Физико-механические свойства грунтов

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К выполнению курсового проекта

по дисциплине "Технология

и организация строительно-монтажных и заготовительных работ"

для студентов специальности 270109-ТГВ

«Строительство участка газопровода»

Г. Барнаул 2012

Лютова Т.Е. Методические указания по выполнению курсового проекта «Строительство участка газопровода» по дисциплине "Технология и организация строительно-монтажных и заготовительных работ" для студентов специальности 270109 – Теплогазоснабжение и вентиляция. Алт.гос.техн. ун-т им. И. И. Ползунова - Барнаул: Изд-во АлтГТУ 2012 - с.

В методических указаниях даны указания к выполнению курсового проекта «Строительство участка газопровода»

Работа рассмотрена и одобрена на заседании кафедры «Теплогазоснабжение и вентиляция».

Протокол № 17 от « » февраля 201 г.

Рецензент – зав. кафедрой, кандидат технических наук, доцент Логвиненко В.В.

Содержание

Введение. 3

1 Исходные данные для расчета. 4

2 Состав курсового проекта. 5

3 Физико-механические свойства грунтов. 6

4 Подготовительные работы.. 7

5 Определение объемов земляных работ. 7

5.1 Примерный перечень видов земляных работ. 7

5.2 Планировка площадки. 8

5.3 Разработка грунта в траншее. 9

5.4 Подсчет объемов работ по срезке растительного слоя. 11

5.5 Разработка грунта под приямки. 11

5.6 Ручная доработка дна траншеи. 11

5.7 Устройство песчаной подушки. 12

5.7 Объем грунта, подлежащий вывозке. 12

5.8 Подбивка пазух ручными или электротрамбовками. 12

5.9 Обратная засыпка траншеи. 12

5.10 Уплотнение грунта. 14

5.11 Рекультивация земли. 14

6 Подбор оптимального комплекта землеройно-транспортных машин. 15

7 Организация и технология производства земляных работ. 19

8 Техника безопасности при производстве земляных работ. 20

9 Монтажные работы.. 20

9.1 Определение объемов монтажных работ. 20

9.2Выбор монтажных приспособлений. 21

9.3 Выбор транспортных средств. 21

9.4 Выбор монтажных механизмов по монтажным параметрам. 21

9.4.1 Расчет грузоподъемности G. 21

9.4.2 Расчет требуемый вылет крюка L, 21

10 Организация и технология производства монтажных работ. 21

10.1 Контроль за строительством.. 22

11 Калькуляция трудовых затрат. 22

12 Техника безопасности при проведении монтажных работ. 24

13 Графическая часть. 24

13.1 Область применения. 25

13.2 Потребность в материально-технических ресурсах. 25

Список используемой литературы.. 26

Введение

Выполнение курсового проекта имеет целью закрепление, углубление и обобщение знаний, полученных студентами за время теоретического обучения по технологии строительно- монтажных и заготовительных работ, и применение этих знаний к решению конкретной инженерной задачи. Курсовое проектирование способствует также развитию у студентов навыков работы с нормативно-справочной литературой, выполнения расчетов, составления расчетно-пояснительных записок, т. е. навыков самостоятельной творческой деятельности.

Курсовой проект заключается в разработке технологической карты на прокладку участка газовой сети.

Технологическая карта должна содержать такие организационно-технологические решения по технологии строительного производства, которые обеспечили бы высокие технико-экономические показатели, качество и безопасность выполнения работ. Этого можно достичь на основе изучения и обобщения передового опыта, отвечающего современному уровню планирования, организации, управления и технологии строительного производства.

Исходные данные для расчета

Таблица1-Исходные данные для выполнения курсовой работы (выдаются преподавателем).

Состав курсового проекта

Курсовой проект состоит из:

· расчетно-пояснительной записки;

· графической части, которые разрабатываются параллельно.

Расчетно-пояснительная записка выполняется на листах писчей бумаги формата А 4 в объеме 25-30 стр.

Пояснительная записка должна состоять из следующих разделов:

Введение.

1. Исходные данные
2. Физико-механические свойства грунта.
3. Подготовительные работы
4. Определение объемов земляных работ.
5. Выбор комплектов землеройно-транспортных машин.
6. а) выбор комплектов машин;
7. б) сравнение комплектов по ТЭП.
8. Указания по производству земляных работ.
9. Техника безопасности при выполнении земляных работ.
10. Определение объемов монтажных работ.
11. Выбор монтажных механизмов по монтажным параметрам.
12. Указания по производству монтажных работ.
13. Техника безопасности при выполнении монтажных работ.
14. Изоляция трубопровода.
15. Указания по производству изоляционных работ.
16. Техника безопасности при выполнении изоляционных работ.
17. Выводы по курсовой работе

Литература.

Ссылки на справочную литературу делаются в квадратных или наклонных скобках по ходу изложения текста с указанием номера из перечня использованной литературы, приведенного в конце пояснительной записки.

Графическая часть выполняется в виде технологической карты на строительство участка газопровода на стандартном листе ватмана формата А1 (594*841 мм ) - 2-3листа На листе должны быть представлены все разделы технологической карты, показывающие и поясняющие суть проработок, выполненных в курсовом проекте.

Исходные данные

Исходные данные для проектирования принимать в соответствии по таблице №1

Район строительства – г.Барнаул.

Рельеф местности спокойный.

Грунтовые воды на глубине 7 м, не вскрыты.

Нормативная глубина промерзания 1,9м.

Грунт по заданию

Коррозионная агрессивность грунтов высокая.

В качестве основного вида топлива для потребителей предусмотрен природный газ Уренгойского месторождения по ГОСТ 5542-87, транспортируемый по магистральному трубопроводу Уренгой - Тобольск - Новосибирск - Барнаул.

Таблица 2- Состав природного газа по ГОСТ 5542-87

Подготовительные работы

При оформлении отчета необходимо кратко описать каждый из перечисленных ниже пунктов.

Организация, выполняющая работы, должна обеспечивать уборку территории стройплощадки и пятиметровой прилегающей зоны. Бытовой и строительный мусор должен вывозиться своевременно в сроки и в порядке, установленные органом местного самоуправления.

К подготовительным работам на строительство газопровода относятся получение разрешения (ордера) на разрытие траншей и производства строительно-монтажных работ.

Трассовые подготовительные работы включают:

- разбивку и закрепление пикетажа, геодезическую разбивку горизонтальных и вертикальных углов поворота, разметку строительной полосы;

- расчистку строительной полосы от леса и кустарника, корчевку пней; снятие и складирование в специально отведенных местах плодородного слоя земли;

- планировку строительной полосы, уборку валунов, устройство полок на косогорах;

- осушение строительной полосы, промораживание или защиту от промерзания (в зависимости от периода года), подготовку технологических проездов;

- устройство защитных ограждений, обеспечивающих безопасность производства работ, монтаж средств наружного освещения;

- проведение противоэрозионных мероприятий.

Примерный перечень видов земляных работ

К земляным относятся следующие виды работ:

1. срезка растительного слоя; если городские условия, то может быть удаление асфальтового покрытия;

2. предварительная планировка площадки;

3. разработка грунта в траншее ((одноковшовым экскаватором, многоковшовым экскаватором (роторным или цепным) и др.));

4. Погрузка и вывозка растительного грунта и грунта, вытесненного трубопроводом.

5. ручная доработка дна траншеи;

6. разработка грунта под приямки;

7. подбивка пазух ручными или электротрамбовками;

8. обратная засыпка траншеи;

9. уплотнение грунта;

10. Окончательная планировка площадки

11. рекультивация земли.

По рабочим чертежам и (или) по формулам определяем объемы земляных работ

Рисунок 1 – Эскиз траншеи

Планировка площадки

Для начала выполняют предварительную планировку площадки составляя приблизительную её схему, а после расчетов по объемам земляных работ – окончательную планировку с нанесением на схему строительной площадки всех нужных размеров.

Грунт, вынутый из траншеи и котлована, следует укладывать в отвал с одной стороны на расстоянии от бровки не ближе 0,5 м, оставляя другую сторону свободной для передвижения транспорта и производства монтажно-укладочных работ (рабочая полоса).

При прокладке газопроводов в поселениях под улицами или площадями следует применять преимущественно закрытые способы строительства с использованием установок наклонно-направленного бурения, продавливания или прокола.

При прокладке газопровода на разделительных полосах улиц используется открытый способ строительства; грунт по мере разработки траншеи сразу грузится на автосамосвал и вывозится для временного хранения. Если позволяет ширина разделительной полосы, то грунт может укладываться вдоль траншеи.

При строительстве газопровода вдоль действующего газопровода схема производства работ выбирается исходя из условия исключения наезда техники на действующий газопровод. Перед началом работ по оси действующего газопровода необходимо выставить через 10 м вешки с указанием глубины заложения газопровода.

Рисунок 2 – Схема строительной площадки

Разработка грунта в траншее

Прокладку газопроводов следует осуществлять на глубине не менее 0,8 м до верха газопровода или футляра. В тех местах, где не предусматривается движение транспорта и сельскохозяйственных машин, глубина прокладки стальных газопроводов допускается не менее 0,6 м.

При прокладке межпоселковых полиэтиленовых газопроводов давлением свыше 0,6 до 1,2 МПа включительно должны применяться трубы и соединительные детали из полиэтилена ПЭ 100. При этом глубина прокладки газопроводов должна быть не менее 1,0 м, а при прокладке газопроводов на пахотных и орошаемых землях глубина прокладки должна быть не менее 1,2 м до верха трубы. Прокладка полиэтиленовых газопроводов сдавлением свыше 0,6 МПа с применением труб из ПЭ 80 разрешается при условии увеличения глубины прокладки не менее чем на 0,1 м.

Для строительства газопроводов давлением свыше 0,6 МПа могут применяться армированные полиэтиленовые трубы и соединительные детали. При этом глубина прокладки должна быть не менее 1,0 м до верха трубы, а при прокладке газопроводов на пахотных и орошаемых землях глубина заложения должна быть не менее 1,2 м до верха трубы.

Допускается прокладка полиэтиленовых газопроводов из ПЭ 100 давлением свыше 0,6 до 1,2 МПа включительно в поселении при входе в промузел (промзону), а также в незастроенной части поселения, если это не противоречит схемам размещения объектов капитального строительства, предусмотренным генеральным планом поселения.

Газопроводы на подводных переходах следует прокладывать с заглублением в дно пересекаемых водных преград. При необходимости по результатам расчетов на всплытие производят балластировку трубопровода. Отметка верха газопровода (балласта, футеровки) должна быть не менее чем на 0,5 м, а на переходах через судоходные и сплавные водные преграды — на 1,0 м ниже прогнозируемого на срок 25 лет профиля дна.

При прокладке газопровода методом наклонно-направленного бурения отметка должна находиться не менее чем на 2,0 м ниже прогнозируемого профиля дна. При пересечении несудоходных водных преград допускается прокладывать подводные газопроводы, изготовленные из труб с балластным покрытием в защитной оболочке заводского изготовления, без заглубления в дно, при условии подтверждения их пригодности для указанных целей в установленном порядке.

Рисунок 3- Профиль траншеи

Ширина траншеи понизу, :

, где d - диаметр трубы трубопровода, м.

При откосе траншей 1:0,5 и круче минимальную ширину траншеи можно принимать:

а) при соединении труб сваркой:

- для газопроводов диаметром до 0,7 м — D + 0,3 м, но не менее 0,7 м; диаметром св. 0,7 м — 1,5 D;

- при разработке траншеи экскаваторами непрерывного действия для газопроводов диаметром до 219 мм — D + 0,2 м;

- при укладке отдельными трубами для диаметров до 0,5 м — D + 0,5 м; от 0,5 до 1,2 м (включительно) — D + 0,8 м;

- на участках, балластируемых железобетонными грузами или анкерами, — 2,2 D;

- на участках, пригружаемых неткаными синтетическими материалами или геотекстильными материалами, — 1,5 D;

б) при соединении одиночных труб муфтами или фланцами:

- для газопроводов диаметром до 0,5 м — D + 0,8 м;

- то же, от 0,5 м до 1,2 м — D + 1,2 м.

При откосах положе 1:0,5 минимальная ширина траншеи принимается D + 0,5 м для укладки отдельными трубами и D + 0,3 м — для укладки плетями.

На участках кривых вставок ширина траншеи принимается не менее двукратной ширины траншеи на прямолинейных участках.

Если ширина ковша одноковшового экскаватора превышает приведенные ранее размеры, то ширина траншеи принимается:

- в песках и супесях — К + 0,15 м;

- в глинистых грунтах — К + 0,4 м;

- в скальных (разрыхленных) и мерзлых грунтах — К + 0,4 м,

где К— ширина ковша по режущим кромкам.

При разработке траншеи траншейными экскаваторами (роторным, цепным, фрезерным) ее ширина принимается равной ширине копания.

При бестраншейном трубозаглублении (длинномерных труб малых диаметров) ширина щели принимается равной ширине рабочего органа (щелереза).

Траншея и котлованы должны разрабатываться с откосами. Траншеи с вертикальными стенками без крепления разрешается разрабатывать в мерзлых и в грунтах естественной влажности с ненарушенной структурой при отсутствии грунтовых вод на следующую глубину, м:

- в насыпных песчаных и гравелистых грунтах — не более 1;

- в супесях — не более 1,25;

- в суглинках и глинах — не более 1,5.

Крутизну откосов подводных траншей при ширине водной преграды более 30 м или глубине более 1,5 м (при среднем рабочем уровне воды) с учетом безопасных условий производства водолазных работ следует принимать по таблице 5.

Таблица 5 – Крутизна откосов подводных траншей

Ширина траншей по постели при траншейной прокладке должна быть не менее: +200 мм для труб диаметром до 110 мм включительно, +300 мм для труб диаметром более 110 мм.

Допускается уменьшение ширины траншеи (устройство узких траншей) или канала (при бестраншейной прокладке) вплоть до диаметра укладываемой трубы при условии, что температура поверхности трубы при укладке не выше плюс 20 °С, а также исключения возможности повреждения ее поверхности

Ширина траншеи поверху,

на ПК-1

на ПК-2 , где

а - ширина траншеи понизу,

h1 и h2- глубина траншеи на 1 и 2 пикетах соответственно;

m-крутизна откоса.

.

Объем траншеи,

, где

L- длина трубопровода, в м.

Разработка грунта под приямки

Размеры приямков для заделки стыков в траншее для газопроводов всех диаметров должны быть следующими:

- для стальных труб — длина 1,0 м, ширина D + 2 м, глубина 0,7 м;

- для полиэтиленовых труб — длина 0,6 м, ширина D + 0,5 м, глубина 0,2 м.

Количество приямков принимается равным количеству стыков, свариваемых в траншеи.

V_об.пр=n*V_пр – кол-во грунта выработанное под приямки

где n – кол-во приямков

V_пр – объем грунта одного приямка

Ручная доработка дна траншеи

В практике, чтобы не нарушать естественной плотности грунта основания траншеи, разработка траншеи (котлована) на всю глубину экскаватором, как правило, не допускается.

Объем грунта по ручной доработке (подчистке) траншеи,

где h_н = 0,05...0,2 м - глубина слоя по ручной доработке траншеи.

Устройство песчаной подушки

Перед укладкой трубопровода в траншею на дно траншеи укладывается песчаная подушка высотой 0,1-0,2 м.

Для вариантов заданий с видом грунта песок и супесок допускается не проводить укладку песчаной постели.

Обратная засыпка траншеи

Объем обратной засыпки грунта определяется по формуле

где --общий объем разрабатываемого грунта, м³;

-объем грунта, вытесняемый прокладываемым сооружением ( трубопроводом при прокладке газопровода);

- коэффициент остаточного разрыхления грунта (Таблица 4).

Суммарный объем траншеи,

Объем обратной засыпки,

При устройстве кавальеров для обратной засыпки, площадь его сечения рассчитывается по формуле,

где V_кав - объем грунта в кавальере, м³, с учетом коэффициента первоначального разрыхления грунта,

K_пр-коэффициент первоначального разрыхления

L - длина кавальера, м.

Если сечение кавальера будет в виде равнобедренного треугольника с крутизной откосов 1: 1,0, что соответствует крутизне откосов насыпного грунта, то высота Н и основание b в м такого кавальера выражаются формулами:

Рисунок 5 – Схема устройства кавальера

Рисунок 6 – Схема обратной засыпки

Если по расчетам кавальеры окажутся настолько высокими, что их нельзя отсыпать экскаваторами (высота их превышает наибольшую высоту выгрузки экскаватора минус 0,5 м), то поперечному сечению кавальеров следует придать форму равнобедренной трапеции. Задавшись высотой, определяют ширину кавальера понизу, :

Уплотнение грунта

Уплотнение грунта производится самоходными катками слоями толщиной 0,2 – 0,3 м. Для достижения заданной плотности число проходок по одному следу принимают от 15 до 20. Уплотнение допускается осуществлять по линейной схеме.

Рисунок 7 – Схема уплотнения грунта

В полевых условиях допускается не выполнять уплотнение грунта.

Рекультивация земли

Объем рекультивации земли определяется по формуле (1) или (2) п. 5.4.

Полученные объмы земляных работ занести в таблицу

Таблица6 - Объемы земленныхз работ

Монтажные работы

К монтажным относятся следующие виды работ (примерный перечень видов монтажных работ):

· устройство песчаного основания дна траншеи;

· сборка труб на бровке траншеи;

· укладка труб в траншею с помощью автокранов или трубоукладчиков;

· сварка стыков труб;

· антикоррозионная изоляция стыков труб;

· установка арматуры;

· продувка трубопроводов;

· испытание трубопровода;

· устройство и разборка ограждения строительной площадки;

· устройство и разборка временных мостов и др.

Выбор монтажных приспособлений

Выбор грузозахватных приспособлений для подъема и укладки трубопроводов необходимо осуществлять с учетом того, что приспособления должны обеспечивать необходимую грузоподъемность, прочность, надежное зацепление (строповку) трубы, недопустимость повреждений как сомой трубы, так и ее изоляционного покрытия простоту конструкции и применения. Выбрать грузозахватные приспособления

Выбор транспортных средств

Для доставки труб, арматуры выбрать транспортные средства и дать краткое обоснование.

Расчет грузоподъемности G.

Грузоподъемность крана G подсчитывается исходя из максимального груза, который должен поднять кран, при требуемом вылете крюка

,

где Р- масса монтируемых труб или секций (плетей) в т.

g масса монтажной оснастки, приспособлений и т.д. в т.

Контроль за строительством

В процессе строительства сетей газораспределения, газопотребления должны осуществляться строительный контроль и государственный строительный надзор.

Строительный контроль проводится лицом, осуществляющим строительство, застройщиком, заказчиком или привлеченными ими лицами, имеющими свидетельство о допуске к данным видам работ. На объектах, проектная документация которых подлежит государственной экспертизе и (или) экспертизе промышленной безопасности, должен осуществляться государственный строительный надзор.

Строительный контроль включает в себя:

1. входной контроль проектной рабочей документации и результатов инженерных изысканий, материалов, технических устройств, газоиспользующего оборудования и наличия разрешительных документов;

2. операционный контроль строительно-монтажных работ (земляных, сварочных, изоляционных работ, работ по испытанию газопроводов, монтажа строительных конструкций зданий и сооружений и т.п.);

3. приемочный контроль, в процессе которого проводится проверка качества выполненных работ. Результаты приемочного контроля оформляют записями в строительном паспорте, актами, протоколами испытаний.

Внешним осмотром и измерениями проверяют:

1. глубину заложения подземного (наземного) или расположение надземного газопровода; уклоны; устройство основания, постели или опор; длину, диаметр и толщину стенок трубопровода; установку запорной арматуры и других элементов газопровода. Измерения проводят по ГОСТ 26433.2;

2. тип, размеры и наличие дефектов на каждом из сварных стыковых соединений трубопроводов;

3. сплошность, адгезию к стали и толщину защитных покрытий труб и соединений.

Проверку подземных трубопроводов (резервуаров) проводят до и после опускания их в траншею (котлован). Число измерений — в соответствии с указаниями проекта или технологической документации организации — исполнителя работ.

Обнаруженные внешним осмотром и измерениями дефекты устраняют.

Недопустимые дефекты сварных соединений должны быть удалены.

Калькуляция трудовых затрат

Калькуляция трудовых затрат является основной для определения сроков выполнения работ, расчета технико-экономических показателей, затрат труда и стоимости по земляным и монтажным работам. Составляется в форме таблицы (табл.15) на основе данных норм времени и расценок

Калькуляция затрат труда и заработной платы

График производства работ составляется в форме таблицы (табл.16). В графике приводятся в технологической последовательности все рабочие процессы по земляным и монтажным работам с их взаимной увязкой во времени.

Приводится схема операционного контроля качества работ (табл.17) в соответствии с требованиями СНиП.

Технико-экономические показатели рассчитываются по земляным и монтажным работам (табл.18).

Раздел материально-технические ресурсы оформляется в виде трех таблиц № 19, 20, 21

Графическая часть

Технологическая карта состоит, как правило, из следующих разделов:

- область применения;

- общие положения;

- организация и технология выполнения работ;

- требования к качеству работ;

- потребность в материально-технических ресурсах;

- техника безопасности и охрана труда;

- технико-экономические показатели.

.

Размещение разделов на листе должно быть следующим:

Рисунок 11 - Схема заполнения листа графической части проекта

2 лист содержит:

Область применения

В разделе приводится наименование технологического процесса, типа (вида) здания (сооружения), конструктивного элемента или части здания, для которых разрабатывается данная технологическая карта.

Указывается, что технологическая карта предназначена для нового строительства или реконструкции, капитального или текущего ремонта.

Приводятся об