6. Подсчёт объёмов земляных работ.

Определив размеры котлована или траншей, можно подсчитать объём земляных работ с помощью формул различных геометрических фигур.

Принимаем привязку фундаментов – центральной.

При сложной конфигурации земляных сооружений их следует разбить на отдельные простые фигуры и подсчитать их объёмы.

V_котл. = [(S_дна + S_верха)/ 2] × H

Объём прямоугольного в плане котлована (рис.3) можно определить по формуле:

Где: Н – глубина котлована, м; (Н = h_ф).

S_дна – площадь котлована по дну (м²). S_дна= Д_н × Ш_н;

где: Д_н – длина котлована по низу. = Д_{по осям}+(2× d/2) + 2× 0,6

Ш_н – ширина котлована по низу (м). = Ш_{по осям}+(2× d/2) + 2× 0,6

S_верха – площадь котлована по верху (по бровке откосов). S_верха= Д_в × Ш_в;

где: Д_в – длина котлована по верху; Д_в = Д_н + (2× mH)

Ш_в – ширина котлована по верху (м).

Ш_в = Ш_н + (2× mH)

1 - 1

1

Ш_в Ш_в

Н

1 ---Д_в--- 0.6 d/2 d/2 mH

0,6

Рис. 3

Объёмы траншей можно определить по формуле:

V_тр = F×L

Где F – площадь поперечного сечения траншеи, рассчитываемая по формуле

F = (Ш_н + mH)×H

Где Ш_н – ширина траншеи по низу, м;

Н - глубина траншеи, м;

L - длина траншеи, м.

Если для въезда в котлован выполняется въездная траншея- съезд (рис.4), её объём определяется по формуле:

V_въезда= (Н/6) × [3Ш_н + 2mH × (m'- m)/m] × (m'-m)

Где Н – глубина котлована в месте примыкания траншеи, м;

Ш_н – ширина траншеи по дну, принимаемая равной 4,0 – 7,5 м;

m– коэффициент откоса;

m' – уклон траншеи, принимаемый равным 8 – 12 %.

1 - 1

Ш_{н Н 1 : m'}

11

Рис. 4

Примечание: - вычисленный общий объём земляных работ представляет собой

грунт в плотном (естественном) состоянии.

- общий объём грунта включает в себя объём грунта недобора, который разрабатывается малым бульдозером, спец. ковшом-планировщиком или вручную (смотреть в последующих разделах).

7. Проектирование технологии и организации производства работ при разработке котлованов и траншей

7.1 Общие положения.

Организация выполнения земляных работ должна включать в себя прогрессивные методы, максимальную механизацию производственных процессов и минимальные затраты труда в конкретных заданных условиях.

Успешное решение основных вопросов производства работ зависит в основном от правильного выбора ведущей строительной машины и метода производства работ, которые студент должен уметь правильно выбирать с надлежащим технико-экономическим обоснованием. Для этого сравниваются несколько технически целесообразных вариантов решения, а из них выбирается наиболее экономичный.

Основными исходными данными при выборе типов ведущих и основных машин и определения методов производства земляных работ являются:

а) объём земляных работ;

б) размеры выемки (площадь, ширина, глубина);

в) особенности грунтовых условий, наличие грунтовых вод, время года, в течение которого выполняются работы;

г) способы разработки выемок («навымет», с погрузкой в транспортные

средства).

7.2 Выбор типа ведущей землеройной машины

Для разработки грунта с устройством котлованов и траншей обычно применяются следующие строительные машины:

- экскаваторы, оборудованные ковшами: прямая лопата, обратная лопата и драглайн;

- бульдозеры, которые используются как основные так и вспомогательные в комплексе работы с экскаватором.

Общие рекомендации по выбору типа ведущей машины следующие:

а) Экскаватор прямая лопата рекомендуется применять:

- при разработке грунта в транспортные средства;

- при глубине выемки не менее 3^х м;

- при ширине выемки не менее двух максимальных радиусов резания экскаватора;

- в случае наличия уровня грунтовых вод ниже уровня разработки грунта (дна котлована);

- если есть возможность устройства пионерной траншеи с необходимой величиной уклона.

б) Экскаватор обратная лопата рекомендуется для разработки узких траншей и небольших котлованов «навымет» и с погрузкой в транспортные средства.

Он способен разрабатывать грунт в мокрых забоях. Так как экскаватор – обратная лопата имеет небольшую высоту и радиус разгрузки, следует проверить возможность укладки грунта в отвал за один проход экскаватора. Если за один проход грунт в отвал уложить нельзя, то следует делать две проходки. При этом отвал грунта после первой проходки экскаватора сдвигается бульдозером на нужное расстояние, соблюдая правила техники безопасности (бульдозер и экскаватор работают на безопасном расстоянии друг от друга).

Недостатками обратной лопаты являются:

- ограниченная глубина копания;

- в случае разработки «навымет» расположение отвала грунта недалеко от забоя;

в) Экскаватор, оборудованный драглайном, применяется для разработки выемок. Особенно эффективно драглайн работает «навымет»;

Ёмкость ковша экскаватора выбирается согласно приложения-4.

Если при разработке грунта «навымет» обратной лопатой отвал грунта мешает производить дальнейшие работы или если разрабатывается большой в плане котлован, то применяется вспомогательная машина – бульдозер, который выполняет перемещение отвала грунта на требуемое место.

Грунт разгружается в отвал в количестве необходимом для обратной засыпки или отвозится с площадки автосамосвалами на заданное расстояние, если это обусловлено проектом производства работ. Отвалы грунта располагаются так, чтобы не мешать производству работ нулевого цикла в пролётах строящегося здания.

Для недопущения нарушения естественной структуры грунта в основании фундаментов в случае его разработки экскаваторами следует делать недобор грунта по глубине котлована (траншеи) согласно СНиП (тобл.2).

Таблица 2

Рабочее оборудова- ние экскаватора	Недоборы грунта в основании фундаментов (см), при работе одноковшовых экскаваторов, с ёмкостью ковша = М3
	0,24 – 0,4	0,5 – 0,65	0,8 – 1,25	1,5 – 2,5	3 - 5
Прямая лопата	10	10	10	15	20
Обратная лопата	10	15	20	-	-
Драглайн	15	20	25	30	30

Из этого недобора грунта последние 10 см в площади основания фундаментов (под подошвой фундаментов) следует разрабатывать только вручную.

Сверх этого, слой недоработанного грунта следует разрабатывать малым бульдозером (если это возможно) или экскаватором со специальным планировочным ковшом.

7.3 Подсчёт объёма недобора грунта после разработки

грунта экскаватором.

Недобор грунта определяется по формуле

V_{недобора}= h_нед × S_{котл.(транш.) по низу}

Где h_нед – высота недобора, м (см. табл.2);

S_{котл.(транш.) по низу} – площадь котлована (траншеи) по низу, м².

7.4 Определение способа ликвидации недобора грунта

Зачистку недоборов в котловане (траншее) рекомендуется следующими методами:

- только вручную: в отдельных котлованах под отдельные фундаменты;

V_{нед.ручн.}= h_нед × S_{котл. по низу}

- бульдозером + вручную; В общих котлованах или в траншее.

- вручную;

V_{недор..бульд.} =2S_{осн.ф-тов} ×(h_нед.- 0,1м)

при этом:

Где S_{осн.ф-тов} – площадь основания подошвы фундаментов.

V_{недор.ручн.} =2S_{осн.ф-тов} × 0,1 м.

- объём недобора грунта, дорабатываемого вручную, подсчитывается по формуле:

7.5 Подсчёт объёма работ по обратной засыпке пазух

котлованов

Для выполнения работ по обратной засыпке пазух котлованов применяются строительные машины: - экскаватор «обратная лопата» (для засыпки грунта);

- бульдозер (для засыпки грунта);

- грунтоуплотняющая машина (виброкаток самоходный);

- ручные вибротрамбовки (электро, дизельные или пневматические).

Производительность по виброкатку: - часовая = 35,0 м³/час.

- сменная = 280 м³/час.

--- « --- по трамбовкам: - часовая = 14,8 м³/час.

- сменная = 118,4 м³/час.

--- « --- по бульдозеру: : - часовая = 41,3 м³/час.

- сменная = 330,4 м³/час.

V_{обр.засыпки}= [ V_к.(тр) + V_въезда – V_ф - V_{недоработки}]/ К _{ост. разрыхл.}

Где V _{котл.(транш.)} – объём котлована (траншеи), м³;

V_въёзда - объём въезда в котлован, м³;

V_ф - объём фундаментов, м³;

К _{ост. разрыхл.} - коэффициент остаточного разрыхления грунта, который зависит о вида грунта и принимается для:

* песка – 1,02; * супеси – 1,03;

* суглинка – 1,04; * глины – 1,06.

Объём фундаментов V_ф подсчитывается согласно их размеров и общего количества по зданию.

Грунт, предназначенный для обратной засыпки, располагается на стройпрощадке.

Лишний грунт вывозится со стройплощадки, объём которого (V_вывоза)подсчитывается по формуле:

V _вывоза = V_{котл.(траншеи)}+ V_въезда – V_{обр.зас.}- V_недор.

Результаты подсчётов заносят в таблицу по форме (табл.3).

Таблица 3

Способ разработки грунта	Объём, м3
Экскаватором с погрузкой в транспорт.
Экскаватором навымет.
Бульдозером.
Вручную.

8. Разработка технологических схем производства земляных