POLITECHNIKA POZNAŃSKA Rok Akademicki 2008/2009

Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska Semestr 4

Instytut Konstrukcji Budowlanych

Zakład Technologii i Organizacji Budownictwa

Ćwiczenia Projektowe z

Organizacji Procesów Budowlanych

Prowadząca: dr inż. Magdalena Hajdasz

Wykonał:

1. Ćwiczenie 1

Harmonizacja dwuprocesowych ciągów technologicznych:

• Obliczenie objętości mas ziemnych:

Dane:

- kategoria gruntu: III (glina piaszczysta sucha)

- przyjęta głębokość wykopu 2,8 m (uwzględniono warstwę betonu chudego )

- wymiary ław fundamentowych: 0,3x0,7 m

Przyjmuję:

- wykop szerokoprzestrzenny ze skarpami obciążonymi o nachyleniu 1:0,67 ,

- poszerzenie dna wykopu dla fundamentów: 0,3 m (z każdej strony),

Do ćwiczenia załączone zostały 2 rysunki:

- rzut poziomy wykopu,

- przekrój pionowy przez wykop ( Przekrój I - I ),

Oba rysunki zostały wykonane tylko dla jednego segmentu.

Na rysunkach zostały zamieszczone wymiary niezbędne do obliczenia objętości mas ziemnych.

OBLICZENIE OBJĘTOŚCI WYKOPU:

• Objętość wykopu ( bez fundamentów):

Przyjmuję wymiary 1 segmentu (uwzględniam pochylenie skarp):

- 19,58x13,91 powierzchnia górna F₁ [m²]

- 16,22x10,55 powierzchnia dolna F₂ [m²]

- 17,70x12,03 powierzchnia przekroju środkowego F₀ [m²]

Wykop pod każdy obiekt składa się z dwóch części:

Dla każdej z części przyjmuję wymiary do obliczeń:

- powierzchnia górna F₁ = 19,58*13,91*3 = 817,66 m²

- powierzchnia dolna F₂ = 16,22*10,55*3 = 513,36 m²

- powierzchnia przekroju środkowego F₀ = 17,70*12,03*3 = 638,79 m²

- wysokość h = 2,5 m

Objętość wyliczam z wzoru Simpsona:

V = (F₁+F₂+4*F₀)*h/6

V = (817,66 + 513,36+4*638,79)*(2,5/6)=

= 1619,24

V = 1619,24 m³

(Objętość wykopu dla 1 segmentu 1619,24/3 = 539,75 m³)

Objętość wykopu dla wszystkich budynków ( bez fundamentów ) wyniesie:

V = 1619,24*2*3 = 9715,44 m³

• Objętość wykopu pod fundamenty:

Obliczenia dla 1 segmentu:

Dla każdego z fundamentów przyjmuję wymiary do obliczeń:

- powierzchnia górna F₁ = (6,53*2+8,15*2+15,22*2+0,92)*1,7 = 103,22 m²

- powierzchnia dolna F₂ = (6,53*2+8,15*2+15,22*2+0,92)*1,3 = 78,94 m²

- powierzchnia przekroju środkowego:

F₀ = (6,53*2+8,15*2+15,22*2+0,92)*1,5 = 91,08 m²

- wysokość h = 0,3 m

Objętość wyliczam z wzoru Simpsona:

V = (F₁+F₂+4*F₀)*h/6

V = ( 103,22 + 78,94 +91,08*4)*(0,3/6) = 27,32 m³

Objętość wykopu pod fundamenty dla wszystkich budynków wyniesie:

V = 27,32*6*3 = 491,76 m³

Zatem ogólna objętość prac ziemnych wyniesie:

V = 9715,44 + 491,76 = 10207,2 m³

V = 10207,2 m³

• Bilans mas ziemnych:

Dla 1 segmentu:

- ilość ziemi przeznaczonej na wywóz (w sposób mechaniczny):

V_Wm = 9,05*17,7*2,5 = 400,46 m³

- ilość ziemi przeznaczonej na wywóz (w sposób ręczny):

V_Wr = (6,53*2+8,15*2+15,22*2+0,92)*0,7*0,3 = 12,75 m³

- ilość ziemi przeznaczonej na odkład (w sposób mechaniczny):

V_Om = 539,75- 400,46 = 139,29 m³

- ilość ziemi przeznaczonej na odkład (w sposób ręczny):

V_Or = 27,32 - 12,75 = 14,57 m³

W poniższej tabeli zamieszczono bilans mas ziemnych dla całości:

L.p	Czynność	Odkład [m^3]	Wywóz [m^3]
1.	Wykop pod budynek mechanicznie	2507,22	7208,28
2.	Wykop pod budynek ręcznie	262,26	229,5
3.	SUMA	2769,48	7437,78

Na całość wykopu:

- Objętość ogólna wykopu: 10207,2 m³

- Ilość ziemi do obsypania ław fundamentowych: 262,26 m³

- Ilość ziemi do wywozu: 7437,78 m³

- Ilość ziemi do obsypania budynków: 2507,22 m³

Na 1 segment:

- Objętość ogólna wykopu: 539,75 m³

- Ilość ziemi do obsypania ław fundamentowych: 14,57 m³

- Ilość ziemi do wywozu: 413,21 m³

- Ilość ziemi do obsypania budynków: 139,29 m³

• Określenie ilości środków transportowych dla wywozu mas ziemnych:

Do wykonania wykopu przyjmuję koparkę podsiębierną KM-602A o parametrach:

- pojemność łyżki 0,8 m³

- maksymalna promień kopania: 9,80 m

- maksymalna wysokość kopania: 6,90 m

- maksymalny promień wyładunku: 6,90 m

- maksymalna wysokość wyładunku: 6,95 m

Obliczenia:

• Obliczenie wydajności eksploatacyjnej koparki jednonaczyniowej Qe :

Gdzie:

- n - liczba cykli pracy koparki na minutę określany z wzoru:

gdzie T_C czas jednego cyklu pracy koparki,

- q- pojemność łyżki

- Sn -współczynnik napełnienia naczynia

- Ss - współczynnik trudności odspojenia gruntu

- Sw- współczynnik wykorzystania czasu pracy maszyny w okresie zmiany roboczej

Współczynniki Sn, Ss zostały przyjęte zgodnie

Przyjęto następujące dane:

n =
= 60/21 = 2,86 cykli/minutę

q = 0,8 m³

S_n = 0,90

S_s = 0,80

Sw₁ = 0,95

Sw₂ = 0,87 ( na odkład)

Sw₂ = 0,80 (przy bezpośrednim załadunku na środek transportowy)

Przyjmuję czas 1 zmiany: 8 h

Wydajność eksploatacyjna koparki przy załadunku urobku na odkład:

Q_e = 60*2,86*0,8*0,9*0,8*0,95*0,87 = 81,69 m³/godzine

Obliczenie czasu potrzebnego na wykonanie zadania:

- objętość robót wykonanych podczas jednej zmiany

W_ZM = Q_e · 8 h = 81,69 · 8 = 653,52 m³/zmianę

- czas potrzebny na wykonanie zadania:

t_z =
= 153,86 / 653,52 = 0,235 zmiany

t_z = 0,235 zmiany = 1,88h (1 segment)

t_z = 4,23 zmiany = 33,84h (całość)

Wydajność eksploatacyjna koparki przy załadunku urobku na wywóz:

Q_e = 60*2,86*0,8*0,9*0,8*0,95*0,8 = 75,12 m³/godzine

Obliczenie czasu potrzebnego na wykonanie zadania:

- objętość robót wykonanych podczas jednej zmiany

W_ZM = Q_e · 8 h = 75,12 · 8 = 600,96 m³/zmianę

- czas potrzebny na wykonanie zadania:

t_z =
= 413,21 / 600,96 = 0,688 zmiany

t_z = 0,688 zmiany = 5,5h (1 segment)

t_z = 12,38 zmiany = 99,04h (całość)

• Określenie ilości środków transportowych:

Przyjęto samochód JELCZ 317N o nośności 7,5 tony.

Dane:

- droga na teren wyładunku L = 15 km

- ilość gruntu na wywóz V_W = 7437,78 m³

- pojemność naczynia koparki q = 0,8 m³

- wydajność koparki Q_e = 75,12 m³/h

- czas jednego cyklu koparki t_c = 21 s = 0,35 min

- współczynnik trudności odspojenia S_s = 0,8

- ciężar objętościowy γ₀ = 2,15 t/m³

- współczynnik spulchnienia gruntu S_n = 0,90

- średnia prędkość v_sr = 30 km/h

Pojemność użyteczna środków transportowych:

gdzie:

- N - nominalna nośność pojazdu ( ładowność)[t] ,

- γ - gęstość gruntu w stanie rodzimym [kg/m³] ,

- Ss - współczynnik spoistości,

Liczba cykli koparki niezbędna do napełnienia skrzyni:

Przyjmuję n_c = 6 cykli.

Czas załadunku jednostki transportowej:

Czas cyklu pracy jednostki transportowej:

Czas trwania cyklu jednostki transportowej:

T_tr = t_z + t_p + 2t_j + t_w = 2,79 + 1,2 + 2·30,0 + 3,0 = 66,99min

gdzie:

t_p - czas podstawiania samochodu bez zjazdu do wykopu,

t_p = 1,2 min ( koparka nie zjeżdża do wykopu)

t_w - czas wyładunku,

t_w = 3 min (dla wywrotek)

t_z - czas załadunku,

t_z = 2,79 min

tj - czas cyklu pracy jednostki transportowej

t_j = 30 min

Liczba jednostek transportowych:

( gdzie k = 1,1)

Przyjęto 27 jednostek transportowych.

Liczba pełnych cykli jednostki transportowej podczas zmiany:

gdzie:

S_w2 - współczynnik wykorzystania czasu podczas jazy

S_w2 = 0,8

Przyjmuję 6 cykli podczas zmiany.

Wydajność wywrotki podczas jednej zmiany:

W_ZM = m · P_jt · S_n= 6 · 14,0 · 1,05 = 88,2 m³/zmianę

gdzie:

S_n - współczynnik napełnienia skrzyni

S_n = 1,05

Wydajność zespołu wywrotek

W_zesp = W_ZM · n_j = 88,2 · 27 = 2381,4 m³/zm

Czas wykonania zadania:

= 7437,78/2381,3 = 3,12 zmiany = 1,04 dnia

2. Ćwiczenie 2

Analiza pracy zespołowej

• Obliczenie wydajności i dobór zespołów roboczych do robót ziemnych:

Dla wszystkich rozpatrywanych przypadków zakładam 8-godzinną zmianę roboczą.

ROBOTY ZIEMNE WYKONYWANE RĘCZNIE:

- wykopy pod ławy fundamentowe:

Nakłady na 100 m³ gruntu (Tablica 0310):

Robotnicy - grupa I : 241,00 r-g

Norma wydajności

N_{wyd.zm.robotników} =

ROBOTY ZIEMNE WYKONYWANE MECHANICZNIE:

- usunięcie warstwy ziemi urodzajnej:

Zakładam: - grubość warstwy humusu do 15 cm,

- humus przemieszczany na odległość mniejszą niż 40 m,

Wymiary terenu dla którego należy usunąć humus:

- dla 1 obiektu przyjmuję wymiary 30x34 m co daje powierzchnie S=1020 m²,

oraz objętość warstwy V=153 m³

- dla całości S=3060 m² , V=459 m³

Nakłady na 100 m² warstwy (Tablica 0126):

Robotnicy - grupa I : 0,55 r-g

Spycharka gąsienicowa 74 kW(100 KM): 0,25 m-g

Przyjęto jako maszynę wiodącą: 1x spycharka N_C = 0,25 m-g

Oszacowanie składu zespołu roboczego:

-Liczba robotników =

Przyjmuję: 2 robotników.

Norma wydajności:

N_{wyd.zm.spycharki} =

- koparką na odkład:

Nakłady na 100 m³ gruntu (Tablica 0209)

Robotnicy - grupa I : 95,46 r-g,

Samochód skrzyniowy 5 t: 31,80 m-g

Koparka (q=1,2 m³) : 2,65 m-g

Przyjęto jako maszynę wiodącą: 1x koparka; N_C = 2,65 m-g

Oszacowanie składu zespołu roboczego:

-Liczba robotników =

Przyjmuję: 36 robotników

-Liczba samochodów =

Przyjmuję: 12 samochodów

Norma wydajności zmianowej koparki:

N_{wyd.zm.koparki} =
m³/zmiane

- koparką na wywóz:

Nakłady na 100 m³ (Tablica 0203)

Robotnicy - grupa I : 40,94 r-g,

Spycharka gąsienicowa 74 kW(100 KM): 1,35 m-g,

Samochód samowyładowczy 5-10 t: 8,70 m-g*

*Wartość 8,70 m-g odnosi się tylko do odległości wywozu urobku równej 1 km. Ponieważ w rozpatrywanym przypadku odległość wywozu wynosi 15 km, za każde kolejne 0,5 km należy dodać wartość:

Ostatecznie: 47,06 m-g

Koparka (q=1,2 m³) : 2,9 m-g

Przyjęto jako maszynę wiodącą: 1x koparka; N_C = 2,9 m-g

Oszacowanie składu zespołu roboczego:

-Liczba robotników =

Przyjmuję: 14 robotników

-Liczba samochodów =

Przyjmuję: 16 samochodów

-Liczba spycharek =

Przyjmuję: 1 spycharkę

Norma wydajności zmianowej koparki:

N_{wyd.zm.koparki} =
m³/zmiane

Porównanie rezultatów uzyskanych metodą analityczną oraz z KNR
	Analitycznie	KNR
Wydajność robót ziemnych na odkład	653,52 m^3/zmianę	301,89 m^3/zmianę
Wydajność robót ziemnych na wywóz	600,96 m^3/zmianę	275,86 m^3/zmianę
Czas wykonania robót ziemnych	5 zmian(na odkład) 12 zmian(na wywóz)	10 zmian (na odkład) 27 zmian(na wywóz)
Liczba środków transportowych	27	12(na odkład) 16(na wywóz)

Czas wykonania robót ziemnych przy założeniu 8 godzinnej zmiany roboczej.

• Obliczenie wydajności i dobór zespołów roboczych do robót fundamentowych (współpraca zespołów z maszyną wiodącą, synchronizacja czasu pracy) :

Objętość betonu potrzebna do wykonania ław fundamentowych dla 1 segmentu (zgodnie z rysunkiem przedstawiającym rzut fundamentów)

V_b = (2*6,53*0,7+2*8,15*0,7+15,22*0,7+7,93*0,7+0,92*0,7)*0,3 = 36,35 m³

V_b = 36,35 m³

Przyjmuję że zapotrzebowanie na stal zbrojeniową wynosi 50 kg/m³ betonu.

Metoda wykonania ław: ręczna.

Schemat betonowania:

Transport betonu w pojemniku; elementów deskowania oraz pozostałych mate-

riałów za pomocą żurawia wieżowego (konsystencja plastyczna betonu).

Nakłady na 100 m³ betonu (Tablica 0252)

Betoniarze - grupa II : 143,25 r-g

Zbrojarze - grupa II : 39,82 r-g*

* Wartość z Tablicy 0290 dla 1 tony zbrojenia.

Zgodnie z przyjętym zapotrzebowaniem na stal:

50 kg stali - 1 m³ betonu

Zatem:

1000 kg (1t) - 20 m³ betonu

Na 100 m³ betonu:

X =
[r-g/m³]

Ostatecznie: 199,1 r-g

Cieśle - grupa II : 212,31 r-g

Cieśle - grupa III : 63,01 r-g (212,31+63,01=275,32 r-g)

RAZEM: 617,67 r-g

Żuraw wieżowy (1) : 46,93 m-g

Przyjęto jako maszynę wiodącą: 1x żuraw wieżowy; N_C = 46,93 m-g

Oszacowanie składu zespołu roboczego:

Liczba robotników =

Przyjmuję: 14 osób.

Liczba betoniarzy =

Przyjmuję: 3 osoby.

Liczba zbrojarzy =

Przyjmuję: 5 osób..

Liczba cieśli =

Przyjmuję: 6 osób.

Norma wydajności zmianowej żurawia:

N_{wyd.zm.żurawia} =
m³/zmiane

• Obliczenie wydajności węzła betoniarskiego:

Do wykonania zadania wybieram betoniarkę BWW-504I o parametrach:

- wydajność nominalna: 15 m³/h

- objętość 1 zarobu: 350

- czas 1 zarobu: 3,33 min

- pojemność robocza: 500 m³

Wydajność betoniarki obliczam z wzoru:

Q_e = (q_r * n * S_W * &)/1000 [m³/godzine]

Oznaczenia:

q_r - pojemność robocza suchych składników w 1 zarobie [dm³],

q_r = 500 dm³

& - współczynnik zmniejszenia objętości,

Przyjmuję & = 0,7 [/]

S_W - współczynnik wykorzystania czasu robót betonowych

Dla ław S_W = 0,5 [/]

n - liczba cykli roboczych na godzinę,

n = 3600/t

t = t_n + t_m + t_o [s]

t_o - czas opróżniania, przyjmuję t_o = 45 s

t_m - czas mieszania , przyjmuję t_m = 135 s

t_n - czas napełniania, przyjmuję t_n = 20 s

t = 45+135+20 = 200s

Wtedy: n = 3600/200 = 18 cykli roboczych na godzinę

Zatem wydajność betoniarki wynosi:

Q_e = ( 500 * 18 * 0,5 * 0,7 )/1000 =3,15 m³/godzinę

Wydajność betoniarki na zmianę (Q_e *8): Q_e = 25,2 m³/zmianę

3. Ćwiczenie 3

Harmonogram szczegółowy robót betonowych

• Określenie wielkości działki roboczej:

Do zabetonowania fundamentów 1 segmentu potrzeba V_b= 36,35 m³ betonu.

Wydajność zespołu do robót fundamentowych (zmiana - 8h) N=17,05 m³.

Segment dzielę na 2 części. Czas zabetonowania każdej z nich wyniesie:

X - 36,35/2 = 18,18 m³

8 h - 17,05 m³

X = (8*18,18)/17,05 = 8,53 h ≈ 1,1 zmiany

Przyjmuję że połowa segmentu o wielkości 36,35 m³ stanowi działkę roboczą, która jest wykonywana w czasie wydłużonej zmiany roboczej 8,5 h.

• Zestawienie wielkości robót i określenie czasu wykonania zadania:

Wstępnie przyjmuję czas dojrzewania betonu 2 dni.

L.p.	Wyszczególnienie robót	Jednostka	Ilość	Metoda wykonanie i zastosowane maszyny	Przyjęta norma wydajności dziennej	Ilość roboto- lub maszyno dniówek	Ilość dzienna robotników	Ilość dni/pracy	Produkcja jednej zmiany
1	Deskowanie	m^3	654,3	Cieśle	50,05 m^3	13,07 dnia	6	2,2 dnia	300,3
2	Zbrojenie	m^3	654,3	Zbrojarze	36,19 m^3	18,08 dnia	5	7,2 dnia	180,95
3	Betonowanie	m^3	654,3	Żuraw	8,35 m^3	78,36 dnia	3	2,8 dnia	23,38
4	Przerwa techn.	-	-	-	-	-	-	-	-
5	Rozdeskowanie	m^3	654,3	Cieśle	50,05 m^3	13,07 dnia	6	2,2 dnia	300,3

- Wariant I

1 zmianowy dzień pracy (8,5h) czas wykonania zadania 44 dni.

- Wariant II

2 zmianowy dzień pracy(2x8,5h) czas wykonania zadania 22 dni.

• Harmonogram szczegółowy robót betonowych, określenie rotacji deskowań:

Do opracowania zostały załączone dwa harmonogramy robót betonowych odpowiednio dla dwóch rozpatrywanych wariantów.

Dla wariantu I potrzebne będzie 6 kompletów deskowań, a dla wariantu II

8 kompletów.

Harmonogram ogólny (robót ziemnych i betonowych)

• Zastosowanie metody pracy równomiernej:

Do stworzenia harmonogramu ogólnego zostanie wykorzystana metoda pracy równomiernej, ponieważ budowane obiekty są identyczne a zatem ich wyko-nanie składa się z cyklicznych procesów, których odpowiednie uszeregowanie pozwoli znacznie skrócić czas realizacji inwestycji.

• Podział na działki robocze:

Roboty ziemne:

- spycharka:

Przyjmuję działkę roboczą wielkości S = 510 m², czyli wielkość odpowiadająca jednej części obiektu.

- kopacze

Przyjmuję działkę roboczą wielkości V = 27,32 m³ , czyli wielkość odpowiadającą jednemu segmentowi obiektu.

- koparka

Przyjmuję działkę roboczą wielkości V = 1657,5 m³ , czyli wielkość odpowiadająca jednej części obiektu.

- roboty betonowe

Przyjmuję działkę roboczą wielkości V = 18,18 m³ , czyli wielkość odpowiadająca połowie segmentu.

Przyjmuję 1 zmianowy (8,5h) dzień pracy .

Zestawienie wielkości robót i czasu wykonania zadania:

• Oszacowanie czasu trwania poszczególnych procesów:

Czas trwania procesów został obliczony dla przyjętych powyżej działek roboczych:

-Czas usunięcia humusu spycharką:

-Czas wykopów ręcznych pod fundamenty:

-Czas realizacji robót ziemnych „na odkład”

-Czas realizacji robót ziemnych „na wywóz”

Czas realizacji robót betonowych :

• Harmonogram ogólny robót: załączony rysunek.

Ostatecznie realizacja całej inwestycji przy wcześniejszych założeniach potrwa 156 dni.

---