie robót
Teren budowy jest niezabudowany i nie posiada, żadnych przeszkód, które
należałoby usunąć. W przypadku stwierdzenia podczas prowadzenia robót
ziemnych jakichkolwiek nieprzewidzianych trudności, należy bezzwłocznie
poinformować Inspektora nadzoru inwestorskiego i potwierdzi to wpisem do
dziennika budowy.
CHARAKTERYSTYKA ZDOLNOŚCI ORGANIZACYJNYCH ORAZ
DOŚWIADCZEŃ WYKONAWCY W ZAKRESIE PRZYGOTOWAŃ DO
REALIZACJI ROBÓT.
Wykonawcą robót ziemnych jest “ MAXBUD” Spzo.o z siedzibą w Rzeszowie,
specjalizujący w wykonywaniu robót ziemnych i transportowych.
Robocizna [R]
Wykonawca robót ziemnych dysponuje fachową kadrą techniczną oraz
robocizną.
Obsługa geodezyjna placu budowy zostanie zlecona specjalistycznej firmie
geodezyjnej.
Sprzęt [S]
Wykonawca robót ziemnych dysponuje parkiem maszyn gwarantującym
wykonanie prac własnym sprzętem.
Materiały; Inwestor ma podpisaną umowę z Zakładem Materiałów
Budowlanych i w/w materiały stanowią tzw. własność Inwestora.
II.IDENTYFIKACJA ROBÓT ZIEMNYCH:
Określenie ilości zdejmowanej ziemi roślinnej
W obliczeniach przyjęto wysokość nasypu z ziemi urodzajnej na 1,20 m .
Vhum = P * hhum
gdzie:
P – powierzchnia działki w m2
hhum – grubość warstwy ziemi roślinnej (humusu) w m
Vhum = 8000*0,22 = 1760 m3
Obliczenie powierzchni składowisk dla ułożenia ziemi roślinnej:
Phhum=
Phum = 1760/1,2 = 1466,67 m3
[ Ziemia będzie składowana w pryzmach o wys. do 1.20 m]
Składowanie humusu odbywać się będzie na jednym składowisku o
powierzchni: 80x15,5 m powiększone o 0,6m z każdej strony.
Ostateczne wymiary składowisk: 81,2x16,7m
Określenie ilości niwelacyjnego gruntu:
Obliczenie liczby nasypów i wykopów przy niwelacji terenu. Obliczenie metodą
kwadratów. Oznaczenia kwadratów i rzędne punktów – na mapie warstwicowej.
Ilości mas ziemnych – zestawione w tabeli.
W niniejszym ćwiczeniu zaszły następujące przypadki:
a) Kwadratów, na których wystąpiły wyłącznie wykopy. Objętości ich obliczono
wzorem:
V n = a 2 × ( H N − H S )[ m 3 ]
b) Kwadratów przeciętych linią niwelety. Objętości nasypów i wykopów
obliczono wzorami:
d ×l
( H S − H N )[m 3 ]
2
d ×l 

3
V = a2 −
 × ( H N − H S )[m ]
2 

V =
1
a
[m]
PN
[m]
PW
[m]
HS
[m]
Rzędne terenu H
[m]
HN
[m]
HN - HS
[m]
A
20
-
-
290
295, 295,294,294.5
294.5
B
20
-
-
290
295, 295, 294, 294
294.5
4.5
4.5
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
-
-
290
290
290
290
290
290
290
290
290
290
295, 294,293, 294
294, 294, 292, 293
294.5, 294, 293, 293
294, 294, 292, 293
294, 293, 291, 292
293, 292, 291, 291
293, 293, 289, 290
293, 292, 288, 289
292, 291, 287, 288
291, 291, 287, 287
294
293.25
293.62
293.25
292.5
291.75
291.25
290.5
289.5
289
4
3.25
3.62
3.25
2.5
1.75
1.25
0.5
-0.5
-1
Ilość mas ziemnych
Wykop
Nasyp
[m3]
[m3]
1800
1800
1600
1300
1448
1300
1000
700
500
200
200
400
M
N
O
P
R
S
T
U
20
20
20
20
20
20
20
20
-
-
290
290
290
290
290
290
290
290
290, 289, 286, 286
289, 288, 288, 286
288, 287, 288, 288
287, 287, 288, 288
286, 286, 290, 288
286, 288, 290,290
288, 288, 288, 290
288, 288, 288, 288
287.75
287.75
288
287.5
287.5
288.5
288.5
288
-2.25
-2.25
-2
-2.5
-2.5
-1.5
-1.5
-2
Razem
11 648
900
900
800
1000
1000
600
600
800
7200
Wielkość wykopu w m311 648 – 7200= 4448
Określenie objętości wykopu szerokoprzestrzennego
Wymiary projektowanego budynku – domu jednorodzinnego wynoszą 10 x15
m. Projektuje się poszerzenie dna wykopu o 60 cm z każdej strony, dla
zapewnienia pola manewrowego dla ustawienia deskowań fundamentów.
W gruncie kategorii III(piasek wilgotny) przyjęto pochylenie skarpy wykopu
jako stosunek 1:1.
Ostateczne wymiary wykopu do podstawienia danych do wzoru Simpsona wg.
rys. 2
a = 15m + 2*0,60 m =16,2m
b =10 m + 2*0,60 m =11,6m
c =16,2m + 2*0,60 m =17,4m
d =11,6 m + 2*0,60 m = 12,8m
Wzór Simpsona na objętość wykopu:
Vw =
Vw =
h
* [(2a+c)*b + (a+2*c)*d]
6
2,20
*[(2*16,2+17,4)*11,6+(16,2+2*17,4)*12,8]=457,85 m3
6
Objętość mas ziemnych z wykopu szerokoprzestrzennego pod projektowany
budynek –dom jednorodzinny wynosi: 457,85m3
Określenie ilości gruntu do zasypania fundamentów
Objętość budynku pod poziomem terenu:
V0 = 15,00 m *10 ,00 m * 2,20 m =330 m3
Ilość ziemi potrzebna do obsypania budynku:
Vw - V0=457,85 – 330 = 127,85 m3
Bilans mas ziemnych (ujęcie tabelaryczne)
Lp. etap
Rodzaj robót
1
Zdjęcie
humusu
2
Niwelacja
3
1
Wykop pod
budynek
Wykop
Ukop
Nasyp
[m3]
[m3]
[m3]
[m3]
[m3]
1760
-
-
1760
-
11 648
-
7200
-
4448
-
-
127,85
330
-
7200
1887,85
4748
457,85
Razem: 13865,85
Razem etap 1 :
13865,85
=
Odkład Zwałka
13865,85
4
2
Obsypanie
fundamentów
-
127,85
127,85
-
-
5
3
Ułożenie
humusu
-
1760
1760
-
-
Razem etap 113865,85 1887,85
3
Ogółem :
15753,7
1887,85 9117,85
=
15753,7
4748
3.Koncepcje realizacji poszczególnych robót ziemnych oraz wybór
rozwiązań uznanych za optymalne.Organizacja i technologia prowadzenia
robót.
Koncepcje i organizacja zdejmowania ziemi roślinnej
Do dalszych prac koncepcyjnych przyjęto dwie wersje zdjęcia ziemi urodzajnej:
1) za pomocą zgarniarek szybkobieżnych; 2) za pomocą spycharek.
Przyjęto sposób składowania ziemi na jednej kałdzie znajdującej się przy
południwo wschodniej granicy działki.
Zdjęcie warstwy humusu wykonane będzie za pomocą dwóch zgarniarek
szybkobieżnych HYDREMA R 1100. Zdjęta ziemia w ilości 1760 m3 będzie
składowana wzdłuż południowo wschodniej granicy działki na jednej hałdzie
Przyjęto wymiary składowisk80 m x 15,5 m powiększone o 0,60 m z każdej
strony (skarpowanie).
Średnią drogę transportu humusu jest równa długości i szerokości działki, na
której wykonujemy prace.
Koncepcje i organizacja niwelacji gruntu:
Do dalszych prac koncepcyjnych przyjęto dwie wersje zdjęcia ziemi urodzajnej:
1) za pomocą zgarniarek szybkobieżnych; 2) za pomocą spycharek.
Do bezpośredniego wywozu ziemi z części północnej działki przyjęto
wykorzystanie ładowarki i wywrotek.
Wyrównanie powierzchni terenu przeprowadzone będzie w trzech fazach.
Faza I- niwelacja działki za pomocą ładowarki z załadunkiem na wywrotki i
wywiezieniem na zwałke.
Faza II- zgarnianie pasów ziemi wzdłuż linii przecięcia terenu z niweletą.
Faza III – porzerzanie pasu niwelety w kierunku południowym i północnym.
Do prac niwelacyjnych przewidziane są zgarniarki szybkobieżne HYDREMA R
1100 pojemności skrzyni 0,2 m3 oraz ładowarka kołowa 530E produkcji HSW
Stalowa Wola o standardowej pojemności łyżki 3,5 m3. Wywóz ziemi z wykopu
(Faza I) odbędzie się za pomocą wywrotek TATRA 148/81.
Koncepcje i organizacja wykonania wykopu (w tym wywiezienia nadmiaru
gruntu)
Wykop pod projektowany obiekt wykonany zostanie za pomocą koparki
podsiębiernej. Do dalszych prac koncepcyjnych przyjęto dwie wersje zdjęcia
ziemi urodzajnej przedstawione na poniższych schematach pracy koparki.
I. wersja
II wersja
Do prac niwelacyjnych przewidziane są zgarniarki szybkobieżne HYDREMA R
1100 o pojemności skrzyni 0,2m3 oraz ładowarka kołowa 530E produkcji HSW
Stalowa Wola o standardowej pojemności łyżki 3,5 m3. Wywóz ziemi z wykopu
(Faza I) odbędzie się za pomocą wywrotek TATRA 148/8
Koncepcja wykonania wykopu:
Wykop szerokoprzestrzenny wykonany zostanie koparką podsiębiernej o
pojemności łyżki 0,2 m3. Z wykopu o objętości 457,85 m3 , 127,85m3 zostanie
złożone na terenie działki z przeznaczeniem na obsypanie fundamentów i ścian
stanu „0”, a 330,0 m3 zostanie wywieziona za pomocą wywrotek TATRA
148/81.
Ziemia z wykopu będzie składowana na działce w odległości ok. 15 m od
wykopu.
Koncepcje zasypywania wykopu:
Do dalszych prac koncepcyjnych przyjęto dwie wersje zdjęcia ziemi urodzajnej:
1) za pomocą spycharek; 2) za pomocą ładowarki.
W obu sposobach przyjęto zagęszczenie warstw ziemi zagęszczarkami
spalinowymi.
Koncepcje ułożenia warstwy humusu:
Sposób ułożenia na całym terenie działki uzależniony jest od rozstrzygnięcia
sposobu zdjęcia humusu ujętego w pkt. 3.1. Roboty te wykonane będą tym
samym sprzętem, którym zostanie zdjęta warstwa ziemi urodzajnej.
Organizacja obsypania fundamentów:
Objętość ziemi do obsypania stanu „0” zgodnie z bilansem ziemi wynosi:
127,85m3.
Prace zostaną wykonane za pomocą ładowarki kołowej oraz wywrotek.
Organizacja rozłożenia ziemi urodzajnej na terenie działki.
Rozłożenie ziemi urodzajnej na terenie całej działki, podobnie jak jej zdjęcie
odbędzie się za pomocą dwóch zgarniarek szybkobieżnych HYDREMA R 1100.
Objętość ziemi urodzajnej, zgodnie z bilansem ziemi wynosi 1760 m3
4. OBLICZENIE WYDAJNOŚCI EKSPLOATACYJNEJ MASZYN.
Obliczanie wydajności eksploatacyjnej koparki (zgarniarki) HYDEREMA R
1100 – w gruncie kategorii III
Wk=60nQSnSsSw
]
3
Q – pojemność geometryczna łyżki (naczynia roboczego) [m ]
n – liczba cykli roboczych na minutę
S – współczynnik napełnienia łyżki (naczynia roboczego) zależny od jej
n
wielkości, kategorii i rodzaju gruntu (S ≈ 0,9÷1,25)
n
S – współczynnik spoistości gruntu (odwrotność współczynnika spulchnienia
s
Ssp)
S –współczynnik wykorzystania czasu pracy koparki (S ≈ 0,6÷0,8)
w
w
t – czas cyklu roboczego koparki
t – czas odspajania gruntu i napełnienia łyżki (zwykle t =0,30t)
n
n
to– czas obrotu nadwozia do miejsca wyładunku urobku z podniesieniem łyżki
do poziomu wyładowania oraz czas powrotu naczynia do miejsca kopania
(zwykle t =0,60t)
o
t – czas wyładowania naczynia roboczego (zwykle t =0,10t)
w
w
Dane:
Q= 0,40m3
Sn= 0,9
Ss= =
= 0,83
Sw=0,6
tn=0,30t=0,30*20=6s
tw=0,10t=0,10*20=2s
to=0,60t=0,60*20=12s
t=2+6+12=20s
n=
= = 3 cykle na minute
Wk = 60*3*0,40 *0,9*0,83*0,6 = 31,74 m3/h
Obliczenie czasu trwania robót:
1zmiana robocza=8 godzin
V=16800 m3
T=
T=
[h]
=529,3 h = 22dni
Obliczenie wydajności eksploatacyjnej spycharki KOMATSU D 150:
We =
qSnSsSw [ ]
t= ts+tn [s]
ts= + +
tn=tb+tz+to
t –czas cyklu roboczego pracy spycharki [s]
q –pojemność geometryczna lemiesza (mierzona objętością gruntu rodzimego)
3
[m ]
Sn–współczynnik napełnienia lemiesza zależny od kategorii gruntu i sposobu
przemieszczania urobku
Ss–współczynnik spoistości gruntu
Sw–współczynnik wykorzystania czasu roboczego spycharki (Sw ≈ 0,85÷0,95)
ls –długość odcinka skrawania [m]
lp–długość odcinka przemieszczania urobku [m]
vs–prędkość jazdy w trakcie skrawania (na I biegu) [m/s]
vp–prędkość przemieszczania z urobkiem (na II biegu) [m/s]
vpp – prędkość jazdy powrotnej, jałowej (na III biegu) [m/s]
ts –czas skrawania (nagarniania) urobku do chwili napełnienia lemiesza [s]
tb–czas potrzebny na zmianę biegu (tb ≈ 5÷8) [s]
to–czas potrzebny na opuszczenie lemiesza (to ≈ 5÷8) [s]
tn–czas wykonania czynności niezależnych od kategorii gruntu i
przemieszczania urobku (jest wartością stałą dla danego typu spycharki) [s]
tz–czas jednorazowej zmiany kierunku (tz ≈ 10) [s]
H–wysokość lemiesza [m]
L–długość lemiesza [m]
–kąt stoku naturalnego urabianego gruntu [º]
Grunt kategorii III
Wys. lemiesza H = 1,56 m
Szer. lemiesza L = 4,13 m
Gęstość skrawania hsk = 0,3 m
Kąt spadku naturalnego ᵩ= 15 °
Długość odc przemieszcza.
lp= 45m
µ = 1 − 0,005 ⋅ l p = 1 − 0,005 ⋅ 45 = 0,775
Sp=1,2
Sw=0,9
Ss=0,95
Sn=0,85
H 2 LS n
1,56 2 ⋅ 4,13 ⋅ 0,85
q=
µ=
0,7 = 9,96 [m3 ]
2tgϕS sp
2 ⋅ tg15 ⋅ 1,20
 q   9,96 

  
L   4,13 

ls =
=
= 8,04 [ m] − wyznaczone orientacyjnie
hsk
0,3
Pr ędkość na I biegu : Vs = 2
km
m
= 0,56
h
s
km
m
= 0,69
h
s
km
m
=3
= 0,83
h
s
Pr ędkość na II biegu : V p = 2,5
Pr ędkość na III biegu : V pp
ts=
+
+
=182,52 [s]
t=182,52+22=204,52[s]
We=
9,96 *0,85*0,95*0,90=127,98 [
Obliczenie czasu trwania robót:
V=16800 m3
n= 3
T=
T=
=43,75h
2 dni
]
LITERATURA:
1.Dyżewski A.: Technologia i organizacja budowy. Cz.I, II, Arkady, Warszawa
1985.
2. Lenkiewicz Wł. : „Organizacja i planowanie budowy.” PWN. W-wa 1985
3.Nowicki K.: Organizacja i ekonomika budowy. Politechnika Wrocławska
1992
NETOGRAFIA:
● www.geoforum.geodezja.pl