Npdpk.ru

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

Формула объема прямоугольного котлована с откосами

Определение размеров котлована

Подсчет объемов строительных работ

Подсчет объемов земляных работ

Объем котлована

Ед. изм.ЕНиР
1000 м 3Е2-1

Котлован – это земляное сооружение шириной более 3 м и длиной не менее ширины, отрываемое под все здание, для устройства сплошных монолитных фундаментов, забивки свайного поля, устройства цокольных и подвальных этажей. Объем работ при отрывке котлована зависит от геометрических размеров и формы котлована.

Определение размеров котлована.

1. Ширина (а) и длина (b) котлована по низу (или по дну котлована) зависят от размеров здания, вида и размера фундамента, расстояния от края фундамента до котлована, служащего рабочим местом монтажников и гидроизолировщиков.

Рисунок 1. Определение размеров дна котлована.

азд – ширина здания в осях, bзд – длина здания в осях, hк – глубина котлована, bф – ширина фундамента, hф – высота фундамента, Lм — рабочее место монтажников и гидроизолировщиков.

Итак, ширина (длина) котлована по дну будет складываться согласно формуле 1:

[1]

Ширина и длина здания определены согласно архитектурно-планировочному решению здания.

Ширина фундамента задана согласно исходным данным. Для свайного фундамента за ширину фундамента принимается ширина ростверка. Для сплошного плитного фундамента принимается размер свеса фундамента от оси здания, например 0,6 м. Для сборного железобетонного фундамента ширину первоначально принимаем равной 1,2 м, но эта ширина в дальнейшем может подлежать изменению.

2. Глубина котлована hк зависит от объемно-планировочного решения здания, глубины подвала или цокольного этажа, вида фундамента и вычисляется конструктивно.

Пример 1: см. рисунок 2.

За отметку 0,000 в здании принят пол первого этажа. Уровень земли относительно нулевой отметки располагается на глубине – 0,82 м. Глубина подвала составляет 2,4 м, пол подвала расположен на отметке -2,62 м относительно нулевой отметки.

Предположим, что в качестве фундаментов используются плиты железобетонные ленточных фундаментов (подушки), высота которых, согласно ГОСТ 13580-85 составляет 300 мм. Предположим также, что высота пола подвала составляет 300 мм.

Сложим отметку уровня пола подвала, толщину пола подвала и высоту фундаментных подушек: 2,62+0,3+0,3=3,22 м – глубина котлована относительно уровня чистого пола отметки 0,000.

Т.к. уровень земли находится ниже уровня пола первого этажа на величину 0,82 м, то чистую глубину котлована (hк) получим исходя из расчета: hк=3,22-0,82=2,4 м.

Рисунок 2. Определение глубины заложения котлована

Итак, все высотные отметки были определены ранее, высота фундамента задана по заданию (только лишь высота сборного железобетонного фундамента принимается равной 300 мм).

3.Ширина (с) и длина (d) котлована по верху.

Размеры котлована по верху могут совпадать с размерами котлована по низу (котлован с прямоугольными стенками) или же размеры по верху могут быть больше размеров по низу на величины заложения откосов (трапецеидальная форма котлована; котлован с откосами).

В зависимости от глубины и вида грунта, в котором производятся работы, котлованы бывают с откосами и без них. Откос – наклонная стенка котлована или траншеи, предотвращающая осыпание грунта при производстве строительных работ. Наличие или отсутствие откосов определяется согласно СНиП по таблице 1 в зависимости от высоты котлована и заданного по исходным данным вида грунта:

Земляные работы — подсчет объемов при устройстве траншей и котлованов

Любое новое строительство, или даже ремонтные работы, к примеру, замена теплотрассы, начинаются с земляных работ. Правильный подсчет объемов земляных работ и правильное определение состава этих работ имеет огромное значение при составлении сметы.

Что же скрывается за этим понятием?

Земляные работами называются все работы связанные с перемещением, разработкой, уплотнением грунта.

Подсчет объемов всех земляных работ можно свести к подсчету объемов тех или иных геометрических фигур. Вот еще пару основополагающих определений.

Траншея — выемка в земле вытянутой формы, как правило, трапециевидная, протяженная создаваемая для монтажа коммуникаций, к примеру, различных трубопроводов, или для устройства ленточных фундаментов.

Котлован — выемка в земле, более обширная по площади, предназначается для устройства фундаментов зданий и сооружений, различных оснований конструкций.

Составляя смету на земляные работы важно знать не только основные сметные нормы и правила, но и учитывать правила производства земляных работ, учтенные в СниП 3.02.01 « Земляные сооружения, основания и фундаменты». Окончательная сметная стоимость работ будет зависеть не только от объемов работ и вида грунтов, но и от многих факторов, которые обязательно должны освящаться в проекте, либо в дополнительных пояснениях.
Одни из главных дополнительных факторов, которые следует учитывать при составлении сметы на земляные работы:

  1. Метод производства работ. Очень важно различать механизированным или ручным методом будут производиться работ. Чаще всего используют оба метода: механизированный метод, как основной, ручной, как дополнительный, для доработки.
  2. Траншея или котлован. Сметчику важно учесть будет ли разрабатываться котлован под всю площадь основания, или траншеи, к примеру, под отдельные ряды фундаментов.
  3. Механизмы. Механизированная разработка грунта может вестись различными механизмами: экскаваторами (необходимо уточнить емкость ковша), бульдозерами, так же могут использоваться автосамосвалы, автопогрузчики и т.д. Для выбора механизма так же стоит руководствоваться объемом и видом сооружения. В котлованах чаще используют экскаватор-драглайн, траншеи и ямы разрабатывают экскаватором с обратной лопатой, доработка грунта, зачистка стенок, либо же разработка грунта в небольших объемах или стесненных условиях производится вручную.
  4. Перемещение грунта. Необходимо уточнить, будет ли вывозиться грунт во время производства работ, и если да, то, на какое расстояние. Сметчик должен установить будет ли грунт при разработке оставаться на бровке, т.е. разработка грунта производится в отвал, либо грунт разрабатывается с погрузкой на автотранспорт и вывозится.
  5. Крепления стенок. Будет ли производиться крепление откосов котлованов и траншей или нет.
  6. Водопонижение. Необходимо учесть, будет ли необходим водоотлив во время производства работ. Откачка воды может производиться насосами на протяжение всего времени производства работ либо единовременно.
  7. Группа грунтов. От вида грунтов подлежащих разработки зависит сложность и методы производства работ. К примеру, при разработке скальных грунтов трудоемкость работ значительно повышается, и используются определенные специфические механизмы.
Читать еще:  Чем вывести грибок с откосов

Методы подсчетов и математические формулы

Как уже упоминалось выше, подсчет объемов сводится к подсчету объемов геометрических фигур.

Эти фигуры чаще всего не имеют прямоугольную форму, так как в котлованах и траншеях устраиваются откосы. Крутизну откосов котлованов, траншей, которые устраиваются без каких либо креплений, выбирается исходя из группы грунтов находящихся в месте производства работ. Крутизну откосов принимают по следующей таблице.

Рис.4 Выбор крутизны откоса

Следует помнить, если на месте производства работ напластованы различные виды грунтов, крутизну откосов нужно выбирать по самому слабому грунту. При составлении сметы, если отсутствуют данные о видах грунтов, можно принимать: в мокрых грунтах не насыпных 1:1, в мокрых грунтах насыпных — 1:1,5.
Для подсчета земляных работ, необходимо знать ширину и длину траншеи по дну.
Ширину котлована при прокладке трубопроводов можно определить по следующей таблице:

Рис.5 Наименьшая ширина траншеи

Глубину разработки следует принимать по отметке верха котлована и по отметке дна заложения фундамента или трубопровода (важно не забыть учесть толщины подстилающих слоев или оснований).

После того как известны все необходимы исходные данные, можно приступить к расчетам. Объем разрабатываемого грунта в траншеи определяется по формуле.

Где a – ширина траншеи по дну.

С — обратное отношение крутизны откоса

Формула для подсчета объема работ в котловане.

V=F+pch/2+4/3 (ch) 2 h (2)

F- Площадь основания котлована

Р – периметр основания

С — обратное отношение крутизны откосов.

Эти формулы помогут подсчитать объемы земляных работ наиболее точно.

Если в котловане имеются перепады высот, к примеру, необходимо устройство фундаментов на разной глубине заложения, для упрощения подсчетов можно условно разделить котлован на несколько частей с одинаковыми высотами.

Последовательность определения объемов земляных работ при разработке котлованов

Объем земляных работ вычисляют по проекту котлована, состав­ленному в соответствии с размерами фундаментов. Учитываются отметки заложения фундаментов и дна котлована, план участка в горизонталях и принятая крутизна откосов.

Ширина по дну траншей для ленточных фундаментов, заглублен­ных ниже основных отметок дна котлована подземной части здания, долж­на приниматься:

— при рытье с откосами — равной ширине фундаментов без добавле­ния на уширение;

— при рытье с креплениями — равной ширине фундаментов с ушире — нием с каждой стороны на 0,15 м;

— при рытье со шпунтовым ограждением — равной ширине фунда­ментов с уширением с каждой стороны по 0,20 м.

При рытье с откосами для изолируемых фундаментов — равной ширине фундаментов с уширением для прохода с каждой стороны не ме­нее 0,6 м, а при наличии креплений — не менее 0,8 м.

После этого необходимо определить допустимую крутизну откосов, обеспечивающую безопасное производство работ при минимальных объемах.

Крутизна откосов котлованов и траншей зависит от их глубины и вида грунта.

Рытье котлованов и траншей с вертикальными стенками без креп­лений разрешается только в грунтах естественной влажности и при отсут­ствии грунтовых вод. При этом глубина выемки не должна превышать:

Читать еще:  Заложение откоса выемки определяют по формуле

— в насыпях песчаных и гравелистых грунтах — 1,0 м;

— в супесях — 1,25 м;

— в суглинках и глинах — 1,50 м.

Наибольшая допустимая крутизна откосов временных котлованов и траншей, выполняемых без креплений, при наличии благоприятных гидро­логических условий, однородности строения грунта и отсутствия грунтовых

вод принимается по СНиП III-4-80 (приложение, табл. П.1). Значение кру­тизны откосов обозначается буквой т, которое можно найти по табл. П.1, где дано соотношение 1:т (коэффициент откоса).

Определение объемов котлованов небольших размеров, простого очертания и с горизонтальной (примерно) поверхностью. Расчет осуществ­ляется с помощью простых формул геометрии.

Объем грунта в яме для отдельно стоящего фундамента:

где FH — площадь котлована понизу (на уровне дна);

Fe — площадь котлована поверху (на уровне черной отметки); h — глубина котлована.

Общий объем грунта определяют умножением V1 на количество ям для фундаментов.

Среднюю рабочую отметку заданного количества ям определяют по аналогии с определением средней рабочей отметки для котлована.

Если в рядах пересекаются откосы смежных ям, то в этих рядах устраивают траншеи, а при пересечении откосов смежных ям в двух взаимно перпендикулярных направлениях устраивают общий котлован.

Если котлован имеет вертикальные стенки, то его объем опреде­ляется по формуле

где а и b — ширина и длина котлована, м; h — глубина котлована, м.

Объем земляных работ в котлованах с основаниями многоуголь­ного очертания можно подсчитать по формуле Симпсона:

Формула Симпсона может иметь и упрощенный вид

Vk = 6 (F + F + 4 Fcp), (1.4)

где Fcp — площадь котлована, вычисленная на уровне половины его глу­бины.

Объем котлована VK с прямоугольным основанием, у которого а и b — стороны верхнего прямоугольника, c и d — стороны нижнего прямо­угольника, подсчитываются по формуле Симпсона (1.4) с подстановкой в нее значений сторон.

Данная формула носит название «формула объема обелиска». (Обе­лиск — геометрическое тело, боковые грани которого не пересекаются в одной точке, а верхнее и нижнее основания — прямоугольники, лежащие в параллельных плоскостях).

Ширина котлована по верху определяется по формуле

где b — ширина котлована поверху; d — ширина котлована понизу; m — коэффициент откоса.

Аналогично определяется длина котлована поверху:

а = c + 2mh,

где а — длина котлована поверху; c — длина котлована понизу.

Площади прямоугольного котлована:

Значения FH, Fe, Fcp подставляются в формулу Симпсона, и тогда она примет вид:

VK =— [ab + cd + (a + c) • (b + d)]. (1.10)

Требуется определить объем котлована под сооружение с размерами 20^60 м. Высота котлована — 1,8 м. Грунт — супесь. Общий вид и размеры котлована представлены на рис. 1.1.

1. Определяем размеры котлована понизу с учетом уширений для прохода относительно сооружения с каждой стороны 0,6 м.

Ширина d = 20 + 2 • 0,6 = 21,2 м.

Длина c = 60 + 2 • 0,6 = 71,2 м.

2. Определяем размеры котлована поверху по формулам (1.5) и (1.6). Значение крутизны откосов m = 0,67 определено по табл. П.1. Ширина: b = 21,2 + 2 • 0,67 • 1,8 = 23,6м.

Длина: a = 71,2 + 2 • 0,67 • 1,8 = 73,6м.

3. Определяем объем котлована по формуле (1.10)

VK = [73,6 • 23,6 + 71,2 • 21,2 + (73,6 + 71,2) • (23,6 + 21,2)] = 2920м3.

Объем круглого в плане котлована определяется как объем усе­ченного конуса:

где R — радиус котлована поверху; r — радиус котлована понизу.

Формула объема прямоугольного котлована с откосами

1. Подсчет объёмов земляных сооружений и работ

1.1 Определение объёмов котлованов

1.2 Распределение грунта на основе баланса земляных масс

1.3 Объем котлованов и траншей

1.4 Объемы работ при вертикальной планировке

Список используемой литературы

Подсчёт объёмов земляных работ достаточно прост. Например, при сложных формах выемок и насыпей их разбивают на ряд более простых геометрических тел, которые затем суммируют. Но для чего же нужен подсчёт? А всё очень просто. Он необходим для того, чтобы:

обоснованно выбрать методы и средства их выполнения,

установить необходимость отвозки или возможность распределения вынутого из котлованов или траншей грунта на прилегающей территории и последующего его использования для устройства обратных засыпок,

определить стоимость и продолжительность производства земляных работ.

Объем земляных сооружений на стадии проектирования подсчитывается по рабочим чертежам, а в процессе производства — по натурным замерам.

Все расчеты производятся по объему грунта в плотном теле. При определении объема разрыхленного грунта учитывают (вводят в расчет) коэффициенты разрыхления. Если на объекте строительства сооружения несколько видов грунта, объемы подсчитываются отдельно по каждому.

Определение объемов земляных сооружений и работ упрощается при применении специальных таблиц, номограмм и особенно современных средств вычислительной техники. Выбор метода подсчета зависит от рельефа местности, вида земляного сооружения и требуемой точности расчетов. Разберемся в этой теме подробнее. Приведем основные формулы подсчета. И сделаем вывод каким способом удобнее рассчитывать объемы земляных работ.

Читать еще:  Брус для монтажа откосов

1. Подсчет объёмов земляных сооружений и работ

Подсчёт объёмов земляных работ по устройству выемок (котлованов, траншей) и насыпей при известных размерах достаточно прост. При сложных формах выемок и насыпей их разбивают на ряд более простых геометрических тел, которые затем суммируют. Подсчёт объёмов земляных работ необходим для того, чтобы обоснованно выбрать методы и средства их выполнения, установить необходимость отвозки или возможность распределения вынутого из котлованов или траншей грунта на прилегающей территории и последующего его использования для устройства обратных засыпок, определить стоимость и продолжительность производства земляных работ.

Рис. 1. Схема для определения объёмов земляных работ при устройстве котлованов различной формы, траншей, насыпей: а, б, в — котлованы прямоугольные, многоугольные, круглые; г — траншея с откосами; д — насыпь

1.1 Определение объёмов котлованов

а) Объём котлована Vк прямоугольной формы с откосами (рис. 1, а) определяют по формуле опрокинутой усечённой пирамиды (призматоида):

где Bк и Lк — ширина и длина котлована по дну, м; Bкв и Lкв — то же, поверху; H — глубина котлована, м.

б) Объём котлована, имеющего форму многоугольника с откосами (рис. 1, б),

где F1 и F2 — площади дна и верха котлована, м; Fср — площадь сечения по середине его высоты, м2.

в) Объём круглого в плане котлована с откосами (рис. 1, в) определяют по формуле опрокинутого усечённого конуса:

где R и r — радиусы верхнего и нижнего оснований котлована.

г) Объём квадратного котлована с откосами определяют по формуле опрокинутого призматоида:

д) Объём круглого в плане котлована с откосами (рис. 1, в) определяют по формуле опрокинутого усечённого конуса:

где R и r — радиусы верхнего и нижнего оснований котлована.

Котлованы для сооружений, состоящих из цилиндрической и конической частей (радиальные отстойники, метантенки и др.), которые обычно возводятся группами, т.е. по несколько в одном котловане, отрывают в два этапа: вначале устраивают общий прямоугольный котлован с размерами Bк, Lк понизу и Bкв, Lкв поверху от отметки заложения их цилиндрической частей, а затем делают углубления для конических частей сооружения. Соответственно и объёмы земляных работ определяют в два этапа: вначале рассчитывают объём общего прямоугольного котлована по приведённым выше формулам, а затем объём конических углублений с использованием приведённой формулы усечённого конуса. При расчётах объёмов земляных работ следует также учитывать объёмы въездных и выездных траншей:

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:

Vобщ = Vк + nVв.тр.,

где Vк — объём собственно котлована, м3; n — количество въездных и выездных траншей; Vв.тр. — их объём, м3.

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, м3; Vср — то же, в пределах рабочей зоны, м3.

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.

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. № 1.

Таблица № 1. Допустимые недоборы грунта по дну котлованов и траншей

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector