Zabor-33.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Формулы для определения объемов откосов котлована

Определение объема земляных работ при разработке выемок (траншей, котлованов)

При подсчете объемов земляных работ необходимо установить форму выемок, их контуры в плане и разрезе, выделить из них для расчета элементарные геометрические фигуры.

12.1. Виды и размеры выемок

Траншеи обычно разрабатывают при сетке колонн 6×9, 6×12, 6×18, 6×24 м, при отсутствии подвалов и приямков.

Котлованы в целом под здание рекомендуется разрабатывать при сетке колонн 6×6 м, при наличии подвалов, приямков, фундаментов под технологическое оборудование ниже нулевой отметки.

Ямочные котлованы устраивают при сетке колонн 12×12, !2х24 м, под отдельные фундаменты для оборудования, или для колонн сетчатого покрытия с шагом 24×24, 30×30, 60×60 м.

Рис. 14. Схема к определению средней дальности перемещения грунта графическим методом

Выбор вида выемки определяют индиви­дуальными особенностями здания. Решение о характере выемки принимают с учетом наличия землеройных машин, вида грунтов, сезона производства работ, наличия или отсутствия грунтовых вод, схем работы землеройной машины, мест складирования грунта для обратной засыпки, пазух фундамента.

Выбор выемки (рис. 15) в виде траншей подтверждают построением сечений в масштабе по основным осям здания и величиной «рабочего» массива грунта между траншеями по их верхнему уровню. В первом случае (см. рис. 15,а) целесообразно разрабатывать траншеи. Во втором случае (см. рис. 15,б) малая величина массива грунта между траншеями, равная 1,2 м, увеличивает стесненность производства работ, усложняет движение основных строительных машин, требует использования кранов с большим вылетом стрелы, повышает трудоемкость обратной засыпки пазух фундаментов. В этом случае будет целесообразна разработка котловина.

Исходными данными для определения геометрических размеров выемки являются:

· коэффициент крутизны откоса;

· ширина подошвы фундамента аф;

· глубина выемки Н.

Глубина выемки должна превышать глубину промерзания либо быть равной ей. Усредненная глу­бина промерзания грунта в Пермской области 1,85 м.

Тип грунта принимают произвольно: песок, супесь, суглинок, глина.

Ширину подошвы одноступенчатого или двухступенчатого фундамента проектируют на основании типовой схемы (рис. 16).

Рис. 15. Проверочная схема для выбора вида выемки.

Рис. 16. Схема поперечного сечения.

Рис. 17. Схема сечения траншеи.

Геометрические размеры поперечного сечения траншеи а, а’, Н (см. рис. 16) определяют по формулам:

где аф — ширина подошвы фундамента, м;

Н — глубина выемки, м (рис. 17).

Примечание. Так как фундаменты под крайние и средние ряды колонн принимают, как правило, разных размеров по подошве, размеры поперечных сечений траншей по крайним и средним основным осям здания будут различны.

Геометрические размеры котлована (рис.. 18) определяют по формулам:

, (39)

,(41)

с’ = с+2Нт, (42)

где В — пролет здания, м;

Читайте так же:
Проведение работ по ремонту откосов

L — длина здания в осях, м.

12.2. Определение объемов грунта при разработке выемок.

1. Геометрический объем траншей без учета откосов на торцах (рис. 19) можем быть определен по одной из формул:

, (43)

, (44)

Рис.18. Схемы сечения котлована: а) продольного; б) поперечного

, (45)

где V TP — геометрический объем траншеи, м 3 ;

F 1, F2 — площади поперечных сечений в торцах тран­шеи в вертикальных плоскостях, м 2 (см.рис.18);

Fcp средняя площадь поперечного сечения тран­шеи в вертикальной плоскости, м 2 ; H12 — глубина траншей в торцах, м.

Рис.19. Схема траншеи с отсеченными откосами На торцах

1. Формулу (43) используют при постоянной глубине выемки Н ( 0,5 м) по длине траншеи. При расчетах по формуле (44) получают завышенное значение объема земляных работ.

Для определения геометрического объема откоса в торце траншеи откос рассматривается как призматоид и две угловые пирамиды (рис. 20).

Объем призматоида определяется по формуле:

V пр =F пр *l, (46)

где F пр — площадь сечения призматоида, м 2 ;

l- длина призматоида, соответствующая ширине

траншеи по дну, м.

Площадь, сечения призматоида определяется по формуле:

, (47)

Объем грунта в угловых пирамидах можно вычислить по формуле:

, (48)

Общий геометрический объем откоса в одном торце траншеи F ттр определяется суммой объемов одного призматоида и двух угловых пирамид:

, (49)

Геометрический объем котлована с учетом объемов всех откосов определяется по формуле:

, (50)

Обозначения в формуле (50) приведены на рис.21, а также указаны на рис. 18.

При необходимости проектирования въездной траншеи в котлован ее геометрический объем определяется по формуле:

, (51)

где d- ширина въездной траншеи в котлован, м;

т’ — величина заложения дна въездной траншеи, при­нять равной 10.

Объемы разрабатываемого грунта в выемках определяют увеличением их геометрического объема на величину коэффициента первоначального разрыхления грунта (см. табл. 8).

12.3. Определение объема грунта в приямках под фундаменты

С целью сохранения структуры в основании грунт при разработке выемок не выбирается экскаватором до проектной отметки. Допустимые значения недобора грунта оснований приведены в табл.9.

Таблица 9 – Допустимые значения недобора грунта при доработке оснований, см.

Вместимость ковша, м 3Рабочее оборудование
Прямая лопатаОбратная лопатаДраглайн
Механические экскаваторы
0,4
0,65
0,8-1,25
1,5-2,5
3-5
Гидравлические экскаваторы
0,5
0,65-1,0
1,25-1,6
2-3,2

Размеры приямков, разрабатываемых вручную, определяются параметрами сборных железобетонных фундаментов по подошве с учетом допуска на степень свободы при монтаже. Допуск принимается равным 0,2м.

Геометрический объем недобора приямков определяется по формуле:

, (52)

где h недобор грунта при разработке экскаватором (см. табл. 9);

F — площадь приямка, м 2 (с учетом допуска на сте­пень свободы при монтаже на 0,1 м от каждой грани фундамента);

Читайте так же:
Крутизна откосов котлованов должна быть не более

п — количество приямков под однотипные фундамен­ты.

Объем грунта в приямках определяют увеличением их геометрического объема на величину первоначального разрыхления (см. табл. 8).

12.4 Определение объема грунта обратной засыпки

Геометрический объем обратной засыпки рассчитываем по формуле:

, (53)

где V выемки -геометрический объем выемки, м 3 ;

Vсжб— геометрический объем сборных железо­бетонных элементов нулевого цикла, монтируемых в объем выемки, м .

Объем железобетонных элементов определяют по данным спецификации на сборные железобетонные конструкции либо рассчитывают.

Таблица 10 – Сводная таблица объемов земляных масс, м 3 .

Наименование работГеом. Объем, м 3Увеличение грунта при разборкеОбъем грунта, м 3
Величина первоначального разрыхления грунтаВеличина остаточного разрыхления грунта
Срез растительного слоя
Разработка грунта в траншее по оси…kпр
То же по оси…kпр
Разработка грунта в котловане в осях…kпр
Устройство въездной траншеи в котлованеkпр
Разработка недобора грунта в приямках под фундаментыkпр
Обратная засыпка грунта в пазух фундаментаkор
Объем лишнего грунта на вывоз (с учетом растительного слоя)kпр

Объем обратной засыпки грунта (V обр.зас ) в пазухи фундамента определяют уменьшением его геометрического объема на коэффициент остаточного разрыхления грунта (см. табл. 8).

Результаты расчетов объемов грунта при разработке земляных масс сводят в табл. 10.

Определение объемов работ по разработке котлованов и траншей

2.2 Определение объемов работ по разработке котлованов и траншей

Подсчёт объёмов котлованов.

Объём прямоугольного в плане котлована, расположенного на спланированной площадке с уклоном до 10% можно определить по формуле:

где hк — глубина котлована, равная разности между планировочной отметкой в зоне котлована и отметкой дна котлована, м;

а, b — размеры котлована по дну, м;

a1, b1— размеры котлована по верху с учётом принятых откосов

где m — показатель естественного откоса котлована (СНиП 3.01.02-87)

Объём круглого в плане котлована, расположенного на спланированной площадке с уклоном до 10% можно определить по формуле:

V= hк π( R 2 +Rr+r 2 )

где hк — глубина котлована, равная разности между планировочной отметкой в зоне котлована и отметкой дна котлована, м;

R — радиус котлована по верху, м;

r — радиус котлована по дну, м;

V1=м 3

V2=м 3

V4=м 3

Подсчёт объема траншеи:

где l-длинна траншеи, м;

а-ширина траншеи, м;

h-глубина траншеи, м;

m-показатель крутизны откосов.

2.3 Определение объемов работ по ручной или механической зачистки дна котлованов и траншеи

Подсчёт объёмов недобора грунта.

При определении объёмов котлованов и траншей следует иметь в виду, что эти сооружения должны быть выбраны без нарушения структуры грунта в основании. В связи с этим требования при работе экскаватора предусматривается набор грунта. Объём подчистки дна котлована или траншеи после отрывания его экскаватором:

Читайте так же:
Откосы как принять по траншее

где — площадь дна котлована;

-глубина (или толщина) недобора, м.

=0.10м; Vподч1=0.10*6600=660м 3

=0.05м; Vподч1= 0.05*1440=72м 3

=0.10м; Vподч1= 0.10*19625=1962.5м 3

=0.15м; Vподч1=0.15*1659.6=248.94 м 3

3. Водопонижение уровня грунтовых вод

В гражданском и промышленном строительстве для искусственного водопонижения чаще всего используются иглофильтровые установки. Такие установки имеются типовые, однако в зависимости от требуемой глубины водопонижения, величины притока воды и первоначального уровня, грунтовых вод необходимо проверить возможность применения той или иной установки в конкретных условиях и определить требуемое расстояние между иглофильтрами. Иглофильтры располагаются в один ряд параллельно сторонам котлована на расстоянии 0,5–1,0 м от бровки.

Расчет иглофильтровой установки производится по следующей методике.

Потребная производительность насосной установки определяется по формуле

,

где kф – коэффициент фильтрации, м/сутки;

Н – мощность водоносного слоя, м;

S – величина проектируемого понижения уровня грунтовых вод, м, (пониженный уровень грунтовых вод должен быть на 0,5 м ниже дна котлована);

Rr – радиус действия группы иглофильтров, м, равный

,

где R – радиус действия одного иглофильтра, м, определяемый по формуле проф. И.П. Кусакина

,

r – приведенный радиус группы иглофильтров, м, равный

,

где F – площадь котлована, огражденная иглофильтрами.

Пропускная способность одного иглофильтра, м 3 /ч, определяется из выражения

,

где d – диаметр фильтрового звена, м.

Количество иглофильтров в установке должно быть не менее

.

Расстояние между иглофильтрами не должно превышать

,

где L – периметр ограждения котлована иглофильтрами.

H-мощность водоносного слоя H=S

S-требуемое поглощение УГВ

H=4,1-3,1=1,

R-радиус одного иглофильтра

R= (м)

r-приведенный радиус группы иглофильтров

(м)

F-площадь котлована внутри контура иглофильтров

()

-радиус действия группы иглофильтров

(м)

Q-приток воды к иглофильтровым установкам

(округляем в большую сторону и принимаем значение 60)

(м)

l-расстояние между иглофильтрами

(м)

Марка иглофильтров ЛИУ-3

Итак, для марки ЛИУ-3 расстояние 6,35 м слишком большое и останутся участки, которые иглофильтр охватывать не будет, вследствие этого увеличим количество иглофильтров до 100, тогда расстояние между иглофильтрами соответственно равно 3,77 м, что соответствует нашей марке иглофильтров.

УГВ ниже глубины котлована

-радиус котлована поверху

()

(м)

(м)

(6 шт)

(м)

Итак, расстояние между иглофильтрами велико. Рассчитываем кол-во иглофильтров так, чтобы расстояние было приближенно равно 3, тогда наша марка будет ЛИУ-3,

n=.

Берем количество иглофильтров равное 61 и марку ЛИУ-3.

Формулы для определения объемов откосов котлована

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЁМОВ РАБОТ

Определение объёмов работ является одним из ответственных этапов разработки календарного плана. По результатам подсчёта объёмов работ определяют потребность в трудовых ресурсах и строительных машинах, в материалах, изделиях и конструкциях. В соответствии с объёмами работ выбираются методы производства работ, разрабатываются технологические карты для ведущих строительных процессов, определяется сметная стоимость строительно-монтажных работ и технико-экономические показатели проекта.

Читайте так же:
Lisp для autocad откос

Для определения объёмов отдельных видов строительномонтажных работ необходимо ознакомиться с правилами подсчёта объёмов работ, которые изложены в начале каждой главы СНиП, соответствующей данному виду работ. При подсчёте объёмов работ необходимо максимально использовать спецификации и другие данные проекта.

3.1. Подсчёт объёмов земляных работ

Объёмы земляных работ служат основанием для принятия технических решений по выбору способа производства этого вида работ, подбору комплекта землеройных машин, разработке очерёдности и организации производства работ, определению стоимости работ и их продолжительности.

Объёмы земляных работ при устройстве котлованов подсчитываются по методу поперечных профилей; при рытье траншей – по продольным и поперечным профилям траншей (Литвинов О.О. Технология строительного производства. Киев, 1985).
При строительстве зданий с сеткой колонн 12 х 18 м, 12 х 24 м и более рекомендуется копать ямочные котлованы, а при сетке колонн 6 х 12 м, 6 х 18 м отрываются траншеи по линии колонн.

Пример расчёта объёма котлована под отдельную колонну

Необходимо определить объём земляных работ под фундамент отдельно стоящей колонны.

Ширина подошвы фундамента равна а. Ширину котлована под фундамент следует принять а1 = а + по 0,2 м с каждой стороны обреза фундамента для мест установки опалубки (рис. 1).


Рис. 1. Параметры котлована

Ширина котлована по верхнему обрезу фундамента равна с.

с = а + 2х,
где х = m· h (m – коэффициент угла естественного откоса, табл. 1; h – глубина копки котлована).

В учебных целях размеры фундаментов определяем без конструктивного расчёта, используя размеры колонн, которые подбираем с учётом высоты здания, крановой нагрузки с помощью Каталога индустриальных конструкций и изделий для строительства в Пермской области (Пермь, 1999) (рис. 2, 3).


Рис. 2. Сечение фундамента

Условные обозначения параметров котлована: а – ширина подошвы фундамента, м; b – длина подошвы фундамента, м; с – ширина котлована поверху, м; d – длина котлована поверху, м; h – глубина заложения фундамента, м; m – коэффициент угла естественного откоса (табл. 1).

Определение объемов земляных работ

Объемы разрабатываемого грунта измеряют кубическими мет­рами плотного тела. Для некоторых процессов (уплотнение повер­хности, планировка и т.д.) объемы могут измеряться квадратны­ми метрами поверхности.

Подсчет объемов разрабатываемого грунта сводится к опреде­лению объемов различных геометрических фигур. При этом до­пускается, что объем грунта ограничен плоскостями, отдельные неровности не влияют значительно на точность расчета.

В промышленном и гражданском строительстве приходится в основном рассчитывать объемы котлованов, траншей, выемок и насыпей при вертикальной планировке площадок.

Объем котлована (рис. 1, а)

где Н — глубина котлована; а, b длины сторон котлована у основания; а1, b1 — длины сторон котлована поверху; т — коэффициент откоса .

Читайте так же:
Защита откосов перфорирован уголком

Для определения объема обратной засыпки пазух котлована, когда объем его известен, нужно из объема котлована вычесть объем подземной части сооружения (рис. 1, б):

где a`, b` — размеры здания в плане.

При расчете объемов траншей и других линейно протяженных сооружений их продольные профили делят на участки между точ­ками перелома. Для каждого такого участка объем траншеи вычисля­ют отдельно, после чего их суммируют. Так, объем траншеи на участке между пунктами 1 и 2 (рис. 1, в) вычисляют по формулам:

где F1, F2 площади поперечного сечения в соответствующих пунктах продольного профиля; Fср площадь поперечного сече­ния на середине расстояния между пунктами 1 и 2.

Рис. 1. Схемы определения объемов земляных работ:

а, в — геометрические схемы определения объема: соответственно котлована и траншеи; б — разрез котлована; г — план площадки с откосами (с линией нулевых работ и схематическим представлением геометрических фигур для определения объемов разрабатываемого грунта); С — сооружение; О — обратная засыпка

Для получения объемов планировочных работ всю площадь на плане с горизонталями деляг на элементарные участки, (атом сум­мируют объемы работ по ним. в качестве элементарных участков

Обычно применяют квадраты (реже прямоугольники и треугольники) со стороной 10… 100 м. Чем спокойней рельеф местности, тем больше сторона квадрата.

В вершинах квадратов приемами, известными из курса геоде­зии, подсчитывают рабочие отметки Hi (разность между проект­ными отметками — отметками планировки hп и отметками мест­ности — отметками поверхности земли hм). Рабочие отметки со знаком плюс «+» указывают на необходимость устройства насыпи, отметки со знаком минус « — » — выемки (рис. 1, г).

Между двумя вершинами с рабочими отметками разного знака всегда находят такую точку, в которой рабочая отметка равна 0, в этой точке не требуется никаких земляных работ. Расстояние от этой точки до вершин, имеющих соответствующие рабочие от­метки H3 и H4 (или H8 и H9), находят по правилу пропорциональности сторон подобных треугольников:

где Хl расстояние нулевой точки от вершины, имеющей отмет­ку H3; а — сторона квадрата между вершинами с рабочими отмет­ками H3 и H4; H3, H4 — абсолютные величины параметров.

Соединяя нулевые точки, получают линию нулевых работ, от­деляющую зону планировочной выемки от зоны планировочной насыпи (линия 0 — 0 на рис. 1, г). Объемы выемок или насыпей, заключенные в отдельных квадратах или в их частях, рассчитыва­ют по формулам, приведенным в табл. 1.

Расчетные формулы для определения объемов работ при вертикальной планировке

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector