Npdpk.ru

Стройжурнал НПДПК
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое коэффициент откоса при земляных работах

Вопрос 4. Виды земляных сооружений. Подсчет объемов земляных работ.

В результате выполнения земляных работ создаются земляные сооружения, которые классифицируются по ряду признаков.

По назначению и длительности эксплуатации земляные сооружения подразделяются на постоянные и временные.

Постоянные сооружения предназначены для длительного использования. К ним относятся каналы, плотины, дамбы, спланированные площадки для жилых кварталов, комплексов промышленных сооружений, стадионов, аэродромов, выемки и насыпи земляного полотна дорог, устройства водоемов и др.

Временными земляными сооружениями являются те, которые возводятся лишь на период строительства. Они предназначаются для размещения технических средств и выполнения строительно-монтажных работ по возведению фундаментов и подземных частей зданий, прокладки подземных коммуникаций и др.

Временная выемка, имеющая ширину до 3 м и длину, значительно превышающую ширину называется траншеей. Выемка, длина которой равна ширине или не превышает десятикратной ее величины, называется котлованом. Котлованы и траншеи имеют дно и боковые поверхности, наклонные откосы или вертикальные стенки.

Разделение земляных сооружений на постоянные и временные необходимо, так как к ним предъявляются различные требования в отношении устойчивости откосов, тщательности их уплотнения и отделки, обеспечение водонепроницаемости тела выемки.

По расположению земляных сооружений относительно поверхности земли различаются: выемки – углубления, образуемые разработкой грунта ниже уровня поверхности; насыпи – возвышения на поверхности, возводимые отсыпкой ранее разработанного грунта; кавальеры – насыпи, образуемые при отсыпке ненужного грунта, а также для временного хранения грунта, обратной засыпки траншей и фундаментов.

Наиболее характерные профили и элементы земляных сооружений представлены на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Виды земляных сооружений:

I – поперечный профиль выемок: а – траншея прямоугольного профиля;

б – котлован (траншея) трапецеидальной формы;

в – профиль постоянной выемки; 1 – бровка откоса; 2 – откос; 3 – берма;

4 – основание откоса; 5 – дно выемки; 6 – банкет;

7 – нагорная канава; II – сечение подземных выработок;

г – круглой; д – прямоугольной; III — профили насыпи;

е – временной насыпи; ж – постоянной; IV – обратная засыпка;

з – пазух котлована; и – траншеи

Временные выемки, закрытые с поверхности и устраиваемые для сооружения транспортных и коммунальных тоннелей и других целей, называются подземными выработками.

После устройства подземных частей зданий грунт из отвала (кавальера) укладывается в так называемые «пазухи» – пространства между боковой поверхностью сооружения и откосов котлована (траншеи). Если отсыпка грунта из отвала используется для полного закрытия подземной части здания или коммуникаций, называется обратной засыпкой.

Соответствие назначению и надежность в эксплуатации земляных сооружений обеспечивается соблюдением комплекса требований при проектировании и строительстве. Все земляные сооружения должны быть устойчивыми, прочными, способными воспринимать расчетные нагрузки, противостоять климатическим воздействиям (атмосферные осадки, отрицательные температуры, выветривание и т. д.), иметь конфигурацию и размеры в соответствии с проектом и сохранять их в период эксплуатации. Требования, предъявляемые в конкретных условиях к земляным сооружениям, устанавливаются проектом в соответствии с нормами строительного проектирования.

Наибольшая допустимая крутизна откосов траншей и котлованов

Расчетно-графическая работа

по дисциплине: «Основы строительного дела»

Выполнила: студентка

Курса гр. ПГН-081

Блиева Л. О.

Проверил: Яшин С.О.

Ставрополь, 2011

Исходные расчетные данные для варианта №10:

· вид грунта – супесь;

· глубина выемки Н = 1,8 м;

· размер сооружения в плане (м) 11*15

· размер площадки (м) 200*300

· уклон площадки 2,1 м

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.

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

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

Определим объем котлована:

V = = м 3 ,

где Н — глубина котлована;

a, b — длины сторон котлована у основания;

т — коэффициент откоса = 0.

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

Таблица 1 РАСЧЕТНАЯ МАКСИМАЛЬНО ДОПУСТИМАЯ КРУТИЗНА ОТКОСОВ

ГрунтГруппа грунтаПри глубине выемки, м
5-66-88-1010-14
IПесок(влажный ненасыщенный)1 : 1,251 : 1,51 : 1,751 : 2
IIСупесь1 : 11 : 1,251 : 1,51 : 1,75
I, IIСуглинок1 : 0,851 : 11 : 1,251 : 1,5
III, IVТяжелый суглинок, глина1 : 0,751 : 11 : 1,251 : 1,5

Наибольшая допустимая крутизна откосов траншей и котлованов

Виды грунтов и их состояниеГлубина выемки, м
до 1,5до 3до 5
угол в градкрутизна откосаугол в градкрутизна откосаугол в градкрутизна откоса
Насыпной I1:0,671:1,001:1,25
Песчаный и гравийный влажный (ненасыщенный) I1:0,501:1,01:1,0
Глинистые:
Супесь II1:0,251:0,671:0,85
Суглинок II1:0,001:0,501:0,75
Глина III1:0,001:0,251:0,50
Читать еще:  Чем можно утеплить откосы входной двери

При расчётах объёмов земляных работ следует также учитывать объёмы въездных и выездных траншей:

(м 3 ),
где Н — глубина котлована в местах устройства траншей, м;

b — ширина их понизу, принимаемая равной при одностороннем движении 4,5 м и при двухстороннем — 6 м;

m — коэффициент откоса (уклона) въездной или выездной траншеи (от 1: 10 до 1 : 15).

Общий объём котлована с учётом въездных и выездных траншей:

где Vк — объём собственно котлована, м 3 ;

n — количество въездных и выездных траншей, n=1;

Vвыезд — их объём, м 3 .

Из общего объёма котлована следует выделить объём работ по срезке растительного слоя, которую обычно производят бульдозером или скрепером, а также объём работ по срезке недобора, который оставляют у дна котлована, разрабатываемого экскаватором, чтобы не нарушить целостность и прочность грунта у основания, на которое опирается сооружение.

Объём срезки растительного слоя можно определить по формуле:

где Vск — объём срезки грунта в пределах котлована, м 3 ;

Vср — то же, в пределах рабочей зоны, м 3

где Bкв, Lкв — ширина и длина котлована поверху, м; tс — толщина срезаемого слоя, принимаемая равной 0,15-0,20 м

где B — ширина рабочей зоны на берме котлована, необходимая для складирования материалов, конструкций и движения строительных машин, принимаемая равной 15-20 м;

l — протяженность рабочей зоны, м.

Следовательно, Vс = 29,7+48,6=78,3 (м 3 ).

Объём работ по зачистке недобора по дну котлована равен:

где Bк, Lк — ширина и длина котлована понизу, м;

hн — толщина недобора, м.

Толщина недобора при отрывке котлованов одноковшовыми экскаваторами определяют в зависимости от вида рабочего оборудования экскаватора и вместимости его ковша по табл. 2.

Таблица 2. Допустимые недоборы грунта по дну котлованов и траншей

Рабочее оборудование экскаватораДопустимые недоборы грунта (hн), см при отрывке одноковшовым экскаватором с ёмкостью ковша, м 3
0,25-0,400,5-0,650,8-1,251,5-2,53-5
Прямая лопата
Обратная лопата
Драглайн

Для определения объёмов траншей продольный профиль траншеи делят на участки с одинаковыми уклонами, подсчитывают объёмы грунта для каждого из них и затем суммируют.

Объём траншеи с вертикальными стенками:

Vтр = (м 3 )

где Bтр — ширина траншеи;

H1 и H2 — глубина её в двух крайних поперечных сечениях;

ПОДСЧЕТ ОБЪЕМОВ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ ПРИ РАЗРАБОТКЕ КОТЛОВАНА И ОБРАТНОЙ ЗАСЫПКЕ

В задании для выполнения курсовой работы указаны размеры наружного контура подземной части здания на уровне низа фундаментов, поэтому сначала определяют размеры котлована по дну по формулам:

а = А + 2 · с´,(1)

в = В + 2 · с´, (2)

где а, в – размеры котлована по дну; А, В – размеры подземной части здания, принимаемые по исходным данным; с´ — зазор между наружной гранью подземной части здания и основанием откоса, принимаемый с учетом рекомендаций [7].

Далее определяют заложение откоса по формуле:

а´ = m · hк , ( 3)

где m – коэффициент откоса по СНиП 12-04-2002 [6] (можно также пользоваться данными [4, приложение, таблица 4.3]); hк – глубина котлована.

Размеры котлована поверху с, d определяют по формулам:

с = а + 2 · а´, (4)

d = в + 2 · а´, (5)

Объем котлована Vк с прямоугольными основаниями, имеющего откосы со всех четырех сторон, определяется по формуле:

Vк = · [а ∙ в + с ∙ d + (а + с) · (в + d)], (6)

Объем въездной траншеи определяют по формуле:

Vт = (3· е + 2 · m· hк · (7)

где е – ширина траншеи по низу, принимается равной 3,0 – 3,5м при одностороннем движении транспорта и 7,0 – 7,5м – при двухстороннем.

Величину недобора грунта hк определяют по [4, приложение, табл.1]. Объем недобора определяют умножением величины недобора hн на площадь котлована по дну.

Объем грунта, необходимый для обратной засыпки Vоз, определяется по формуле:

Vоз = , (8)

где Vп – объем пазух, определяемый как разность между объемом котлована и объемом подземной части сооружения; Кор – коэффициент остаточного разрыхления, равный 1 + ρо , где ρо – мера остаточного разрыхления грунта, %, определяемая в зависимости от вида грунта по [4, приложение, табл.3].

Вопросы для самоконтроля.

1. Как определить размеры дна котлована?

2. Как определить размеры котлована поверху?

3. Что такое заложение откоса и как оно определяется?

4. Что такое основание и бровка откоса?

5. Что такое угол откоса?

6. Что понимают под коэффициентом заложения и крутизной откосов?

7. Какие существуют способы крепления котлованов, области их применения?

8. В каких случаях разрешается рытье котлованов с вертикальными стенками без креплений?

9. Как изобразить очертания откосов выемки и насыпи?

10. Как определяется объем обратной засыпки?

11. В чем заключается назначение въездных траншей?

12. Что такое недобор грунта? С какой целью предусматривают недобор грунта?

ВЫБОР КОМПЛЕКТОВ МАШИН ДЛЯ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПЛАНИРОВКИ

Для выполнения планировочных работ применяют землеройно-транспортные машины. Комплексная механизация предусматривает применение поточных методов производства работ, основанных на принципах равномерного и непрерывного осуществления производственных процессов. При этом назначают ведущую машину, выполняющую основной процесс – срезку и перемещение грунта из выемки в насыпь. Остальные машины являются вспомогательными (комплектующими); их работа увязывается с работой ведущей машины по техническим параметрам и производительности.

Читать еще:  Как установит откосы с сэндвич

Например, комплексную механизацию на строительной площадке можно осуществить с применением ведущих машин для срезки и перемещения грунта (скреперы и бульдозеры) и комплектующих машин для послойного рыхления грунта в выемке, разравнивания и уплотнения грунта в насыпи (тракторными рыхлителями, бульдозерами с прицепными катками и т.д.).

При выполнении курсовой работы в зависимости от условий производства работ подбирают два варианта комплектов машин: скреперный и бульдозерный.

Ведущую машину назначают в зависимости от средней дальности перемещения грунта. Рациональная дальность перемещения грунта бульдозерами на тракторах ДТ-54 составляет 30-50м, на тракторах ДТ-75 и Т-100 – 50-70-м, на тракторах Т-130 и Т-180 – до 100м, а при использовании мощных бульдозеров на тракторах ДЭТ-250 – до 150м. При перемещении грунта на расстояние от 80 до 120м можно применять прицепные скреперы с ковшом емкостью до 3м 3 , при перемещении на расстояние от 120 до 1000м – прицепные скреперы с ковшом до 10м 3 ; при перемещении на расстояние более 1000м применяют самоходные и прицепные скреперы с ковшом емкостью более 10м 3 .

При выборе ведущих машин также учитывают объемы земляных работ, подлежащих выполнению (см. [9, приложение 1, табл.6]).

Окончательный вариант производства работ определяют по приведенным затратам. Пример выбора комплекта машин для планировки площадки приведен в [4].

Вопросы для самоконтроля

1. Что понимают под комплексной механизацией работ? Приведите примеры комплексной механизации работ по планировке площадок.

2. По какому принципу разбивают площадку на участки (захватки, карты)?

3. По какому принципу разбивают насыпь и выемку на слои (ярусы)?

4. Общая структура процесса производства работ по планировке площадки, какие в ней возможны изменения и дополнения, чем они обуславливаются?

5. Что представляет собой ведущая машина и какова ее роль в комплексном процессе?

6. Какие машины применяют в качестве ведущих при планировке площадок и каковы условия их применения?

7. Что понимают под комплектом машин?

8. Какие комплекты машин применяют для планировки площадок?

9. Какой порядок выбора способов производства работ и комплектов машин?

10. Что такое скрепер?

11. Что такое бульдозер?

12. Какие существуют способы уплотнения грунтов?

13. Какие факторы влияют на выбор способа и машин для уплотнения грунтов.

Устройство котлованов: копка, откосы, крепление

Формирование откосов котлована

Строительная компания БЕСТ-СТРОЙ (Москва) выполняет полный цикл устройства котлованов: земляные работы, копка, откосы, крепление стен, устройство распорной системы или грунтовых анкеров, свайного фундамента.

На строительном участке проводится разметка в соответствии с технологической картой котлована: периметр, подъездные пути под вывоз грунта и место складирования породы под обратную засыпку. Выполняется транспортировка спецтехники на участок: экскаваторов, бульдозеров, погрузчиков. Все постройки, наружные и скрытые коммуникации, находящиеся на территории участка, подлежат переносу или сносу по согласованию с соответствующими организациями. Также проводится вырубка деревьев и планирование местности.

Земляные работы

После завершения подготовительных действий спецтехника приступает к основным земляным работам на котловане. Высокоэффективная механизированная разработка котлована экскаватором позволяет выполнить выемку на полный объём котлована в кратчайшие сроки. Вынутый грунт частично остаётся в пределах строительной площадки для обратной засыпки пазух на этапе строительства здания. Объём оставляемой породы известен из ранее проведённых по проекту расчётов. По остальному объёму производится вывоз грунта самосвалами на площадку утилизации.

Земляные работы и шпунтирование стен выемки трубами с забиркой из доски

Расчёт объёма котлована и вывоз грунта

При расчётах выемки породы учитывается эффект разрыхления при копке. Плотность веками слежавшихся осадочных пород нарушается при рытье экскаватором и при перемещении в отвал или в кузов самосвала. В зависимости от вида или видов разрабатываемых грунтов даётся поправочный коэффициент 20-30%. Таким образом, например, если длина котлована 70 м, ширина 30 м и глубина 5 м с прямыми шпунтованными стенками на спланированной местности, то расчёт объёма котлована даёт нам значение 10500 куб.м. Но под вывоз грунта нужно расчитывать объём больше, как минимум, на 20%: 70х30х5х1,2=12600 куб.м. Выполнение откосов увеличивает объём котлована и вынятого грунта, но это же количество зачастую идёт в обратную засыпку, поэтому не вывозится за территорию стройплощадки.

Стены и откосы котлована

В благоприятных условиях, если грунт особо плотный и глубина до 2 метров, выкапывают котлован с вертикальными стенами без крепления. Если грунт глинистый — до глубины 1,5 метров, супесь и суглинок — до 1,25 метра, насыпные и песчаные — до 1 метра.

При необходимости устройства котлована на глубину до 5 метров, выше уровня грунтовых вод — на помощь проектировщику приходит таблица СНиП, приводящая зависимость угла откоса (отношение высоты к заложению) от вида грунта и глубины котлована.

Таблица 1. Крутизна откосов котлованов

Виды грунтовКрутизна откоса (отношение его высоты к заложению) при глубине выемки, м, не более
1,535
Насыпные неуплотненные1:0,671:11:1,25
Песчаные и гравийные1:0,51:11:1
Супесь1:0,251:0,671:0,85
Суглинок1:01:0,51:0,75
Глина1:01:0,251:0,5
Лессы и лессовидные1:01:0,51:0,5

В случае наличия близлежащих сооружений, грунтовых вод и необходимости водопонижения, грунтов с неравномерной структурой, глубины котлована более 5 метров необходим индивидуальный расчёт угла откосов или крепления стен.

Крепление стен котлована

Крепление вертикальных стен выполняется при строительстве котлованов в неплотных и водонасыщенных грунтах. Крепление защищает не только от обрушения стен выемки, но и препятствует смещению грунта под весом соседних зданий, оберегает их основания от деформаций.

Читать еще:  Утепление откосов изнутри утеплителем

Применяются следующие технологии укрепление стенок:

  • Шпунтирование — шпунтовое ограждение котлована из металлопроката:
    • из труб, с забиркой из доски либо без неё,
    • прокатного профиля, с забиркой либо без неё,
    • специализированного шпунта Ларсена.
  • Железобетонными конструкциями:
    • бурокасательные и буросекущие сваи,
    • стена в грунте.

Все приведённые технологии применяются до рытья котлована. Заглубление ограждения выполняется по периметру выемки строго согласно технологической карты. В определённых условиях выполняется предварительное бурение скважин: обеспечение вертикальности погружения, снижение вибрационных воздействий через грунт на основания близко расположенных сооружений при забивке.

Шпунтовое ограждение из труб с обвязочным поясом из металопроката

Самым ресурсосберегающим методом является погружение шпунта из труб. Этот материал дёшев и обладает высокой оборачиваемостью, то есть возможностью многократного использования. Погружение труб выполняется забивкой копром с дизель-молотом или гидравлической копровой установкой, а также с помощью вибропогружателя. Альтернативный способ — погружение с помощью свайной буровой установки методом вдавливания и ввинчивания.

Забирку устраивают в случае критичного просыпания породы между шпунтинами, из доски толщиной 40-50 мм.

Ограждение котлована из шпунта Ларсена

При необходимости мер водопонижения применяют шпунтовое ограждение из шпунта Ларсена. Каждая из таких шпунтин имеет корытообразный прочный профиль и замковые пазы для жёсткой связи друг с другом. Таким образом можно сформировать прочную и герметичную стену сколь угодно большой длины. Погружение выполняется забивкой или вибропогружением. Шпунт Ларсена, также, как и трубы и прокатный профиль, обычно извлекают после завершения строительства, обратной засыпки, и используют повторно уже на других объектах. Иногда его не извлекают, и тогда ограждение устраивают из специального оставляемого профиля.

Крепление стенок котлована железобетонными конструкциями обеспечивает высокие механические и водоизолирующие свойства будущего основания сооружений. Они также могут служить фундаментом и одновременно стенами подземной части здания.

Крепление стен котлована буросекущими сваями и грунтовыми анкерами

Бурокасательные и буросекущие сваи выполняются методом бурения, армирования и бетонирования диаметром от 400 до 1500 мм глубиной до 45 м. Сначала по периметру котлована подготавливается форшахта — небольшая укреплённая траншея-кондуктор. В ней бурятся нечётные скважины с шагом 0,9 диаметра между боковыми краями скважин. Заполняют бетонной смесью. К тому моменту, когда начинают бурить чётные скважины бетон уже схватился и шнек буровой установки сечёт две соседние нечетные сваи, выполняя скважину для чётной между ними. Затем в скважину погружают заранее подготовленный армирующий каркас, сваренный из специального армирующего прута и проволоки, и бетонируют. В итоге после застывания бетона получается очень прочная монолитная железобетонная стена. На следующем этапе происходит рытьё котлована уже с готовым креплением ж-б стеной.

Технологическая схема устройства стены в грунте, и последующей разработки котлована

Технология «Стена в грунте» обеспечивает высокопрочное ограждение и крепление стен котлована толщиной от 300 до 1200 мм, и глубиной до 60 м. Применяется сложная спецтехника — грейферная установка. Грейфер представляет собой узкий, на ширину стены двухковшевый землеройный инструмент, погружаемый в грунт на жёсткой штанге или подвесе, с гидравлическим или полиспастным приводом. Разрабатываемая траншея защищается от обвала глинистым бентонитовым раствором. По достижении проектной глубины в неё погружается армокаркас и заливается бетон, который вытесняет глинистый раствор, который в свою очередь собирается в резервную ёмкость для дальнейшего использования. Разработка ведётся участками (захватками) через одну. Второй очередью разрываются промежуточные захватки и получают монолитную стену. После того, как бетон наберёт прочность можно проводить копку котлована.

Устройство распорной системы котлована

Не смотря на все инженерно-технические ухищрения, иногда, особенно для глубоких котлованов в тяжёлых грунтовых условиях и плотной городской застройке, шпунтовое ограждение может оказаться недостаточно прочным для удержания давления грунтовой массы.

На последнем этапе возведения котлована на помощь приходят 2 технологии крепления ограждений.

Вид на распорную систему котлована вблизи автомагистрали и соседних строений

Первая из них — распорная система. По периметру устанавливается обвязочный пояс из металлопроката, равномерно распределяющий нагрузку по всему поясу. В пояс упираются распорки — как между противоположными стенками, так и между дном. Все конструкции выполняются в соответствии с точным механическим расчётом и изложены в ППР (плане производства работ).

Но распорная система крадёт внутреннее пространство выемки, которая и устраивалась специально для свободного манёвра в процессе строительных работ. Особо нагруженные конструкции распорных систем создают невероятно стеснённые условия для строителей. Это сокращает производительность и удлиняет сроки сдачи объекта.

Устройство грунтовых анкеров (якорей)

Компания БЕСТ-СТРОЙ рекомендует применение, и производит крепление шпунтовых стен грунтовыми анкерами, принимающими на себя выдёргивающую нагрузку от массива породы. Этот метод не на много более трудоёмок и незначительно сложнее устройства распорок, но в итоге даёт ничем не ограниченный оперативный простор, оборачивается значительной экономией ресурсов, повышением производительности и сокращением сроков строительства.

Схема монтажа грунтового анкера

По итогам тщательно проведённых изыскательских и расчётных работ производится бурение скважин в стенах котлована, выполнение «якоря», закрепление тяги, фиксация её на анкеруемом шпунте. При этом важно учитывать расположение оснований близлежащих сооружений и зданий.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector