Формула разработки грунта с откосами

Практическое занятие № 3 Определение объемов земляных работ при устройстве котлованов и траншей – 4 часа

Размеры котлованов определяют по рабочим чертежам сооружений, для возведения которых производятся земляные работы.

Глубину котлованов или траншей для фундаментов под стены оборудования, колонны, а также глубину котлованов под здания и сооружения с подвальными помещениями и техническими подпольями принимают по проектным данным от черной отметки до отметки заложения фундаментов.

Ширина по дну котлованов и траншей для фундаментов при рытье с откосами должна приниматься равной ширине фундамента с добавлением 0,3м с каждой стороны. При необходимости передвижения людей в пазухе расстояние между поверхностью откоса и боковой поверхностью возводимого сооружения (кроме искусственных оснований трубопроводов, коллекторов и т.п.) должно быть в свету не менее 0,6 м (рисунок 3.1).

Наибольшую ширину откосов траншей, котлованов и других временных выемок, устраиваемых без крепления в грунтах, находящихся выше уровня подземных вод, в том числе в грунтах, осушенных с помощью искусственного водопонижения, следует принимать по таблице 5.1 ТКП 45-1.03-44-2006 «Безопасность труда в строительстве. Строительное производство», данные которой приведены в таблице 3.1.

Рисунок 3.1 – Схема расположения конструкции фундамента в котловане

Ширину котлованов и траншей по верху (рисунок 3.2) устанавливают из выражения

где В – ширина котлована по верху, м;

в – ширина котлована по низу, м;

m – коэффициент заложения откосов;

h – глубина котлована, м.

Таблица 3.1 – Значения коэффициентов углов естественных откосов выемок

Для определения объемов грунта в котловане его рассекают параллельными плоскостями (поперечниками) на отдельные участки.

Плоскости проводят в торцах котлована и в точках пересекания горизонталей с продольной осью (рисунок 3.3).

Объем грунта в отдельных участках между секущими плоскостями (поперечниками).

(3.2)

где F₁, F₂ – площади соответственно первого и второго профилей, м;

l_n – расстояние между профилями;

h₁, h₂ – рабочие отметки соответственно первого и второго сечений, м;

m – коэффициент заложения откосов.

Рисунок 3.2 – Линейные параметры котлована

б)

а – план котлована; б – разрез; 1 – характерные точки; 2 – поперечники; I – I, …,

IV – IV – сечения котлована поперечниками в характерных точках

Рисунок 3.3 – Определение размеров котлована

Площадь поперечного профиля

где в – ширина котлована по дну, м;

h_1,2 – рабочая отметка по оси котлована в данном сечении, м.

Откосы в торцах котлована разбивают на призматоиды и угловые пирамиды. Объем грунта в призматоиде

(3.4)

l₁ – длина призматоидов, равная ширине котлована по дну, м.

Площадь сечений F_n1 и F_n2 призматоида можно вычислить по формуле

(3.5)

где h₁₍₂₎ – рабочая отметка в соответствующем торце призматоида, м.

При вычислении объемов глубоких котлованов сложной конфигурации и их поперечных сечений (рисунок 3.4) объем призматоидов можно определить по формуле

V с _пр = (F₁+ F₂+ F₃), (3.6)

где F₁, F₂ – площадь крайних оснований, м 2 ;

F₃ – площадь призматоида, взятая по середине сечения, м 2 ;

H – высота призматоида, м.

Объем грунта в угловых пирамидах

где h – значение рабочей отметки углов котлована, м.

Объем земляных работ для устройства въездной траншеи (рисунок 3.4, б).

(3.8)

где h – глубина котлована в месте примыкания траншеи, м;

в – ширина въездной траншеи по дну, м;

m – коэффициент заложения откосов в соответствии дна траншеи и котлована.

Переборы грунта при разработке котлованов и траншей не допускаются. Предельные недоборы в зависимости от применяемых механизмов, см:

– Экскаватор одноковшовый с механическим приводом с рабочим оборудованием:

– прямого копания – 10,

– обратная лопата – 15;

– Экскаватор с гидравлическим приводом – 10;

– Экскаватор одноковшовый, оснащенный зачистным оборудованием – 5;

– Траншейный экскаватор – 10.

Рисунок 3.4 – Определение объема глубоких котлованов (а), въездной (б) и обычной (в) траншей

Ширина проезжей части подъездных путей (въездных траншей) в пределах разрабатываемых выемок и грунтовых карьеров должна быть для самосвалов грузоподъемностью до 12 т при двухстороннем движении – 7 м, при одностороннем – 3,5 м. Уклоны въездных траншей должны быть в пределах 1:7–1:10.

Объем одиночных выемок (для отдельных фундаментов) определяют по формуле

V₀ = [a·b +c·d +(a+c)(b+d)], (3.9)

где H – глубина котлована, м;

a, b – ширина и длина котлована по дну, м, соответственно;

b, d – ширина и длина котлована по верху, м, соответственно.

Все подсчеты по определению объемов грунта при разработке котлована целесообразно выполнять в табличной форме (таблицы 3.2–3.4). Сумма итогов по каждой из таблиц даст общий объем земляных работ в котловане.

Таблица 3.2 – Объем котлована между сечениями

Сече-ние

Рабочая отметка по оси h, м

Ширина котлована по дну b, м

Площадь поперечного сечения (b + hm)h, м

Полусумма площадей, , м 2

Расстояние между поперечниками L, м

Объем грунта, м 3

Таблица 3.3 – Объем грунта в призматоидах

Грань

Сечение

Рабочие отметки h, м

Площадь поперечного сечения, , м 2

Полусумма площадей, ,м 2

Расстояние между поперечниками l1, м

Объем грунта, м 3

Таблица 3.4 – Объем грунта в угловых пирамидах

Угол

Рабочая отметка h, м

, м 2

Котлованы разрабатывают с недобором Δh, величину которого устанавливает проектная организация. Он может колебаться от 5 до 20 см и его значение зависит от способа разработки грунта, вида грунта, рабочих органов применяемых механизмов и др. При разработке грунта экскаватором, оборудованным прямой лопатой, недобор грунта составляет 10 см, обратной лопатой – 15 см, драглайн – 20 см. Недобор грунта защищает основания фундаментов от атмосферных и механических воздействий. Этот объем грунта разрабатывают вручную либо механизированным способом не раньше одних суток до начала устройства фундаментов.

Исходные данные для проектирования котлована и подсчета объемов работ приведены в приложении В.

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.005 с) .

Расчет объема траншеи

1. Главная
2. Блог
3. Расчет объема земляных работ для траншеи

Строительство, ремонт, реконструкция зданий, сооружений, коммуникаций практически всегда сопровождается земляными работами. Для приватных усадеб, где потребности в перевалке земли немного, не так важна точность в подсчетах кубатуры перемещенных масс. При крупном же строительстве в Москве и Московском регионе, где на рытье траншей затрачивается немало времени и трудовых ресурсов, вовлекается большое количество специализированной техники, требуется точный расчет объема земляных работ для траншеи. В этом случае для верных замеров и вычислений привлекают профессиональных геодезистов, которые с помощью современных геодезических приборов выполняют высокоточные натурные измерения. Для предварительной оценки предстоящих земляных работ опытные специалисты производят расчеты объемов земляных масс по предоставленным проектным чертежам.

Знать, как производится расчет объема земли траншеи нужно и частнику, который нанимает сторонних специалистов — для контроля стоимости выполненных работ.

Как производится расчет объема земляных работ для траншеи с вертикальными стенками?

Земляные работы сегодня практически полностью механизированы. Специализированные машины и механизмы позволяют углубляться в землю с довольно точным соблюдением расчетных параметров. Это траншейные экскаваторы различной мощности и конструкции, щелерезные машины, скреперы и другие.

Траншеи роют для различных целей:

• при прокладке водопровода, теплотрассы, канализации;
• для укладки кабельных сетей;
• для установки ленточного фундамента;
• при обустройстве дренажных систем (водоотведение с участка);
• для проезда специализированного транспорта в строительный котлован.

В большинстве случаев траншея имеет форму, близкую к правильной геометрической. Если на участке прокладки трассы грунт глинистый, стабильный, — траншея обычно имеет отвесные стенки. В этом случае расчет объема траншеи выполняется по формуле параллелепипеда:

V = a ∙ h ∙ L, где:

• V — объем выемки;
• a — ширина;
• h — глубина;
• L — длина.

Вышеприведенная формула справедлива для спланированной местности, где поперечные сечения выемки по всей длине имеют одинаковые параметры.

Если же выемка имеет равномерный уклон, подсчет ведется иначе:

V = a ∙ (h1 + h2) /2 ∙ L, где (h1 + h2) /2 — полусумма глубин выемки (в начале канавы и в конце).

После укладки в траншею трубы, кабеля, выполняется обратная засыпка грунта и перераспределение на участке его излишков. При прокладке трубопровода большого диаметра с цементацией его ложа (или использованием бетонных плит) разница количества выбранной из выемки земли и земли, подлежащей обратной засыпке, довольно значительна. Расчет объема земляных работ для траншеи с учетом обратной засыпки выполняется следующим образом: из объема вырытой траншеи следует вычесть кубатуру трубы с цементной подложкой, либо кубатуру цементного короба (при его наличии), если трубопровод со всех сторон заключен в бетонные плиты.

Как посчитать объем траншеи с откосами?

Выемки в рыхлых грунтах имеют скошенные стенки. Расчет объема грунта траншеи с откосами производится по формуле: площадь трапеции (поперечного сечения в форме трапеции) умножается на длину канавы.

V = (a + b) /2 ∙ h ∙ L, где:

• V — объем;
• a — ширина канавы по дну;
• b — ширина канавы по верху;
• h — глубина выемки;
• L — длина.

Посчитать объем траншеи с откосами и перепадом высот несколько сложнее. Калькуляция выглядит как полусумма площадей двух трапеций (площади сечения начала и конца выемки) умноженная на длину траншеи.

V = (F1+ F2) /2 ∙ L, или V = ((a + b) /2 ∙ h1+ (a + b) /2 ∙ h2 ) /2 ∙ L, где:

• F1 — площадь поперечного сечения у начала углубления;
• F2 — площадь поперечного сечения в конце;
• а — ширина траншеи по дну,
• b — ширина по верхнему срезу,
• h1- глубина выемки в начале,
• h2 — глубина выемки в конце.

При сложных формах углубления, наличия расширений (для коллекторов, колодцев и прочих сооружений) расчет объема земли траншеи производится после условной разбивки общего объема на простые составляющие, подсчета их величин и суммирования.

К услугам геодезистов обращаются, если требуется подсчитать количество перемещаемых масс при обустройстве котлована, выравнивании стройплощадки, вертикальном планировании участка. Особенно актуален этот вид работ на территории со сложным рельефом. Сведущий специалист выполняет расчет объема ямы любой конфигурации, перемещаемых масс грунта не только на местности, но и в камеральных условиях, имея на руках актуальные топосхемы и проектные чертежи (либо исполнительные схемы коммуникаций).

Кто выполняет расчет объема земли траншеи?

Наша компания «Московская геодезия» на протяжении ряда лет выполняет геодезические работы любой сложности и масштабности в Москве, Московской области и других регионах страны. Уровень знаний и профессионализм наших сотрудников вывел наше предприятие в число лидеров в сфере инженерных изысканий и геодезии.

Проводимая нами ценовая политика и высокое качество выполняемых работ привлекает не только крупные строительные фирмы, но и частных застройщиков.

В числе наших преимуществ — наличие современных приборов и оборудования, точность расчетов, соблюдение оговоренных сроков, высокая квалификация специалистов.

Определение и расчет объемов земляных работ

На практике существуют разные способы расчета объема земляных работ, воспользовавшись которыми вы получите ту или иную степень точности. В случае масштабных проектов, отклонения результата от плана могут быть весьма значительными, в связи с чем данному этапу отводится особая роль. Расчет объемов земляных работ помогает правильно определить требуемые трудовые и технические ресурсы, составить календарный план и утвердить сметную стоимость. Причем уточнения по объемам земляных работ траншеи в документацию могут вноситься не только на стадии проектирования, но и позже.

Источник фото: exkavator.ru Выполнить расчет объемов земляных работ можно на основании СНиПов

Если земляные работы подразумевают результат в виде правильной геометрической формы, то для определения объема достаточно воспользоваться формулой из числа общеиспользуемых. С усложнением рельефа более трудоемкими становятся и методы подсчета. В этом случае подходящую формулу можно найти в справочниках.

Из всего многообразия форм земляных сооружений выделяют три главные: котлован, траншея (еще одно название — линейно-протяженное сооружение), вертикальная планировка площадки. В первом случае для расчет объема земляных работ предпочтение отдается методу поперечных профилей (в случае многоугольного очертания с параллельными основаниями можно воспользоваться формулой Симпсона), во втором подсчет в большинстве случаев осуществляется по продольным и поперечным профилям.

Схемы для определения объема котлованов (прямоуольный, многоугольный, круглый котлованы, траншея с откосами, насыпь)

В случае, когда подрядчик имеет дело со сложной формой, для расчета общего объема земляных работ выполняется разбивка на несколько более простых фигур с последующим суммированием значений, полученных для каждой из них. Отдельные неровности допускается не брать в расчет как не влияющие значительно на объем предстоящих работ. При подсчете объема протяженного земляного сооружения, его разбивают вертикальными плоскостями на несколько призматоидов в точках перелома продольного профиля. Для определения объема каждой части необходимо узнать величины сторон поперечных сечений и расстояние между ними. Вертикальная планировка на территории большой площади предполагает подсчет по 3-гранным или 4-гранным призмам, стороны у которых берутся длиной 10-100 м.

Одна из часто встречаемых величин для расчета объемов земляных работ, — крутизна откосов. В литературе приводятся приблизительные значения крутизны, зависящие от глубины выемки и прочности грунта. Так, угол естественного откоса котлована глубиной до 1,5 м в песке составляет 63 градуса, а отношение высоты откоса к его заложению — 1:0,5. Располагая значением этой величины, а также размерами нижней части котлована и его глубиной, вы легко посчитаете длину и ширину земляного сооружения сверху и объем грунта, подлежащего выемке.

Формула призматоида для расчета объема прямоугольного котлована:

V = (Н/6) (AB + CD + (F + C)(B + D))
V – объем котлована с откосами со всех сторон;
Н — глубина котлована;
F и B — ширина и длина по дну;
C и D — те же величины поверху.

Если вы выполняете работы по рытью котлована глубже 5 м, заранее позаботьтесь об устройстве промежуточных берм не уже 2,5 м. Еще несколько рекомендаций:

• при возведении ленточного фундамента к ширине его подошвы прибавляется 0,2 м с каждой стороны (для устройства подушки из песка или бетона);
• если цель работ — траншея с креплением, следует добавить к ее ширине 0,1-0,2 м (чем глубже котлован, тем больше значение).

Дополнительное расстояние стоит предусмотреть и в других случаях, например, при изготовлении вертикальной гидроизоляции фундаментов.

Существует специфика в определении объема земляных работ при задействовании спецтехники. Так, траншея не может быть уже режущей кромки ковша землеройной машины плюс 0,1-0,15 м (в зависимости от вида грунта). А для того, чтобы исключить нарушение естественной структуры грунта, принято «недобирать» ковшом со дна 5-20 см.

Источник фото: exkavator.ru В определении объема земляных работ при использовании спецтехники есть своя специфика

Помимо объемов основных работ, принято производить расчет также для дополнительных земляных сооружений, таких как выезды из котлована, уширения для разворота транспорта и др. элементов, без которых реализация проекта невозможна. Из общего объема котлована также выделяется объем земляных работ по срезке верхнего плодородного слоя.

Еще один момент, который следует учитывать, — то, что расчет объемов земляных работ производят при плотности естественного залегания («в плотном теле»). При этом рабочую высоту насыпи следует задать больше проектной, так как впоследствии грунт может осесть. Пример: первоначальное увеличение объема песчаного грунта после разработки составляет 10-15%, остаточное разрыхление грунта (после его уплотнения атмосферными осадками, транспортомы и т.д.) — 2-5%.

Наши группы в Telegram, Viber. Присоединяйтесь!

Быстрая связь с редакцией в WhatsApp!

Подсчет объемов земляных работ

Дата добавления: 2013-12-24 ; просмотров: 2348 ; Нарушение авторских прав

Расчетные формулы для определения объемов работ при вертикальной планировке

Фигура	Расчетная формула
Целый элементарный квадрат
Фигуры, отсекаемые нулевой линией:
треугольник
трапеция
пятиугольник
Элементы откосов:
угловой типа четырехгранной пирамиды
боковой типа призматоида
то же трехгранной пирамиды

Примечание. F — площадь в плане соответствующей фигуры; m — коэффициент заложения откоса.

Общий объем разрабатываемого грунта при планировке площадки определяют как сумму всех частных объемов.

Определение объема земляных сооружений и вертикальной планировки площадок выполняется как на стадии проектирования, так и в процессе строительства.

Объем и вид сооружений влияют на решения о способах производства, комплексной механизации и организации земляных работ. Поэтому определение объема земляных сооружений, особенно временных, устраиваемых в период выполнения строительно-монтажных работ, является важным элементом технологического проектирования, так как достоверность результатов расчета влияет на технико-экономические показатели производства.

Выбор метода подсчета объемов земляных работ зависит в основном от вида сооружения, рельефа местности и требуемой точности расчетов.

Объем линейных земляных сооружений (насыпи и выемки дорог, дамбы, каналы и т.д.) определяют, используя продольные и поперечные профили сооружения и формулы геометрии.

При расчетах продольный профиль сооружения членят в характерных точках изменения уклона местности или проектной (красной) линии вертикальными плоскостями на отдельные участки (рис.1). В пределах участка геометрическая форма сооружения представляет собой призматоид. Если длина участков не превышает 100 м, а поперечный уклон местности не более 0,1, объем призматоидов, м

; (1)

, (2)

где и — площадь поперечного сечения призматоида в начале, конце и середине участка, м; — длина участка, м; и — рабочие отметки в начале и конце участка, м; — коэффициент откоса.

Рис.1. Схема к подсчету объемов линейных сооружений, котлованов и траншей:

а — продольный профиль линейного сооружения; I — поверхность земли; II — проектная (красная) линия; 1, 2, 3, . — номера сечений; б — форма призматоида на участке выемки; в — то же, на участке насыпи

При длине участков м и разности рабочих отметок м можно пользоваться упрощенными формулами (м)

(3)

. (4)

Для получения полного объема линейного сооружения объемы отдельных призматоидов суммируются. Трудоемкость расчетов может быть уменьшена при использовании типовых программ и ЭВМ.

Способ подсчета объемов временных земляных сооружений — котлованов и траншей — зависит от формы и размеров их поперечного сечения, а также рельефа местности, где их разрабатывают. План котлована определяется формой и геометрическими параметрами подземной части здания и сооружения. Размеры поперечного сечения и очертания откоса котлована зависят от глубины разработки грунта в этом сечении и коэффициента откоса.

Если котлован имеет сложную конфигурацию, его разбивают в плане на элементарные фигуры, подсчитывают их объемы и суммируют.

Объем котлована значительных размеров, расположенного на местности со сложным рельефом, можно определить способом поперечных профилей по формулам (1) и (2). Предварительно котлован расчленяют вертикальными сечениями на участки, в пределах которых нет резких изменений поверхности земли. Полный объем котлована определяется как сумма объемов по участкам и объемов трехгранных призм и пирамид, образующихся между торцовыми сечениями и откосами котлована.

При разработке траншей на местности со значительными поперечными и продольными уклонами объем их определяют как сумму объемов отдельных участков между поперечными сечениями, проведенными в характерных точках продольного профиля трассы, используя формулы (1) и (2). Если размеры поперечного сечения траншей невелики, подсчет объемов с достаточной точностью можно проводить по упрощенным формулам (3) и (4).