Npdpk.ru

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

Формула расчета объема траншеи по откосу

ПОДВОДНЫЕ НЕФТЕПРОДУКТОПРОВОДЫ

СТРОИТЕЛЬСТВО ПОДВОДНЫХ ПЕРЕХОДОВ

Расчет параметров траншеи

Проектный профиль траншеи принимается в виде трапеции. Наибольшую крутизну откосов обводненных береговых траншей принимают согласно расчетных данных.

Длина подводной траншеи, для которой принимается крутизна откосов, равна ширине русла водной преграды плюс длина разрабатываемых урезных участков водной преграды.

Расчетная ширина подводной траншеи по дну в мягких грунтах определяется по формуле:

Запас bт, учитывающий отклонения продольной оси трубопровода при его укладке способом протаскивания по дну через водные преграды шириной менее 1000 м, принимают по формуле:

На переходах через водные преграды шириной более 1000 м запас bт принимают:

Запас ширины траншеи на заносимость bз учитывают обычно только для русловых участков перехода, где средние на вертикалях скорости течения равны 0,5 м/с и более. Величину bз определяют по формуле:

Средние скорости на вертикалях

Средние скорости на вертикалях определяют на основе точечных измерений местных скоростей течения при уровнях воды, близких к среднему меженному уровню.

Измерения местных скоростей течения рекомендуется выполнять:

  • при ширине реки до 150 м – на одной-двух вертикалях в двух точках (0,2 H и 0,8 H) или в одной точке (0,6 H);
  • при ширине реки от 150 до 300 м – на двух-трех вертикалях не менее чем в трех точках (0,2 H; 0,6 H; 0,8 H);
  • при ширине реки от 300 до 500 м – на пяти вертикалях в трех (0,2 H; 0,6 H, 0,8 H) или пяти точках (у поверхности, 0,2 H; 0.6 H; 0,8 H; у дна);
  • при ширине реки более 500 м – не менее чем на пяти вертикалях, на расстоянии 0,1 – 0,15 В (В – ширина русла) в пяти точках.

Вертикали располагают в границах поперечного сечения русла с глубинами более 1/3 максимальной глубины в зоне наибольших скоростей течения наибольших глубин) и на переломах рельефа дна. При средних скоростях течения на стержне реки менее 0,7 м/с число вертикалей для рек шириной менее 500 м можно сократить до трех, а для рек шириной более 500 м ограничить пятью.

При поверхностных скоростях течения в реке менее 0,8 м/с средние на вертикалях скорости допускается определять расчетным путем по известным значениям среднего меженного расхода воды, соответствующего ему уровня и глубин в поперечном сечении русла.

Продолжительность занесения траншеи

Продолжительность поступления донных наносов в траншею на русловом участке со скоростями 0,5 м/с и больше для расчета запаса bз определяют в зависимости от технологической схемы разработки подводной траншеи по двум возможным вариантам:

  1. Отложение донных наносов в траншее за время ее разработки и последующей укладки трубопровода учитывают увеличением ширины траншеи по дну с запасом, достаточным для сохранения проектных отметок на оси укладки трубопровода; при этом варианте дополнительная подчистка траншеи от наносов не предусматривается.
  2. Предусматривают подчистку траншеи от наносов, отложившихся за время ее разработки, путем повторной проходки грунторазрабатывающего снаряда вдоль траншеи непосредственно перед укладкой трубопровода; при этом варианте запас на заносимость принимают существенно меньше, чем в первом.

Первый вариант применяют для подводных траншей, разрабатываемых в грунтах I – II групп, при максимальном значении средних (на вертикалях) скоростей по всей ширине русла менее 0,7 м/с, а также в тех случаях, когда требуется увеличение ширины траншеи по дну сверх расчетной, исходя из конструктивных особенностей земснаряда.

Расчетную продолжительность t для определения запаса ширины траншеи bз определяют по формуле:

Вторым вариантом пользуются для подводных траншей, разрабатываемых в грунтах I – II групп, при максимальном значении средних (на вертикалях) скоростей по всей ширине русла 0,7 м/с и более, а также для траншей, разрабатываемых в грунтах III группы и выше, подстилающих поверхностный слой донных наносов, не зависимо от скоростей течения.

Расчетную продолжительность t для определения запаса ширины траншеи bз определяют по формуле:

Для расчета по обоим вариантам продолжительности занесения траншеи ее в границах, требующих учета заносимости, разбивают зону на два участка длиной L1 и L2, разделяемых вертикалью, соответствующей максимальному значению средней скорости или максимальной глубине (при ограниченном числе измерений скорости). Если на нескольких вертикалях средние скорости близки к максимальному значению, то границу между участками принимают по той из указанных вертикалей, которая наиболее удалена от крутого берегового склона. Участок меньшей длины L2 принимают за расчетный и разрабатывают последним.

Рассмотренные выше рекомендации по технологической последовательности разработки подводной траншеи сводятся, по существу, к предложению разрабатывать в первую очередь участки подводной траншеи с меньшей интенсивностью отложения донных наносов, а во вторую очередь – с большей интенсивностью.

Читать еще:  Коэффициент заложения откоса плотины это

Эти рекомендации являются обоснованными для траншей с постоянными по длине геометрическими размерами поперечного сечения и инженерно-геологическими характеристиками грунтов. В этом случае участки одинаковой длины разрабатываются земснарядом практически с одинаковыми затратами времени и объемы донных наносов, поступающих в траншею на этих участках в процессе разработки, пропорциональны интенсивности отложения донных наносов.

ПОДСЧЕТ ОБЪЕМОВ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ

Подсчет объемов 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. Подсчет объемов 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.

Определение объемов котлованов. Уточнив по приведенным выше формулам размеры котлована понизу Вк и Lk B назначив крутизну от­косов т и зная глубину котлована Н, определяют размеры котлова­на поверху Вк и Lk B и затем вычисляют объем грунта, подлежащего раз­работке при устройстве котлована.

Объем котлована Vк прямоугольной формы с откосами (рис. 11.4, а) определяют по формуле опрокинутой усеченной пирамиды (призма­тоида):

где Вк и Lk — ширина и длина котлована по дну, м; Bk B и Lk B — то же, поверху;

Н — глубина котлована, м.

Объем котлована, имеющего форму многоугольника с откосами (см. рис.),

где F1, и F2 — площади дна и верха котлована, м 2 ; Fср — площадь сече­ния по середине его высоты, м 2 .

Объем квадратного котлована с откосами определяют по форму­ле опрокинутого призматоида:

Схемы для определения объемов земляных работ при устройстве котлованов различной формы, траншей и насыпей:

а, б, в— котлованы прямоугольные, многоугольные и круглые; г — траншея с откосами; б — насыпь

При расчетах объемов земляных работ следует также учитывать объемы въездных и выездных траншей:

Vв.тр = H 2 /6 [3b + 2mh(m 1 – m)/m 1 ](m 1 — m),

где Н — глубина котлована в местах устройства траншей, м; b — ши­рина их понизу, принимаемая равной при одностороннем движении 4,5м и при двухстороннем — 6 м;

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

Общий объем котлована с учетом въездных и выездных траншей

где /к— объем собственно котлована, м 3 ; n — количество въездных и выездных траншей; Vв.тp. — их объем, м 3 .

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

Объем срезки растительного слоя можно определить по формуле:

где Vс к — объем срезки грунта в пределах котлована, м 3 ; Vc p — то же, в пределах рабочей зоны, м 3 .

где Bk B Lk B ,- ширина и длина котлована поверху, м; tс — толщина сре­заемого слоя, принимаемая равной 0,15—0,20 м. Vc p = BL

где В — 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.

Объем работ по зачистке недобора по дну котлована равен V = BkLkhH,

где BkLk— ширина и длина котлована понизу, м; hH,- толщина не­добора, м.

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

Объем траншеи с вертикальными стенками

где Vтр — ширина траншеи; Н1 и Н2 — глубина ее в двух крайних по­перечных сечениях;

F1, и F2 — площади этих сечений; L — расстояние между сечениями.

Объем траншеи с откосами (рис. 11.3, д) можно определить по вы­шеприведенной формуле, при этом площади поперечных сечений F1,2 = (Bтр + mH1,2)H1,2

Более точно объем траншеи с откосами можно определить по фор­муле Винклера

Схема разрезной траншеи для расчета объема

Схема съездной траншеи для расчета объема

Параметры траншеи с применением автомобильного транспорта по кольцевой схеме подачи автосамосвалов

Объём разрезной и съездной траншеи определяем как сумму объёмов съездной и разрезной траншей:

1) Объём съездной траншеи найдём по формуле, (см. рис. 2):

где hтр – глубина траншеи, м; bт – ширина траншеи понизу, м; α – угол откоса бортов траншеи, град; i – уклон съездной траншеи.

Читать еще:  F профиль пвх для откосов что это

А разрезная траншея с геометрической точки зрения — призма, в основании которой, лежит равнобедренная трапеция, т.е. (см. рис. 1):

Объём V1 рассчитаем, как объём параллелепипеда:

где Lтр – длина траншеи.

А объём V2 , как половину объёма параллелепипеда рассечённого диагональю в основании:

2) Найдём ширину траншеи по низу при подаче автосамосвалов по кольцевой схеме (см. рис. 3),

где Rа – минимальный радиус поворота автосамосвала; ас – ширина автосамосвала; с – безопасное расстояние между бортом траншеи и автосамосвалом (с=1 м).

Величина Lа (длина автосамосвала) учитывается при тупиковой схеме подачи транспорта

,

где с – безопасное расстояние между бортом траншеи и автосамосвалом (с=1 м).

3) Находим объём съездной траншеи (см. рис. 3):

4) Объём разрезной траншеи:

Ответ: Объем съездной траншеи 50,77 (м 3 ). Объём разрезной траншеи 154374 (м 3 )

Задача №6

Рассчитать необходимый парк автосамосвалов БелАЗ-540, которые обеспечивают грузооборот карьера 150 000 т/сутки при следующих исходных данных (Табл.6):

Вари антПроизводительность автосамосвала, Qсам, т/сменуКоэффициент технической готовности автосамосвалаКоэффициент неравномерности работы автотранспортаРежим работы карьера
0,80,92 смены/сутки
0,70,92 смены/сутки
0,60,92 смены/сутки
0,80,92 смены/сутки
0,90,92 смены/сутки
0,50,92 смены/сутки
0,70,92 смены/сутки
0,60,92 смены/сутки
0,80,92 смены/сутки
0,90,92 смены/сутки
0,50,92 смены/сутки
0,70,92 смены/сутки
0,60,92 смены/сутки
0,80,92 смены/сутки
0,80,92 смены/сутки
0,70,92 смены/сутки
0,60,92 смены/сутки
0,80,92 смены/сутки
0,90,92 смены/сутки
0,50,92 смены/сутки
0,70,92 смены/сутки
0,60,92 смены/сутки
0,80,92 смены/сутки
0,90,92 смены/сутки
0,50,92 смены/сутки
0,70,92 смены/сутки
0,60,92 смены/сутки
0,80,92 смены/сутки
0,80,92 смены/сутки

Решение.

Расчетное количество автосамосвалов, необходимое для обеспечения суточной производственной мощности карьера определяется по формуле:

где Wсут – грузооборот карьера, т/сутки; Qсут – производительность автосамосвала, т/см; nсм – количество смен в сутки;

Инвентарный парк автосамосвалов

где Кт.г. – коэффициент технической готовности парка автосамосвалов.

Ответ: необходимый парк автосамосвалов 63 штуки.

Задача №7.

Определить тип экскаватора при проходке траншеи на полное сечение бестранспортным способом, ось хода экскаватора совпадает с продольной осью траншеи, при укладке породы на оба борта траншеи и на один борт при следующих исходных данных (табл. 7):

Способы определения объемов земляных работ

Выбор способа подсчета объемов земляных работ зависит в основном от вида сооружения, рельефа местности и требуемой точности расчетов.Всё многообразие методов и способов расчёта объемов работ предполагает знание основных плановых размеров сооружений, глубину заложения и крутизну откосов, а также принятые решения о методах выполнения основных производственных процессов.

Существуют различные способы определения объёмов земляных работ – аналитический, графический и графоаналитический (комбинированный).

В случае применения аналитического способа расчёта необходимо знание математических зависимостей по определению объёмов простых геометрических фигур. В том случае, когда форма объекта представляет собой сложное очертание поверхности выемки или насыпи, последние разбивают на ряд более простых геометрических тел, определяют объёмы полученных фигур и затем суммируют их.

При использовании графического способа расчёта объёмов работ необходимо построить различные графические зависимости изменения объёма работ от различных величин проектируемого объекта и на их основании определить соответствующий объём работ.

При графоаналитическом способе определения объёма работ строят графические зависимости изменения площади поперечного сечения объекта от линейных величин и затем обрабатывают их аналитическим способом.

Определение объёмов выемок (котлованов)

Подсчёт объёмов земляных работ по устройству выемок (котлованов, траншей) и насыпей при известных размерах достаточно прост и производится по известным математическим зависимостям.

Размеры котлованов зависят от размеров строящихся зданий и сооружений, глубины их заложения, а также от принятой схемы возведения.

В строительной практике выделяют следующие схемы возведения сооружения:

схема 1 (кольцевая) – механизмы по транспортировке материалов и возведению сооружения перемещаются вокруг котлована по берме;

схема 2 – механизмы перемещаются по дну котлована;

схема 3 – механизмы в процессе основного строительства перемещаются по дну котлована, а заключительные монтажные работы осуществляют снаружи;

схема 4 (комбинированная)– механизмы, выполняющие монтажные работы передвигаются как снаружи котлована, так и по его дну.

По схеме 1 как правило возводят небольшие сооружения, ширина (диаметр) которых не превышает 15 метров (Всоор 15м). При этом размеры котлована должны обеспечивать проезд механизмов вокруг возводимых сооружений.

По схеме 3 и 4 строят особо крупные сооружения, размеры которых многократно превышают размер в 15 метров (Всоор >> 15м).

В зависимости от размеров возводимого сооружения ширина котлована по дну Bк определяется путём суммирования следующих величин: ширины собственно сооружения, проезда транспортных средств (в случае их перемещения по дну), ширины полосы для размещения водоотливных средств (канав, приямков, иглофильтров и т.д.). Длина котлована по дну Lк определяется аналогично.

Читать еще:  Чем крепить откос входной двери

Значение крутизны откосов котлованов (коэффициент заложения откосов) m зависит от глубины выемки и прочностных свойств грунтов. Предварительно крутизну откосов можно назначить по нижеприведенной таблице:

Таблица 6.10. Расчетная максимально допустимая крутизна откосов

Группа грунтаГрунтПри 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

На рисунке 6.5. представлены схемы для определения объемов земляных работ котлованов различной конфигурации.

Зная размеры котлована понизу Вк и Lк, назначив крутизну откосов m и зная глубину котлована H, определяют размеры котлована поверху Bкв, Lкв и вычисляют объём грунта. При глубине котлована 5 – 8 м устраивают промежуточные бермы шириной 2,5 и более метров в зависимости от условий организации и технологии работ.

Объём котлована прямоугольной формы с откосами определяют по формуле опрокинутой усечённой пирамиды (призматоида):

где Bк и Lк — ширина и длина котлована по дну, м;

H — глубина котлована, м.

Рис. 6.5. Схемы 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

Объём котлована, имеющего форму многоугольника с откосами определяют по формуле:

где F1 и F2 — площади дна и верха котлована; Fср — площадь сечения по середине его высоты м 2 .

Объём квадратного котлована с откосами определяют по формуле опрокинутого призматоида:

Vк = Н/3 (F1 + F2 + ) `(6.19)

Объём круглого в плане котлована с откосами (рис. 6, в) определяют по формуле опрокинутого усечённого конуса:

(6.20)

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

Котлованы для сооружений, состоящих из цилиндрической и конической частей (радиальные отстойники, метатенки 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 (пионерных) траншей, которые определяются по формуле:

, (6.21)

где Н — глубина котлована в местах устройства траншей, м; b — ширина траншеи понизу, принимаемая равной при одностороннем движении 4,5м и при двухстороннем — 6м; m — коэффициент откоса (уклона) въездной или выездной траншеи (от 1: 10 до 1 : 15).

Тогда общий объём Vобщ котлована с учётом въездных и выездных траншей равен:

где Vк — объём собственно котлована, м 3 ; n — количество въездных и выездных траншей; Vв.тр. — их объём, м 3 .

При подсчетах объёмов работ по котловану из общего объёма последнего следует выделять объём работ по срезке растительного слоя, а также объём работ по срезке недобора при экскавации грунта, который оставляют у дна котлована, с целью сохранения целостности и прочности грунтового основания.

Объём срезки растительного слоя Vс следует определять 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.

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 определяется в зависимости от вида рабочего оборудования экскаватора и вместимости его ковша по таблице 2 или по техническим условиям на подготовку основания данного сооружения.

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.004 с) .

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector