3. Определение объемов земляных работ.

1. При разработке траншеи.

Определяем ширину траншеи по дну:

 при разработке траншеи с откосами (как правило, в загородной зоне) по выражению (рис.3.1):

bтрº = nт · Dн + 2f , м (3.1)

где: nт – количество параллельно прокладываемых ниток трубопровода;

f – расстояние между стенкой трубы и подошвой откоса (принимаем по 2f = 0,5 м при укладке отдельными трубами), м; при чем величина f принимается по [4], п.8.51, табл.35;

 при разработке траншеи с вертикальными стенками (часто в городской черте) определяем (рис.3.2) по формуле:

bтр ^b = bкр/2 + 2 · d + Dн + bкр/2, м. (3.2)

f=0,25м

f=0,25 м

0,222 C=3м. 0,222

α =45°

< 1: 1

bтрº = 4м

Рис.3.1. Схема поперечного сечения траншеи с откосами.

bкр/2=0,1м

bкр /2=0,1м

0,822 0,222 3м 0,222 0,822

bтр^b = ^5,3м

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

где: d – запас между стенкой траншеи (либо крепления) и трубой (принимаем по табл.2 [6] d = Dн + 06 = 0,222 + 0,6 = 0,822), м

bкр – двойная толщина крепления (принимаем горизонтальное и вертикальное, сплошное крепление по табл.3 [6], bкр = 0,2).

bтрº = 2 · 0,222 + 3 ·(2 - 1) + 0,5 = 4 м;

bтр^b = 2 · 0,222 + 3 ·(2 - 1) + 2 ·(0,222 + 0,6) + 0,2 = 5,3 м.

Определим объемы участков траншеи между 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)

Lij

hср

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

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

hi, hj – рабочие отметки на границах участка i-j, м;

Fo – площадь среднего сечения, м².

Foº = (bтрº + m · hср) · hср, м² (3.4)

hср = (hi + hj) / 2, м (3.5)

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

На участке 6-5:

Hср6-5 = (2,62 + 2,59) / 2 =2,61 м;

Foº = (4 + 1 · 2,61) · 2,61 = 17,25 м²;

V_6-5⁰= 500 · ( 17,25 + 1 · (2,62 – 2,59) ² / 12 ) = 8625,04 м³

На участке 5-4:

Hср5-4 = (2,57 + 2,59) / 2 = 2,58 м;

Foº = (4 + 1 · 2,58) · 2,58 = 16,98 м² ;

V_5-4⁰= 500 · ( 16,98 + 1 · (2,57 – 2,59) ² / 12 ) = 8490,02 м³

На участке 4-3:

Hср4-3 = (2,57 + 2,54) / 2 = 2,56 м;

Foº = (4 + 1 · 2,56) · 2,56 = 16,79 м² ;

V_4-3⁰= 500 · ( 16,79 + 1 · (2,57 – 2,54) ² / 12 ) = 8395,04 м³

V = 25510,1 м³.

 для траншеи с вертикальными стенками (рис.3.4):

Fi + Fj hi + hj

Vij^b = –––––––– · Lij = ––––––––– · bтрº · Lij, м³ (3.6)

2 2

Lij

hi

hj

hi

bтр ^b = 5,3м

Fi

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

V3-2^b = (2,53 + 2,54) / 2 · 5,3 · 225 = 3022,99 м³;

V2-1^b = (2,52 + 2,53) / 2 · 5,3 · 225 = 3011,06 м³;

V = 6033,15 м³.

Общий объем прямолинейного участка:

V = 25510,1+6033,15 = 31543,25 м³.

2. При разработке котлованов под колодцы.

а) Устанавливаем размеры котлована понизу:

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

bkº = b + 0,6 м; (3.7)

akº = a +06 м; (3.8)

где: a, b –диаметр плиты днища, м;

bkº - ширина котлована понизу, м;

akº - длина котлована понизу, м.

bkº = 4,72 + 0,6 = 5,32 м;

akº = 1,5 + 0,6 = 2,1 м.

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

ak^b = а +1,4 + bкр м; (3.9)

bk^b = b + 1,4 + bкр м. (3.10)

ak^b = 1,5 + 1,4 +0,2 = 3,1 м;

bk^b = 4,72 + 1,4 + 0,2 = 6,32 м.

б) Определяем объемы выступающих за траншею частей котлована:

 для котлованов с откосами (на рис.2.2 колодец 10):

V1iº = (akº + m · hi) · ( bkº - bтрº) hi, м³; (3.11)

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

V16º = (2,1º + 1 · 2,62) · ( 5,32 – 4) · 2,62 =16,32 м³;

V15º = (2,1º + 1 · 2,59) · ( 5,32 – 4) · 2,59 =16,03 м³;

V16º = (2,1º + 1 · 2,57) · ( 5,32 – 4) · 2,57 =15,83 м³;

 для котлованов с вертикальными стенками (на рис.2.2 колодцы 2-9):

V1i^b = (bk^b – bтр^b) · ak^b · hi, м³. (3.12)

V13^b = (6,32 – 5,3) · 3,1 · 2,54 = 8,03 м³;

V12^b = (6,32 – 5,3) · 3,1 · 2,53 = 7,99 м³;

V11^b = (6,32 – 5,3) · 3,1 · 2,52 = 7,97 м³;

Общий объем выступающих за траншею частей котлована составит:

V1 = 72,17 м³.

в) Определяем дополнительные объемы крайних котлованов:

 для котлованов с откосами (на рис.2.2 колодец 11):

V2iº = hi / 12 [akº · bkº + c · d + (akº + c) · (bkº + d)], м³ (3.13)

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

с = akº +2 · m · hi, м; (3.14)

d = bkº + 2 · m · hi, м. (3.15)

с = 2,1 + 2 · 1 · 2,62 = 7,34 м;

d = 5,32 + 2 · 1 · 2,62 = 10,56 м.

V2-11º = 2,62 / 12 [2,1 · 5,32 + 7,34 · 10,56 + (2,1 + 7,34) · (5,32 + 10,56)] = =24,89 м³.

 для котлована с вертикальными стенками (на рис.2.2 колодец 1):

V2i^b = ak^b · bk^b · hi / 2, м³ (3.16)

V2-1^b = 3,1 · 6,32 · 2,52 / 2 = 24,69 м³.

Общий объем крайних котлованов составляет:

V2 = 24,89 + 24,69 = 49,58 м³.

3. При подчистке дна траншеи.

– для участка траншеи с откосами:

Vпº = (h нед · m + bтрº) · Lo · h нед, м³ (3.17)

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

Lo – длина участка траншеи с откосами, м.

При подчистке дна траншеи воспользуемся одноковшовыми экскаваторами с рабочим оборудованием: обратная лопата и драглайн.

 для обратной лопаты:

Vпº = (0,15 · 1 + 5,32 ) · 1500 · 0,15 = 1230,75 м³.

 для драглайна:

Vпº = (0,15 · 1 + 5,32 ) · 1500 · 0,15 = 1242,0 м³.

– для участка траншеи с вертикальными стенками:

Vп^b = bтр^b ·h нед · Lа, м³ (3.18)

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

 для обратной лопаты:

Vп^b = 6,32 · 0,15 · 450 = 426,6 м³.

 для драглайна:

Vп^b = 6,32 · 0,20 · 450 = 568,8 м³.

4. При разработке приямков под стыки трубопровода.

Объем приямков равен:

Vпр = lпр · bпр · hпр (N -Z), м³ (3.19)

где: lпр – длина приямка, м;

bпр – ширина приямка, м;

hпр – глубина приямка, м;

N – количество труб, шт.

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

Vпр = 0,55 · (0,222 + 0,5) · 0,3 (396 - 6) · 2 = 92,92 м³.

5. Определение общего объема разрабатываемого грунта:

Vo = V + V1 + V2 + Vпр, м³. (3.20)

Vo = 31543,25 + 121,75 + 49,58 + 92,92 = 31807,5 м³.

6. Определение объема отвозимого грунта.

Объем отвозимого грунта Vотв, м³ равен:

Vотв = Vo – Vобр, м³ (3.21)

где: Vобр – объем обратной засыпки, м³.

Vобр = (Vo – Vт - Vк) / (1+ Кор), м³ (3.22)

где: Vт – объем трубопровода, м³; Vк – объем колодцев, м³;

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

Vт =  · Dн² / 4 · ([ L – ( Z - 1) · aкол ]· К), м³. (3.23)

где: aкол – наружный диаметр колодца, м;

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

Объем трубопровода:

Vт = 3,14 · (0,222)² / 4 · ([ 1950 – ( 6 - 1) ·1,33]· 1,05) = 78,92 м³.

Объем колодцев:

Vk = ∑Vрч +∑ Vлч +∑Vпп, м³. (3.24)

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

∑Vлч – суммарный объем лазовой части колодца, м³;

∑Vпп – суммарный объем плиты перекрытия колодца, м³.

Vki =  · Dн² / 4 · hp +  · D² / 4 · (hi – (hp + hпп)) + Dн ∙ hпп, м³. (3.25)

где: Dн – наружный диаметр колодца, м;

D – наружный диаметр горловины, м;

hпп – толщина плиты перекрытия, м.

Vk1 = 3,14 · (1,33)² / 4 · 1,782 + 3,14 · (0,84)² / 4 · (2,52 – (1,782 +0,15)) +

+ 1,33 ∙ 0,15 = = 2,99 м³;

Vk2 = 2,47 + 0,55 · (2,53 – 1,932) + 0,2 = 3,0 м³;

Vk3 = 2,47 + 0,55 · (2,54 – 1,932) + 0,2 = 3,0 м³;

Vk4 = 2,47 + 0,55 · (2,57 – 1,932) + 0,2 = 3,02 м ³;

Vk5 = 2,47 + 0,55 · (2,59 – 1,932) + 0,2 = 3,03 м ³;

Vk6 = 2,47 + 0,55 · (2,62 – 1,932) + 0,2 = 3,05 м ³;

Общий объем колодцев: Vk = 18,09 м³

Vобр = (31807,5 – 78,92 · 2 – 18,09 · 2) / (1+ 0,15) = 27827,41 м³;

Vотв = 31807,5 – 27827,41 = 3980,1 м³.