Определение крутизны откоса котлована. Чертеж котлована. Пример выполнения

Иногда конструктору приходится чертить план котлована, на самом деле это самый простой чертеж – с минимумом линий и обозначений. Сейчас разберем на примере, как начертить котлован.

Откосы котлована

Начнем с откосов. Вертикальные откосы нормами допускаются очень редко (при глубине котлована менее 1,5 м для отдельных типов грунтов). Для разных типов грунта нормируется разный уклон, который напрямую связан с углом внутреннего трения. Вообще что представляет собой угол внутреннего трения? Если грубо, то кучка грунта, насыпанная конусом под углом внутреннего трения, не будет стремиться осыпаться – грунт держит сам себя. Если угол конуса попытаться сделать круче, то грунт «поедет», это чревато обрушением, а в случае котлована обрушение означает возможные человеческие жертвы.

Если вы не ограничены в плане габаритами участка, существующими сооружениями и коммуникациями, можете смело делать откосы котлована под углом 45 градусов – этот угол почти всегда допустим (кроме насыпных грунтов). Более пологие углы не рациональны – и места по площади много занимают, и работы для экскавации больше. Более крутые углы нужно проверять в литературе (допустимы ли они для данного типа грунта).

Ниже дана таблица из СНиП III-4-80 «Техника безопасности в строительстве» (в России он заменен на более новый).

Отношение 1:1 – это и есть 45 градусов (когда ширина откоса в плане равна глубине котлована). Отношение 1:05 – более крутой откос под 60 градусов (когда глубина котлована в два раза больше, чем ширина откоса в плане), отношение 1:1,25 – более пологий (для насыпных неуплотненных грунтов при глубине котлована 5 м и более).

Помните, если участок, на котором вы проектируете фундамент, стесненный какими-то обстоятельствами, всегда перед началом проектирования нужно продумать процесс производства земляных работ, чтобы потом не оказалось, что дом вообще не могут построить.

Пример 1 . Самый простой случай. Участок ровный, абсолютная отметка существующего грунта 51,30. За отметку 0,000 в проекте условно принята отметка 52,07. Отметка низа фундаментной плиты -3,000. Под плитой предусмотрена подготовка из бетона толщиной 100 мм. Площадка строительства ничем не стеснена, грунт – суглинок.

Кстати, обратите внимание, абсолютные отметки обычно указываются с двумя знаками после запятой, а относительные – с тремя.

Определим абсолютную отметку низа фундаментной плиты: 52,07 – 3,0 = 49,07 м.

Определим абсолютную отметку дна котлована (низа подготовки): 49,07 – 0,1 = 48,97 м.

Глубина котлована: 51,30 – 48,97 = 2,33 м.

Принимаем наиболее удобный угол откоса котлована – 45 градусов.

Пошаговая инструкция к выполнению чертежа котлована:

1. Наносим сетку из крайних осей и контур фундамента котлована.

2. Отступаем от контура фундамента наружу 100 мм, получаем тем самым контур подготовки.

3. Отступаем от контура подготовки наружу 500 мм – допустимый минимум до начала откоса, оговоренный нормами (раньше он был 300 мм). Это будет линия контура дна котлована.

4. Отступаем от контура дна котлована 2,33 м (глубину котлована) – т.к. откосы под углом 45 градусов, то размер откосов в плане равен глубине котлована. Это будет линия верха откоса. Наносим по ней условное обозначение для откосов в виде чередующихся коротких и длинных черточек, перпендикулярных контуру.

5. Удаляем все лишние линии (фундамент, контур подготовки), наносим отметку дна котлована и отметку существующей земли.

6. Наносим недостающие размеры – привязку углов котлована к осям.

7. Добавляем примечание о соответствии относительных отметок абсолютным.

8. По желанию делаем разрез (обозначаем на нем отметки и уклоны откосов).

Въезд в котлован разрабатывать не нужно, это забота ПОС (проект организации строительства), т.е. отдельные деньги.

Пример 2 . Тот же котлован, только грунт с уклоном в одном направлении (абсолютные отметки существующей земли показаны на рисунке ниже). За отметку 0,000 в проекте условно принята отметка 52,07. Отметка низа фундаментной плиты -3,000. Под плитой предусмотрена подготовка из бетона толщиной 100 мм. Грунт – суглинок, откосы требуется сделать максимально крутыми.

Итак, у нас перепад грунта в одном направлении – от 53,50 до 51,70 м, при этом на съемке отметки указаны в конкретных точках на плане.

В такой ситуации проще начать с разреза котлована.

Переведем имеющиеся у нас абсолютные отметки в относительные.

Абсолютная отметка 53,50 м соответствует относительной 53,50 – 52,07 = 1,430 м.

Абсолютная отметка 51,70 м соответствует относительной 51,70 – 52,07 = -0,370 м.

Отметка дна котлована равна -3,100 м.

Проще всего посмотреть алгоритм построения котлована будет на видео.

Как видите, все не так уж сложно. А чертеж в итоге будет выглядеть вот так.

Многие люди никогда не задумываются над тем, какой должна быть при выполнении земляных работ, независимо от их предназначения. А ведь строительство собственного дома без разработки земли практически немыслимо. Траншеи для ленточных фундаментов, или устройства дренажа – все эти земляные работы должны быть выполнены не только с учетом технологических требований тех конструкций, которые будут в них укладываться, но и с соблюдением норм техники безопасности. Как показывает практика, даже малейшее пренебрежение к соблюдению требований относительно ширины траншеи часто приводит к достаточно серьезным последствиям, избежать которых можно было достаточно просто.

Как чаще всего большинство из нас определяет, какой должна быть ? Что б было удобно работать внизу – именно этот ответ является самым распространенным. Да, ширина траншеи в её нижней части должна соответствовать этому требованию, поэтому она зависит от диаметра трубопровода, который будет укладываться в готовую траншею, а также способа укладки труб.

• Наружный диаметр трубопровода не превышает 700 мм, а укладка труб выполняется готовыми секциями. Оптимальная ширина траншеи в этом случае будет состоять из значения диаметра трубопровода, к которому прибавляется 300 мм. Помимо этого, существует минимальное ограничение ширины траншеи независимо от диаметра трубы, которая должна составлять не менее 700 мм;
• Если диаметр трубопровода, укладываемого секциями, превышает 700 мм, в нижней части должна быть увеличена на 1,5 значения диаметра трубы;
• Если трубопровод будет монтироваться отдельными трубами, диаметр которых не превышает 500 мм, ширина низа траншеи должны соответствовать сумме значения диаметра трубы и 500 мм — для стальных труб; диаметра + 600 мм – для труб из разных материалов, имеющих раструб; диаметр + 800 мм – для труб, соединяющихся с помощью фланцев или муфт.

Теперь вы знаете, как определить ширину траншеи, исходя из диаметра прокладываемого в ней трубопровода. Но зачастую этого мало. Дело в том, что ширина траншеи в верхней её части также зависит от вида грунта, в котором выполняются земляные работы.

Откосы траншеи

Каждый вид грунта имеет свои свойства, к которым относится и угол естественного обрушения. Эта официальная формулировка подразумевает, что при значительной глубине траншеи грунт может обрушиться в силу недостаточного сцепления его частиц, причем, зона обрушения для каждого вида грунта достаточно индивидуальна. Поэтому существует таблица, в которой указаны значения допустимой крутизны откосов траншеи для основных видов грунтов, при соблюдении которых риск обрушения грунта практически отсутствует. Воспользовавшись данной таблицей, в зависимости от её глубины и вида грунта, вы сможете определить оптимальную ширину траншеи в её верхней части.

Таблица допустимой крутизны откосов

Думаю, данная таблица требует некоторых пояснений. Угол откоса каждого вида грунта в данной таблице указывается относительно нижней горизонтальной поверхности траншеи, как показано на схеме. Помимо значения угла, также указывается соотношение высоты откоса к его горизонтальной проекции. Давайте в качестве примера рассмотрим ситуацию с насыпными грунтами, которые являются самыми опасными при выполнении земляных работ из-за низкой силы сцепления его частиц между собой.

При глубине траншеи 1,5 метра угол откоса траншеи согласно таблице должен составлять 56°. Расстояние от точки пересечения линии угла с поверхностью грунта до начала траншеи в данном случае составляет 1 метр, что соотносится как 1:0,67. Если глубину 1,5 метра умножить на 0,67, получим 1,005 метра. Именно на таком расстоянии должны начинаться откосы траншеи от её предполагаемых вертикальных стенок, в противном случае риск обрушения грунта очень велик, а это – не только потеря материалов или повторное выполнение земляных работ, но и угроза вашей жизни или жизни рабочих, работающих в траншее. (Обозначение на схеме: 1-грунт; 2-возможная зона обрушения, которая должна включаться в откос; 3-теоретический размер траншеи).

Как видно из таблицы, лучшими по показателям сцепления частиц грунта между собой являются глина, суглинок и мореный суглинок. Если на вашем участке именно такие грунты, вам в данном случае повезло. Если же у вас грунты подвижные, чтобы не превращать глубокие траншеи в котлованы, их вертикальные стенки нужно укреплять. Как это делается, я расскажу в следующем посте.

Допустимая крутизна откосов траншей и котлованов

Примечания: 1. При глубине выемки более 5 м крутизна откосов устанавливается расчетом.

2. Крутизну откосов в переувлажненных грунтах следует уменьшить против указанных в таблице величин до 1:1 (45°).

3. Запрещается разрабатывать без креплений переувлажненные, песчаные, лессовидные и насыпные грунты.

20.8. Крепление вертикальных стен траншей и котлованов должно производиться щитами в соответствии с указаниями, приведенными в табл.15.

Таблица 15

Крепление стенок котлованов и траншей в зависимости от грунта

20.9. Крепление котлованов и траншей глубиной до 3 м, как правило, должно быть инвентарным и выполняться по типовым проектам. При отсутствии инвентарных и типовых деталей для крепления котлованов и траншей глубиной до 3 м следует:

20.9.1. Применять доски толщиной не менее 4 см в грунтах песчаных и повышенной влажности, закладывая их за вертикальные стойки по мере углубления;

20.9.2. Устанавливать стойки креплений не реже чем через 1,5 м;

20.9.3. Размещать распорки на расстоянии одна от другой по вертикали не более 1 м; под концами распорок (сверху и снизу) прибивать бобышки;

20.9.4. Выпускать верхние доски креплений над бровками выемок не менее чем на 15 см;

20.9.5. Усиливать крепления (распорки), на которые опираются полки, предназначенные для переброски грунта, и ограждать эти полки бортовыми досками высотой не менее 15 см.

20.10. Крепление вертикальных стенок котлованов и траншей глубиной более 3 м должно выполняться, как правило, по индивидуальным проектам.

20.11. Разборка креплений должна производиться под непосредственным наблюдением Ответственного производителя работ.

Разборку следует производить снизу вверх по мере обратной засыпки грунта.

20.12. При выполнении земляных работ необходимо обеспечить систематический контроль за состоянием грунта траншей и котлованов.

20.13. При обнаружении в откосах крупных камней работники должны быть удалены из опасных мест, а камни спущены к подошве откоса или удалены.

20.14. Вскрытые для производства работ камеры и участки подземных теплопроводов должны быть закрыты прочными и плотными щитами или ограждены.

20.15. Через траншеи и котлованы, вырытые на площадках, проездах, проходах и в других местах движения людей, должны устраиваться переходы шириной не менее 0,7 м, огражденные с обеих сторон перилами высотой не менее 1 м с обшивкой по низу бортов шириной не менее 10 см.

20.16. Опускаться в траншеи, котлованы следует только по лестницам.

20.17. При наличии в местах раскопов электрокабелей нельзя пользоваться ударным инструментом: ломом, киркой, пневматическими лопатами и т.п. Работы следует производить в присутствии работника кабельной сети, соблюдая осторожность для предотвращения повреждения кабеля и поражения работников электротоком.

20.18. При обнажении кабеля необходимо подвесить его во избежание разрыва, становиться на кабель строго запрещается. Если работы продолжительны, кабель необходимо зашить в деревянный короб. На короба, закрывающие откопанные кабели, надлежит вывешивать плакаты: "Стой: высокое напряжение" или "Стой: опасно для жизни".

20.19. Бросать в котлован инструмент или материал воспрещается. Его необходимо опускать на веревке или передавать из рук в руки. Находиться под опускаемым в котлован грузом запрещается.

20.20. Если при производстве земляных работ обнаружится запах газа, работы должны быть немедленно прекращены, а работники удалены из опасных мест впредь до выяснения и устранения причин появления газа.

Дальнейшее производство работ при возможности появления газа допускается только при обеспечении постоянного контроля за состоянием воздушной среды и обеспечении работников необходимым количеством противогазов.

Работники в этом случае до начала работ должны быть проинструктированы о порядке производства работ в загазованной зоне.

20.21. Во избежание взрыва курить, работать паяльной лампой и другими устройствами, связанными с применением открытого огня, в траншеях, вблизи которых находится газопровод или возможно скопление газа, запрещается.

20.22. Участки, на которых производится электропрогрев грунта, должны быть ограждены, а на ограждения должны быть подвешены предупредительные сигналы. В темное время суток прогреваемая площадка должна быть освещена.

Для электроподогрева грунта естественной влажности допускается напряжение не свыше 380 в.

20.23. На участках, находящихся под напряжением, запрещается пребывание посторонних лиц.

Электроподогрев должен обслуживаться электромонтером, имеющим соответствующую квалификационную группу.

20.24. Временные линии от трансформатора к подогреваемым участкам должны выполняться изолированным проводом соответствующего сечения, укладываемого на козлах высотой не менее 0,5 м от земли.

20.25. При прогреве грунта дымовыми газами, горячей водой или пропариванием должны приниматься меры, предохраняющие работников от ожогов.

20.26. При поверхностном оттаивании грунта с использованием горячего газа необходимо принятие мер, исключающих отравления работников и взрыв газа.

20.27. За безопасность работ, производимых на трассе действующих тепловых сетей, ответственность несет та организация, которая производит работы и эти работы разрешается производить только после согласования с организацией, эксплуатирующей или владеющей этими сетями.

21. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ОБРАЩЕНИИ С ИСТОЧНИКАМИ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ

21.1. Работы с радиоактивными веществами и источниками ионизирующих излучений проводятся с разрешения и под контролем органов госатомнадзора и санэпиднадзора, которым должна быть предоставлена вся необходимая документация о характере проводимых работ, радиационной обстановке в организации и на прилегающей территории.

21.2. Используемые в производстве радиоактивные изотопы являются источниками выделения излучений различных видов, оказывающих вредное воздействие на организм человека. В результате ионизации жировой ткани, состоящей на 70% из воды, происходит разрыв молекулярных связей и изменение химической структуры различных соединений, что приводит к гибели клеток.

21.3. Характер поражающего действия радиоактивных излучений зависит от ряда условий: вида излучения (-, -, -, нейтронного излучения), его активности и энергии, срока жизни изотопа (периода полураспада), внутреннего или внешнего облучения, времени облучения и т.д.

21.4. Основной задачей радиационной безопасности, обеспечивающей защиту людей от вредного воздействия ионизирующего излучения, является исключение всякого необоснованного облучения; снижение дозы излучения до возможного низкого уровня и непревышение установленного основного предела. Основным документом, регламентирующим уровни воздействия ионизирующих излучений на человека, являются НРБ-96.

21.5. По допустимым основным дозовым пределам установлены следующие категории облучаемых лиц:

Таблица 16

ГН 2.6.1.054-96

Основные дозовые пределы

Примечания: * - дозы облучения как и все остальные допустимые производные уровни персонала группы Б не должны превышать 1 / 4 значений для персонала группы А;

** - относится к среднему значению в слое толщиной 5 мг/см 2 . На ладонях толщина покровного слоя - 40 мг/см 2 ;

***- 1 мЗв (милизиверт) = 100 мбэр (милибэр);

Один Зиверт (Зв), являющийся единицей эквивалентной дозы в СИ, равен эквивалентной дозе, при которой произведение поглощенной дозы в биологической ткани на средний коэффициент качества К (К=1 - для бетта-частиц и гамма-излучения; К=3 - для нейтронов с энергией менее 0,03 МэВ; К=10 - для нейтронов с энергией 0,03-100 МэВ (быстрые нейтроны); К=20 - для альфа-частиц) равно 1 Дж/кг.

21.5.2. Все население, включая лиц из персонала, вне сферы и условий их производственной деятельности.

21.6. Допустимое радиоактивное загрязнение рабочих поверхностей, кожи, спецодежды, спецобуви, средств индивидуальной защиты персонала приведены в табл.17.

Таблица 17

ГН 2.6.1.054-96

Допустимые уровни общего радиоактивного загрязнения рабочих поверхностей, кожи

(в течение рабочей смены), спецодежды и средств индивидуальной защиты, част/(мин*см 2)

21.7. Работодатель при использовании в работе источников ионизирующих излучений обязан обеспечить радиационную безопасность этих работ и организовать контроль за состоянием и обеспечением радиационной безопасности.

21.8. Администрация организации, использующей в работе источники ионизирующих излучений, обязана с учетом специфики проводимых работ с источниками согласовать с местными органами госатомнадзора и санитарно-эпидемиологического надзора и утвердить положение о службе радиационной безопасности организации.

21.9. Задачами службы радиационной безопасности организации должно являться:

контроль за соблюдением правил, норм и требований радиационной безопасности;

контроль за состоянием, учетом, хранением, получением, выдачей, транспортированием и применением источников ионизирующих излучений;

контроль за дозами облучения персонала;

контроль за допуском персонала к работе с источниками ионизирующих излучений, за обучением, инструктажем персонала;

контроль за выбросами в окружающую среду и общим радиационным фоном в организации, за уровнем радиационного загрязнения помещений, оборудования, спецодежды и других средств индивидуальной защиты, кожного покрова, одежды персонала, качества их дезактивации и др.;

обеспечение администрации организации необходимой информацией о состоянии радиационной безопасности в организации;

контроль за всеми видами работ с источниками ионизирующих излучений;

контроль за соблюдением требований радиационной безопасности в отношении выпускаемой организацией продукции и др.

21.10. Работники службы радиационной безопасности должны быть из числа персонала, непосредственно работающего с источниками ионизирующих излучений (категория А), должны иметь соответствующее удостоверение о специальной подготовке, владеть методами контроля и измерений в объеме, необходимом для выполнения своих функций.

21.11. В своей работе служба радиационной безопасности должна руководствоваться действующим законодательством и нормативными правовыми актами по радиационной безопасности.

21.12. Указания и предписания службы радиационной безопасности организации по устранению выявленных нарушений являются обязательными для исполнения в установленные главным инженером (техническим директором) сроки.

21.13. Ответственность за состояние радиационной безопасности в организации несет работодатель.

21.14. Основными методами защиты от ионизирующих излучений являются:

защита расстоянием (интенсивность облучения уменьшается пропорционально квадрату расстояния), поэтому должно применяться дистанционное управление при работе с источниками ионизирующих излучений;

защита временем (уменьшение времени контакта с источником ионизирующего излучения), поэтому работы должны проводиться строго организованно в сжатых временных рамках;

защита экранированием (укрытие источника ионизирующих излучений в контейнерах и др. сооружениях, изготовленных из материалов, хорошо поглощающих излучения (свинец, бетон, стекло и др. материалы)).

21.15. При работе с ампулами с радиоактивными веществами возможно наружное облучение. Поэтому работы с ампулами требуют соблюдения специальных мер предохранения от излучения.

21.16. В аварийных случаях, когда может быть нарушена целостность ампулы, должны приниматься специальные меры, включая ограждение опасной зоны знаками радиационной опасности, за пределами которой мощность излучения не превышает допустимой нормы.

21.17. Особое внимание в организации должно уделяться хранению и транспортировке источников ионизирующих излучений. Такие вещества транспортируются в свинцовых контейнерах на специальных машинах, снабженных знаками радиационной опасности.

21.18. К работе с радиоактивными изотопами могут допускаться лица не моложе 18 лет, прошедшие соответствующее обучение, медицинское обследование и дозиметрический контроль.

21.19. Характер и организация дозиметрического контроля зависят от вида выполняемой работы. Радиометрами контролируется уровень чистоты рук, одежды и тела работников и рабочих поверхностей. Дозиметрами определяется доза или мощность дозы облучения в рентгенах или бэрах. Результаты дозиметрического контроля должны записываться в специальные журналы и карточки учета доз облучения, которые должны быть заведены на каждого работника, работающего в контакте с источниками ионизирующих излучений.

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.

Определение объёмов разрабатываемого грунта

Для основных производственных процессов объёмы разрабатываемого грунта определяют в кубических метрах в плотном теле. Для некоторых подготовительных и вспомогательных процессов (пропашка поверхности, планировка откосов и т.п.) объемы определяют в квадратных метрах поверхности.

Подсчет объемов разрабатываемого грунта сводится к определению объемов различных геометрических фигур, определяющих форму того или иного земляного сооружения. При этом допускается, что объем грунта ограничен плоскостями и отдельные неровности не влияют на точность расчета.

В практике промышленного и гражданского строительства приходится главным образом рассчитывать объемы котлованов, траншей (и других протяженных сооружений) и объемы выемок и насыпей при вертикальной планировке площадок.

Определение объемов при разработке котлованов и траншей

Котлован представляет собой с геометрической точки зрения обелиск (рис.3.12), объем которого V подсчитывают по формуле: V =H / (2a+a1)b + (2a1+a)b1/6,

где H – глубина котлована, вычисленная как разность между средней арифметической отметкой верха котлована по углам (отметки местности на участке планировочной насыпи и проектной на участке планировочной выемки) и отметкой дна котлована; а, b - длины сторон котлована (принимают равными размерам нижней части фундамента у основания с рабочим зазором около 0,5 м с каждой стороны), a = а" + 0,5·2, b = b" + 0,5·2; а", b" -размеры нижней части фундамента; a1, b1 - длины сторон котлована поверху, а1 = а + 2H·m; b1 = 2H·m; m – коэффициент откоса (нормативная величина по СНиП).

Рис.3.12. Определение объема котлована:

а – геометрическая схема определения объема котлована; б – разрез котлована постоянного (откос 1:2) и временного (откос 1:1); 1 – объем выемки; 2 – объем засыпки

Для определения объема обратной засыпки пазух котлована, когда объем его известен, нужно из объема котлована вычесть объем подземной части сооружения Vоб.з = V -(а"·b")·Н.

При расчете объемов траншей и других линейно-протяженных сооружений в составе их проектов должны быть представлены продольные и поперечные профили. Продольный профиль разделяют на участки между точками перелома по дну траншеи и дневной поверхности. Для каждого такого участка объем траншеи вычисляют отдельно, после чего их суммируют. Траншея, протяженная выемка и насыпь на участке между пунктами 1 и 2 представляют собой трапецеидальный призматоид (рис.3.13), объем которого может быть определен приближенно:

V1-2 = (F1+F2) L1-2/2 (завышенный),

V1-2 = Fср L1-2 (заниженный),

где F1, F2 – площади поперечного сечения в соответствующих пунктах продольного профиля, определяемые как F = aH + H2m; Fср – площадь поперечного сечения на середине расстояния между пунктами 1 и 2.

Рис. 3.13. Схема определения объема траншеи

Более точное значение объема призматоида находят по формулам:

V1-2 = Fср + L1-2,

V1-2 = L1-2.

Подсчет объемов планировочных работ производят или способом треугольных призм, или по средней отметке квадратов.

При первом способе планируемый участок разбивают на квадраты со стороной (в зависимости от рельефа местности) 25-100 м; квадраты делят на треугольники, в вершинах которых выписывают рабочие отметки планировки (рис.3.14, а ).

Если отметки (Н1, Н2, Н3) имеют одинаковый знак (выемка или насыпь),

объем каждой призмы (рис. 3.14, б) определяют по формуле:

V= a²/6·(H1 +H2 +H3).

При разных знаках рабочих отметок (рис. 3.14, в) подсчет по этой формуле дает суммарный объем насыпки и выемки; раздельные объемы могут быть получены путем вычитания объема пирамиды ABCD из общего объема призмы ADHYGE.

Рис. 3.14. Схема подсчета объемов

земляных работ способом

треугольных призм:

а - разбивка участка (цифры в кружках – номера призм; цифры на пере-

сечении линий – рабочие отметки);

б - треугольная призма при рабочих

отметках одного знака; в - тоже при разнозначных отметках

По методу средней отметки

квадратов подсчет планировочных объемов производят, пользуясь планом с горизонталями через 0,25–0,5 м для равнинной и 0,5–1 м для горной местности.

На план наносят сетку квадратов со стороной 10–50 м и линии границ насыпей и выемок. Объем планировки каждого квадрата подсчитывается, исходя из средних по квадрату рабочих отметок планировки.

Объем насыпей и выемок линейных сооружений (дороги, каналы) на прямолинйных участках сооружения определяется обычно по вспомогательным таблицам.

Для сооружений с криволинейной осью (рис. 3.15) можно пользоваться формулой Гюльдена: V = (F ⋅π⋅ r ⋅α)/180º;

где V -объем земляного сооружения, м3, F - площадь сечения поперечника, м2,

r - радиус кривизны оси тела земляного сооружения, м, α- центральный угол

поворота крайних профилей, ограничивающих криволинейный участок, град .

Подсчет объема земляных конусов у искусственных сооружений производится:

При одинаковой крутизне откоса земляного полотна и откоса конуса – по формуле:

V= π H/24;

где V1 – объем обоих конусов, м3, Н - высота насыпи в сечении по обрезу фундамента, м, b – ширина полотна, м, b1 – ширина устоя, м, m – показатель откоса

земляного полотна и конусов,

Рис. 3.15. Линейное земляное сооружение с Рис.3.16. Откосы земляного полотна

Криволинейной осью у мостовых конусов.

При разной крутизне откоса земляного полотна и откоса конуса (рис. 3.16)

– по формуле: V 1 = π H/6 · [ 3(b- b1)/2 · (x- α) +1,5·(b- b1)/2 · nH +1,5(x- α)·mH+ mnH ² ;

где n – показатель откоса конуса, x – полная величина захода земляного полот-

на на устой на уровне бровки, м, α - величина захода прямолинейной части

земляного полотна, м .