1.2 Определение объемов земляных работ

1.2.1 Расчет размеров выемок

Технологическое проектирование производства земляных работ начинаем с определения линейных размеров в плане и разрезе необходимого земляного сооружения - котлована или траншеи.

Котлован под фундамент разрабатываем в том случае, если размеры подошвы фундаментов велики, а ширина пролетов более 18 м, т.е. целесообразна сплошная разработка грунта.

Если размеры пролетов более 18 м, то с целью сокращения объемов земляных работ целесообразно разрабатывать траншеи под фундамент.

Котлованы и траншеи разрабатывают с вертикальными или наклонными стенками (откосами), с креплением или без них.

Котлован и траншеи с вертикальными стенками устраивают в грунтах естественной влажности с ненарушенной структурой при отсутствии грунтовых вод и глубине в пределах 1…2 м.

Котлованы и траншеи с откосами разрабатывают при глубине, превышающей допустимые пределы возведения их с вертикальными стенками [1, 2] и когда устройство креплений экономически нецелесообразно. Крутизну откосов принимаем по таблице 1 приложения А.

Линейные размеры котлована устанавливают по сетке колонн и габаритам здания в плане с учетом заданной схемы расположения, глубины заложения и размеров фундаментов под несущие конструкции.

На рисунке 1.2 приведен пример и исходные данные к расчету размеров котлована одноэтажного двухпролетного унифицированного здания для условий, когда предусмотрена сплошная выемка грунта. Ширина здания в плане по крайним продольным разбивочным осям будет равна сумме ширины пролетов В, а длина здания по крайним поперечным осям – А.

Основные размеры фундамента: площадь у основания S_ф, высота Н_ф, с₁– размер фундамента у основания по поперечной оси, м; с₂– размер фундамента у основания по продольной разбивочной оси, м; Н_ф- общая высота фундамента, м;

Введем обозначения размеров котлована, м:

b- ширина котлована по низу;

a- длина котлована по низу;

b₁ - ширина котлована по верху;

a₁ - длина котлована по верху;

H– глубина котлована.

При сплошной выемке грунта ширина котлована по низу определяется по формуле:

b=B+ с₁+2x,(1.1)

где х– минимальное расстояние от нижней кромки котлована до нижней грани фундамента, необходимое по условиям организации рабочего места при строительных работах и установке опалубки. Принимают 0,5…0,7 м по СНиП [1, п.3.1].

1 - план расположения фундаментов; 2 - продольный разрез котлована; 3 - перечный разрез котлована; 4 - привязка фундаментов к крайней продольной разбивочной оси; 5 - привязка фундамента к крайней поперечной разбивочной оси

Рисунок 1.2 - Расположение фундаментов

Длину котлована по низу рассчитывают по формуле

a=A+ с₂+2x-2e,(1.2)

где е =0,5 м– расстояние от крайней поперечной разбивочной оси здания до оси фундамента (по условиям привязки).

Глубина котлована (может быть принята по середине котлована)

Н=Н_ф+d,(1.3)

где d– превышение (понижение) уровня верха котлована над верхом фундамента, м. Зависит от архитектурно-конструктивного решения подземной части здания.

Ширина котлована по верху

b₁ =b+2mH,(1.4)

где m– показатель выноса откоса, зависящий от характеристики грунта и глубины котлована [1; 2, табл. 4].

Длина котлована по верху

а₁ =а+2mH.(1.5)

В практике, чтобы не нарушать естественной плотности грунта у основания фундамента, разработка котлована на всю глубину экскаватором, как правило, не допускается. Величина допустимого недобора грунта в основании дается в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Допустимые недоборы грунта в основании при разработке котлованов одноковшовыми экскаваторами

Рабочее оборудование экскаватора	Вместимость ковша экскаватора, м3
	0,25..0,4		0,5..0,65		0,8..1,25		1,5..2,5		3..5
	Недобор грунта, см
Лопата прямая обратная драглайн	5 10 15	10 15 20		10 20 25		15 - 30		20 - 30