Формула для определения объема котлована с откосами

Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях

Определение объемов земляных работ. Баланс грунтовых масс

Строительство гидротехнических сооружений отличается по сравнению со строительством других промышленных сооружений выполнением больших объемов земляных работ, которые в свою очередь определяют достаточно высокую стоимость и длительные сроки строительства.

Определение объемов работ по сооружениям выполняется как на стадии проектирования, так и в процессе строительства. Казалось бы, процесс подсчета объемов работ по различным сооружением довольно прост и не требует значительной математической подготовки. Однако, как проектировщики-гидротехники, так и строители сталкиваются здесь с различными трудностями. Во-первых, это связано с многообразием архитектурных форм различных сооружений, среди которых довольно часто встречаются криволинейные поверхности нетрадиционной формы. Во-вторых, приходится сталкиваться с различными подходами и методами при определении объёмов земляных работ для различных сооружений. Зачастую, выбор метода расчета может занять у проектировщика достаточно много времени. И, наконец, сама процедура определения объёмов работ достаточно трудоёмкая, требует существенной деталировки объектов и кропотливой их обработки.

Необходимо отметить, что качественное определение объёмов земляных работ, особенно временных, устраиваемых в период выполнения строительно-монтажных работ, является важным элементом технологического проектирования. Достоверность результатов расчета может существенно повлиять на выбор решения о способах производства работ, комплексной механизации и организации земляных работ по различным сооружениям, другими словами — на технико-экономические показатели производства.

Подсчёт объёмов земляных работ должен производиться в соответствии с указаниями нормативных документов (СНиПов) и с учётом классификации грунтов по трудности разработке. Следует отметить, что при расчете объёмов земляных работ объёмы грунтов всегда определяются в плотном теле, т.е. при плотности их естественного залегания. Общий объём работ по сооружениям представляет собой сумму из объемов основных и дополнительных работ.

В состав объемов основных работ включаются все объёмы работ, определяемые конструкцией сооружения и его отдельных частей. В дополнительных — учитываются объёмы работ, без выполнения которых процесс производства основных видов работ становится невозможным (съезды и выезды из котлована, уширения для проезда и разворота транспорта, различные перемычки, подсыпки и т.д.).

Способы определения объемов земляных работ

Выбор способа подсчета объемов земляных работ зависит в основном от вида сооружения, рельефа местности и требуемой точности расчетов.Всё многообразие методов и способов расчёта объемов работ предполагает знание основных плановых размеров сооружений, глубину заложения и крутизну откосов, а также принятые решения о методах выполнения основных производственных процессов.

Существуют различные способы определения объёмов земляных работ — аналитический, графический и графоаналитический (комбинированный).

В случае применения аналитического способа расчёта необходимо знание математических зависимостей по определению объёмов простых геометрических фигур. В том случае, когда форма объекта представляет собой сложное очертание поверхности выемки или насыпи, последние разбивают на ряд более простых геометрических тел, определяют объёмы полученных фигур и затем суммируют их.

При использовании графического способа расчёта объёмов работ необходимо построить различные графические зависимости изменения объёма работ от различных величин проектируемого объекта и на их основании определить соответствующий объём работ.

При графоаналитическом способе определения объёма работ строят графические зависимости изменения площади поперечного сечения объекта от линейных величин и затем обрабатывают их аналитическим способом.

Определение объёмов выемок (котлованов)

Подсчёт объёмов земляных работ по устройству выемок (котлованов, траншей) и насыпей при известных размерах достаточно прост и производится по известным математическим зависимостям.

Размеры котлованов зависят от размеров строящихся зданий и сооружений, глубины их заложения, а также от принятой схемы возведения.

В строительной практике выделяют следующие схемы возведения сооружения:

— схема 1 (кольцевая) — механизмы по транспортировке материалов и возведению сооружения перемещаются вокруг котлована по берме;

— схема 2 — механизмы перемещаются по дну котлована;

— схема 3 — механизмы в процессе основного строительства перемещаются по дну котлована, а заключительные монтажные работы осуществляют снаружи;

— схема 4 (комбинированная) — механизмы, выполняющие монтажные работы передвигаются как снаружи котлована, так и по его дну.

По схеме 1 как правило возводят небольшие сооружения, ширина (диаметр) которых не превышает 15 метров (Всоор 15м). При этом размеры котлована должны обеспечивать проезд механизмов вокруг возводимых сооружений.

По схеме 3 и 4 строят особо крупные сооружения, размеры которых многократно превышают размер в 15 метров (Всоор >> 15м).

В зависимости от размеров возводимого сооружения ширина котлована по дну Вк определяется путём суммирования следующих величин: ширины собственно сооружения, проезда транспортных средств (в случае их перемещения по дну), ширины полосы для размещения водоотливных средств (канав, приямков, иглофильтров и т.д.). Длина котлована по дну LK определяется аналогично.

Значение крутизны откосов котлованов (коэффициент заложения откосов) m зависит от глубины выемки и прочностных свойств грунтов. Предварительно крутизну откосов можно назначить по нижеприведенной таблице:

На рисунке 6.5. представлены схемы для определения объемов земляных работ котлованов различной конфигурации.

Зная размеры котлована понизу Вк и Lk, назначив крутизну откосов m и зная глубину котлована H, определяют размеры котлована поверху Вкв, L и вычисляют объём грунта. При глубине котлована 5 — 8 м устраивают промежуточные бермы шириной 2,5 и более метров в зависимости от условий организации и технологии работ.

Объём котлована прямоугольной формы с откосами определяют по формуле опрокинутой усечённой пирамиды (призматоида):

Котлованы для сооружений, состоящих из цилиндрической и конической частей (радиальные отстойники, метатенки и др.), которые обычно возводятся группами, т.е. по несколько в одном котловане, отрывают в два этапа: вначале устраивают общий прямоугольный котлован с размерами Вк, LR понизу и Вкв, Lra поверху от отметки заложения их цилиндрической частей, а затем делают углубления для конических частей сооружения. Соответственно и объёмы земляных работ определяют в два этапа: вначале рассчитывают объём общего прямоугольного котлована по приведённым выше формулам, а затем объём конических углублений с использованием приведённой формулы усечённого конуса.

При расчётах объёмов земляных работ следует также учитывать объёмы, въездных и выездных (пионерных) траншей, которые определяются по формуле:

Определение объёмов насыпей

Как было отмечено выше, при расчете объёмов земляных работ объёмы грунтов всегда определяются в плотном теле. В связи с этим обстоятельством, при производстве насыпей объём необходимого грунта в плотном теле сооружения V изменяется в зависимости от соотношения плотности грунта в карьере К и плотности грунта в насыпи унас и определяется по формуле

В том случае, если плотность грунта в насыпи превышает значения естественной плотности грунта, то коэффициент разрыхления будет иметь отрицательное значение (явление уплотнения).

Геометрические объёмы насыпей определяют, используя подходы и способы аналогичные при расчётах объёмов работ по выемкам, описанным выше.

Наибольшее распространение имеет графоаналитический способ, который приведен ниже.

1. Вычерчивают продольный профиль и поперечное сечение плотины с учетом

2. Строят графики изменения площади поперечного сечения плотины и, в случае необходимости, её элементов (ядра, боковых призм и т.д.) от высоты плотины w = f(h) (рис. 6.6.б). За высоту плотины принимают расстояние от гребня плотины до ее основания с учетом врезки котлована. Площадь поперечных сечений рассчитывается аналитическим способом в удобной табличной форме.

3. Используя продольный профиль плотины, строят графики зависимости изменения площади поперечного сечения плотины и необходимых элементов от её длины W = f(L) (рис. 6.6.в).

Подобным образом можно определить при необходимости объёмы работ по любым другим элементам насыпи или выемки, в том числе и объём снятия растительного слоя или объём обратной засыпки. Однако последние ввиду их малых величин по отношению к общему объёму плотины и малой графической точности целесообразнее определять аналитическим путём в табличной форме.

Расчет объема котлована с откосами

Как выполняется расчет объема грунта котлована?

Наша компания ООО «ГеоГИС» качественно и точно производит расчет объема грунта котлована в м3. Услуга действительно заслуживает внимательного и ответственного отношения, так как выемка грунта и так называемые работы «нулевого цикла» являются весьма затратным пунктом в смете. Этот дорогостоящий процесс должен быть тщательно просчитан и организован – так можно избежать перерасхода средств.

Наши опытные специалисты оперативно произведут необходимые вычисления и предоставят заказчику точную информацию о том, сколько грунта должно быть выбрано, перевезено либо распределено по территории. Это позволит инвестору контролировать процесс реализации земляных работ подрядчиками. А чтобы гарантировать качественный расчет объема грунта котлована, мы используем самое современное оборудования для выполнения исследований, передовые технологии и инновационное компьютерное обеспечение.

Расчет объема котлована с откосами в Москве: выбор метода для определения объемов

Чтобы получить достоверные данные, наши квалифицированные инженеры-геодезисты непременно учитывают вид почвы, ее удельный вес и другие важные показатели, позволяющие правильно определить оптимальный способ расчета. Определить метод и подходящую расчетную формулу для конкретного вида земляных работ, позволяет наличие информации о:

• рельефе местности;
• объеме работ;
• площади сооружения;
• использованные методы при осуществлении работ.

Кроме того, при выборе метода, с помощью которого будет произведен расчет объема котлована с откосами определенной крутизны, нашими специалистами обязательно учитываются требования клиента, указанные в индивидуальном техническом задании.

Как осуществляется расчет объема котлована?

При разработке земляного сооружения, оно может быть представлено, как стандартное геометрическое тело. Заказчики полагают, что это позволяет выполнить расчет объема котлована с откосами для обеспечения устойчивости сооружения по простым геометрическим формулам. Но как уверяют наши квалифицированные специалисты, на самом деле расчет объема котлована имеет свои особенности, — в первую очередь нужно иметь данные о точном размере объекта.

На сегодня, профессиональный расчет объема котлована выполняется нашими штатными специалистами с обязательным определением объемов разных геометрических фигур, чем определяется форма определенных сооружений. Заказчик обязательно получает полную информацию об ограничении объема грунта плоскостями. Это объясняет то, что отдельные неровности существующей земельной поверхности не оказывают никакого влияния на окончательный расчетный объем.

Важно! Расчет объема земляных работ для котлована осуществляется специалистами компании ООО «ГеоГИС» в Москве с учетом обязательного запаса при производстве выемки. Это необходимо для удобства закладки нижнего конструктивного элемента. Ведь любой котлован всегда выполняется шире на 500-900 мм по периметру от внешней границы предполагаемого фундамента. Это обеспечит устойчивость сооружения, и оно не будет менять форму и первоначальные размеры в процессе эксплуатации.

Почему стоит заказать расчет объема земляных работ для котлована в Москве у нас?

Мы много лет предоставляем геодезические услуги любой сложности в Москве и Подмосковье. Собственный парк оборудования, аттестованная лаборатория и штат квалифицированных специалистов позволяет нам гарантировать качественное выполнение комплексных работ, включая расчет объема земляных работ для котлована в Москве в максимально сжатые сроки.

Чтобы предварительно узнать стоимость расчета объема земляных масс при разработке котлована или другого земляного сооружения, вам следует связаться с менеджерами нашей компании.

Определение объемов земляных работ

Объемы разрабатываемого грунта измеряют кубическими метрами плотного тела. Для некоторых процессов (уплотнение поверхности, планировка и т.д.) объемы могут измеряться квадратными метрами поверхности. Подсчет объемов разрабатываемого грунта сводится к определению объемов различных геометрических фигур. При этом допускается, что объем грунта ограничен плоскостями, отдельные неровности не влияют значительно на точность расчета.

Объемы разрабатываемого грунта измеряют кубическими метрами плотного тела. Для некоторых процессов (уплотнение поверхности, планировка и т.д.) объемы могут измеряться квадратными метрами поверхности.

В промышленном и гражданском строительстве приходится в основном рассчитывать объемы котлованов, траншей, выемок и насыпей при вертикальной планировке площадок.

объем котлована (рис.1, а)

V = H / 6 [(2a + a1)b + (2a1 + a)b1]

Н — глубина котлована; a, b — длины сторон котлована у основания; а1, b1 — длины сторон котлована поверху (а1 = а + 2Нт; b1 = b + 2Нт); т — коэффициент откоса.

Рис.1. Схемы определения объемов земляных работ

а, в — геометрические схемы определения объема соответственно котлована и траншеи; б- разрез котлована; г — план площадки с откосами (с линией нулевых работ и схематическим представлением геометрических фигур для определения объемов разрабатываемого грунта); С — сооружение; О — обратная засыпка.

Для определения объема обратной засыпки пазух котлована, когда объем его известен, нужно из объема котлована вычесть объем подземной части сооружения (рис.1, б):

Таблица 1 РАСЧЕТНАЯ МАКСИМАЛЬНО ДОПУСТИМАЯ КРУТИЗНА ОТКОСОВ

При глубине выемки, м

Тяжелый суглинок, глина

Наибольшая допустимая крутизна откосов траншей и котлованов

Виды грунтов и их состояние

Глубина выемки, м

Песчаный и гравийный влажный (ненасыщенный) I

Лессовидный сухой I

При расчётах объёмов земляных работ следует также учитывать объёмы въездных и выездных траншеё: где Н — глубина котлована в местах устройства траншей, м; b — ширина их понизу, принимаемая равной при одностороннем движении 4,5 м и при двухстороннем — 6 м; m — коэффициент откоса (уклона) въездной или выездной траншеи (от 1: 10 до 1 : 15). Общий объём котлована с учётом въездных и выездных траншей: Vобщ = Vк + nVв.тр., где Vк — объём собственно котлована, м3; n — количество въездных и выездных траншей; Vв.тр. — их объём, м3. Из общего объёма котлована следует выделить объём работ по срезке растительного слоя, которую обычно производят бульдозером или скрепером, а также объём работ по срезке недобора, который оставляют у дна котлована, разрабатываемого экскаватором, чтобы не нарушить целостность и прочность грунта у основания, на которое опирается сооружение. Объём срезки растительного слоя можно определить по формуле: Vс = Vск + Vср, где Vск — объём срезки грунта в пределах котлована, м3; Vср — то же, в пределах рабочей зоны, м3. Vск = BквLквtс, где Bкв, Lкв — ширина и длина котлована поверху, м; tс — толщина срезаемого слоя, принимаемая равной 0,15-0,20 м. Vср = B*l, где B — ширина рабочей зоны на берме котлована, необходимая для складирования материалов, конструкций и движения строительных машин, принимаемая равной 15-20 м; l — протяженность рабочей зоны, м. Объём работ по зачистке недобора по дну котлована равен: Vз.к = BкLкhн, где Bк, Lк — ширина и длина котлована понизу, м; hн — толщина недобора, м. Толщина недобора при отрывке котлованов одноковшовыми экскаваторами определяют в зависимости от вида рабочего оборудования экскаватора и вместимости его ковша по табл. 2.

Таблица 2. ДОПУСТИМЫЕ НЕДОБОРЫ ГРУНТА ПО ДНУ КОТЛОВАНОВ И ТРАНШЕЙ

Рабочее оборудование экскаватора

Допустимые недоборы грунта (hн), см при отрывке одноковшовым экскаватором с ёмкостью ковша, м3

Определение объемов земляных работ

Объемы разрабатываемого грунта измеряют кубическими мет­рами плотного тела. Для некоторых процессов (уплотнение повер­хности, планировка и т.д.) объемы могут измеряться квадратны­ми метрами поверхности.

Подсчет объемов разрабатываемого грунта сводится к опреде­лению объемов различных геометрических фигур. При этом до­пускается, что объем грунта ограничен плоскостями, отдельные неровности не влияют значительно на точность расчета.

В промышленном и гражданском строительстве приходится в основном рассчитывать объемы котлованов, траншей, выемок и насыпей при вертикальной планировке площадок.

Объем котлована (рис. 1, а)

где Н — глубина котлована; а, b — длины сторон котлована у основания; а₁, b₁ — длины сторон котлована поверху; т — коэффициент откоса .

Для определения объема обратной засыпки пазух котлована, когда объем его известен, нужно из объема котлована вычесть объем подземной части сооружения (рис. 1, б):

где a`, b` — размеры здания в плане.

При расчете объемов траншей и других линейно протяженных сооружений их продольные профили делят на участки между точ­ками перелома. Для каждого такого участка объем траншеи вычисля­ют отдельно, после чего их суммируют. Так, объем траншеи на участке между пунктами 1 и 2 (рис. 1, в) вычисляют по формулам:

где F₁, F₂ — площади поперечного сечения в соответствующих пунктах продольного профиля; F_ср — площадь поперечного сече­ния на середине расстояния между пунктами 1 и 2.

Рис. 1. Схемы определения объемов земляных работ:

а, в — геометрические схемы определения объема: соответственно котлована и траншеи; б — разрез котлована; г — план площадки с откосами (с линией нулевых работ и схематическим представлением геометрических фигур для определения объемов разрабатываемого грунта); С — сооружение; О — обратная засыпка

Для получения объемов планировочных работ всю площадь на плане с горизонталями деляг на элементарные участки, (атом сум­мируют объемы работ по ним. в качестве элементарных участков

Обычно применяют квадраты (реже прямоугольники и треугольники) со стороной 10… 100 м. Чем спокойней рельеф местности, тем больше сторона квадрата.

В вершинах квадратов приемами, известными из курса геоде­зии, подсчитывают рабочие отметки H_i (разность между проект­ными отметками — отметками планировки h_п и отметками мест­ности — отметками поверхности земли h_м). Рабочие отметки со знаком плюс «+» указывают на необходимость устройства насыпи, отметки со знаком минус « — » — выемки (рис. 1, г).

Между двумя вершинами с рабочими отметками разного знака всегда находят такую точку, в которой рабочая отметка равна 0, в этой точке не требуется никаких земляных работ. Расстояние от этой точки до вершин, имеющих соответствующие рабочие от­метки H₃ и H₄ (или H₈ и H₉), находят по правилу пропорциональности сторон подобных треугольников:

где Х_l — расстояние нулевой точки от вершины, имеющей отмет­ку H₃; а — сторона квадрата между вершинами с рабочими отмет­ками H₃ и H₄; H₃, H₄ — абсолютные величины параметров.

Соединяя нулевые точки, получают линию нулевых работ, от­деляющую зону планировочной выемки от зоны планировочной насыпи (линия 0 — 0 на рис. 1, г). Объемы выемок или насыпей, заключенные в отдельных квадратах или в их частях, рассчитыва­ют по формулам, приведенным в табл. 1.

Расчетные формулы для определения объемов работ при вертикальной планировке