3.3. Проектирование экскаваторного комплекта машин

3.3.1. Определение объемов земляных работ при

разработке котлована и траншеи

Метод подсчета объема земляных работ зависит от расположения временной выемки на строительной площадке. При расположении временной выемки в зоне планировочной выемки разрабатываемый грунт расположен ниже плоскости планировки (рис. 9а).

Рис. 9. Схемы для подсчета объема котлована: 1 – существующая поверхность, 2 – проектируемая плоскость планировки

При расположении временной выемки в зоне планировочной насыпи разрабатываемый грунт расположен ниже существующей поверхности (рис. 9б).

При уклоне площадки менее 0,01 принимается условие, что глубина котлована будет постоянной по всей площади котлована, и объем котлована определяют по формуле

(28)

или

, (29)

где Н – глубина котлована;

F_Н , F_В , F_{СР –} соответственно площади котлована по низу, по верху и на уровне половины его глубины.

Величину заложения откоса ( ) в этом случае рассчитывают по формуле

, (30)

где m – коэффициент заложения откоса (принимается по табл. 36).

Таблица 36

Наибольшие допустимые угол наклона откосов к горизонтали и крутизна откосов котлованов и траншей в грунтах естественной влажности

Наименование грунтов	Глубина выемки, м
	до 1,5 м		до 3 м		до 5м
	a	1:m		1:m	a	1:m
Насыпные Песчаные и гравийные	56	1:0,67	45	1:1	38	1:1,25
влажные (ненасыщенные)	63	1:0,50	45	1:1	45	1:1
Глинистые:
супесь	76	1:0,25	56	1:0,67	50	1:0,85
суглинок	90	1:0	63	1:0,5	53	1:0,75
глина	90	1:0	76	1:0,25	63	1:0,5
Лёссовые сухие	90	1:0	63	1:0,5	63	1:0,5

П р и м е ч а н и я: 1. При глубине выемки свыше 5 м крутизна откосов устанавливается расчетом. 2. Крутизну откосов котлованов и траншей в глинистых грунтах, переувлажненных дождевыми, снеговыми (талыми) и другими водами, следует уменьшать против табличной до крутизны 1:1.

При уклоне площадки более 0,01 объем котлована определяется как сумма частных объемов, на которые предварительно разделяется котлован. В этом случае глубина котлована не будет постоянной по всей площади котлована, а будет изменяться в соответствии с уклоном площадки.

Если для разработки котлована применяется прямая лопата, то необходимо в объеме экскаваторных работ учесть объем въездной траншеи (рис.17), определяемый по формуле

, (31)

где Н – глубина котлована;

b – ширина въездной траншеи по дну, принимаемая равной не менее двум радиусам хвостовой части экскаватора плюс 2м [14,16];

m – коэффициент заложения дна въездной траншеи, зависящий от уклона траншеи ( уклон дна траншеи принимается равным i = 0,1...0,15, а m = 1/ i );

m – коэффициент заложения откосов траншеи (табл. 36).

При разработке котлована эскаватором, оборудованным обратной лопатой или драглайном, въездную траншею устраивают, если планируют въезд в котлован строительных машин. Ширину въездной траншеи по дну принимают равной 3,0…3,5 м (при одностороннем движении) или 7,0…7,5 м ( при двустороннем движении).

Объем траншеи (V_Т) под инженерные сети определяется на основании продольного и поперечного профилей траншеи. На продольном профиле устанавливаются характерные отметки рельефа местности и на основании этих отметок траншея разбивается на составляющие участки. Далее определяется отдельно объем каждого участка траншеи, а общий объем траншеи определяется как сумма всех составляющих участков траншеи. Если траншея расположена в планировочной выемке и ее продольная ось перпендикулярна уклону строительной площадки, то вся длина траншеи рассматривается как один участок. Определение объема участка траншеи начинают с расчета вы­соты поперечных сечений в начале и в конце участка. Далее уста­навливают коэффициенты заложения откоса траншеи (табл. 36) и рассчитывают длину элементарных участков (L₁,L₂...L_i), имеющих одинаковые коэффициенты заложения откоса (рис. 10).

Рис. 10. Схема участка траншеи: h₁ , h₂ , h₃ , h_{4 –} высота сечений элементарных участков, L₁ , L₂ , L_{3 –} длина элементарных участков, m₁ ,m₂ , m_{3 –} коэффициенты заложения откосов траншеи

Если высота траншеи в начале участка меньше 1,5 м и h₃ > 3 м, то длину элементарных участков определяют по формулам

, (32)

, (33)

L₃ = L_{УЧ –} (L₁ + L₂ ), (34)

где h₁ ; h₂ = 1,5; h₃ = 3,0; h_{4 –} см. рис. 10;

i₁ – уклон дна траншеи ( принимается по заданию).

При поперечном уклоне строительной площадки относительно продольной оси траншеи менее 0,1 объем каждого элементарного участка (призма­тоида) определяют по упрощенным формулам

V_ЭЛ.УЧ (завышенный результат) , (35)

или

V_ЭЛ.УЧ = (заниженный результат) , (36)

где F_Н ,F_К , F_{СР –} соответственно площади поперечного сечения в начале, в конце и в середине элементарного участка;

L_i – длина элементарного участка.

Если разность высот поперечных сечений элементарного участка отличается более чем на 0,5 м и длина элементарного участка более 50 м или разность высот более 2 м и длина менее 50 м, то объем элементарного участка определяют по формуле

V_ЭЛ.УЧ = , (37)

где F_СР – площадь поперечного сечения в середине элементарного участка, определяемая по формуле

, (38)

здесь b – ширина траншеи по низу (принимается по заданию);

h_Н , h_К – высота поперечных сечений в начале и в конце элементарного участка;

m – коэффициент заложения откоса элементарного участка

5 Уваров В. Ф., Краснюк Л. В.

траншеи.

При поперечном уклоне строительной площадки относительно продольной оси траншеи более 0,1 объем каждого элементарного участка определяется как сумма частных объемов, на которые необходимо предварительно разделить этот участок.

Объем земляных работ при разработке котлована прямой или обратной лопатой определяют по формулам

, (39)

, (40)

где V_{К –} объем котлована;

V_{В.Т –} объем въездной траншеи;

V_{НЕД –} объем недобора грунта (см. раздел 3.3.2.).

Объем экскаваторных работ при разработке траншеи под инженерные сети обратной лопатой или драглайном определяют по формуле

, (41)

где V_{Т –} объем траншеи;

V_{НЕД –} объем недобора грунта (см. раздел 3.3.2.).