2.1.2. Определение объемов работ при разработке котлована

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.

В связи с устройством свайного фундамента из забивных свай с монолитным ростверком и наличием в здании подвала, а, также учитывая схему расположения свай, данный вид выемок целесообразнее разрабатывать котлованом.

Определение размеров котлована будем выполнять по указаниям СНиП 3.02.01 - 87 «Земляные сооружения, основания и фундаменты»./9/

Используя следующие схемы (рис 3, рис 4, рис 5) определим размеры котлована.

рис 3. Схема фундамента.

рис. 4 Схема поперечного разреза фундамента (разрез 1-1).

Рис. 5 Определение размеров котлована

Так как здание запроектировано с подвалом то требуется необходимость в отрывании траншей для ленточного фундамента стен подвала. Требуется назначить глубину копания котлована экскаватором ниже проектной отметки основания пола подвала.

Величина понижения отметки котлована X определяется по формуле:

(1.4)

где V_тр – объем траншей, подсчитанный по проектным размерам, м³;

F – площадь дна котлована, включающая и площади, занимаемые траншеями, м²;

К_ор – коэффициент остаточного разрыхления грунта, (табл. П.3)

рис. 6. Определение величины понижения отметки дна котлована

Определяем объем траншей V_тр. Размеры траншеи поверху и понизу равны, так как траншея проектируется с вертикальными стенками

Ширина траншеи: в = 2 ·0,6 + 0,6 = 1,8 м

Высота: h = 0,5 м

Длина: а = 3 · (38 + 0,6+ 2 ·0,6) + 6 · (5 - 0,6- 2 ·0,6) =138,6 м

в h=138,6·1,8·0,5=124,74 м³

2. Определяем площадь дна котлована:

м³

Величина понижения отметки дна котлована, с учетом К_ор = 1,06 (табл. П.3)

Определение объёма земляных работ в котловане.

рис. 7 общий вид и разрез 1-1 котлована

После понижения отметки копания котлована изменится глубина котлована Н₀:

; (1.5)

где глубина копания котлована экскаватаром после понижения отметки дна котлована;

проектная отметка дна котлована 1,3 м;

Величина понижения отметки дна котлована.

Размер котлована понизу определяется, учитывая, что расстояние от наружной грани фундамента до нижней бровки откоса должно быть не менее 0,6 м.

Размеры котлована поверху зависят от заложения откосов. Заложение откосов “l” определяется в зависимости от коэффициента откоса “m”. Коэффициент откоса “m” определяется в зависимости от грунта и глубины котлована “Н₀”, (табл. П.1./1/)

; (1.6)

(1.7)

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

(1.8)

где площадь котлована понизу, м² ;

площадь котлована поверху, м² ;

площадь котлована, вычесленная на уровне половины его глубины, м² ;

высота котлована, м² .

Ширина котлована по верху определяется по формуле:

b = d + 2mh; (1.9)

где b – ширина котлована поверху;

d – ширина котлована понизу;

m – коэффициент откоса.

Аналогично определяется длина котлована поверху:

a = c + 2mh, (1.10)

где a – длина котлована поверху;

c – длина котлована понизу.

Площади прямоугольного котлована:

(1.11)

(1.12)

(1.13)

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

Ширина d = 13 + 2 · 0,6 + 2 · 0,6 + 2 · (0,6-0,34) · 0,67 = 15,75 м.

Длина c = 36 + 2 · 0,6 + 2 · 0,6 + 2 · (0,6-0,34) · 0,67 = 38,75 м

Ширина d = = 12,47 м

Длина c = = 40,47 м

2. Определяем размеры котлована поверху по формулам (1.9) и (1.10). Значение крутизны откосов m = 0,25.

Ширина: b = 12,47+ 2 · 0,25 ·2,69 = 13,82 м

Длина: a = 40,47 + 2 · 0,25 ·2,69 = 41,82 м

3. Определяем объем котлована по формуле (1.8)

Найдем объем въездной траншеи по формуле:

(1.14)

где f – ширина въездной траншеи по дну

– коэффициент заложения дна траншеи (ориентировочно принимается от m =7 до m =12)

–глубина котлована в месте примыкания траншеи, м.

m – коэффициент заложения откосов.

Коэффициент заложения дна траншеи при уклоне 10 % m' =7. Коэффициент заложения откосов траншей m=0,67. Движение автомобилей – одностороннее. Глубина котлована – 2,69 м.

Объем грунта для разработки определяется как сумма объемов котлована и въездной траншеи:

Недобор грунта в м² по дну котлована (в летнее время) определяется по площади котлована понизу:

(1.15)

При работе одноковшовым гидравлическим экскаватором с рабочим оборудованием обратная лопата и емкостью ковша 0,4 м³ допустимый недобор грунта составляет 10 см. (табл. П.18/1./)

Определим недобор грунта в м³:

(1.16)

Определение объема обратной засыпки.

Количество грунта для обратной засыпки котлована предварительно разрабатывают в отвал, его количество определяют по формуле:

(1.17)

где – объем лишнего грунта, определяемый по габаритам подземной части здания или инженерного сооружения, м³;

_.=V_рт+V_ст (1.18)

где V_рт – объём ростверка;

V_ст – объём по стенам подвала;

V_рт =14,2·37,2·0,5=264,12 м³;

V_cт =14·37·1,4=725,2 м³;

=264,12+725,2=989,32 м³.

= = м³.

Объем уплотнения грунта в пазухах фундамента равен объему обратной засыпки. Причем, примерно 25-30 % принимается для уплотнения вручную, а остальные 70-75 % - для механизированного уплотнения. Более точно объем уплотнения вручную определяется по геометрическим размерам. При этом учитывается, что расстояние от сооружения должно быть не менее 0.8 м.

Определим объём грунта для уплотнения после обратной засыпки электротрамбовкой с квадратными башмаками: Vа ;

Определим объём грунта для уплотнения грунта грунтоуплотняющей машиной:

(1.19)

=109,26 - 36,42 = 72,84 м³.

Объем песчаной подсыпки (подушки) определяется по формуле 2.10

(1.20)

где -площадь котлована понизу,

-толщина песчаной подушки, равная 0,1 м;

м³;

Вес грунта песчаной подсыпки определяется по формуле:

(1.21)

где -средняя плотность песка (1600 кг/м³)

кг/м³ .