Opis Techniczny

1. Wstęp

   1. Podstawa formalna opracowania

Niniejsze opracowanie zostało wykonane w ramach ćwiczenia projektowego z przedmiotu Budownictwo ziemne

1. Cel i zakres opracowania

Celem opracowania jest budowa dużego centrum handlowego. Zakres opracowania obejmuje wykonanie robót związanych z ustaleniem koncepcji technologii wykonania obiektu wraz z niezbędnymi robotami ziemnymi.

1. Podstawy techniczne i prawne opracowania

- 14688-1:2005 Badania geotechniczne. Oznaczanie i klasyfikowanie gruntów.

-B-03020:1981 Posadowienie bezpośrednie budowli.

1. planowanej inwestycji

   1. Morfologia terenu

Obszar planowanej inwestycji znajduje się w miejscowości Kazimierz Dolny koło Puław, województwo lubelskie.

1. Wytyczne projektu badań geologicznych

W celu sporządzenia profili geotechnicznych wykonano na terenie inwestycji 3 odwierty. Otwory wykonano za pomocą łyżki rurowej pod osłoną rur stalowych o średnicy 15 cm. Wiercenia otworów rozpoczęto z głębokości 1,0-1,5 m poniżej poziomu terenu, w wykopanym dole, gdzie umieszczono kotwie ułatwiające wciskanie rur osłonowych. Próbki do skrzynek pobrano nie rzadziej niż co 1 m.. Poziom wody gruntowej notowano z podaniem daty pomiaru, sprawdzając go po 24 h.

1. Budowa geologiczna podłoża

2.3.1. Przekroje geotechniczne

Na obszarze planowanej inwestycji wykonano 3 odwierty w celu identyfikacji podłoża gruntowego – dwa odwierty do głębokości 12 m i jeden do 10 m. Rysunki przekrojów geotechnicznych zawarte są w projekcie. Wykaz oznaczeń gruntów, jakie zastosowano w projekcie:

1 Niespoiste

-, żwirowa, luźny (

-, żwirowa, średnio zagęszczony (

-, Piasek gruby, średnio zagęszczony (

-, Piasek średni, luźny(

-, Piasek średni, średnio zagęszczony (

-, Piasek drobny, średnio zagęszczony (

2.Spoiste (grupa skonsolidowania A)

-, glina/glina zwięzła, twardoplastyczny (

- , Glina pylasta, twardoplastyczny (

-, pył piaszczysty, plastyczny (

-, , Glina pylasta zwięzła, plastyczny (

-, , ił, plastyczny (

3.Organiczne

-Torf

2.3.2 Opis wydzielonych warstw gruntu

Na podstawie wykonanych otworów stwierdzono występowanie i stan następujących gruntów:

PN-EN-ISO 14688-1	PN-86/04480
Grunt	frakcja
gruboziarniste	żwir
gruboziarniste	Piasek gruby
gruboziarniste	Piasek średni
gruboziarniste	Piasek drobny
drobnoziarniste	Glina ilasta
drobnoziarniste	Pył ilasty
drobnoziarniste	Ił pylasty
drobnoziarniste	Pył piaszczysty
drobnoziarniste	Ił
organiczne	torf

• Otwór 1:

- 0-0,6 m humus,

- 0,6-3,6 m glina/glina zwięzła,

- 3,6-5,3 m glina pylasta,

- 5,3-8,4m piasek drobny średnio zagęszczony,

- 8,4-10,0 m wilgotny żwir w stanie luźnym,

• Otwór 2:

- 0-0,3 m humus,

- 0,3-2,8 m piasek średni w stanie luźnym,

- 2,8-7,2 m ił pylasty w stanie plastycznym,

- 7,2-9,2 m piasek gruby średnio zagęszczony,

- 9,2-11,3 m wilgotny żwir w stanie luźnym,

- 11,3-12,0 m ił w stanie plastycznym,

• Otwór 3:

- 0-0,4 m humus,

- 0,4-5,8 m piasek średni w stanie luźnym,

- 5,8-7,4 m pył piaszczysty w stanie plastycznym,

- 7,4-8,4 m torf,

- 8,4-12,0 m wilgotny żwir piaszczysty średnio zagęszczony,

2.4 Opis warunków wodnych

Na opiniowanym terenie w czasie wykonywania wierceń stwierdzono występowanie wody gruntowej o zwierciadle swobodnym stabilizującym się na głębokości 9,2-10,4 m w trzech otworach w warstwach żwiru.

5. Określenie stopnia złożoności warunków gruntowych.

Na podstawie analizy przekrojów geotechnicznych warunki gruntowe określono jako złożone. Świadczy o tym fakt występowania gruntów niejednorodnych, słabonośnych (piasek drobny w stanie luźnym, ) oraz nieciągłości warstw. Nie stwierdzono przy tym występowania niekorzystnych zjawisk geologicznych.

1. Charakterystyka obiektu

   1. Lokalizacja obiektu

Obiekt zlokalizowany jest w miejscowości Kazimierz Dolny przy ulicy Puławskiej, ok. 0,7 km od centrum.

1. Założenia rozwiązania architektonicznego

Projekt centrum handlowego obejmuje:

-wykonanie robót niwelacyjnych o wymiarach 200x200m.

-parking 140x60m mieszczący 184 miejsca parkingowe, miejsze parkingowe ma wymiary 3,5x5m, szerokość jezdni wokół parkingu i między pasami parkingowymi wynosi 5,6m.

-centrum handlowe 100x200m.

1. Określenie sposobu posadowienia budowli ziemnych oraz obiektów budowlanych

Po rozpoznaniu podłoża gruntowego oraz uwzględnieniu wielu czynników, takich jak przeznaczenie obiektu, prostota konstrukcji, technologie wykonania i warunki użytkowania określono bezpośrednie posadowienie obiektu.

Ustalenie kategorii geotechnicznej

Obiekt budowlany z uwagi na złożoność warunków gruntowych, posadowienie bezpośrednie oraz konwencjonalne metody projektowania i wykonawstwa należy do obiektów drugiej kategorii geotechnicznej. Występujące na jego terenie grunty słabonośne determinują ilościową ocenę i analizę danych.

Zestawienie parametrów geotechnicznych wydzielonych warstw gruntu

	ID	IL	wn	γs	γ	M0	M	c	Φ
			[%]	[kN/m^3]	[kN/m^3]	[kPa]	[kPa]	[kPa]	[º]
Gr	0,29	-	15,00	26,50	18,50	113534	113534	-	36,9
Gr	0,55	-	15,00	26,50	20,50	163240	163240	-	38,8
saGr	0,48	-	12,00	26,50	19,00	148957	148957	-	38,3
CSa	0,37	-	5,00	26,50	17,00	75159	83510	-	32,2
MSa	0,27	-	6,00	26,50	16,50	62736	69707	-	31,6
MSa	0,43	-	5,00	26,50	17,00	83698	92998	-	32,6
FSa	0,45	-	6,00	26,50	16,50	56357	70446	-	30,2
saSi	-	0,35	20,00	26,60	20,50	32193	35767	33,13	18,9
clSl	-	0,15	20,00	26,80	21,00	51962	57730	41,66	22,4
sasiCl	-	0,22	18,00	26,90	21,00	43534	48366	38,44	21,2
Cl	-	0,40	34,00	27,20	18,50	28843	32045	31,27	18,1
siCl		0,28	42,00	27,50	18,00	37741	41930	35,9	20,1

Obliczenia

1.tylko wykop

	wierzchołek	ho=36,2	a=23m
nr.kwad	górny lewy	górny prawy	dolny lewy	dolny prawy
8	50,4	51,4	51,3	52,2
9	51,4	52,5	52,5	52,7
10	52,2	52,8	52,7	53,4
11	52,8	53,4	53,4	53,9
14	51,3	52,2	52,3	52,8
15	52,2	52,7	52,8	52,3
16	52,7	53,4	53,3	53,8
17	53,4	53,9	53,8	54,4
20	52,3	52,8	53,2	53,5
21	52,8	53,3	53,5	53,8
22	53,3	53,8	53,8	54,3
23	53,8	54,4	54,3	54,7

2.tylko nasyp

nr.kwad	górny lewy	górny prawy	dolny lewy	dolny prawy	humus	Vnasypu	Vhumusu
8	50,4	51,4	51,3	52,2	0,5	-98,9	91,2

3.nasypy ze skarpami

nr.kwad	górny lewy	górny prawy	dolny lewy	dolny prawy	A1	A2	humus	vnas	vhum
1	49,1	50,3	50	50,4	4,24	2,49	0,6	-83,45	82,25
2	50,3	50,9	50,4	51,4	16,26	15,14	0,55	-524,2	361,3
7	50	50,4	50,9	51,3	2,49	1,82	0,55	-105,25	104,4

3.wylopy ze skarpami

nr.kwad	górny lewy	górny prawy	dolny lewy	dolny prawy	A1	A2	humus	vnas	vhum
3	50,9	51,7	51,4	52,2	4,15	10,20	0,45	401,6	201,2
4	51,7	52,4	52,2	52,8	10,20	15,45	0,4	615,9	252,7
5	52,4	53	52,8	53,4	15,45	23,55	0,4	1018,8	257,1
6	53	53,3	53,4	53,7	2,15	2,45	0,4	57,5	51,9
12	53,4	53,7	53,9	54,1	2,45	3,1	0,3	139,4	53,3
13	50,9	51,3	51,8	52,3	2,1	2,75	0,5	111,2	89,4
18	53,9	54,1	54,4	54,7	3,1	6,4	0,3	230,4	58,5
19	51,8	52,3	52,7	53,2	2,75	3,15	0,5	121,4	62,4
24	54,4	54,7	54,7	55,2	6,4	10,25	0,3	408,1	87,7
25	52,7	53,2	53,3	53,7	3,15	3,6	0,45	84,8	66,3
26	53,2	53,5	53,7	54,2	44,5	45,75	0,4	2251,5	320,5
27	53,5	53,8	54,2	54,6	45,75	48,15	0,4	2857,9	337,4
28	53,8	54,3	54,6	55	48,15	51,2	0,4	2511,1	372,9
29	54,3	54,7	55	55,5	51,2	53,05	0,4	2597,2	378,1
30	54,7	55,2	55,5	56,1	10,25	11,35	0,35	267,5	113,8

Bilans mas ziemnych

wykopy- 61412,4

nasypy- 1011,8

Humus-9108,05

1.Zdjęcie humusu

Wydajność zgarniarki

Przyjęto zgarniarkę:

Spycharka Catepillar: zgarniarka kołowa Catepillar 657G

Moc uźyt. :572kW

Pojemność skrzyni: 33, 6m³

Max głębokość skrawania: 0,40m

Max grubość rozkładu warstwy: 0,52m

Max prędkość przejazdowa: 55km/h

Szerokość skrawania: 3,02m

Czas trwania cyklu roboczego T:

T = t_st + t_zm

t_st- czas trwania czynności stałych

t_zm - czas trwania czynności zmiennych

t_st = n₁t₁ + n₂t₂ + t₃ + t₄

Dla zgarniarki kołowej przyjęto n₁t₁ + n₂t₂ = 0

$$t_{3} = 3,6\frac{q \bullet S_{n}}{l \bullet h_{s} \bullet V_{s}} = 3,6\frac{33,6 \bullet 0,7}{3,02 \bullet 0,40 \bullet 3} = 6,49s$$

t₄=$3,6\frac{q \bullet S_{n}}{l \bullet b_{w} \bullet V_{w}}$=$3,6\frac{33,6 \bullet 0,7}{3,02 \bullet 0,50 \bullet 6}$=8,98s

t_st = 6, 49 + 8, 98 = 15, 47s

Czas czynności zmiennych

$$t_{\text{zm}} = 3,6(\frac{l_{z}}{v_{z}} + \frac{l_{w}}{v_{w}})$$

$$l_{s} = \frac{q{\bullet S}_{n}}{h_{s} \bullet l} = \frac{33,6 \bullet 0,7}{0,40 \bullet 3,02} = 19,47m$$

$$l_{r} = \frac{q{\bullet S}_{n}}{b_{w} \bullet l} = \frac{33,6 \bullet 0,7}{0,50 \bullet 3,02} = 15,58m$$

l_z = l + (l_s−l_r) = 230 + (19,47−15,58) = 233, 89m

l_w = 230m

$V_{z} = \frac{18km}{h}$(III bieg)

$V_{w} = \frac{28km}{h}$ (IV bieg)

$$t_{\text{zm}} = 3,6\left( \frac{l_{z}}{V_{z}} + \frac{l_{w}}{V_{w}} \right) = 3,6\left( \frac{233,89}{18} + \frac{230}{28} \right) = 62,71s$$

Obliczenie wymiarów szerokości pryzmy

V_gruntu = 9108, 05m³

$$V = \frac{1,6}{6} \bullet (\left( x + 3,2 \right) \bullet \left( 2 \bullet 203,2 + 200 \right) + x \bullet \left( 203,2 + 2 \bullet 200 \right) = 9108,05$$

x = 46, 7m

Czas trwania cyklu:

T = t_st + t_zm = 15, 47 + 62, 71 = 78, 18s

Wydajność eksploatacyjna zgarniarki:

$$Q_{e} = q\frac{3600}{t}S_{n} \bullet S_{z} \bullet K_{\text{cz}}$$

Przyjęto $S_{z} = \frac{1}{S_{s}} = \frac{1}{1,11} = 0,90\ (dla\ humusu)$

$$Q_{e} = 33,6\frac{3600}{78,18} \bullet 0,7 \bullet 0,90 \bullet 0,80 = 779,79m^{3}/h$$

Kubatura nasypu

V = 9108, 05m³

Czas realizacji

$$t_{r} = \frac{V}{Q_{e}} = \frac{9108,05}{779,79} = 11,68\ h$$

2.Organizacja pracy maszyn przy rozdziale mas ziemnych

-rozdział mas ziemnych przeprowadzono koparką

Przyjęto koparkę Volvo D4E

Moc max:69kW

Pojemność łyzki: 1,83

Max zasięg kopania: 8,3m

Max głębokość kopania: 5,5m

Masa robocza: 12,8-15t

Wydajność eksploatacyjna koparki:

Q_e = 60 • n • q • S_n • S_z • S_cz

$$Q_{e} = 60 \bullet 1,83 \bullet 1,71 \bullet 0,8 \bullet 0,90 \bullet 0,80 = 108,15\frac{m^{3}}{h}$$

Czas trwania cyklu roboczego koparki:

T = t_kop + t_obr + t_wyl

t_kop = 10s

t_obr = 20s

t_wyl = 6s

Czas trwania cyklu:

T_K = t_kop + t_obr + t_wyl = 10 + 20 + 5 = 35s

$$n = \frac{60}{T_{K}} = \frac{60}{35} = 1,71$$

Wydajność załadunkowa koparki:

Q_zal = 60 • n • q • S_n • S_cz

$Q_{zal} = 60 \bullet 1,83 \bullet 1,71 \bullet 0,8 \bullet 0,80 = 120,17\frac{m^{3}}{h}$=$1922,72\frac{m^{3}}{zmiane}$ (przy założeniu 16-godzinnego czasu pracy, dwóch operatorów koparki)

Czas realizacji

a)wykonanie wykopu

$$t_{r} = \frac{V}{Q_{zal}} = \frac{61412,4}{1922,72} = 31,94\ zmiany$$

Przyjmuję dwie koparki

3.Ustalenie ilości środków transportu

Wywrotka 1W tylko zsypowa typu rynna

Czas załadunku wywrotki:

$t_{z} = \frac{Q_{T}}{qS_{n}\rho_{z}n}\lbrack min\rbrack$

$$t_{z} = \frac{20}{1,83 \bullet 0,8 \bullet 1,38 \bullet 1,71} = 4,73min = 4\min{44\ sekund}$$

Czas jazdy w obu kierunkach:

$$t_{j} = 120\frac{L}{V_{sr}}$$

$$t_{j} = 120\frac{4,4}{\frac{1}{3} \bullet 50} = 31,68\ min$$

Wymagana liczba wywrotek:

$$m = \frac{T_{w}}{t_{z}} = \frac{t_{z} + t_{j} + t_{w} + t_{m}}{t_{z}}$$

$$m = \frac{T_{w}}{t_{z}} = \frac{4,73 + 31,68 + 1 + 2}{4,73} = 8,33 \approx 9\ samochodow$$

Spycharka

Przyjęto do pracy spycharkę gąsienicową HSW TD-25M

O wymiarach lemiesza

B=4,35 m

H=1,76 m

Objętość lemiesza wyznaczono ze wzoru:

współczynnik strat uroku na drodze przepychania.

współczynnik wykorzystania czasu roboczego

współczynnik spólchnienia

Dla piasku kąt stoku naturalnego

t- czas cyklu roboczego pracy spycharki

-czas skrawania urobku do chwili napełnienia lemiesza

20s-czynności stałe (czas zmiany biegu, zmiany kierunku jazdy, podnoszenia i opuszczania lemiesza).

długość odcinka skrawania

(prędkość skrawania)

(prędkość przemieszczania z urobkiem)

(prędkość jazdy powrotnej)

Wydajność spycharki

Czas pracy spycharki

T= 6,88godziny

4.Zagęszczenie

Grunt przeznaczony na nasypy jest w całkowitości uzyskany z wykopu. Jest to frakcja piesaku grubego o zmiennym stopniu zagęszczenia ( )

Przyjęto walec wibracyjny Dynapac

Masa-15,5t

Moc silnika -173KM

Częstotliwość wibracji 29Hz

Szerokość bębna 2130mmMoc silnika: 173 KM
    * Częstotliwość wibracji : 29 Hz
    * Siła odśrodkowa: 300 kN
    * Prędkość: 9 km/h
    * Szerokość bębna: 2130 mm

Wydajność walcaMoc silnika: 173 KM
    * Częstotliwość wibracji : 29 Hz
    * Siła odśrodkowa: 300 kN
    * Prędkość: 9 km/h
    * Szerokość bębna: 2130 mmMoc silnika: 173 KM
    * Częstotliwość wibracji : 29 Hz
    * Siła odśrodkowa: 300 kN
    * Prędkość: 9 km/h
    * Szerokość bębna: 2130 mm

V- średnia prędkość jazdy walca (przyjęto 2 km/h)

B- szerokość robocza walca

b- szerokość zakładu wałowania

n- liczba przejazdów po jednej warstwie

(przyjęto 8)

h- wysokość warstwy (przyjęto 0,5)

Scz- współczynnik wykorzystania czasu roboczego

Określenie ilości potrzebnych walców

Ilość gruntu na godzinę przemieszczonego przez spycharkę i zgarniarkę:

Ilość potrzebnych walców :

Aby zachować ciągłą pracę należy wynająć 1 walec

5.Roboty wykonczeniowe

Skarpowanie nasypów

Nachylenie skarp wykopów stałych nie powinno być większe niż:

1:1,5 – przy głębokości do 2m

1:1,75 – przy głębokości 2-4m

Skarpa jest nachylona pod kątem α ≈ 30^o i α ≈ 34^o do wykonania użyto koparki podsiębiernej z łyżką do skarpowania. Z powodu dużego nachylenia przewidziano zabezpieczenie przeciwerozyjne w formie rozkładu humusu o miąższości 20cm, obsianego trawą w sposób mechaniczny.

Powierzchnia skarp:

-2516,49m²

Na podstawie KNR-W 10 2213-01

Przyjęto:

Skarpowanie nasypów koparkami z przemieszczeniem urobku spycharkami na nasyp.

Warstwa zdejmowana gruntu 30cm, grunt kat. I-II koparka podsiębierna 0,60m3

Czas wykonania

Koparka – 0,0161m-g/m2

Nakład 40,51m-g

Spycharka gąsienicowa – 0,0232m-g/m2

Nakład 58,38m-g

Umacnianie skarp

Na podstawie KNR-W 10 2115-05

Skarpy

-2516,49m²

-miąższość humusu 20cm

Umacnianie skarp wykopów i nasypów – humusowanie z obsiewem, humus grubości 5cm – transport technologiczny + dodatek za każde 5 cm

sprzęt	Nakład jednostkowy	nakład
Ciągnik kołowy	0,0085 m-g/	21,39m-g
Przyczepa samowyładowcza	0,0085 m-g/	21,39m-g
Koparka jednonaczyniowa	0,0033 m-g/	8,30m-g
robocizna	0,031 r-g/	78,01r-g

Obsiew skarp

-2516,49 = 0,251649ha

Na podstawie KNR 2-21 0405-01

sprzęt	Nakład jednostkowy	nakład
Ciągnik kołowy	12,3 m-g/ha	3,09m-g
Walec statyczny	1,285 m-g/ha	0,32m-g
robocizna	56,72 r-g/ha	14,27r-g