Расчет объем грунта траншеи с откосами

Зависимость крутизны откоса от глубины траншеи

Для определения технологических параметров работы экскаваторов необходимо предварительно рассчитать размеры и объемы выемок (ширину понизу и поверху, крутизну откосов, глубину).

При отрывке траншеи с вертикальными стенками и последующим их креплением (рис. 4.6,а) ее ширина по дну (Ь) для трубопроводов с наружным диаметром Д принимается b = А + 2о, где о — толщина крепления; величина А определяется по справочным данным.

Для возведения каких-либо сооружений в траншеях размер последних по дну назначается с учетом толщины крепления и расстояния в свету между ним и боковой поверхностью сооружения, равного 0,7 м.

При разработке траншей с откосами (рис. 4.6, б) в грунтах, расположенных выше уровня грунтовых вод, ширина траншей по дну должна быть не менее Д + 0,5 м — при укладке трубопроводов из отдельных труб и Д + 0,3 м — при укладке плетями; в грунтах ниже уровня грунтовых вод, разрабатываемых с открытым водоотливом, ширину дна траншеи определяют с учетом размещения водосборных устройств.

Ширина дна траншеи и котлованов с откосами при монтаже в них сборных ленточных или отдельно стоящих фундаментов назначается с учетом просвета b1, равного 0,2 м, между основанием откоса и фундаментом (рис. 4.6, в). При устройстве монолитных конструкций или выполнении защитных покрытий и других работ, требующих прохода рабочих, ширина просвета b1 принимается не менее 0,7 м.

В случае совмещенной прокладки в одной траншее различных по назначению и диаметру трубопроводов необходимо учитывать минимально допустимые расстояния между ними и условия расположения их по вертикали с разницей отметок до 0,4 м. При большей разнице в отметках расстояние между трубопроводами увеличивается с учетом угла естественного откоса грунта.

Ширина траншей и котлованов по верху (B) определяется с учетом размера по дну и заложения откоса (m). Величина т зависит от крутизны откоса и глубины его заложения, вида и состояния увлажнения грунта. При отрывке траншей и котлованов, расположенных выше уровня грунтовых вод, и в грунтах, осушенных с помощью искусственного водопонижения, наибольшая крутизна откосов принимается по табл. 4.4.

При напластовании различных видов грунтов (кроме растительного) крутизну откоса для всех пластов назначают по более слабому грунту (с меньшей крутизной).

Для отрывки выемок глубиной более 5 м крутизна откоса устанавливается по расчету исходя из значений угла внутреннего трения (ф) и удельного сцепления грунта (с) с учетом нагрузки на берме откоса. Ориентировочно крутизну откоса таких выемок в непереувлажненных грунтах для средних значений Ф и с можно принять по табл. 4.5. При отрывке выемок ниже уровня грунтовых вод крутизну откосов принимают по табл. 4.6.

Определение объемов линейных сооружений (траншеи, каналы, насыпи) и котлованов производят по эмпирическим зависимостям или тригонометрическим формулам. Для этого линейные земляные сооружения предварительно разбивают вертикальными плоскостями по характерным местам продольного профиля на отдельные призматоиды (рис. 4.6, г). Тогда объем призматоида (Vi), расположенного между плоскостями 1—1 и 2—2, будет Vi=L(F1 +F2 + 4Fcp)/6,
где F1, F2 и Fcp — площади соответственно в сечениях 1—1, 2—2 и в середине призматоида.

Объем котлована прямоугольной формы с откосами (рис. 4.6, в) определяется по формуле для опрокинутой усеченной пирамиды:
Vк = hp[ab + cd+ (а + с) (b + d)]/6;
объем квадратного котлована с откосами будет: Vк = hp(F1 + F2 + корень изFlF2)/3.

Для сооружений цилиндрической или конической формы устраивают круглые в плане котлованы с откосами (рис. 4.6, д):
Vк=1,щ5hp/(R2 + r2 + Rr).

Объемы насыпей вычисляются по тем же формулам, что и для выемок, с учетом их формы. При значительной неровности рельефа местности или сложной геометрической форме земляного сооружения объем разбивают на более простые геометрические формы.

#1. Траншея с вертикальными стенками на спланированной местности

Объем траншеи (V) = м3

Площадь поперечного сечения (F) = м2

#2. Траншея с вертикальными стенками, с перепадом высот

Объем траншеи (V) = м3

Площадь поперечного сечения (F₁) = м2

Площадь поперечного сечения (F₂) = м2

#3. Траншея с откосами на спланированной местности

Объем траншеи (V) = м3

Площадь поперечного сечения (F) = м2

Внимание: если вы задаете вид грунта, то программа сама высчитывает размер a₂ (по коэф. m из таблицы в конце страницы). Если же вам надо вписать свое значение размера a₂, то выберите вид грунта «расчет по размеру a₂«.

#4. Траншея с откосами, с перепадом высот

Объем траншеи (V) = м3

Площадь поперечного сечения (F1) = м2

Площадь поперечного сечения (F2) = м2

Внимание: если вы задаете вид грунта, то программа сама высчитывает размер a₂ (по коэф. m из таблицы в конце страницы). Если же вам надо вписать свое значение размера a₂, то выберите вид грунта «расчет по размеру a₂«.

Уклон откосов в данном расчете принят одинаков по всей длине траншеи.

#5. Котлован с вертикальными стенками на спланированной местности

Объем котлована (V) = м3

Площадь в плане (F) = м2

#6. Котлован с вертикальными стенками, с разными отметками вершин

Объем котлована (V) = м3

Площадь в плане (F) = м2

#7. Котлован с откосами на спланированной местности

Объем котлована (V) = м3

Ширина верха котлована (L3) = м2

Длина верха котлована (L4) = м2

#8. Круглый колодец с откосами

Объем котлована (V) = м3

Описание

Траншея – это открытая выемка в земле, предназначенная для устройства ленточного фундамента, прокладки коммуникаций (водопровод, канализация, силовые кабеля, сети связи).

При устройстве ленточного фундамента ширину траншеи рекомендуется принимать на 600 мм больше ширины основания фундамента bф (для возможности выполнения монтажных работ, проход людей).

Траншея с вертикальными стенками на спланированной местности – самая простая форма выемки. В основном применяется при низкой высоте траншеи и при производстве работ в зимних условиях, когда откосы траншеи заморожены, и нет опасности обвала грунта, так же применяется при устройстве механических креплений стен выемки (распорных; консольных; консольно-распорных).

Крутизна откосов в зависимости от вида грунта и глубины выемки

Объем выемки траншеи можно опрделить как произведение площади поперечного сечения на длинну.

Объем обратной засыпки определяется как разность между объемом выемки и монтируемых конструкций (фундаментных блоков, труб).

Котлован — выемка в грунте, предназначенная для устройства оснований и фундаментов зданий и других инженерных сооружений.

Методы разработки грунта и типы экскаваторов

Технология разработки напрямую зависит от типа спецтехники, которая будет задействована на объекте. Ее вид определяется на стадии подготовки проектной документации.

Рассмотрим особенности эксплуатации экскаваторов с ковшами непрерывного действия, а также модели спецтехники с обратной лопатой, механизмами вида «драглайн» и «грейфер».

Спецтехника с обратной лопатой

Востребованы при взаимодействии с грунтом, находящимся ниже уровня стоянки техники, а также при создании котлованов несущественных габаритов и траншей с резкими откосами. Спецтехника данного типа находит применение в строительстве, а также при создании гидротехнических объектов.

Возможна аренда спецтехники в Сочи. Спецтехника регулярно проходит ТО. Предоставляется возможность аренды с водителем и без и на короткий и длительный срок.

Разработка грунта проходит путем копки «на себя», при котором стрела направляется вверх и вниз в момент каждого черпания. Взаимодействие проводится лобовым либо боковым забоем. В первой ситуации экскаватор проходит по оси выемки, попутно отсыпая грунт на обустроенные отвалы или вспомогательный транспорт. В ситуации с боковым забоем лопата идет сбоку от выемки, по ходу отсыпая содержимое.

Рабочие механизмы вида «драглайн»

Применяется при взаимодействии с грунтами, располагающимися ниже уровня стоянки техники, в частности, при копке котлованов, траншей и работе с подводными массивами. Модели этого типа часто используют и при чистке откосов, разравнивании строительных площадок. Важное достоинство драглайнов заключается во внушительном рабочем радиусе (до 10-ти метров) и в существенной глубине рытья (до 12-ти метров).

Ковш подвешивается на гибкой основе, потому поперечно-челночный и продольно-челночный методы копки становятся максимально эффективными. Первый способ предполагает прохождение самосвала к зоне загрузки по дну выемки и загрузку поочередным черпанием в обе стороны относительно кузова. Продольно-челночный метод предполагает забор грунта у задней стенки кузова и его разгрузку над поверхностью машины.

Эксплуатация экскаваторов вида «грейфер»

Эта спецтехника используется при копке колодцев, котлованов и траншей. Ее применение актуально при взаимодействии с массивами, находящимися ниже расположения грунтовых вод. Особенность рытья предполагает достижение глубины меньше установленных проектом параметров, в результате чего остается недобор.

Его слой обычно составляет 5-10 см. Он необходим для недопущения переборов и повреждения грунтового основания. В целях обеспечения эффективности эксплуатации экскаваторов-грейферов используются скребковые ножи, которые помогают автоматизировать процесс очистки дна и обеспечить его максимальную точность.

Применение техники непрерывного действия

Самые распространенные виды спецтехники данного сегмента – машины продольного копания, востребованные при копке траншей. Рабочим механизмом выступают ковшевой ротор или ковшовая цепь. При этом на ковши ротора монтируют откосники, которые наполняются грунтом по ходу движения вверх и опустошаются при опрокидывании.

Эксплуатация экскаваторов с ковшовой цепью актуальна при копке траншей глубиной до 3.5 м, а с рабочим инструментом в виде ротора для рытья траншей глубиной до 2.5 м. Отработанный грунт чаще всего направляют на ленточный конвейер, который транспортирует его до отвала или вспомогательного транспортного средства. Отвалы, как правило, располагаются с одной стороны относительно выемки.