Как найти объем земляных работ формула

Земляными работами называются все работы, связанные с перемещением, разработкой, уплотнением грунта. Подсчёт объёмов земляных работ выполняется и на стадии проектирования — по чертежам, и при производстве работ — по натуральным замерам. Для определения объёмов каждого вида земляных работ существуют различные методы и расчётные формулы. Вариант метода расчёта выбирается с учетом рельефа местности, размеров, конфигурации и других особенностей сооружений, способов производства работ.

В состав земляных работ входят:

• Вертикальная планировка площадок. Ее выполняют для выравнивания естественного рельефа поверхности грунта, отведённого под строительство различных зданий и сооружений, а также для благоустройства территорий. Земляные работы по вертикальной планировке включают в себя выемку грунта, перемещение, отсыпку и уплотнение его на других участках. Объёмы работ по вертикальной планировке измеряются в м².
• Разработка котлованов и траншей. Подсчёт объёмов работ в данном случае сводится к расчету объёмов различных геометрических фигур, определяющих форму будущего земляного сооружения. При этом допускается, что объём грунта ограничен плоскостями, и отдельные неровности не влияют на точность расчёта. Данные расчёты производятся в м³.

Определение объёмов разрабатываемого грунта можно свести к подсчёту объёмов тех или иных геометрических фигур, образующихся в процессе работы. Фигуры эти чаще всего не имеют прямоугольную форму, так как в котлованах и траншеях обычно устраиваются откосы. При сложных формах фигур, их разбивают на ряд более простых геометрических тел, которые затем суммируют.

Основные формулы для подсчёта земляных работ

Объём котлована прямоугольной формы откосами

V_к= H/6 x{B_к L_к+ B_кв L_кв + (B_к + B_к)x(L_к +L_кв)}

где Bк и Lк — ширина и длина котлована по дну;

Bкв и Lкв — ширина и длина поверху;

H — глубина котлована.

Объём котлована, имеющего форму многоугольника с откосами

V_к = H/6 x (F₁ + F ₂+ 4F_ср)

где F1 и F2 – площади дна и верха котлована;

Fср –  площадь сечения по середине его высоты.

Объём круглого котлована с откосами

V_к = H / 3(R² + r² + Rr)

где R и r – радиусы верхнего и нижнего оснований котлована;

H – высота.

Объём насыпи

V_н = L x [m1/3 x (H²₂ + H₂ x H²₁) + b/2 x (H₂ +H₁) + 2 x F_сп – 6 x (m₁ – m₂) x (H₁ + H₂ – 6)]

где b –  ширина основной площадки земляного полотна по верху;

Н1 и Н2 –  рабочие отметки крайних сечений;

m1 и m2 – показатели крутизны откосов;

Fсп – площадь поперечного сечения сливной призмы.

Объем траншеи

V_т = ( B₁ +B₂) / 2 x L x H

где B₁ – ширина траншеи поверху;

B₂ – ширина траншеи понизу;

L – длина траншеи;

H – глубина.

Важные факторы, которые следует учитывать при составлении сметы на земляные работы:

1. Объём и вид планируемого объекта. Важно учесть все объёмы и вид создаваемого объекта, а также будет ли разрабатываться котлован или траншея под всю площадь основания или только под отдельные ряды.
2. Метод производства работ. Необходимо определить какими методом будут производится работы: механизированным или ручным. Могут быть использованы оба метода – механизированный метод, как основной, а ручной, как дополнительный.
3. Используемые механизмы. Механизированная разработка грунта может вестись различными видами машин (экскаваторами, бульдозерами, самосвалы, автопогрузчики и т. д.) Выбор механизма будет зависеть объёма и вида сооружения. Или же разработка грунта в небольших объёмах или стеснённых условиях будет производится вручную.
4. Перемещение грунта. Нужно установить будет ли грунт при разработке оставаться на объекте (разработка грунта производится в отвал), либо грунт разрабатывается с погрузкой на автотранспорт и вывозится. В этом случае необходимо уточнить и расстояние, на которое будет отвозится грунт.
5. Крепления стенок. Необходимо также учесть будет ли производиться крепление откосов котлованов и траншей.
6. Грунтовые воды и водоёмы. Устанавливается необходимость водоотлива во время производства работ. Откачка воды может производиться насосами на протяжение всего времени производства работ или единовременно.
7. Классификация грунтов. В соответствии с инженерно-геологическими данными по разрабатываемому земельному участку определяются характеристики грунтов, лежащих в основании. Исходя из этих характеристик устанавливается группа грунта и наличие «мокрых грунтов». От вида грунтов, подлежащих разработке, зависит сложность и методы производства работ. Например, при работе на скальных или «мокрых» грунтах трудоёмкость работ значительно повышается, и используются определенные специфические механизмы.

Правильный подсчёт объёмов земляных работ и правильное определение состава этих работ является залогом грамотно и правильно составленной сметы в будущем.

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.

1. Разработка
   технологических схем производства
   земляных

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

На практике существуют разные способы расчета объема земляных работ, воспользовавшись которыми вы получите ту или иную степень точности. В случае масштабных проектов, отклонения результата от плана могут быть весьма значительными, в связи с чем данному этапу отводится особая роль. Расчет объемов земляных работ помогает правильно определить требуемые трудовые и технические ресурсы, составить календарный план и утвердить сметную стоимость. Причем уточнения по объемам земляных работ траншеи в документацию могут вноситься не только на стадии проектирования, но и позже.

Источник фото: exkavator.ruВыполнить расчет объемов земляных работ можно на основании СНиПов

Если земляные работы подразумевают результат в виде правильной геометрической формы, то для определения объема достаточно воспользоваться формулой из числа общеиспользуемых. С усложнением рельефа более трудоемкими становятся и методы подсчета. В этом случае подходящую формулу можно найти в справочниках.

Из всего многообразия форм земляных сооружений выделяют три главные: котлован, траншея (еще одно название — линейно-протяженное сооружение), вертикальная планировка площадки. В первом случае для расчет объема земляных работ предпочтение отдается методу поперечных профилей (в случае многоугольного очертания с параллельными основаниями можно воспользоваться формулой Симпсона), во втором подсчет в большинстве случаев осуществляется по продольным и поперечным профилям.

Схемы для определения объема котлованов (прямоуольный, многоугольный, круглый котлованы, траншея с откосами, насыпь)

В случае, когда подрядчик имеет дело со сложной формой, для расчета общего объема земляных работ выполняется разбивка на несколько более простых фигур с последующим суммированием значений, полученных для каждой из них. Отдельные неровности допускается не брать в расчет как не влияющие значительно на объем предстоящих работ. При подсчете объема протяженного земляного сооружения, его разбивают вертикальными плоскостями на несколько призматоидов в точках перелома продольного профиля. Для определения объема каждой части необходимо узнать величины сторон поперечных сечений и расстояние между ними. Вертикальная планировка на территории большой площади предполагает подсчет по 3-гранным или 4-гранным призмам, стороны у которых берутся длиной 10-100 м.

Одна из часто встречаемых величин для расчета объемов земляных работ, — крутизна откосов. В литературе приводятся приблизительные значения крутизны, зависящие от глубины выемки и прочности грунта. Так, угол естественного откоса котлована глубиной до 1,5 м в песке составляет 63 градуса, а отношение высоты откоса к его заложению — 1:0,5. Располагая значением этой величины, а также размерами нижней части котлована и его глубиной, вы легко посчитаете длину и ширину земляного сооружения сверху и объем грунта, подлежащего выемке.

Если вы выполняете работы по рытью котлована глубже 5 м, заранее позаботьтесь об устройстве промежуточных берм не уже 2,5 м. Еще несколько рекомендаций:

• при возведении ленточного фундамента к ширине его подошвы прибавляется 0,2 м с каждой стороны (для устройства подушки из песка или бетона);
• если цель работ — траншея с креплением, следует добавить к ее ширине 0,1-0,2 м (чем глубже котлован, тем больше значение).

Дополнительное расстояние стоит предусмотреть и в других случаях, например, при изготовлении вертикальной гидроизоляции фундаментов.

Существует специфика в определении объема земляных работ при задействовании спецтехники. Так, траншея не может быть уже режущей кромки ковша землеройной машины плюс 0,1-0,15 м (в зависимости от вида грунта). А для того, чтобы исключить нарушение естественной структуры грунта, принято «недобирать» ковшом со дна 5-20 см.

Источник фото: exkavator.ruВ определении объема земляных работ при использовании спецтехники есть своя специфика

Помимо объемов основных работ, принято производить расчет также для дополнительных земляных сооружений, таких как выезды из котлована, уширения для разворота транспорта и др. элементов, без которых реализация проекта невозможна. Из общего объема котлована также выделяется объем земляных работ по срезке верхнего плодородного слоя.

Еще один момент, который следует учитывать, — то, что расчет объемов земляных работ производят при плотности естественного залегания («в плотном теле»). При этом рабочую высоту насыпи следует задать больше проектной, так как впоследствии грунт может осесть. Пример: первоначальное увеличение объема песчаного грунта после разработки составляет 10-15%, остаточное разрыхление грунта (после его уплотнения атмосферными осадками, транспортомы и т.д.) — 2-5%.

Как происходит расчет объема земляных работ при разработке котлована?

Измерение объема грунта, который образуется при копке котлована, выполняют перед началом любого строительства, предполагающего возведение фундамента.

Расчет земляных работ должен базироваться на прогрессивных методах, учитывать максимальный уровень механизации выполнения работ и минимальные трудозатраты.

Базовыми данными для определения объема котлована считаются площадь сечения, ширина, высота выемки и вид грунта.

При определении кубатуры почвы надо учитывать уровень подпочвенных вод, климатический период выполнения работ и применяемый способ разработки выемки.

Зачем производится расчет количества грунта?

Строительство зданий и возведение конструкций — сложный процесс, требующий основательных финансовых инвестиций, в связи, с чем застройщики должны обеспечить высокий уровень выполнения земляных работ под фундамент объекта.

Высокоэтажные объекты жилого и промышленного назначения требуют установки качественного фундамента, который, как правило, имеет сложносоставную конфигурацию, поэтому современный расчет того, сколько кубов грунта нужно вынуть, выполняют программным методом с применением высокоточных измерительных устройств.

В таком случае можно максимально точно определить общую кубатуру земли, которую надо вывести из котлована. Менее ответственные объекты рассчитывают в ручном режиме или с применением строительных онлайн калькуляторов, которые можно найти в интернет сети.

Состав земляных работ по требованиям СНИП:

• Вертикальная планировка земельного участка. Осуществляется способом выравнивания рельефа площади, отведенной под строительство. Сюда входят следующие работы: удаление и передвижение слоя грунта, транспортировка и уплотнение его на внешних площадках, единицы измерения площади в м2.
• Разработка выемки для котлована. Предполагает вычисление объемов участка в виде суммы объемов классических фигур, входящих в общую конфигурацию строящегося объекта. При этом в расчете допускают, что размеры грунта ограничивается визуальными плоскостями. В таком случае незначительные выпуклости не будут оказывать влияния на точность, единицы измерения м3.

Котлован для возведения плитного фундамента дома прямоугольной формы выполняется в виде обычной ямы, а для ленточного варианта выкапывается траншея.

Для того чтобы рассчитать объём грунта, к сведению берутся следующие данные:

• Геодезические изыскания.
• Размеры по периметру и архитектурно-строительные индивидуальности объекта.
• Технология возведения объекта.
• Уровень, залегания подпочвенных вод, фундамент строений не может приближаться к ним ближе, чем на 500 мм.
• Глубину промерзания грунта, который должен быть не менее 300 мм.
• Рельеф земельного участка.

Для сложных объектов расчет выполняется в рамках проекта строительства в разделе земляных работ. Профессионалы, беря во внимание все выше приведенные характеристики, определяют глубину строящегося котлована, чтобы он стал надежной основой для возведения фундамента.

Исходные данные для вычисления

Расчет кубатуры выемки считается одним из важных этапов для определения трудозатрат и стоимостных показателей по выборке земли. По объемам грунта принимают методы исполнения работ, разрабатываются технологические приемы для ключевых процессов строительства, рассчитывают сметы СМР и технико-экономические показатели.

По полученным результатам устанавливается необходимость численности персонала, строительной техники, транспортных машин и стройматериалов.

Площадь является ключом к расчету объема. Большинство формул содержат в себе формулу площади для простейших геометрических фигур от круга до параллелограмма. Для определения кубатуры полученную площадь умножают на высоту. Если котлован не имеет правильной формы, его можно условно разбить на более мелкие классические конфигурации.

Глубина котлована – важный показатель, который определяется толщиной фундамента и изолирующих слоев: подушки из песка и щебня, бетонных заготовок и пластовых дренажей. При этом не существует принципиальных отличий по определению глубины выемки для многоленточного фундамента либо монолитной плиты.

Характеристики днища в плане, определяют на стадии проектирования, с учетом геометрии фундамента, методов возведения, а также промежутка для опалубки. Этот параметр будет зависеть от двух базовых характеристик — глубины промерзания почвы и уровня подпочвенных вод по периметру котлована.

Найти глубина выемок можно по проектным данным: от «черной» или «нулевой» отметки плоскости земли до отметки закладки фундаментного основания и понижается на величину толщины снятия растительного грунта, если этот объем подсчитываться дополнительно.

При выборе ширины и длины выемки, имеющей вертикальные стенки должны принимать во внимание характеристику подвала и фундаментов, в том числе толщину изоляционного слоя и опалубку с креплениями.

Крутизна откоса котлована — это отношение высоты котлована к длине откоса. На этот показатель влияет качество грунта и высота котлована. Для выполнения расчета объема выемки, потребуется знать ее базовые величины.

Например, если яма имеет габариты:

• Ширина (В): 10 м;
• длина (L): 16 м;
• глубина (Н), 3 м;
• глубина выемки и длина откоса, 1:2 (один к двум);
• периметр выемки равняется, 52 м;
• площадь котлована будет равна, 160 м2;
• кубатура грунта, 948 м3.

Если у разработчика имеются данные поперечного сечения поля, использование их является предпочтительным при расчете объема. Данные поперечного сечения, обозначены в проекте и представляют информацию о высоте и местоположения точек на грунте. Эти точки могут быть использованы в качестве координат для определения площади.

Самым быстрым метод определения площади фигур неправильной формы является использование электромеханического цифрового планиметра. В нем форма рисуется в масштабе, а контурный определитель самостоятельно отслеживает сложную геометрическую форму. После ввода масштабного коэффициента в планиметр, он выполняет цифровое считывание площади.

Основные варианты планировки

Все необходимые размеры для расчета работ по подготовке ям, траншей и насыпей устанавливаются в ходе простых действий. Для упрощения расчета, объем будущего котлована делится на отдельные секции нормативной длины от 100 до 200 м.

Сначала определяют кубатуру грунта для каждого участка, а после результаты складывают. Далее принимают методику для производства работ, с учетом необходимости вывозки или складирования земли на площадке для обратной засыпки. Наиболее часто применяются следующие формулы и алгоритмы расчетов.

Формула расчета для многоугольника с откосами

Для этой конфигурации котлованов вначале определяют верхнюю F1 и нижнюю F2 площади, разбив на несколько правильных фигур. Учитывая показатели глубины выемки H, находят среднюю линию и на ней определяют среднюю площадь Fсред выемки.

Общий объём выемки с конфигурацией многоугольника и откосами устанавливают по следующей формуле подсчета:

Vкотл = Н/6*(F1 + F2 + 4Fсpед), где:

F1/F2/Fcp — верх, низ и середина площади выемки м2.

Для грамотного определения объема потребуется также добавить кубатуру въездных/выездных траншейных путей:

Vобщее = Vкот. + nVвыез.+nVвъез, где:

1. Vкот. — чистый объём только выемки, м3;
2. Vвъез/Vвыез. — объём въездных/выездных путей, м3;
3. n — число въездных/выездных путей.

Из общего объема выемки определяют кубатуру срезанного растительного покрова, который, как правило, выполняют бульдозером и кубатуру снятия недобора у дна выемки, разрабатываемой экскаватором, чтобы не нарушать цельность и крепость почвы у основы фундамента.

С вертикальными стенками на ровном участке

Самый простой метод — выемка на ровном/спланированном участке, имеющим форму прямоугольника с отвесными стенами равного размера.

В таком случае формула, по которой необходимо произвести расчет будет иметь вид:

V = L х B х H, где:

1. V — величина объёма, м3;
2. F- величина площади, м2;
3. B — показатель ширины, м;
4. H — фактическая высота, м;
5. L — длина участка, м.

Например, для выемки простого прямоугольного сечения с габаритами:

• B =10 м;
• L = 6 м;
• Н =2 м;
• объем земляных работ (V) = 320 м3;
• площадь по плану (F) = 160 м2;

Расчет будет выглядеть так:

• V = 10 х 16 х 2 = 320 м3;
• F = L х B = 10 х 16 = 160 м2.

С вертикальными стенками, имеющих разные отметки вершин

Очень часто при разработке котлована, углы его имеют разные уровни, в результате чего приходится применять особую формулу.

Например, если яма имеет правильную прямоугольную форму из 4-х разных вершин:

1. B =5 м;
2. L=10 м;
3. Н1=2 м;
4. Н2=3 м;
5. Н3= 2 м;
6. Н4 =4 м.
7. Объем земляных работ: (V) = 137.5 м3.
8. Площадь (F) = 50 м2.

Вычисляем:

V = B х L х ( H1 + H2 + H3 + H4 )/4 = 5 х 10 х ( 2 + 3 + 2 + 4 )/4 = 137.5 м3.;

F = B х L = 5 х 10 = 50 м2.

С откосами на спланированной местности

Размеры ширины В осн и длины L осн у основания определяют по размерам сооружения, учитывая разрыв между ним и подошвой откоса более 3 м. Размеры у верха котлована рассчитывают с учетом крутизны откосов. Она зависит от коэффициента откоса.

Этот показатель можно посчитать путем деления высоты углубления выемки к заложению откоса, формула выглядит так:

m = H/Вотк.

Например, для выемки, имеющей характеристики:

• Ширина у основания выемки (Bосн),4 м;
• длина основания выемки (Lосн), 6 м;
• высота (H), 2 м;
• выбран грунт: суглинок;
• коэффициент m = 0.5.

1. Bверх = H * m + Bосн + H * m = 2 * 0.5 + 4 + 2 * 0.5 = 6 м.
2. V = ( Bосн + Bверх ) / 2 * H * Lосн = ( 4 + 6 ) / 2 * 2 * 6 = 60 м3.
3. Объем траншеи будет равен (V) = 60 м3.
4. F = ( Bосн + Bверх ) / 2 х H = ( 4 + 6 ) / 2 х 2 = 10 м2.
5. Площадь сечения: (F) = 10 м2.

Аналогично для выемки, имеющую квадратную форму формула будет иметь вид:

Vк = H /3 х ( Fосн + Fверх) + ( Fосн х Fверх) х 0,5).

Для котлована, с конфигурацией многоугольника:

Vк = H /6 х ( Fосн + Fверх + 4 Fср ), где Fср — площадь сечения по средней высоте, м2.

Данные формулы можно использовать для установления объемов не широких выемок меньше 15 м. Они смогут углубляться драглайном, который будет находиться на поверхности земли.

При большой ширине, грунтовые операции выполняют экскаватором на дне, с вариантом «прямая лопата», в таком случае к кубатуре выемки нужно добавить величину для обустройства въездов.

Яма с круглым сечением, имеющий откосы

Для котлованов с круглым сечением с откосами, кубатуру выемки рассчитывают по формуле для перевернутого усеченного конуса.

В усеченном конусе R и r, соответственно — верхний и нижний радиусы.

Например, для круглого колодца, имеющие откосы:

• Ширина нижнего основания D1=2r, 3 м;
• верхний диаметр D2= 2R, 5 м;
• высота котлована (H), 3 м;

Формула для расчета объема:

V = 3.14 х ( ( D1 + D2) / 2 )2 / 4 * H = 3.14 х ( ( 3 + 5 ) / 2 )2 / 4 х 3 = 37.699 м3

Объем котлована будет равен: V = 37.699 м3

Ямы для объектов, имеющих и цилиндрические, и конические части, например, отстойники и метантенки, как правило, строятся группами.  Их выкапывают в грунт в 2 стадии:

1. сначала организуют общую выемку прямоугольной формы до отметки установки цилиндрических компонентов;
2. после выполняют выемку для конических элементов, следовательно, и расчет объема выборки грунта осуществляют в 2 стадии.

Какое количество насыпи необходимо?

На этом рисунке схематично показаны объемы выемок, которые заключёны в призмы со стороной «а» и различными отметками по четырем углам h1,2,3,4.

При этом отметки, имеющие знак «-» относятся к выполнению насыпи, а «+» — котлована. Общий объём выбранного грунта устанавливают, как результат сложения объемов индивидуальных призм, расположенных на площадке.

Когда имеется неравномерное земельное покрытие с замкнутыми горизонтальными линиями, применяется метод трехгранных призм. В этом случае количество работы рассчитывают с помощью дробления прямоугольников либо квадратов по диагонали на треугольники. При таком способе получается достаточная точность обработки результатов.

После строительства котлована, имеются различные незаполненные пазухи в его стенах, а также въездные/выездные пути, которые должны быть засыпаны грунтом с объёмом засыпки V засып.

Его устанавливают с помощью формулы: разность объёма выемки грунта V общ и углублённой части V загл.

V засып = V общ — V загл.

В том случае, когда сооружения выступают над плоскостью земли до 1 м с отсыпкой грунта вокруг, объём такой обсыпки V отсып.

Исчисляют, как объём пирамиды с усеченной вершиной V усеч. минус отсыпаемый объём V отсып. по высоте h отсып:

V обс = V усеч. — V отсып.

Над постройками, расположенными в котловане и имеющими перекрытия, например, подземные резервуары или баки для сжиженного газа, поверх их выполняется насыпь.

Ее объем рассчитывают как объём пирамиды, имеющей усеченную вершину V усеч. минус объём объекта, который будет засыпан. Общий объем слоя почвы, складываемого в запас на барме выемки, обязан содержать объем земли для возвратной засыпки пазух, подсыпки конструкций и выполнения насыпи над ними. Лишний слой земли вывозится за границы стройплощадки.

Сложности

На практике практически не встречаются котлованы с простой прямоугольной формой.

Но намного чаще для ответственных жилых строительных объектов необходимы котлованы сложного сечения и большой глубины.

Расчет усложняется тем, что во влажном грунте потребуется сформировать откосы выемки с установленным по нормативу углом.

Он устанавливается при расчете призмы возможного обрушения грунта.

Поэтому сечение выемки выполняют трапециевидной формы с прямолинейной либо ступенеобразной линией наклона. Её площадь будет определяться путем разбивки формы на простейшие на треугольники, квадраты или прямоугольники.

Для разновидности грунта такой угол определяется по СНиП 12-03.99. Данными строительными нормами уточнено, что при глубине выемки более 5 м наименьший разрешенный угол 80 градусов, а для насыпного неуплотненного грунта, при крутизне откосов 1.5, он должен быть не меньше 56 градусов. Далее угол откоса увеличивается, а для суглинка или глины он может достигать 90С.

Также при расчете нужно учитывать, что при выборке грунта из котлована плотный природный слой разрыхляется, в связи, с чем объем вывозной земли будет увеличиваться.

При выполнении расчетов нужно принять во внимание коэффициенты разрыхления СНиП для грунтов от 1 до 4 категории:

1. Рыхлый песок, от 1.05 до 1.15.
2. Влажный песок, от 1.1 до 1.25.
3. Суглинок и мелкий гравий, от 1.2 до 1.35.
4. Тяжелая глина, от 1.35 до 1.5.

Для безошибочного нахождения верхней ширины котлована нужно учитывать величину крутизны откосов. При наслоении разнообразных видов почвенного покрова, крутизну откосов принимают по слабому грунту.

При производстве расчетов объемов грунта надлежит точно установить размеры котлована. Например, при разработке площади под фундаменты ленточного типа, ширину днища рва берут равной фундаментной подошве с добавлением 0.2 м на каждую сторону для бетонной подготовки.

Ошибки при вычислении и методы устранения

Выполнить правильно расчет объемов грунта довольно трудоемкая и сложная работа, поскольку должно быть учтено множество факторов.

Если расчетчик сделает даже самую небольшую ошибку, весь процесс подготовки котлована пойдет неправильно, с нарушением технологии и завышением стоимостных показателей строительства. Неправильно подготовленный котлован способен привести к нарушениям в ходе возведения фундамента, а значить вызвать опасность для надежности объекта.

При выполнении расчетов специалисты руководствуются технологической картой, с соблюдением следующих строительных норм:

1. Кубатура земли устанавливается по проектным материалам, с учетом классификации почвы по видам и группам.
2. Учитывают расположение увлажненных грунтов. К ним относятся и слои, размещенные ниже уровня подпочвенных вод и выше. Например, для крупных и мелких песков на 0.3 м выше, для супесей на 0.5 м, глин и лессовых грунтов на 1.0 м.
3. Уровень грунтовых вод устанавливается по скважине с наибольшей отметкой.
4. С целью правильного определения объема разработки котлованов, рекомендуется предварительно выполнить схему с нанесением размеров плана и сечений разработок.
5. Если величина срезки растительного грунта рассчитана отдельно, глубина выемки уменьшается на толщину слоя срезки.

Для объектов жизнеобеспечения современный расчет объема грунта выполняется на основании геодезической съемки тахеометром и высчитывается программным комплексом AutoCad Civil 3d, способного предоставить высокую точность вычислений.

Для того чтобы выполнить точные расчеты, потребуется пройти следующие этапы:

1. Точно выполнить топографическую съемку начальной конфигурации.
2. Формирование цифровой модели территории и проектируемого котлована.
3. Выполнение расчёта картограммы.
4. Прохождение камерального этапа. При этом инженеры на лицензированном ПО, обрабатывают данные и оформляют техдокументацию.
5. Выполняют вынос проектных осей объекта и устанавливают параметры откосов.
6. Сооружают временные подъездные пути.
7. Определяют схемы расположения грунта в отвалы.
8. Контроль отметок высоты котлована.

Цены на услуги по разработке и устройству

При подготовке сметных расчетов учитывают тип и характеристики планируемого объекта строительства, а также размер фундамента и уточняют вопрос, будет ли котлован размещаться на всей площадке либо только на отдельных его участках.

Кроме того, при составлении смет учитывают:

1. Способ проведения работ — ручной или механический.
2. Типы применяемых механизмов и машин.
3. План перемещения земли и расстояние перевозок.
4. Этап закрепление стен.
5. Присутствие подземных вод и расположение наземных водоемов.
6. Параметры грунта.

Пример сметы можно скачать здесь.

Примерная стоимость на разработку, засыпку, вывоз:

№	Вид операций по расчету	Единицы измерения	Цена, рублей
1	Рытье песчаного грунта вручную	м3	720
2	Разработка глинистого грунта и засоренного грунта с камнем, ручным способом	м3	1000
3	Засыпка грунта методом послойной трамбовки	м3	500
4	Выбор грунта с использованием экскаватора	м3	200
5	Вывоз грунта транспортом	м3	400
6	Обратная засыпка	м3	550
7	Исправление профиля днища — грейдирование	м2	40
8	Уплотнение грунта	М2	109
9	Планировка основания механическими средствами	м2	130

Пример расчета расценок на выемку:

• Периметр выемки, 52 м.
• Площадь выемки, 160 м2.
• Глубина выемки, 3 м.
• Отношение глубины к длине откоса 1 : 2.
• Стоимость копки, 200 руб за куб (1 м3).
• Стоимость транспортировки, 450 руб./м3.
• Объем выборки грунта, 948.00 м3.
• Стоимость работ. 189600 руб.
• Стоимость перевозки грунта, 426600 руб.

Заключение

Существенная доля трудовых затрат при строительстве зданий относится к возведению нулевого цикла, фундаментов и котлованов. От точности сбора исходных данных будет зависеть качество выполнения проектных и земляных работ на котловане и фундаменте, а, следовательно, безопасная эксплуатация объекта в будущем.