3.Определение объёмов земляных работ

1. При разработке траншеи.

Определяем ширину траншеи по дну:

- при разработке траншеи с откосами (как правило, в загородной зоне) по выражению:

b_тр⁰ = n_т* D_н + с(n_т-1) + 2*f, м (1.3)

b_тр⁰ = 2∙0,62 + 2∙(2-1) + 0,5 = 3,74 м

где: n_т - количество параллельно прокладываемых ниток трубопровода;

с - расстояние в свету между нитками трубопровода, м, f-расстояние между стен- кой трубы и подошвой откоса (принимается по 2*f = 0,5м при укладке отдельными трубами, причем величина f принимается по [3]. п.4,2, п4.3 или [4], п.8.51, табл.35)

- при разработке траншеи с вертикальными стенками (в городской черте) определяем по формуле:

b⁰_тр = n_т∙D_н + с(n_т - l) + 2∙d + b_кр, м (2.3)

b⁰_тр = 2∙0,62 + 2∙(2-1) + 2∙0.5 + 0,2 = 4.44 м

где: d – запас между стенкой траншеи (либо крепления) и трубой (принимаем по табл.2)[1], м; b_кр – двойная толщина крепления (принимаем по табл.3)[1].

f=0,25м

f=0,25 м

D_n C D_n

α =45°

1:1

b^o_тр

Рис.3.1. Схема поперечного сечения траншеи с откосами.

b_кр/2

b_кр/2

d D_n C D_n d

b^b_тр

Рис.3.2. Схема поперечного сечения траншеи с вертикальными стенками.

Определяем объемы участков траншеи меду пикетами для участков трассы, в пределах которых поверхность земли меняется по одному закону, а красная линия не имеет изломов:

 для участков траншеи с откосами (рис.3.3) по формуле Мурзо:

(3.3)

L_ij

h_ср

Рис. 3.3. Схемы к определению объемов земляных работ для участка траншеи с откосами.

где: L_ij – длина участков траншеи между пикетами i, j, м;

h_i, h_j – рабочие отметки на границах участка i-j, м;

F_o – площадь среднего сечения, м².

F_o^o = (b_трº + m · h_ср) · h_ср, м² (4.3)

h_ср = [(h_i + h_j) / 2] – 0,15 , м (5.3)

где: m – коэффициент откоса для временных выемок, принимаемый по табл.4. [6], m = 1.

0,15 — недобор для экскаватора драглайн и обратная лопата, м.

На участке 0-1: h_ср0-1 = [(2,8+2,75) / 2]- 0,15 = 2,63 м;

F_oº = (3,74 + 1·2,63)·2,63 = 16,75 м²;

V_0-1⁰ = 75·(16,75 + 1·(2,8 – 2,75) ² / 12 ) = 1256,27 м³

На участке 1-2: h_ср1-2 = [(2,75+2,69) / 2]- 0,15 = 2,57 м;

F_oº = (3,74 + 1·2,57)·2,57 = 16,22 м²;

V_1-2⁰ = 75·(16,22 + 1·(2,75 – 2,69) ² / 12 ) = 1216,52 м³

На участке 2-3: h_ср2-3 = [(2,69+2,64) / 2]- 0,15 = 2,52 м;

F_oº = (3,74 + 1·2,52)·2,52 = 15,78 м²;

V_2-3⁰ = 75·(15,78 + 1·(2,69 – 2,64) ² / 12 ) = 1183,52 м³

На участке 3-4: h_ср3-4 = [(2,64+2,58) / 2]- 0,15 = 2,46 м;

F_oº = (3,74 + 1·2,46)·2,46 = 15,25 м²;

V_3-4⁰ = 75·(15,25 + 1·(2,64 – 2,58) ² / 12 ) = 1143,77 м³

h_ср4-4′ = [(2,54+2,58) / 2] - 0,15 = 2,41 м;

F_oº = (3,74 + 1·2,41)·2,41 = 14,82 м²;

V_4-4′⁰ = 54·(14,82 + 1·(2,54 – 2,58) ² / 12 ) = 800,29 м³

h_ср4′-5 = [(2,54+2,54) / 2]- 0,15 = 2,39 м;

F_oº = (3,74 + 1·2,39)·2,39 = 14,65 м²;

V_4′-5⁰ = 21·(14,65 + 1·(2,54 – 2,54) ² / 12 ) = 307,65 м³

h_ср5-6 = [(2,54+2,54) / 2] - 0,15 = 2,39 м; F_oº = (3,74 + 1·2,39)·2,39 = 14,65 м²;

V_5-6⁰ = 75·(14,65 + 1·(2,54 – 2,54) ² / 12 ) = 1098,75 м³

h_ср6-7 = [(2,54+2,54) / 2] - 0,15 = 2,39 м; F_oº = (3,74 + 1·2,39)·2,39 = 14,65 м²;

V_6-7⁰ = 75·(14,65 + 1·(2,54 – 2,54) ² / 12 ) = 1098,75 м³

h_ср7-8 = [(2,54+2,54) / 2] - 0,15 = 2,39 м; F_oº = (3,74 + 1·2,39)·2,39 = 14,65 м²;

V_7-8⁰ = 75·(14,65 + 1·(2,54 – 2,54) ² / 12 ) = 1098,75 м³

h_ср8-9 = [(2,54+2,55) / 2] - 0,15 = 2,40 м; F_oº = (3,74 + 1·2,40)·2,40 = 14,74 м²;

V_8-9⁰ = 75·(14,74 + 1·(2,55 – 2,54) ² / 12 ) = 1105,50 м³

h_ср9-10 = [(2,55+2,55) / 2] - 0,15 = 2,40 м; F_oº = (3,74 + 1·2,40)·2,40 = 14,74 м²;

V_9-10⁰ = 75·(14,74 + 1·(2,55 – 2,55) ² / 12 ) = 1105,5 м³

h_ср10-11 = [(2,55+2,55) / 2] - 0,15 = 2,40 м; F_oº = (3,74 + 1·2,40)·2,40 = 14,74 м²;

V_10-11⁰ = 75·(14,74 + 1·(2,55 – 2,55) ² / 12 ) = 1105,5 м³

h_ср11-12 = [(2,55+2,55) / 2] - 0,15 = 2,40 м; F_oº = (3,74 + 1·2,40)·2,40 = 14,74 м²;

V_11-12⁰ = 75·(14,74 + 1·(2,55 – 2,55) ² / 12 ) = 1105,5 м³

h_ср12-12′ = [(2,55+2,55) / 2] - 0,15 = 2,40 м; F_oº = (3,74 + 1·2,40)·2,40 = 14,74 м²;

V_12-12′⁰ = 21·(14,74 + 1·(2,55 – 2,55) ² / 12 ) = 309,54 м³

h_ср12′-13 = [(2,55+2,49) / 2] - 0,15 = 2,37 м; F_oº = (3,74 + 1·2,37)·2,37 = 14,48 м²;

V_9-10⁰ = 54·(14,48 + 1·(2,55 – 2,49) ² / 12 ) = 781,94 м³

h_ср13-14 = [(2,42+2,49) / 2] - 0,15 = 2,31 м; F_oº = (3,74 + 1·2,31)·2,31 = 13,98 м²;

V_13-14⁰ = 75·(13,98 + 1·(2,49 – 2,42) ² / 12 ) = 1048,53 м³

h_ср14-15 = [(2,42+2,34) / 2] - 0,15 = 2,23 м; F_oº = (3,74 + 1·2,23)·2,23 = 13,31 м²;

V_14-15⁰ = 75·(13,31 + 1·(2,42 – 2,34) ² / 12 ) = 998,29 м³

h_ср15-16 = [(2,34+2,27) / 2] - 0,15 = 2,16 м; F_oº = (3,74 + 1·2,16)·2,16 = 12,74 м²;

V_15-16⁰ = 75·(12,74 + 1·(2,34 – 2,27) ² / 12 ) = 955,53 м³

h_ср16-17 = [(2,27+2,19) / 2] - 0,15 = 2,08 м; F_oº = (3,74 + 1·2,08)·2,08 = 12,11 м²;

V_16-17⁰ = 75·(12,11 + 1·(2,27 – 2,19) ² / 12 ) = 908,29 м³

h_ср17-17′ = [(2,19 +2,17) / 2] - 0,15 = 2,03 м; F_oº = (3,74 + 1·2,03)·2,03 = 11,71 м²;

V_17-17′⁰ = 25·(11,71 + 1·(2,19 – 2,17) ² / 12 ) = 292,75 м³

- для участков траншеи с вертикальными стенками:

V_ij^в = L_ij ∙ (F_i + F_j) / 2 = L_ij ∙ b_тр^в ∙(h_i + h_j) / 2 , м³ (6.3)

L_ij

h_i

h_j

h_i

b_тр ^b

F_i

Рис.3.4. Схемы к определению объемов земляных работ для участка траншеи с вертикальными стенами.

V_17′-18^b = ([ (2,17 + 2,12) / 2] - 0,15) · 4,44 · 50 = 442,89 м³;

V_18-19^b = ([ (2,12 + 2,04) / 2] - 0,15) · 4,44 · 75 = 642,69 м³;

V_19-20^b = ([ (2,04 + 1,96) / 2] - 0,15) · 4,44 · 75 = 616,05 м³;

V_20-21^b = ([ (1,96 + 1,89) / 2] - 0,15) · 4,44 · 70 = 551,67 м³;

V_21-22^b = ([ (1,89 + 1,82) / 2] - 0,15) · 4,44 · 65 = 492,06 м³;

V_22-22′^b = ([ (1,82 + 1,80) / 2] - 0,15) · 4,44 · 23 = 169,52 м³;

V_22′-23^b = ([ (1,80 + 2,32) / 2] - 0,15) · 4,44 · 42 = 356,18 м³;

Общий объем участков траншей : ∑V_тр = 24403,2 м³.

2) При разработке котлованов под колодцы.

а) Устанавливаем размеры котлована понизу:

 для котлованов с откосами по [5], [8]:

b_kº = b + 0,6 м; (7,3)

a_kº = a + 0,6 м; (8,3)

где: a, b –диаметр плиты днища, м;

b_kº - ширина котлована понизу, м;

a_kº - длина котлована понизу, м.

b_kº = 4,8 + 0,6 = 5,4 м;

a_kº = 2,8 + 0,6 = 3,4 м.

 для котлованов с вертикальными стенками по [5], длина ak^b и ширина bk^b определяются:

a_k^b = а + 1,4 + b_кр м; (9,3)

b_k^b = b + 1,4 + b_кр м. (10,3)

a_k^b = 2,8 + 1,4 + 0,2 = 4,4 м;

b_k^b = 4,8 + 1,4 + 0,2 = 6,4 м.

б) Определяем объемы выступающих за траншею частей котлована:

 для котлованов с откосами :

V_tiº = (a_kº + m · h_i) · ( b_kº - b_трº) h_i, м³ (11.3)

где: h_i – рабочая отметка в i-ом колодце, м

V_t1º = (3,4 + 1 · 2,75) · ( 5,4 – 3,74) · 2,75 = 28,07 м³;

V_t2º = (3,4 + 1 · 2,69) · ( 5,4 – 3,74) · 2,69 = 27,19 м³;

V_t3º = (3,4 + 1 · 2,64) · ( 5,4 – 3,74) · 2,64 = 26,47 м³;

V_t4º = (3,4 + 1 · 2,58) · ( 5,4 – 3,74) · 2,58 = 25,61 м³;

V_t5º = (3,4 + 1 · 2,54) · ( 5,4 – 3,74) · 2,54 = 25,05 м³;

V_t6º = (3,4 + 1 · 2,54) · ( 5,4 – 3,74) · 2,54 = 25,05 м³;

V_t7º = (3,4 + 1 · 2,54) · ( 5,4 – 3,74) · 2,54 = 25,05 м³;

V_t8º = (3,4 + 1 · 2,54) · ( 5,4 – 3,74) · 2,54 = 25,05 м³;

V_t9º = (3,4 + 1 · 2,55) · ( 5,4 – 3,74) · 2,55 = 25,19 м³;

V_t10º = (3,4 + 1 · 2,55) · ( 5,4 – 3,74) · 2,55 = 25,19 м³;

V_t11º = (3,4 + 1 · 2,55) · ( 5,4 – 3,74) · 2,55 = 25,19 м³;

V_t12º = (3,4 + 1 · 2,55) · ( 5,4 – 3,74) · 2,55 = 25,19 м³;

V_t13º = (3,4 + 1 · 2,49) · ( 5,4 – 3,74) · 2,49 = 24,35 м³;

V_t14º = (3,4 + 1 · 2,42) · ( 5,4 – 3,74) · 2,42 = 23,38 м³;

V_t15º = (3,4 + 1 · 2,34) · ( 5,4 – 3,74) · 2,34 = 22,30 м³;

V_t16º = (3,4 + 1 · 2,27) · ( 5,4 – 3,74) · 2,27 = 21,37 м³;

V_t17º = (3,4 + 1 · 2,19) · ( 5,4 – 3,74) · 2,19 = 20,32 м³;

 для котлованов с вертикальными стенками :

V_ti^b = (b_k^b – b_тр^b) · a_k^b · h_i , м³. (12.3)

V_t18^b = (6,40 – 4,44) · 4,40 · 2,12 = 18,28 м³;

V_t19^b = (6,40 – 4,44) · 4,40 · 2,04 = 17,59 м³;

V_t20^b = (6,40 – 4,44) · 4,40 · 1,96 = 16,90 м³;

V_t21^b = (6,40 – 4,44) · 4,40 · 1,89 = 16,30 м³;

V_t22^b = (6,40 – 4,44) · 4,40 · 1,82 = 15,70 м³;

Общий объем выступающих за траншею частей котлована составляет :

∑V_t = 504,79 м³.

3) Определяем дополнительные объемы крайних котлованов:

 для котлованов с откосами :

V_к0º = h_i / 12 [a_kº · b_kº + c · d + (a_kº + c) · (b_kº + d)], м³ (13.3)

где: c и d – размеры котлована поверху, м:

с = a_kº + 2 · m · h_i, м; (14.3)

d = b_kº + 2 · m · h_i, м. (15.3)

с = 3,40 + 2 · 1 · 2,80 = 9,0 м;

d = 5,40 + 2 · 1 · 2,80 = 11,0 м.

V_к0º = 2,80 /12 [3,4 · 5,40 + 9,0 · 11,0 + (3,40 + 9,0) · (5,40 + 11,0)] = 74,83 м³.

 для котлована с вертикальными стенками :

V_кi^b = a_k^b · b_k^b · h_i / 2 , м³ (16.3)

V_к23^b = 4,40 · 6,40 · 2,32 / 2 = 32,67 м³.

Общий объем крайних котлованов составляет: ∑V_к = 74,83 + 32,67 = 107,5 м³.

4) При подчистке дна траншеи.

– для участка траншеи с откосами:

V_пº = (h_нед · m + b_трº) · L_o · h_нед , м³ (17.3)

где: h_нед - величина недобора, которую принимаем па табл.5 [6], м;

L_o – длина участка траншеи с откосами, м.

При подчистке дна траншеи воспользуемся одноковшовыми экскаваторами с ра-бочим оборудованием: обратная лопата и драглайн (h_нед = 0,15 м).

b_тр = 2 ∙ s = 2 ∙ (D_н + 0,4) = 2 ∙ (0,62 + 0,4) = 2,04 м;

V_пº = (0,15 ·1 + 2,04) · 1300 · 0,15 = 427,05 м³.

– для участка траншеи с вертикальными стенками:

V_п^b = b_тр^b · h_нед · L_а , м³ (18.3)

где: L_а – длина участка траншеи с вертикальными стенками, м.

V_п^b = 2,04 · 0,15 · 400 = 122,40 м³.

Общий объем подчистки дна траншеи составляет: ∑V_п = 549,45 м³.

5) При разработке приямков под стыки трубопровода.

Объем приямков равен:

V_пр = l_пр · b_пр · h_пр ∙ (N - Z), м³ (19.3)

где: l_пр – длина приямка, м;

b_пр – ширина приямка, м;

h_пр – глубина приямка, м;

N – количество труб, шт.

Z – количество колодцев, шт.

Размеры приямков принимаем по табл.6 [6], следовательно, объем равен:

V_пр = 1 · [(0,62 + 0,4) + 0,5] · 0,3 ∙ (676 - 24) · 2 = 297,31 м³.

6) Определение общего объема разрабатываемого грунта:

V_oбщ = V_тр + V_t + V_к + V_п + V_пр , м³ (20.3)

V_oбщ = 24403,2 + 504,79 + 107,5 + 549,45 + 297,31 = 25862,25 м³.

V_oбщ = V_мех + V_руч , м³ (21.3)

V_мех = V_тр + V_t + V_к = 24403,2 + 504,79 + 107,5 =25015,49 м³;

V_руч = V_п + V_пр = 549,45 + 297,31 = 846,76 м³;

V_oбщ = 25015,49 + 846,76 = 25862,25 м³.

6) Определение объема отвозимого грунта.

Объем отвозимого грунта V_отв м³ равен:

V_отв = V_oбщ – V_обр , м³ (22.3)

где: V_обр – объем обратной засыпки, м³.

V_обр = (V_oбщ – V_тр - V_кол) / (1+ К_ор), м³ (23.3)

где: V_тр – объем трубопровода, м³; V_кол – объем колодцев, м³;

К_ор – коэффициент остаточного разрыхления, в долях (см.[3], (прил.2)).

V_тр = 2 ∙  · D_н² /4 · ([L – (Z - 1) · a_кол] · К) , м³. (24.3)

где: a_кол – длина колодца, м;

К – коэффициент, учитывающий увеличение объема за счет раструбов (К = 1,05).

V_тр = 3,14 · (0,62)² / 2 · ([1700 – (24 - 1) · 2,24] · 1,05) = 1045,14 м³.

V_кол = ∑V_рч + ∑V_лч , м³. (25.3)

где: ∑V_рч – суммарный объем рабочей части колодца, м³;

∑V_лч – суммарный объем лазовой части колодца, м³;

V_рч = (a ∙ b ∙ h + a_р ∙ b_р ∙ h_р) ∙ n , м³ (26.3)

где a, b, h – длина, ширина и высота плиты перекрытия, м.

n – кол-во колодцев, шт.

V_рч = (2,80 ∙ 4,80 ∙ 0,15 + 2,24 ∙ 4,50 ∙ 1,80) ∙ 24 = 483,84 м³;

V_лч = ( · D_н² / 4) · h_лч ,м³ (27.3)

где: D_н – наружный диаметр лазовой части колодца, м;

h_лч – высота лазовой части колодца, м.

V_лч1 = (3,14 · 0,84² / 4) · 1,0 = 0,55 м³;

V_лч2 = (3,14 · 0,84² / 4) · 0,95 = 0,53 м³;

V_лч3 = (3,14 · 0,84² / 4) · 0,89 = 0,49 м³;

V_лч4 = (3,14 · 0,84² / 4) · 0,84 = 0,47 м³;

V_лч5 = (3,14 · 0,84² / 4) · 0,78 = 0,43 м³;

V_лч6 = (3,14 · 0,84² / 4) · 0,74 = 0,41 м³;

V_лч7 = (3,14 · 0,84² / 4) · 0,74 = 0,41 м³;

V_лч8 = (3,14 · 0,84² / 4) · 0,74 = 0,41 м³;

V_лч9 = (3,14 · 0,84² / 4) · 0,74 = 0,41 м³;

V_лч10 = (3,14 · 0,84² / 4) · 0,75 = 0,42 м³;

V_лч11 = (3,14 · 0,84² / 4) · 0,75 = 0,42 м³;

V_лч12 = (3,14 · 0,84² / 4) · 0,75 = 0,42 м³;

V_лч13 = (3,14 · 0,84² / 4) · 0,75 = 0,42 м³;

V_лч14 = (3,14 · 0,84² / 4) · 0,69 = 0,38 м³;

V_лч15 = (3,14 · 0,84² / 4) · 0,62 = 0,34 м³;

V_лч16 = (3,14 · 0,84² / 4) · 0,54 = 0,30 м³;

V_лч17 = (3,14 · 0,84² / 4) · 0,47 = 0,26 м³;

V_лч18 = (3,14 · 0,84² / 4) · 0,39 = 0,22 м³;

V_лч19 = (3,14 · 0,84² / 4) · 0,32 = 0,18 м³;

V_лч20 = (3,14 · 0,84² / 4) · 0,24 = 0,13 м³;

V_лч21 = (3,14 · 0,84² / 4) · 0,16 = 0,09 м³;

V_лч22 = (3,14 · 0,84² / 4) · 0,09 = 0,05 м³;

V_лч23 = (3,14 · 0,84² / 4) · 0,02 = 0,01 м³;

V_лч24 = (3,14 · 0,84² / 4) · 0,52 = 0,29 м³;

∑V_лч = 6,38 м³

V_кол = 483,84 + 6,38 = 490,22 м³.

Объем отвозимого грунта и объем обратной засыпки равны:

V_обр = (24403,2 – 1045,14 – 490,22) / (1 + 0,04) = 21988,31 м³;

V_отв = 24403,2 – 21988,31 = 2414,89 м³.