Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego

Zakład Technologii i Zarządzania w Budownictwie

Technologie robót budowlanych
– ćwiczenie projektowe

Prowadzący:	Student:

Charakterystyka obiektu

Przedmiot opracowania

Przedmiotem opracowania jest projekt realizacji obiektu polegający na przedstawieniu części dotyczącej robót budowlano-konstrukcyjnych, tj. przeprowadzenia robót ziemnych, wykonania fundamentu oraz pierwszych elementów konstrukcji naziemnej hali magazynowej.

Temat ćwiczenia projektowego wraz z podstawowymi danymi został wydany przez Prowadzącego celem realizacji w semestrze letnim roku akademickiego 2014/2015.

Wykorzystane materiały:

• strona internetowa producenta maszyn budowlanych KOMATSU www.komatsupoland.pl

• strona internetowa producenta KAMAZ www.kamazpolska.pl

• strona internetowa producenta sprzętu budowlanego www.ramirent.pl

• strona internetowa producenta pomp do betonu www.pompbet.pl

• strona internetowa producenta wibratorów budowlanych www.wackerneuson.pl

• strona internetowa producenta betonomieszarek www.schwing.de

• strona internetowa producenta deskowania drobnowymiarowego www.zremb-poland.com

• strona internetowa producenta zawiesi www.zawiesie24.pl

• strona internetowa producenta dźwigów budowlanych www.potain.com.pl

• strona internetowa producenta naczep www.cardan.net.pl

• notatki własne z wykładu i ćwiczeń projektowych.

  1. Dane ogólne – lokalizacja

Hala magazynowa zlokalizowana jest pod Krakowem we wsi Igołomia na działce nr 132/14 tuż przy wylocie na drogę krajową nr 79. Podstawowe dane dotyczące hali są następujące:

• posadowienie bezpośrednie zostanie zrealizowane w postaci fundamentu o wymiarach A1+A2+A3 na B1+B2 zagłębionego na H1, o wysokości ławy HL i szerokości BL, opartej na warstwie betonu niekonstrukcyjnego o grubości P1. Do konstrukcji fundamentu zostanie wykorzystany beton C20/25 oraz stal żebrowana A II;

• na ścianach fundamentowych o wysokości HS i grubości BS znajdować się będzie warstwa posadzkowa o grubości HP. Tym samym rzędna parteru będzie wynosić Hm;

• przyjęto słupy o przekroju równym S i wysokości 2HS;

• przyjęta zmiana robocza wynosić będzie z=12 godzin, a w trakcie wykonywania robót betonowych wynosić ona będzie 12 godzin;

• czas realizacji robót ziemnych przyjęto na 7 dni, przy czym grunt będzie wywożony na odległość 14 km;

• czas realizacji robót betonowych przyjęto na 5 dni.

Tabela 1. Przyjęte wymiary wykopu.

Oznaczenie	Wartość	Oznaczenie	Wartość	Oznaczenie	Wartość
A1	9,00 m	A2	22,00 m	A3	36,00 m
B1	15,00 m	B2	13,00 m	H1	1,80 m
Hm	0,80 m	HP	0,20 m	P1	0,20 m
BS	0,60 m	HS	1,90 m	BL	2,00 m
HL	0,50 m	M1	25,00 kN	M2	83,00 kN
M3	14,00 kN	2HS	3,80 m	S	0,50x0,50 m

Ponadto przyjęto odległość pomiędzy licem odsadzki ławy fundamentowej, a brzegiem skarpy wykopu równą LD=1,00 m.

Rysunek 1. Podstawowe wymiary ławy fundamentowej oraz wykopu.

Charakterystyka warunków gruntowych/terenowych

Pierwsze 0,20 m gruntu stanowić będzie warstwa humusu, poniżej której znajduje się grunt rodzimy kategorii II. Podstawowe dane dotyczące poszczególnych warstw geotechnicznych zawarto poniżej.

Tabela 2. Parametry przyjętych warstw geotechnicznych.

Humus	Grunt rodzimy kategorii II
Parametr	Wartość
Grubość warstwy gh	0,20 m
Gęstość objętościowa dla humusu	$$1,20\ \frac{t}{m^{3}}$$
Współczynnik spulchnienia gruntu Ssp	1,10
Kąt stoku naturalnego dla gruntu roślinnego wilgotnego ϕ	35^o
Bezpieczne nachylenie skarp wykopu	1:1

Roboty ziemne

Podstawowy zakres robót ziemnych

W zakres robót budowlanych wchodzić będzie zdjęcie warstwy humusu, wybranie warstwy gruntu rodzimego kategorii II do odpowiedniej głębokości oraz wywiezienie poza plac budowy objętości mas ziemnych pochodzących z zdjęcia warstwy humusu i pozostałej objętości mas ziemi gruntu, który nie jest potrzebny na obsypanie konstrukcji po wykonaniu robót betonowych.

1. Obliczenie ilości robót ziemnych

   1. Objętość zdejmowanej ziemi roślinnej

Wymiary placu budowy: A=84,60 m; B=45,60 m. Grubość warstwy humusu g=0,20 m. Objętość zdejmowanej ziemi roślinnej:

V_h=A • B • g=84, 60 • 45, 60 • 0, 20=771, 55 m³

Objętość wykopu szerokoprzestrzennego

Wymiary wykopu w podstawie:

$$\mathrm{A}^{\mathrm{'}}\mathrm{= A1 + A2 + A3 + 2 \bullet}\frac{\text{BL}}{2} + 2 \bullet \text{LD} = 9,00 + 22,00 + 36,00 + \mathrm{2 \bullet}\frac{2,00}{2} + 2 \bullet 1,00 = 71,00\ m$$

$$\mathrm{B}^{\mathrm{'}}\mathrm{= B1 + B2 + 2 \bullet}\frac{\text{BL}}{2} + 2 \bullet LD = 15,00 + 13,00 + \mathrm{2 \bullet}\frac{2,00}{2} + 2 \bullet 1,00 = 32,00\ m$$

Pole powierzchni w dole wykopu: S^′=A^′•B^′=71, 00 • 32, 00 = 2272, 00 m²

Wymiary wykopu w koronie:

A^‴=A^′ + 2 • LS = 71, 00 + 2 • 1, 80 = 74, 60 m

B^‴=B^′ + 2 • LS = 32, 00 + 2 • 1, 80 = 35, 60 m

Pole powierzchni w koronie wykopu: S^‴=A^‴•B^‴=74, 60 • 35, 60 = 2655, 76 m²

Wymiary wykopu w połowie wysokości:

$$A^{''} = \frac{A^{'} + A^{'''}}{2} = \frac{71,00 + 74,60}{2} = 72,80\ m$$

$$\mathrm{B}^{''}\mathrm{=}\frac{B^{'} + B^{'''}}{2} = \frac{32,00 + 35,60}{2} = 33,80\ m$$

Pole powierzchni w połowie wysokości wykopu: S^″=A^″•B^″=72, 80 • 33, 80 = 2460, 64 m²

Objętość gruntu oparta na bryle całego wykopu (wzór Simpsona):

$$\mathrm{V}_{\mathrm{pr - I}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{(LS - g)}}{\mathrm{6}}\mathrm{\bullet}\left( \mathrm{S}^{\mathrm{'}}\mathrm{+ 4 \bullet}\mathrm{S}^{\mathrm{''}}\mathrm{+}\mathrm{S}^{\mathrm{'''}} \right)\mathrm{=}\frac{\mathrm{(1,80 - 0,20)}}{\mathrm{6}}\mathrm{\bullet}\left( \mathrm{2272,00 + 4 \bullet 2460,64 + 2655,76} \right)\mathrm{= 3938,75\ }\mathrm{m}^{\mathrm{3}}$$

Objętość bryły gruntu dopełniającej bryłę całego wykopu:

$$\mathrm{A}_{\mathrm{pr - II}}\mathrm{=}\mathrm{A}^{\mathrm{'''}}\mathrm{- 2 \bullet LS - 2 \bullet LD - 2 \bullet}\frac{\mathrm{\text{BL}}}{\mathrm{2}}\mathrm{- A1 - A2 = 74,60 - 2 \bullet 1,80 - 2 \bullet 1,00 - 2 \bullet}\frac{\mathrm{2,00}}{\mathrm{2}}\mathrm{- 9,00 - 22,00 = 36,00\ m}$$

$$\mathrm{B}_{\mathrm{pr - II}}\mathrm{=}\mathrm{B}^{\mathrm{'''}}\mathrm{- 2 \bullet LS - 2 \bullet LD - 2 \bullet}\frac{\mathrm{\text{BL}}}{\mathrm{2}}\mathrm{- B1 = 35,60 - 2 \bullet 1,80 - 2 \bullet 1,00 - 2 \bullet}\frac{\mathrm{2,00}}{\mathrm{2}}\mathrm{- 15,00 = 13,00\ m}$$

V_{pr − II}=A_{pr − II}•B_{pr − II}•(LS − g)=36, 00 • 13, 00 • (1, 80 − 0, 20)=748, 80 m³

Realna objętość wykopu szerokoprzestrzennego:

V_c = V_pr − I − V_{pr − II} = 3938, 75 − 748, 80 = 3189, 95 m³

Objętość gruntu do obsypania konstrukcji

Poszczególne powierzchnie budynku wynoszą:

S_ob, 1=(A1 + A2 + BS)•(B2 + 0, 50 • BS)=(9, 00 + 22, 00 + 0, 60)•(13, 00 + 0, 50 • 0, 60)=420, 28 m²

S_ob, 2=(A1 + A2 + 0, 50 • BS)•(B1 + 0, 50 • BS)=(9, 00 + 22, 00 + 0, 50 • 0, 60)•(15, 00 + 0, 50 • 0, 60)=478, 89 m²

S_ob, 3=(A3 + 0, 50 • BS)•(B1 + BS)=(36, 00 + 0, 50 • 0, 60)•(15, 00 + 0, 60)=566, 28 m²

Sumaryczna powierzchnia budynku zajmowana w projektowanym wykopie:

$$\mathrm{S}_{\mathrm{\text{ob}}} = \sum_{\mathrm{i = 1}}^{\mathrm{n}}\mathrm{S}_{\mathrm{ob,i}}\mathrm{=}\mathrm{S}_{\mathrm{ob,1}}\mathrm{+}\mathrm{S}_{\mathrm{ob,2}}\mathrm{+}\mathrm{S}_{\mathrm{ob,3}}\mathrm{= 420,28 + 478,89 + 566,28 = 1465,45\ }\mathrm{m}^{\mathrm{2}}$$

Objętość zajmowana przez fundamenty budynku:

V_ob=S_ob•(LS − g)=1465, 45 • (1, 80 − 0, 20)=2344, 72 m³

Objętość gruntu niezbędna do obsypania fundamentów budynku:

V_z=V_c−V_ob=3189, 95 − 2344, 72 = 845, 23 m³

Objętość humusu do wywiezienia poza plac budowy

Przy uwzględnieniu współczynnika spulchnienia humusu Ssp=1,10:

V_h, w=0, 50•V_h•Ssp=0, 50 • 771, 55 • 1, 10 = 424, 35 m³

Objętość gruntu rodzimego do wywiezienia poza plac budowy

Przy uwzględnieniu współczynnika spulchnienia humusu Ssp=1,15:

V_w=0, 50•V_ob•Ssp=0, 50 • 2344, 72 • 1, 15 = 1348, 21m³

Zestawienie mas ziemnych

Tabela 3. Parametry przyjętych warstw geotechnicznych.

Roboty ziemne - zestawienie
Masy ziemne
Objętość humusu zdejmowanego
Objętość humusu wywożonego
Objętość gruntu rodzimego wykopanego
Objętość gruntu rodzimego niezbędna do obsypania konstrukcji
Objętość gruntu rodzimego wywożonego

1. Dobór maszyn do robót ziemnych

   1. Spycharka

Dobrano spycharkę KOMATSU D51EX-22 o następujących parametrach:

• szerokość lemiesza: l_lem=3, 05 m

• wysokość lemiesza: h_lem=1, 11 m

Rysunek 2. Spycharka KOMATSU D51EX-22.

Do niniejszego ćwiczenia projektowego dołączono kartę katalogową dobranej spycharki gąsienicowej.

Koparka

Dobrano koparkę podsiębierną KOMATSU PC170LC-10
o następujących parametrach:

• pojemność łyżki: Q_kop=0, 66 m³

• zasięg: z_max, kop=6, 25 m

Rysunek 3. Koparka podsiębierna KOMATSU PC170LC-10.

Wywrotka

Dobrano wywrotkę KAMAZ 6540 o następujących parametrach:

• dopuszczalna ładowność: Q_t=19 000 kg

• objętość skrzyni ładunkowej: V_skrzynia=11, 00 m³

Rysunek 4. Wywrotka KAMAZ 6540.

1. Opracowanie schematu pracy maszyn do robót ziemnych

   1. Spycharka

      1. Intensywność pracy spycharki

Dla założonego czasu pracy spycharki T_c, spy=1 d:

$$\mathrm{v}_{\mathrm{h}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{V}_{\mathrm{h}}}{\mathrm{T}_{\mathrm{c,spy}}\mathrm{\bullet z}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{771,55}}{\mathrm{1 \bullet 12}}\mathrm{= 64,30\ }\frac{\mathrm{m}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{h}}$$

Wydajność eksploatacyjna spycharki

Czas cyklu pracy spycharki:

• czas czynności niezależnych od gruntu i jego przemieszczenia:

t_b=6 s – czas zmiany biegu

t_z=10 s – czas zmiany kierunku

t_o=7 s – czas opuszczenia lemiesza

t_n=t_b+t_z+t_o=6 + 10 + 7 = 23 s

• długość odcinka przemieszczania

$$\mathrm{l}_{\mathrm{p}}\mathrm{=}\frac{45,60}{2} = 22,80\ m$$

Współczynnik utraty urobku dla gruntu spoistego:

μ = 1 − 0, 01•l_p=1 − 0, 01 • 22, 80 = 0, 772

$$\mathrm{Q =}\frac{\mathrm{l}_{\mathrm{\text{lem}}}\mathrm{\bullet}\left( \mathrm{h}_{\mathrm{\text{lem}}} \right)^{\mathrm{2}}\mathrm{\bullet \mu}}{\mathrm{2 \bullet}\tan\mathrm{\phi}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{3,05 \bullet}\left( \mathrm{1,11} \right)^{\mathrm{2}}\mathrm{\bullet 0,772}}{\mathrm{2 \bullet}\tan\left( \mathrm{35}^{\mathrm{o}} \right)}\mathrm{= 2,07\ }\mathrm{m}^{\mathrm{3}}$$

$\mathrm{v}_{\mathrm{s}}\mathrm{= 0,94\ }\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}}$ – prędkość skrawania

$\mathrm{v}_{\mathrm{p}}\mathrm{= 1,55\ }\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}}$ – prędkość jazdy z urobkiem

$\mathrm{v}_{\mathrm{\text{pp}}}\mathrm{= 2,50\ }\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}}$ – prędkość powrotu

• długość odcinka skrawania

$$\mathrm{l}_{\mathrm{s}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{Q}}{\mathrm{l}_{\mathrm{\text{lem}}}\mathrm{\bullet g}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{2,07}}{\mathrm{3,05 \bullet 0,20}}\mathrm{= 3,39\ m}$$

• czas skrawania

$$\mathrm{t}_{\mathrm{s}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{l}_{\mathrm{s}}}{\mathrm{v}_{\mathrm{s}}}\mathrm{+}\frac{\mathrm{l}_{\mathrm{p}}}{\mathrm{v}_{\mathrm{p}}}\mathrm{+}\frac{\mathrm{l}_{\mathrm{s}}\mathrm{+}\mathrm{l}_{\mathrm{p}}}{\mathrm{v}_{\mathrm{\text{pp}}}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{3,39}}{\mathrm{0,94}}\mathrm{+}\frac{\mathrm{22,80}}{\mathrm{1,55}}\mathrm{+}\frac{\mathrm{3,39 + 22,80}}{\mathrm{2,50}}\mathrm{= 28,79\ s}$$

Czas cyklu pracy spycharki:

t=t_n+t_s=23 + 28, 79 = 51, 79 s

Współczynniki:

S_n=0, 70 – współczynnik napełnienia lemiesza

S_w=0, 70 – współczynnik wykorzystania czasu roboczego spycharki

$\mathrm{S}_{\mathrm{s}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{S}_{\mathrm{\text{sp}}}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{1,10}}\mathrm{= 0,91}$ – współczynnik spoistości humusu

Wydajność eksploatacyjna spycharki:

$$\mathrm{W}_{\mathrm{e}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{3600}}{\mathrm{t}}\mathrm{\bullet Q \bullet}\mathrm{S}_{\mathrm{n}}\mathrm{\bullet}\mathrm{S}_{\mathrm{w}}\mathrm{\bullet}\mathrm{S}_{\mathrm{s}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{3600}}{\mathrm{51,79}}\mathrm{\bullet 2,07 \bullet 0,70 \bullet 0,70}\mathrm{\bullet 0,91 = 64,79\ }\frac{\mathrm{m}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{h}}$$

Porównanie wydajności eksploatacyjnej z intensywnością pracy spycharki

$$\mathrm{W}_{\mathrm{e}}\mathrm{=}\mathrm{64,79\ }\frac{\mathrm{m}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{h}} > \mathrm{v}_{\mathrm{h}}\mathrm{= 63,40\ }\frac{\mathrm{m}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{h}}$$

Ostatecznie przyjęto jedną spycharkę gąsienicową KOMATSU D51EX-22.

Schemat pracy spycharki

Dla dobranej spycharki sporządzono rysunek 5., w którym przedstawiono schemat pracy tej maszyny wraz z usytuowaniem nasypów utworzonych z skrawanej warstwy humusu.

1. Koparka

   1. Intensywność pracy koparki

Dla założonego czasu pracy koparki T_c, kop=6 d:

$$\mathrm{v}_{\mathrm{h}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{V}_{\mathrm{c}}}{\mathrm{T}_{\mathrm{c,kop}}\mathrm{\bullet z}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{3189,95}}{\mathrm{6 \bullet 12}}\mathrm{= 44,30\ }\frac{\mathrm{m}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{h}}$$

Wydajność eksploatacyjna koparki

Czas trwania cyklu roboczego koparki o przyjętej pojemności łyżki dla jednostkowego czasu pracy koparki t = 24 s:

$$\mathrm{n =}\frac{\mathrm{60}}{\mathrm{t}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{60}}{\mathrm{20}}\mathrm{= 3,00\ }\frac{\mathrm{\text{cykl}}}{\mathrm{\min}}$$

Współczynniki:

S_n=0, 80 – współczynnik napełnienia łyżki dla gruntu II kategorii

S_w=0, 70 – współczynnik wykorzystania czasu roboczego koparki

$\mathrm{S}_{\mathrm{s}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{S}_{\mathrm{\text{sp}}}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{1,15}}\mathrm{= 0,87}$ – współczynnik spoistości gruntu rodzimego

Wydajność eksploatacyjna spycharki:

$$\mathrm{W}_{\mathrm{e}}\mathrm{= 60 \bullet n \bullet}\mathrm{Q}_{\mathrm{\text{kop}}}\mathrm{\bullet}\mathrm{S}_{\mathrm{n}}\mathrm{\bullet}\mathrm{S}_{\mathrm{w}}\mathrm{\bullet}\mathrm{S}_{\mathrm{s}}\mathrm{=}\mathrm{60 \bullet 3,00 \bullet 0,66 \bullet 0,80 \bullet 0,70}\mathrm{\bullet 0,87 = \ 57,88}\frac{\mathrm{m}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{h}}$$

Porównanie wydajności eksploatacyjnej z intensywnością pracy koparki

$$\mathrm{W}_{\mathrm{e}}\mathrm{=}\mathrm{57,88\ }\frac{\mathrm{m}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{h}} > \mathrm{v}_{\mathrm{h}}\mathrm{= 44,30\ }\frac{\mathrm{m}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{h}}$$

Ostatecznie przyjęto jedną koparkę gąsienicową KOMATSU PC170LC-10.

Sprawdzenie wydajności eksploatacyjnej z intensywnością załadunku humusu przez koparkę

Przyjęto, że koparka będzie pracować z czterogodzinnym opóźnieniem w stosunku do pracy spycharki w celu załadunku warstwy humusu z pryzmy na wywrotkę:

$$\mathrm{v}_{\mathrm{h}}^{\mathrm{'}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{V}_{\mathrm{h,w}}}{\mathrm{z - 4}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{424,35}}{\mathrm{12 - 4}}\mathrm{= 53,04\ }\frac{\mathrm{m}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{h}}$$

$$\mathrm{W}_{\mathrm{e}}\mathrm{=}\mathrm{57,88\ }\frac{\mathrm{m}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{h}} > \mathrm{v}_{\mathrm{h}}^{\mathrm{'}}\mathrm{= 53,04\ }\frac{\mathrm{m}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{h}}$$

Przyjęta koparka ma wystarczająca wydajność aby całą objętość humusu, przeznaczonego do wywiezienia, została przetransportowana z pryzmy na wywrotkę w określonym czasie.

Schemat pracy koparki

Dla dobranej koparki sporządzono rysunek 6., w którym przedstawiono schemat pracy tej maszyny wraz z usytuowaniem nasypów utworzonych z skrawanej warstwy humusu.

1. Wywrotka

   1. Czas cyklu wywrotki

$$\mathrm{t}_{\mathrm{z}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{Q}_{\mathrm{t}}}{\mathrm{Q}_{\mathrm{\text{kop}}}\mathrm{\bullet n \bullet \rho \bullet}\mathrm{S}_{\mathrm{n}}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{19}}{\mathrm{0,66 \bullet 2,50 \bullet 1,70 \bullet 0,80}}\mathrm{= 8,47\ min}$$

Określenie liczby potrzebnych wywrotek

Przyjęto, iż urobek będzie wywożony na odległość l = 14 km od placu budowy. Średnia prędkość wywrotki w obie strony będzie wynosić $\mathrm{v}_{\mathrm{sr}}\mathrm{= 45\ }\frac{\mathrm{\text{km}}}{\mathrm{h}}$. Czas jazdy wynosić będzie:

$$\mathrm{t}_{\mathrm{j}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{2 \bullet l}}{\mathrm{v}_{\mathrm{sr}}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{2 \bullet 14}}{\mathrm{45}}\mathrm{= 0,62\ h = 37,3\ min}$$

Przyjęto czas wyładunku równy t_wyl=3 min. Całkowity czas dla jednej wywrotki będzie wynosić:

t=t_z+t_j+t_wyl=8, 47 + 37, 3 + 3 = 48, 77 min

$$\mathrm{m =}\frac{\mathrm{t}}{\mathrm{t}_{\mathrm{z}}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{48,77}}{\mathrm{8,47}}\mathrm{= 5,76 \cong 6,00}$$

Ostatecznie przyjęto 6 wywrotek KAMAZ 6540.

Wykres transportu ciągłego

Dla dobranej ilości wywrotek sporządzono rysunek 7., w którym przedstawiono wykres transportu ciągłego.

Odwodnienie wykopu

Systemy igłofiltrowe to obecnie powszechnie stosowana metoda obniżania poziomu wody gruntowej. Standardowo stosowane są one przy czasowym osuszaniu wykopów budowlanych. Zdecydowanie coraz częściej odwodnienie igłofiltrami jest planowane na etapie projektowania
i kosztorysowania inwestycji. W praktyce igłofiltr, niezależnie od systemu to przewód rurowy
(PE, PCV, metalowy itp.), na którego końcu znajduje się robocza część, tzw. filtr z odpowiednio drobną perforacją, za pośrednictwem których odprowadzana jest woda z gruntu. Igłofiltry są podłączane do rurociągu kolektorów ssących. Podłączenie jest najczęściej bezpośrednie lub w oparciu o łączniki przy sztywniejszych igłofiltrach. Kolektory najczęściej występują w odcinkach 5,00 mb i posiadają króćce do podłączenia igłofiltrów rozmieszczone co 1,00 mb. W przypadku konieczności mocnego, miejscowego odwodnienia, można rozważyć kolektor o większej gęstości króćców.

Rysunek 8. Schemat ogólny instalacji igłofiltrowej.

Rurociąg kolektorów ssących musi być podłączony do agregatu pompowego, za pośrednictwem łącznika elastycznego. Bardzo ważne jest zachowanie szczelności w systemie, stąd też końce rurociągu zaślepiane są zaślepkami, podobnie jak te króćce kolektorów, do których nie są podłączane igłofiltry (do zaślepiania króćców stosuje się metalowe zaślepki, lub korki gumowe). Po zmontowaniu szczelnego systemu, uruchomiony agregat pompowy wytwarza podciśnienie, które umożliwia zasysanie wody
i powietrza przez roboczą część igłofiltra. Woda ewakuowana z systemu przez agregat odprowadzana jest przez rury przelotowe (przydatne przy większych odległościach) lub węże strażackie.

Igłofiltry wprowadzane są do gruntu najczęściej metodą wpłukiwania. Przy wpłukiwaniu
z wykorzystaniem rur wpłukujących, do rury wpłukującej za pośrednictwem węża strażackiego podłączany jest strumień wody. Źródłem wody może być hydrant, beczkowóz, a bardzo często motopompa spalinowa lub pompa zatapialna. Ważne jest aby pompa dała odpowiednio wysokie ciśnienie (np. 3 bary). To jakie ciśnienie jest odpowiednie, zależy od rodzaju gruntu, obecności kamieni i trudności napotykanych przy wpłukiwaniu. W szczególnie trudnych przypadkach, do wpłukiwania stosowane są specjalne, wysokociśnieniowe agregaty pompowe. Ich rolę mogą pełnić choćby pompy stosowane do deszczowni. W przypadku, gdy wpłukiwanie się nie sprawdza alternatywą jest użycie wiertnic. Jednak w polskich warunkach, w zdecydowanej większości przypadków udaje się igłofiltry wpłukiwać.

W Polsce najczęściej stosowane są igłofiltry elastyczne PE 32 mm. Igłofiltr taki zwykle posiada długość 7 mm oraz filtr-część roboczą 300 lub niekiedy 600 mm. Jest to system zaprojektowany pod polskie warunki, stąd zwykle najlepiej się sprawdza. Stosunkowo proste jest także instalowanie takiego igłofiltra. Już 2-3 przeszkolone osoby, bez użycia ciężkiego sprzętu są w stanie przeprowadzić proces wpłukiwania i ułożenia instalacji. W przypadku dość ciężkich igłofiltrów stalowych do instalowania
z reguły wymagane jest wsparcie cięższego sprzętu (np. wykorzystanie koparki, która pozwoli utrzymać w pionie igłofiltr lub rurę wpłukującą w trakcie wpłukiwania).

Roboty betonowe

Objętość geometryczna

Sumaryczna długość fundamentów wynosi:

L_{fund − os}=3•A₁+3•A₂+2•A₃+4•B₁+3•B₂=3 • 9, 00 + 3 • 22, 00 + 2 • 36, 00 + 4 • 15, 00 + 3 • 13, 00 = 264, 00 m

Przyjęto stopień zbrojenia elementów równy ρ=1, 50 %. Dobrano współczynnik zagęszczenia dla konsystencji plastycznej mieszanki betonowej równy z = 1, 15.

Objętość betonu niezbędna dla wykonania ław fundamentowych wynosi:

V_geom,  L=B_L•H_L•L_{fund − os}=2, 00 • 0, 50•264, 00 = 264, 00 m³

V_zbr,  L=V_geom,  L•ρ=264, 00 • 1, 50 • 0, 01=3, 96 m³

V_bet,  L=(V_geom,  L−V_zbr,  L)•z=(264, 00 − 3, 96)•1, 15 = 299, 05 m³

Objętość betonu niezbędna dla wykonania ścian wynosi:

V_geom,  S=B_S•H_S•L_{fund − os}=0, 60 • 1, 90•264, 00 = 300, 96 m³

V_zbr,  S=V_geom,  S•ρ=300, 96 • 1, 50 • 0, 01=4, 51 m³

V_bet,  S=(V_geom,  S−V_zbr,  S)•z=(300, 96 − 4, 51)•1, 15 = 340, 92 m³

Dobór pompy

Dobrano pompę do betonu Putzmeister BSF 36-4.14H. Wydajność teoretyczna pompy wynosi $\mathrm{W}_{\mathrm{e,teoret}}\mathrm{= 88,00\ }\frac{\mathrm{m}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{h}}$. wysokość pompowania jest równa 35,60 m. Przy głębokości rozkopu do 2,00 m zasięg poziomy wybranej pompy wynosi ok. 32,00 m. Wymiary pojazdu z dobraną pompą wynoszą
11,31 m długości, 3,95 m wysokości i ok. 2,40 m szerokości.

Wydajność eksploatacyjna przy założeniu 50% wydajności wynosi:

$$\mathrm{W}_{\mathrm{e}}\mathrm{= 0,50 \bullet}\mathrm{W}_{\mathrm{e,teoret}}\mathrm{= 0,50 \bullet 88,00 = 44,00\ }\frac{\mathrm{m}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{h}}$$

Dla dobranej pompy sporządzono schemat pracy pompy zamieszczony na rysunku 9. Przyjęto cztery działki robocze.

Działka nr 1:

L_{fund − os − 1}=58, 00 m

$$\mathrm{V}_{\mathrm{bet,L - 1}}\mathrm{=}\mathrm{V}_{\mathrm{bet,\ L}}\mathrm{\bullet}\frac{\mathrm{L}_{\mathrm{fund - os - 1}}}{\mathrm{L}_{\mathrm{fund - os}}}\mathrm{= 299,05 \bullet}\frac{\mathrm{58,00}}{\mathrm{264,00}}\mathrm{= 65,70\ }\mathrm{m}^{\mathrm{3}}$$

$$\mathrm{V}_{\mathrm{bet,S - 1}}\mathrm{=}\mathrm{V}_{\mathrm{bet,\ S}}\mathrm{\bullet}\frac{\mathrm{L}_{\mathrm{fund - os - 1}}}{\mathrm{L}_{\mathrm{fund - os}}}\mathrm{= 340,92 \bullet}\frac{\mathrm{58,00}}{\mathrm{264,00}}\mathrm{= 74,90\ }\mathrm{m}^{\mathrm{3}}$$

Działka nr 2:

L_{fund − os − 2}=59, 50 m

$$\mathrm{V}_{\mathrm{bet,L - 2}}\mathrm{=}\mathrm{V}_{\mathrm{bet,\ L}}\mathrm{\bullet}\frac{\mathrm{L}_{\mathrm{fund - os - 2}}}{\mathrm{L}_{\mathrm{fund - os}}}\mathrm{= 299,05 \bullet}\frac{\mathrm{59,50}}{\mathrm{264,00}}\mathrm{= 67,40\ }\mathrm{m}^{\mathrm{3}}$$

$$\mathrm{V}_{\mathrm{bet,S - 2}}\mathrm{=}\mathrm{V}_{\mathrm{bet,\ S}}\mathrm{\bullet}\frac{\mathrm{L}_{\mathrm{fund - os - 2}}}{\mathrm{L}_{\mathrm{fund - os}}}\mathrm{= 340,92 \bullet}\frac{\mathrm{59,50}}{\mathrm{264,00}}\mathrm{= 76,84\ }\mathrm{m}^{\mathrm{3}}$$

Działka nr 3:

L_{fund − os − 3}=78, 50 m

$$\mathrm{V}_{\mathrm{bet,L - 3}}\mathrm{=}\mathrm{V}_{\mathrm{bet,\ L}}\mathrm{\bullet}\frac{\mathrm{L}_{\mathrm{fund - os - 3}}}{\mathrm{L}_{\mathrm{fund - os}}}\mathrm{= 299,05 \bullet}\frac{\mathrm{78,50}}{\mathrm{264,00}}\mathrm{= 88,92\ }\mathrm{m}^{\mathrm{3}}$$

$$\mathrm{V}_{\mathrm{bet,S - 3}}\mathrm{=}\mathrm{V}_{\mathrm{bet,\ S}}\mathrm{\bullet}\frac{\mathrm{L}_{\mathrm{fund - os - 3}}}{\mathrm{L}_{\mathrm{fund - os}}}\mathrm{= 340,92 \bullet}\frac{\mathrm{78,50}}{\mathrm{264,00}}\mathrm{= 101,37\ }\mathrm{m}^{\mathrm{3}}$$

Działka nr 4:

L_{fund − os − 4}=68, 00 m

$$\mathrm{V}_{\mathrm{bet,L - 4}}\mathrm{=}\mathrm{V}_{\mathrm{bet,\ L}}\mathrm{\bullet}\frac{\mathrm{L}_{\mathrm{fund - os - 4}}}{\mathrm{L}_{\mathrm{fund - os}}}\mathrm{= 299,05 \bullet}\frac{\mathrm{68,00}}{\mathrm{264,00}}\mathrm{= 77,03\ }\mathrm{m}^{\mathrm{3}}$$

$$\mathrm{V}_{\mathrm{bet,S - 4}}\mathrm{=}\mathrm{V}_{\mathrm{bet,\ S}}\mathrm{\bullet}\frac{\mathrm{L}_{\mathrm{fund - os - 4}}}{\mathrm{L}_{\mathrm{fund - os}}}\mathrm{= 340,92 \bullet}\frac{\mathrm{68,00}}{\mathrm{264,00}}\mathrm{= 87,81\ }\mathrm{m}^{\mathrm{3}}$$

Dla przyjętych działek roboczych sprawdzono następujące warunki odpowiednio dla wykonywanych ław fundamentowych i ścian:

t_wz=1, 50 h - czas wiązania mieszanki betonowej przy temperaturze poniżej 20;

t_tr=30 min = 0, 50 h - czas transportu mieszanki betonowej

$$\mathrm{W}_{\mathrm{e}}\mathrm{\bullet}\left( \mathrm{t}_{\mathrm{\text{wz}}}\mathrm{-}\mathrm{t}_{\mathrm{\text{tr}}} \right)\mathrm{= 44,00 \bullet}\left( \mathrm{1,50 - 0,50} \right)\mathrm{= 44,00}\frac{\mathrm{m}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{h}}$$

Dla wykonywanych ław fundamentowych przyjmując działkę roboczą nr 3 jako najbardziej wytężoną:

A_L=B_L•L_{fund − os − 3}=2, 00 • 78, 50 = 157, 00 m²

d_L=0, 25 m – grubość warstwy betonowania ław

d_L•A_L=0, 25 • 157, 00 = 39, 25m³

$$\mathrm{W}_{\mathrm{e}}\mathrm{\bullet}\left( \mathrm{t}_{\mathrm{\text{wz}}}\mathrm{-}\mathrm{t}_{\mathrm{\text{tr}}} \right)\mathrm{= 44,00}\frac{\mathrm{m}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{h}} \geq \mathrm{d}_{\mathrm{L}}\mathrm{\bullet}\mathrm{A}_{\mathrm{L}}\mathrm{= 39,25\ }\mathrm{m}^{\mathrm{3}}$$

$$\mathrm{L}_{\mathrm{fund - os - 3}}\mathrm{= 78,50\ m \leq}\frac{\mathrm{W}_{\mathrm{e}}\mathrm{\bullet}\left( \mathrm{t}_{\mathrm{\text{wz}}}\mathrm{-}\mathrm{t}_{\mathrm{\text{tr}}} \right)}{\mathrm{d}_{\mathrm{L}}\mathrm{\bullet}\mathrm{B}_{\mathrm{L}}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{44,00 \bullet}\left( \mathrm{1,50 - 0,50} \right)}{\mathrm{0,25 \bullet 2,00}}\mathrm{= 88,00\ m}$$

Warunki zostały spełnione – nie ma potrzeby przyjmować dodatkowych działek roboczych przy betonowaniu ławy.

Dla wykonywanych ścian przyjmując działkę roboczą nr 3 jako najbardziej wytężoną:

A_S=B_S•L_{fund − os − 3}=0, 60 • 78, 50 = 47, 10 m²

d_S=0, 25 m – grubość warstwy betonowania ścian

d_S•A_S=0, 25 • 47, 10 = 11, 78m³

$$\mathrm{W}_{\mathrm{e}}\mathrm{\bullet}\left( \mathrm{t}_{\mathrm{\text{wz}}}\mathrm{-}\mathrm{t}_{\mathrm{\text{tr}}} \right)\mathrm{= 44,00}\frac{\mathrm{m}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{h}} \geq \mathrm{d}_{\mathrm{S}}\mathrm{\bullet}\mathrm{A}_{\mathrm{S}}\mathrm{= 11,78\ }\mathrm{m}^{\mathrm{3}}$$

$$\mathrm{L}_{\mathrm{fund - os - 3}}\mathrm{= 78,50\ m \leq}\frac{\mathrm{W}_{\mathrm{e}}\mathrm{\bullet}\left( \mathrm{t}_{\mathrm{\text{wz}}}\mathrm{-}\mathrm{t}_{\mathrm{\text{tr}}} \right)}{\mathrm{d}_{\mathrm{S}}\mathrm{\bullet}\mathrm{B}_{\mathrm{S}}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{44,00 \bullet}\left( \mathrm{1,50 - 0,50} \right)}{\mathrm{0,25 \bullet 0,60}}\mathrm{= 293,33\ m}$$

Warunki zostały spełnione – nie ma potrzeby przyjmować dodatkowych działek roboczych przy betonowaniu ścian.

Dobór wibratora

Przyjęto wibrator pogrążalny (buławowy) wysokiej częstotliwości ⌀ 57 mm Wacker IRFU 57/230 o następujących parametrach:

• d = 57 mm – średnica buławy wibratora;

• l_B=0, 40 m – długość korpusu wibrującego;

• R = 0, 425 m – promień wibracji;

• $\mathrm{W = 30,00\ }\frac{\mathrm{m}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{h}}$ – wydajność katalogowa;

Dla wykonywanych ław fundamentowych obliczono:

d_L≤0, 50•l_B+0, 10       →      l_B=0, 40 m ≥ 2•(d_L−0, 10 )=2•(0, 25 − 0, 10)=0, 30 m

$$\mathrm{d}_{\mathrm{L}}\mathrm{\leq 0,75 \bullet R\ \ \ \ \ \rightarrow \ \ \ \ \ R = 0,425\ m \geq}\frac{\mathrm{d}_{\mathrm{L}}}{\mathrm{0,75}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{0,25}}{\mathrm{0,75}}\mathrm{= \ 0,33\ m}$$

Zostały spełnione warunki dla zawibrowania ław fundamentowych.

Dla wykonywanych ścian obliczono:

d_S≤0, 50•l_B+0, 10       →      l_B=0, 40 m ≥ 2•(d_S−0, 10 )=2•(0, 25 − 0, 10)=0, 30 m

$$\mathrm{d}_{\mathrm{S}}\mathrm{\leq 0,75 \bullet R\ \ \ \ \ \rightarrow \ \ \ \ \ R = 0,425\ m \geq}\frac{\mathrm{d}_{\mathrm{S}}}{\mathrm{0,75}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{0,25}}{\mathrm{0,75}}\mathrm{= \ 0,33\ m}$$

Zostały spełnione warunki dla zawibrowania ścian. Przyjęty wibrator w obu przypadkach spełnia wszystkie wymogi. Na poniższym rysunku 10. przedstawiono schemat wibrowania ławy i ściany.

Rysunek 10. Schemat wibrowania ławy i ściany dobranym wibratorem.

Wydajność eksploatacyjną i ilość potrzebnych wibratorów obliczono z następujących zależności przyjmując:

• s_w=0, 85 – współczynnik wydajności czasu roboczego wibratora;

• t = 20 s – czas zagęszczania;

• t₁=10 s – czas potrzebny na przemieszczanie się o 1, 50 • R;

$$\mathrm{W}_{\mathrm{e}}\mathrm{= 2 \bullet}\mathrm{R}^{\mathrm{2}}\mathrm{\bullet d \bullet}\frac{\mathrm{3600}}{\mathrm{t +}\mathrm{t}_{\mathrm{1}}}\mathrm{\bullet}\mathrm{s}_{\mathrm{w}}\mathrm{= 2 \bullet}\left( \mathrm{0,425} \right)^{\mathrm{2}}\mathrm{\bullet 0,25 \bullet}\frac{\mathrm{3600}}{\mathrm{20 + 10}}\mathrm{\bullet 0,85 = 9,21\ }\frac{\mathrm{m}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{h}}$$

$$\mathrm{n \geq}\frac{\mathrm{W}_{\mathrm{e,pompa}}}{\mathrm{W}_{\mathrm{e,wibrator}}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{44,00\ }\frac{\mathrm{m}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{h}}}{\mathrm{9,21\ }\frac{\mathrm{m}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{h}}}\mathrm{= 4,78 \cong 5\ szt.}$$

Przyjęto 5 wibratorów Wacker IRFU 57/230.

Czas układania mieszanki betonowej na poszczególnych stanowiskach

Dla poszczególnych stanowisk roboczych pompy określono czasy potrzebne do ułożenia mieszanki betonowej w ławach fundamentowych i ścianach:

Działka nr 1:

V_{bet, L − 1}=65, 70 m³ $\mathrm{T}_{\mathrm{L - 1}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{V}_{\mathrm{bet,L - 1}}}{\mathrm{W}_{\mathrm{e,pompa}}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{65,70}}{\mathrm{44,00}}\mathrm{= 1,49\ h}$

V_{bet, S − 1}=74, 90 m³ $\mathrm{T}_{\mathrm{S - 1}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{V}_{\mathrm{bet,S - 1}}}{\mathrm{W}_{\mathrm{e,pompa}}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{74,90}}{\mathrm{44,00}}\mathrm{= 1,70\ h}$

Działka nr 2:

V_{bet, L − 2}=67, 40 m³ $\mathrm{T}_{\mathrm{L - 2}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{V}_{\mathrm{bet,L - 2}}}{\mathrm{W}_{\mathrm{e,pompa}}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{67,40}}{\mathrm{44,00}}\mathrm{= 1,53\ h}$

V_{bet, S − 2}=76, 84 m³ $\mathrm{T}_{\mathrm{S - 2}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{V}_{\mathrm{bet,S - 2}}}{\mathrm{W}_{\mathrm{e,pompa}}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{76,84}}{\mathrm{44,00}}\mathrm{= 1,75\ h}$

Działka nr 3:

V_{bet, L − 3}=78, 50 m³ $\mathrm{T}_{\mathrm{L - 3}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{V}_{\mathrm{bet,L - 3}}}{\mathrm{W}_{\mathrm{e,pompa}}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{78,50}}{\mathrm{44,00}}\mathrm{= 1,78\ h}$

V_{bet, S − 3}=101, 37 m³ $\mathrm{T}_{\mathrm{S - 3}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{V}_{\mathrm{bet,S - 3}}}{\mathrm{W}_{\mathrm{e,pompa}}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{101,37}}{\mathrm{44,00}}\mathrm{= 2,30\ h}$

Działka nr 4:

V_{bet, L − 4}=77, 03 m³ $\mathrm{T}_{\mathrm{L - 4}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{V}_{\mathrm{bet,L - 4}}}{\mathrm{W}_{\mathrm{e,pompa}}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{77,03}}{\mathrm{44,00}}\mathrm{= 1,75\ h}$

V_{bet, S − 4}=87, 81 m³ $\mathrm{T}_{\mathrm{S - 4}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{V}_{\mathrm{bet,S - 4}}}{\mathrm{W}_{\mathrm{e,pompa}}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{87,81}}{\mathrm{44,00}}\mathrm{= 2,00\ h}$

Łączny czas betonowania ławy fundamentowej wynosi przy uwzględnieniu czasu zmiany stanowiska T_z=0, 33 h:

T_L=T_L − 1+T_L − 2+T_L − 3+T_L − 4+3•T_z=1, 49 + 1, 53 + 1, 78 + 1, 75 + 3 • 0, 33 = 7, 54 h

Łączny czas betonowania ścian wynosi przy uwzględnieniu czasu zmiany stanowiska T_z=0, 33 h:

T_S=T_S − 1+T_S − 2+T_S − 3+T_S − 4+3•T_z=1, 70 + 1, 75 + 2, 30 + 2, 00 + 3 • 0, 33 = 8, 74 h

Betonomieszarki – godzinne zapotrzebowanie na mieszankę

Dla podanych poniżej objętości mieszanki betonowej niezbędnej do wykonania ław fundamentowych i ścian przyjęto odpowiednią ilość betonomieszarek dostarczających w/w mieszankę na plac budowy:

• V_bet,  L=299, 05 m³ – objętość mieszanki betonowej przeznaczona na ławy fundamentowe;

• V_bet,  S=340, 92 m³ – objętość mieszanki betonowej przeznaczona na ściany;

Wydajność dostarczanej mieszanki betonowej dla ław fundamentowych:

$$\mathrm{V}_{\mathrm{\text{hL}}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{V}_{\mathrm{bet,\ L}}}{\mathrm{T}_{\mathrm{L}}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{299,05}}{\mathrm{7,54}}\mathrm{= 39,66\ }\frac{\mathrm{m}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{h}}$$

Wydajność dostarczanej mieszanki betonowej dla ścian:

$$\mathrm{V}_{\mathrm{\text{hS}}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{V}_{\mathrm{bet,\ S}}}{\mathrm{T}_{\mathrm{S}}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{340,92}}{\mathrm{8,74}}\mathrm{= 39,01\ }\frac{\mathrm{m}^{\mathrm{3}}}{\mathrm{h}}$$

Dobrano betonomieszarkę Schwing Stetter Trailer Line – C3 AM 12 BL SHA o nominalnej pojemności bębna betonomieszarki V_b=12, 00 m³.

Dla betonowania ław:

$$\mathrm{n}_{\mathrm{L}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{V}_{\mathrm{\text{hL}}}}{\mathrm{V}_{\mathrm{b}}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{39,66}}{\mathrm{12,00}}\mathrm{= 3,31\ }\frac{\mathrm{\text{szt.}}}{\mathrm{h}}\mathrm{\cong 4\ }\frac{\mathrm{\text{szt.}}}{\mathrm{h}}$$

Dobrano 25 betonomieszarek.

Dla betonowania ścian:

$$\mathrm{n}_{\mathrm{S}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{V}_{\mathrm{\text{hS}}}}{\mathrm{V}_{\mathrm{b}}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{39,01}}{\mathrm{12,00}}\mathrm{= 3,25\ }\frac{\mathrm{\text{szt.}}}{\mathrm{h}}\mathrm{\cong 4\ }\frac{\mathrm{\text{szt.}}}{\mathrm{h}}$$

Dobrano 29 betonomieszarek.

Deskowanie i rozdeskowanie

Dla deskowania ław fundamentowych i ścian przyjęto system drobnowymiarowy U-FORM firmy ZREMB POLAND Sp. z o.o. Poniżej zestawiono wymaganą ilość elementów deskowania.

Tabela 4. Elementy systemu deskowania ław fundamentowych.

Element	Kod produktu	Symbol	Wymiary [cm]	Powierzchnia elementu [m^2]	Ilość [szt.]	Powierzchnia całkowita [m^2]
Narożnik wewnętrzny	AU 615	W1	60x15x15x1,20	0,18	20	3,60
Narożnik zewnętrzny	AU 605	Z1	60x5x5x1,20	0,06	6	0,36
Płyta uzupełniająca	AU 15060	P1	150x60x1,20	0,90	323	290,70
Płyta uzupełniająca	AU 9060	P2	90x60x1,20	0,54	17	9,18
Płyta uzupełniająca	AU 15010	P3	150x10x1,20	0,15	42	6,30
					SUMA	310,14

Rysunek 11. Schemat deskowania ław fundamentowych.

Tabela 5. Elementy systemu deskowania ścian.

Element	Kod produktu	Symbol	Wymiary [cm]	Powierzchnia elementu [m^2]	Ilość [szt.]	Powierzchnia całkowita [m^2]
Narożnik wewnętrzny	AU 2115	W1	210x15x15x1,20	0,63	20	12,60
Narożnik zewnętrzny	AU 2105	Z1	210x5x5x1,20	0,21	6	1,26
Płyta uzupełniająca	AU 21060	P1	210x60x1,20	1,26	856	1078,56
Płyta uzupełniająca	AU 21010	P2	210x10x1,20	0,21	48	10,08
					SUMA	1102,50

Rysunek 12. Schemat deskowania ścian.

Przyjęto nakład pracy na deskowanie równy $\mathrm{N = 0,60\ }\frac{\mathrm{\text{rh}}}{\mathrm{m}^{\mathrm{2}}}$. Ekipę montującą i demontującą deskowanie w obu przypadkach będzie stanowić grupa n=45 osób.

Szacowany czas trwania montażu
i demontażu deskowania ławy:

$$\mathrm{T}_{\mathrm{L}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{N}}{\mathrm{n}}\mathrm{\bullet}\mathrm{S}_{\mathrm{\text{dL}}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{0,60}}{\mathrm{45}}\mathrm{\bullet 310,14 = 4,14\ h}$$

T_L, mont=0, 70•T_L=0, 70 • 4, 14 = 2, 90 h

T_L, dem=0, 30•T_L=0, 30 • 4, 14 = 1, 24 h

Szacowany czas trwania montażu
i demontażu deskowania ścian:

$$\mathrm{T}_{\mathrm{S}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{N}}{\mathrm{n}}\mathrm{\bullet}\mathrm{S}_{\mathrm{\text{dS}}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{0,60}}{45}\mathrm{\bullet 1102,50 = 14,70\ h}$$

T_S, mont=0, 70•T_L=0, 70 • 14, 70 = 10, 29 h

T_S, dem=0, 30•T_L=0, 30 • 14, 70 = 4, 41 h

Łączny czas robót betonowych

Przyjęty czas trwania przerwy roboczej między wykonaniem ławy i ścian wynosi T_p=12 h. całkowity czas robót betonowych będzie wynosić:

T=(T_L, mont+T_L+T_p+T_L, dem)+(T_S, mont+T_S+T_p+T_S, dem)=(2, 90 + 7, 54 + 12 + 1, 24)+(10, 29 + 8, 74 + 12 + 4, 41)=59, 12 h

Przyjmując czas trwania jednej zmiany podczas robot betonowych równy z = 12 h, wyznaczono niezbędną ilość dni wymaganych do przeprowadzenia robót betonowych:

$$\mathrm{T}_{\mathrm{d}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{T}}{\mathrm{z}}\mathrm{=}\frac{59,12}{\mathrm{12}}\mathrm{= 4,93\ dni \leq 5\ dni}$$

Czas trwania robót betonowych z uwzględnieniem jednodniowych przerw roboczych spełnia warunek wstępnie założonego czasu powyższych robót.

Roboty montażowe

Ciężary montażowe elementów

Elementy o dużych gabarytach i dużej masie zostały podzielone na mniejsze, lżejsze elementy łatwiejsze do transportu, tj. belki Bel4 zostaną podzielone na dwie równe części, a Bel 5 na cztery.

Tabela 6. Zestawienie wymiarów i ciężarów elementów montażowych:

Symbol	Element	Długość parametr.	Długość elementu [m]	Ciężar parametr.	Ciężar [kN]	Masa [t]	Ilość [szt.]
Sł1	Słup prefabrykowany żelbetowy	2 • HS	3,80	M1	25,00	2,50	11
Bel1	Belka prefabrykowana żelbetowa	B2	13,00	M3	14,00	1,40	3
Bel2	Belka prefabrykowana żelbetowa	B1	15,00	$$\frac{\mathrm{15}}{\mathrm{13}}\mathrm{\bullet M3}$$	16,15	1,62	4
Bel3	Belka prefabrykowana żelbetowa	A1	9,00	$$\frac{\mathrm{9}}{\mathrm{36}}\mathrm{\bullet M2}$$	20,75	2,08	3
Bel4	Belka prefabrykowana żelbetowa	A2	22,00	$$\frac{\mathrm{22}}{\mathrm{36}}\mathrm{\bullet M2}$$	50,72	5,07	3
Bel5	Belka prefabrykowana żelbetowa	A3	36,00	M2	83,00	8,30	2

Rysunek 13. Podział konstrukcji na elementy montażowe.

Do dalszych obliczeń przyjęto wysokość stropu h_strop=0, 20 m oraz grubość warstwy humusu h_humus=0, 20 m. Wysokość montażu słupów wynosi:

h_m − Sl=HS + HL − H1+h_strop=1, 90 + 0, 50 − 1, 80 + 0, 20 = 0, 80 m

Wysokość montażu belek (dodatkowo wysokość słupów):

h_{m − Bel}=HS + HL − H1+h_strop+2 • HS = 1, 90 + 0, 50 − 1, 80 + 0, 20 + 2 • 1, 90 = 4, 60 m

Rysunek 14. Podstawowe wymiary elementów montowanych.

Wykaz elementów montażowych

Wykaz elementów montażowych zawarto w poniższej tabeli.

Tabela 7. Wykaz elementów montażowych.

Symbol	Element	Wymiary elementu [m]	Masa [t]	Ilość [szt.]	Całkowita masa [t]
Sł1	Słup prefabrykowany żelbetowy	0,50x0,50x3,80	2,50	11	27,50
Bel1	Belka prefabrykowana żelbetowa	0,50x0,50x13,00	1,40	3	4,20
Bel2	Belka prefabrykowana żelbetowa	0,50x0,50x15,00	1,62	4	6,48
Bel3	Belka prefabrykowana żelbetowa	0,50x0,50x9,00	2,08	3	6,24
Bel4	Belka prefabrykowana żelbetowa	0,50x0,50x22,00 (0,50x0,50x11,00)	5,07 (2,54)	3 (6)	15,21
Bel5	Belka prefabrykowana żelbetowa	0,50x0,50x36,00 (0,50x0,50x9,00)	8,30 (2,08)	2 (8)	16,60
-	-	-	-	SUMA	76,23

Rysunek 15. Elementy montażowe.

Dobór zawiesi

Dla montażu słupów dobrano zawiesie linowe jednocięgnowe typu 1F o średnicy d=16 mm
i dopuszczalnym obciążeniu roboczym Q=3,00 t. ciężar zawiesia wynosi G_zaw=0, 19 t.

Q = 3, 00 t≥G_Sl1=1, 00 • 2, 50 = 2, 50 t

Długość zawiesia wynosi h_zaw=L = 1, 00 m.

Dla belek Bel1, Bel2, Bel3, Bel4 i Bel5 przeprowadzono obliczenia dla najdłuższego i najcięższego elementu, tj. dla Bel5 o długości pojedynczego elementu L_Bel5=36, 00 m i ciężarze G_Bel5=8, 30 t. Dla montażu belek dobrano zawiesie linowe dwucięgnowe typu 2FKh o średnicy d=40 mm i dopuszczalnym obciążeniu roboczym Q=18,50 t.

Przyjęto, że punkty zaczepienia będą znajdować się w odległości 3,00 m po obu stronach elementu licząc od jego lica. Dla kąta rozwarcia zawiesi równego α = 120:

$$\mathrm{h}_{\mathrm{\text{zaw}}}\mathrm{=}\frac{\frac{\mathrm{36,00 - 2 \bullet 3,00}}{\mathrm{2}}}{\tan\frac{\mathrm{\alpha}}{\mathrm{2}}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{15,00}}{\tan\frac{\mathrm{120}}{\mathrm{2}}}\mathrm{= 8,66\ m}$$

L = 2•h_zaw=2 • 8, 66 = 17, 32 m

Q = 0, 50•Q_1 ciegno=0, 50 • 18, 50 = 9, 25 t≥G_Bel5=1, 00 • 8, 30 = 8, 30 t

Rysunek 16. Schemat montażu zawiesi dla największego elementu.

Dobór żurawia

Wysokość podnoszenia elementów montażowych przez żuraw musi uwzględniać bezpieczną wysokość umożliwiającą manewrowanie z uwagi na poruszających się ludzi poniżej h_bm=2, 50 m.

Dla montowanych słupów uwzględnia się:

h_e=2 • HS = 3, 80 m

h_zaw=1, 00 m

h_0, Sl1=h_bm+h_e+h_zaw=2, 50 + 3, 80 + 1, 00 = 7, 30 m

h_m, Sl1=1, 00 m

h_min≥h_0, Sl1+h_m, Sl1=7, 30 + 1, 00 = 8, 30 m

Dla montowanych belek uwzględnia się:

h_e=0, 20 m

h_zaw=8, 66 m

h_0, Bel5=h_bm+h_e+h_zaw=2, 50 + 0, 20 + 8, 66 = 11, 36 m

h_m, Bel5=4, 80 m

h_min≥h_0, Bel5+h_m, Bel5=11, 36 + 4, 80 = 16, 16 m

Dla tak przyjętych wysokości podnoszenia elementów montażowych określony największy zasięg oraz maksymalny ciężar do przeniesienia. Udźwig dla belki Bel4 na maksymalnym wysięgu ok. 85 m wynosi będzie:

U_maxwys.=G_Bel4+G_zaw=1, 30 • 5, 07 + 0, 19 = 6, 78 t

Udźwig dla belki Bel5 na krótkim zasięgu ok. 20 m wynosić będzie:

U_minwys.=G_Bel5+G_zaw=1, 30 • 8, 30 + 0, 19 = 10, 98 t

Dobrano żuraw masztowy górnoobrotowy firmy POTAIN MAXI TOPKIT MD 1600, dla którego maksymalny ciężar na maksymalnym wysięgu, przy uwzględnieniu n = 1 elementu podnoszonego oraz współczynniku niejednorodności urządzeń S = 1, 00, wynosi:

$$\mathrm{Q = 17,40\ t \geq}\frac{\mathrm{G}_{\mathrm{c,max}}\mathrm{+}\mathrm{G}_{\mathrm{\text{Ks}}}\mathrm{+}\mathrm{G}_{\mathrm{\text{zaw}}}}{\mathrm{n}}\mathrm{\bullet S =}\frac{\mathrm{1,30 \bullet 8,30 + 0 +}\mathrm{0,19}}{\mathrm{1}}\mathrm{\bullet 1,00 = 10,98\ t}$$

Udźwig dobranego żurawia jest wystarczający nawet dla najcięższego elementu przy maksymalnym wysięgu.

Wydajność eksploatacyjną żurawia określono dla III kwartału, w trakcie którego wykonywane są roboty montażowe. Dla słupów prefabrykowanych żelbetowych o masie do 4 t czas wynosi t_Sl1=18 min, dla belek prefabrykowanych żelbetowych o masie do 5 t czas wynosi t_{Bel1,  Bel2,  Bel3}=30 min, a dla belek
o masie powyżej 5 t, ale do 10 t czas ten wynosi t_{Bel4,  Bel5}=45 min.

Za pomocą dobranego żurawia zostanie zamontowane n_el=26 elementy. Całkowity czas montażu wynosi:

t_m=n_Sl1•t_Sl1+n_Bel1•t_Bel1+n_Bel2•t_Bel2+n_Bel3•t_Bel3+n_Bel4•t_Bel4+n_Bel5•t_Bel5=

=11 • 18 + 3 • 30 + 4 • 30 + 3 • 30 + 3 • 45 + 2 • 45 = 723 min=12 h 3 min = 12, 05 h

Średni czas montażu wynosi:

$$\mathrm{t}_{\mathrm{sr}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{t}_{\mathrm{m}}}{\mathrm{n}_{\mathrm{\text{el}}}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{723}}{\mathrm{26}}\mathrm{= 27,81\ min}$$

Średnia montażowa masa elementu wynosi:

$$\mathrm{G}_{\mathrm{sr}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{1,30 \bullet}\sum_{}^{}\mathrm{M}}{\mathrm{n}_{\mathrm{\text{el}}}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{1,30 \bullet 76,23}}{\mathrm{26}}\mathrm{= 3,81\ t}$$

Wykorzystanie udźwigu:

$$\mathrm{S}_{\mathrm{U}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{G}_{\mathrm{sr}}}{\mathrm{Q}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{3,81}}{\mathrm{17,40}}\mathrm{= 0,22}$$

Wykorzystanie żurawia S_zur=0, 70. Wydajność eksploatacyjna dobranego żurawia wynosi:

$$\mathrm{W}_{\mathrm{e,zur}}\mathrm{=}\mathrm{Q \bullet n}\mathrm{\bullet}\mathrm{S}_{\mathrm{U}}\mathrm{\bullet}\mathrm{S}_{\mathrm{zur}}\mathrm{= Q \bullet}\frac{\mathrm{3600}}{\mathrm{60 \bullet}\mathrm{t}_{\mathrm{sr}}}\mathrm{\bullet}\mathrm{S}_{\mathrm{U}}\mathrm{\bullet}\mathrm{S}_{\mathrm{zur}}\mathrm{= 26,00 \bullet}\frac{\mathrm{3600}}{\mathrm{60 \bullet}\mathrm{27,81}}\mathrm{\bullet 0,22 \bullet 0,70 = 8,64\ }\frac{\mathrm{t}}{\mathrm{h}}$$

Kolejność montażu ma wpierw za zadanie zamocowanie na swoich miejscach słupów zgodnie
z wykonanym rysunkiem 17. Słupy należy zabezpieczyć przed przewróceniem czteroma zastrzałami po jednym w każdym kierunku. Dzięki zastosowaniu jednego typu zawiesia do wszystkich belek możliwe jest równoczesne układanie tych elementów zgodnie z rysunkiem 17. Zastrzały ze słupów będą możliwe do ściągnięcia tylko w przypadku, gdy na czterech sąsiednich słupach zostanie utworzona prostokątna rama z elementów belkowych stabilizująca te słupy.

Szacowany całkowity czas robót montażowych

Dla przyjętego żurawia i jego wydajności eksploatacyjnej przyjęto czas montażu tego urządzenia równy t_mont, zur=5 h.

$$\mathrm{T =}\frac{\sum_{}^{}\mathrm{M}}{\mathrm{W}_{\mathrm{e,zur}}}\mathrm{+}\mathrm{t}_{\mathrm{mont,zur}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{76,23}}{\mathrm{8,64}}\mathrm{+ 5 = 13,82\ h}$$

Przyjmując czas jednej zmiany roboczej z = 12 h, ilość dni niezbędna do przeprowadzenia robót montażowych wynosi:

$$\mathrm{T}_{\mathrm{\text{mont}}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{T}}{\mathrm{z}}\mathrm{=}\frac{\mathrm{13,82}}{\mathrm{12}}\mathrm{= 1,15\ dnia}$$

Transport elementów

Do transportu elementów montażowych prefabrykowanych dobrano ciągnik siodłowy firmy KAMAZ 44t DMC (4x2).

Do transportu przyjęto naczepę firmy CARDAN typu VARIO MAX o własnej masie 8 t, maksymalnej masie naczepy 65 t i maksymalnej ładowności 57 t. Całkowita długość naczepy to 31560 mm. Najdłuższy możliwy do przewiezienia tą naczepą element może mieć długość 22000 mm. Naczepa umożliwi jednorazowo przewóz co najmniej połowy elementów przeznaczonych do montażu,
tj. ok. 38,12 t.

Elementy zostaną przeniesione przez żuraw z naczepy na miejsce składowania elementów przeznaczonych do montażu. Czas wyładunku jednej naczepy może wynieść do 3 h.

Rysunek 17. Podstawowe wymiary naczepy CARDAN typu VARIO MAX.