Как найти верх котлована

Расчет объемов земляных работ

1. Главная
2. Калькуляторы
3. Расчет объемов земляных работ

1. Траншея с вертикальными стенками на спланированной местности
2. Траншея с вертикальными стенками, с перепадом высот
3. Траншея с откосами на спланированной местности
4. Траншея с откосами, с перепадом высот
5. Котлован с вертикальными стенками на спланированной местности
6. Котлован с вертикальными стенками, с разными отметками вершин
7. Котлован с откосами на спланированной местности
8. Круглый колодец с откосами
9. 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

Наименование грунтов	Крутизна откосов (отношение его высоты к заложению — 1:m) при глубине выемки, м, не более
1.5	3	5
Насыпной неуплотненный	1:0,67	1:1	1:1,25
Песчаный и гравийный	1:0,5	1:1	1:1
Супесь	1:0,25	1:0,67	1:0,85
Суглинок	1:0	1:0,5	1:0,75
Глина	1:0	1:0,25	1:0,5
Лессы и лессовидные	1:0	1:0,5	1:0,5

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.

Укажите обязательные размеры

и объем откосов

D.

Расчет объема траншеи

Для прокладки коммуникаций, теплопроводов, канализации или установки ленточного фундамента на вашем участке может возникнуть необходимость в рытье траншеи. Можно пригласить для этого специалистов, а можно выполнить эту работу самостоятельно. Но и в том, и в другом случаях вам нужно будет знать некоторые характеристики траншеи. Рассчитать их вам поможет наша программа. На основании длины, ширины и глубины траншеи она определит ее объем и площадь поверхности. В том случае если ширина верха и дна траншеи различаются, будет рассчитан также и полезный объем откосов. Расчет объема траншеи поможет вам не только облегчить себе работу, но так же вычислить стоимость земельных работ, если вы все же решите воспользоваться услугами специалистов.

Прокладка траншеи

Существует три способа рытья траншей. Это рытье траншей вручную, при помощи ручного траншеекопателя или траншейного экскаватора.

К первому случаю обычно прибегают там, куда нет доступа специальному оборудованию. Это довольно трудоемкий способ рытья траншей, на который сильно влияет качество грунта.

Ручные траншеекопатели сокращают время проведения подобных работ. Его можно купить, либо взять в аренду. Можно также заказать рытье траншеи в специализированной фирме. Тогда его выполнит профессионал.

Экскаватор используется там, где на участок может проехать строительная техника, а также там, где имеет место большой объем работ. Прежде чем арендовать такой экскаватор следует выяснить ширину дна траншеи, чтобы подобрать машину с размером ковша, который ей соответствует.

Если вы решили рыть траншею самостоятельно, прежде всего вам следует знать, что для разного типа работ требуются траншеи определенной глубины. Так, например, для прокладки кабелей, как правило, роются траншеи глубиной порядка 70 см. А для канализации требуются более глубокие траншеи. При этом желательно, чтобы глубина эта была на полметра больше глубины промерзания почвы.

На ширину траншеи так же влияет тип проводимых работ. Наименьшая ширина траншеи измеряется по дну и должен соответствовать типу и размеру укладываемых в нее труб.

Работа землекопов оплачивается в зависимости от количества выработанного ими грунта, подсчитанного в кубических метрах.

Рассмотрим несколько примеров простейших вычислений объемов работ.

Расчет объемов рытья траншеи

Пример 1. Рабочие роют траншею с вертикальными стенками (рис. 10). За день бригада прошла 15 м траншеи. Если в начале траншеи глубина была равна 5,0 м, а в конце 4,0 м, ширина траншеи по дну и поверху — 3,0 м, то объем работ находится так: Определяем две площади поперечного сечения траншеи:

1. В месте начала работ 3*5= 15 кв.м;

2. В месте окончания работ 3*4= 12 кв.м;

Средняя площадь поперечного сечения траншеи получается, если сложить обе площади и разделить пополам:

(15+2)/2=13,5 кв.м;

Если эту среднюю площадь умножить на длину траншеи, пройденную бригадой, то получим:

13,5*15= 202,5 куб. м.

Это и будет искомый объем проделанной бригадой работы за день.

Расчет объема выемки

Пример 2. Сделана выемка для железнодорожного пути. Длины выемки — 20 м. Ширина выемки по дну — 6,0 м. Откосы сделаны с уклоном 1:2 (рис.11). Глубина выемки в одном конце 5 м, а в другом — 4 м.

Ширина выемки поверху равна ширине по дну плюс удвоенная длина заложения откоса. При откосе 1:2 заложение откоса равно двойной глубине выемки. Значит в одном конце ширина выемки поверху будет:

6+(4*2)*2=22 м,

а в другом конце:

6+(5*2)*2=26 м.

Площадь поперечного сечения выемки с откосами равна площади трапеции или половине суммы ширины по дну и ширины поверху, умноженной на высоту. Тогда площадь поперечного сечения в одном конце будет:

(6+22)/2*4=56 кв.м,

а в другом: (6+26)/2*5=80 кв.м.

Для того, чтобы получить объем, надо среднюю площадь поперечного сечения выемки умножить на длину ее (20 м).

Средняя площадь равна половине суммы площадей в начале и в конце участка выемки, т.е.:

(56+80)/2=68 кв.м.

Если помножить эту среднюю площадь на длину выемки получим:

68*20 = 1360 куб. м.

Это и есть объем выемки.

Расчет объема насыпи

Пример 3. Найти объем насыпи длиной в 50 м, если ширина ее поверху равна 10 м, крутизна откосов 1:1, высота насыпи в начале 2 м, а в конце — 4 м (рис.12). Ширина основания насыпи будет:

• в начале 10+2*(1*2)=14 м,
• в конце: 10+2*(1*4)=18 м,

а площадь поперечного сечения:

в начале: (10+14)/2*2=24 кв. м,

в конце: (10+18)/2*4=56 кв. м.

Средняя площадь поперечного сечения насыпи будет:

(24+56)/2=40 кв. м,

а объем: 40*50=2000 куб. м.

Котлованы могут быть различного очертания в плане. Объем котлованов получается, если среднюю площадь котлована умножить на его глубину.

Расчет объема котлована под здание

Пример 4. Найти объем котлована под здание, если глубина котлована равна 2,0 м, размеры по дну 10х5, а откосы стенок имеют крутизну 1:1, (1:1,25) рис.13. Площадь дна котлована равна 10х5=50 кв. м. Площадь верхнего сечения котлована равна:

Х=15х10=150 кв. м.

Средняя площадь котлована равна:

(150+50)/2=100 кв. м,

а объем равен:

100*2=200 куб. м.

Расчет объема круглого котлована

Пример 5. Найти объем круглого котлована под дымовую трубу котельной. Глубина котлована — 5 м, стенки — отвесные, диаметр котлована равен 10 м. В этом случае объем равен площади дна котлована, умноженной на его глубину. Смотрите рис. 14.

Площадь круглого дна равна диаметру его, умноженному на самого себя и еще на число 3,14 (π) и поделенному на 4, т.е.:

(10х10х3,14)/4=314/4=78,5 кв. м,

а объем котлована будет равен:

78,5х5=392,5 куб. м.

Чем более неровна поверхность земли, тем меньше должно быть расстояние между смежными поперечными профилями выемок и насыпей при подсчете их объемов.

На рис. 15 показано, в каких местах надо брать поперечные площади насыпи при сильно волнистой поверхности земли. На рис.15 1, 2, 3 и. т. д. означают те места, где надо брать площади, а l¹, l² и. т. д. — расстояние между ними.

Объем участка II насыпи будет равен площади 2+ площадь 3, деленной пополам и умноженной на расстояние l².

Объем всей насыпи равен сумме объемов участков I, II, III и. т. д.

Простейшими приборами для измерения длины, ширины и высоты земляного сооружения является мерная лента и рулетка.

Мерная лента делается из тонкой стали шириной 2-3 см. Длина ленты — 20 м. Лента разделена на метры, полуметры и дециметры (дециметр равен 10 см) (рис. 16).

Рулетка — это тесьма длиной 5, 10 или 20 м, заключенная в футляр, в котором она наматывается на ось, пропущенную поперек футляра (рис. 17). Деления на тесьме имеются метровые, дециметровые и сантиметровые.

Оптимальным вариантов для замера в данный момент является лазерная рулетка и теодолит с нивелиром.

Вид котлована

Котлован прямоугольный с откосами
Котлован многоугольный с откосами
Круглый котлован
Траншея с откосами

Ширина котлована по дну, м

Длина котлована по дну, м

Ширина котлована по верху, м

Длина котлована по верху, м

Глубина котлована, м

Объем прямоугольного котлована с откосами, куб.м.

Теория проведения строительных работ сложна и совершенно непонятна новичкам, которые лишь впервые столкнулись с замысловатыми схемами, таблицами и формулами. Их освоение – достаточно непростая задача. Это вполне очевидно, ведь люди, получая образование в данной области, тратят целые годы.
Между тем, зачастую у нас совершенно нет возможности обратиться за помощью в проведении строительных работ к профессионалам или хотя бы к более опытным работникам. В таком случае приходится осуществлять всю подготовку и курировать непосредственный процесс самолично.

Воспользуйтесь изобретением профессионалов

В условиях дефицита времени совсем не обязательно оперативно изучать теорию строительного дела, попутно осваивая сложные математические формулы и свойства тех или иных строительных материалов. Профессионалы, чтобы облегчить вам проведение подготовительных мероприятий, разработали различные специализированные калькуляторы.
Одним из таких является калькулятор по расчету земляных работ. Благодаря нему вы можете с легкостью определить итоговый объем котлована с указанным вами типом откосов. Достаточно лишь обратиться к проекту объекта и ввести в калькулятор такие данные:
ширина и длина будущего котлована по дну;
ширина и длина объекта по верху;
глубина.
Все параметры указывайте в метрах. В противном случае могут возникнуть ошибки при автоматическом расчете калькулятора.

Преимущества калькулятора

Благодаря данной программе вы можете непосредственно в онлайн режиме рассчитать необходимые параметры. Это важно не только на этапе подготовки, но и для корректировки параметров объекта в процессе строительства. Именно возможность воспользоваться помощью такой программы в режиме онлайн – это гарант того, что в случае возникновения несостыковок между проектом на бумаге и реальным его воплощением, вы легко сможете подкорректировать данные и направить деятельность работников в необходимое русло. В свою очередь, все это позволит вам достичь максимально удовлетворительного результата.
Между тем, не стоит забывать, что важно не только правильно просчитать пропорции и параметры объекта строительства. Необходимым условием для достижения желаемого результата является и то, насколько ответственно вы подойдете к выполнению собственной работы, ведь халатное отношение совершенно неприемлемо и не позволит воплотить в жизни даже идеальный проект.

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.

Котлован с откосами на спланированной местности

Отрывка котлована под здание.

котлован
—
это земляное сооружение в виде выемки
с соизмеримыми размерами в плане, длила
не превышает, как правило, 10кратного
размера ширины, образующегося при
разработке грунта

Разработка
технологии производства земляных работ
по отрывке котлованов вкл. в себя: 
1)
изучение планировочного и конструктивного
решения подземной части возводимого
здания.
2) проектирование котлована и
определение основных его размеров.
3)
расчет объёмов переработки грунта и
составление баланса земляных масс.
4)
расчёт требуемых технических параметров
и выбор землеройных машин
5) расчёт
потребности в тс для вывозки излишков
грунта
6) определение состава земляных
работ и выбор технологии их выполнения.

На
основании результатов разработки
компоновочные и конструктивных решений
объектов строительства принимаем
следующие предварительные решения.
1.
возведение подземной части здания будет
производиться в открытом котловане с
откосами, обеспечивающими их
устойчивость.
2. монтажно-укладочные
работы по устройству строительной
конструкции подземной части здания
будут производиться с использованием
стреловых кранов с заездом их на днище
котлована с целью минимизации рабочего
вылета стрелы крана.
3. грунт для
обратной засыпки пазух будет размещаться
на берме котлована параллельно крайним
осям здания оси 1и4.
4. съезды в котлован,
будут размещаться между осями здания
1,2 и 3,4

Проектирование котлована и определение основных ее размеров.

Размеры
котлована зависят от габаритов возводимого
здания и от технологии производства
монтажно-укладочных работ (технология
возведения строительных конструкций).
Для монтажно-укладочных работ будет
использоваться стреловой кран, его
работа будет выполняться с заездом на
днище котлована, Данный вид работы
использовать лучше т.к.здание одноэтажное
и широкое. Для уменьшение вылита стрелы
крана.

Проектирование
котлована.

При
проектировании котлована устраиваем
как минимум 2 съезда, их количество
выбирается в зависимости от формы и
размеров возводимого здания. Ширина
проезжей части съезда b
принимается в приделах от 3,5 до 4 м, как
для однополосного движения транспорта.

b=4м

крутизна съезда М` = 8-15м,
принимаем
М`=8м
Чем меньше М`, тем меньше габариты
сьездов здания. Расстояния в плане от
наружного края фундаментов здания, до
подошвы котлована при отсутствие съезда
принимается 0,5м, со стороны съезда
вычисляется по формуле:

с=1+2r+1,
м

где
r
– радиус поворотной платформы клана,
принимаемой по каталогу на краны

Принимаем
r=2,5м

с=1+2*2,5+1=7м

Определение
основных размеров котлована.

Глубина
котлована равна высоте здания за вычетом
цоколя.

H_K=h+h_щб+h_б-h_цок=4,0+0,2+0,2-0,8=3,6м

h-
высота
подземной части по заданию + часть цоколя

h_щб—
толщена
слоя щебеночной подготовки

h_б—
толщина
слоя бетонной подготовки

h_цок—
высота
цоколя

длина
съезда:

H_K
*8=
3,6*8= 28,8м

(Не
выходит за пределы строительной
площадки.)

Крутизна
откоса котлована

определяется
отношением его глубины к заложению,
обозначается как m=0,5
( СНиП 12 04-2002.2 для песка при глубине
котлована не более 5м)

Размер
заложения откоса котлована:

a=
m*H_K
=0,5*3,6=1,8м

Определим
размеры котлована по низу и верху:

при
размещении съездов на двух противоположных
сторонах котлована

В_к^н
= В_c
+2∙ а′ + 2 ∙ в_оп
— ширина
котлована по днищу

L_к^н

= L_с
+2∙ а + 2 ∙ в_оп
—
длина
котлована по днищу

где:
В_с

и L_с
— соответственно ширина и длина габарита
сооружения (здания) по

фундаменту,
м;

в_оп

— ширина используемой опалубки, м

(значение
в_оп
в может быть принято в пределах 0,3…0,5
м). Принимаем в_оп
=
0,5м.

В_с
=B+b

B
– размер между осями

b
– расстояние от оси фундамента до края
фундамента

В_с(1,2,3,4)=
15+0,75∙2= 16,5 м.

В_к^н_(1,
4)=
16,5+7+2∙0,5+7+2,4 = 26,9

В_к^н_(2,3)=
16,5+7-2,4-2∙0,75= 19,6

L_с
=L+l

L
– размер между осями

l
– расстояние от оси фундамента до края
фундамента

L_с(1
,2,3,4)=
78+0,75∙2= 79,5 м.

L_к^н_(1
,4)=
79,5+2∙2,4+2∙0.5= 85,3 м.

L_к^н_(2,3)=
79,5+2,4-2∙0,75-2,4= 78 м.

В_к^в
= В_к^н
+ 2 ∙ m
∙ H_к
— ширина
котлована по верху

L_к^в
= L_к^н
+ 2 ∙ m
∙ H_к
— длина
котлована по верху

где
m
– показатель крутизны откоса

H_к
–
глубина
котлована

В_к^в_(1,
,4)
= 26,9+2∙1∙2,4
=31,7 м.

L_к^в_(1
,4)=
85,3+2∙1∙2,4 =90,1 м.

В_к^в_(2,3)
= 19,6
м.

L_к^в_(2,3)=
78 м.

См
рис. 6.

3.2.
Определение объемов земляных работ.
Баланс земляных масс.

Согласно
определенным выше размерам объем
котлована будет равен:

V_к
= [L_к^н
•
В_к^н
+
L_к^в
•В_к^в
+ (L_к^н
+
L_к^в)
• (В_к^н
+ В_к^в)]
• H_к/6
, м³

V_к
= [(85,3+78)
•
(19,6+26,9)
+
(90,1+78)
•(31,7+19,6)
+(163,3+168,1)∙(46,5+51,3)]
• 2,4/6
= 19451,16 м³

Объем
выемки грунта из двух съездов:

V_c
= n_c
• V_1с
= n_c
• [3
• в_с
+

2 • m
• H_к
• (m׳
–m)
/ m׳]
• (m׳
–m)
•
H_к²
/
6 ,
м³
,

где:
n_c
–
количество съездов в котлован

в_с
и m′
— соответственно ширина и крутизна
съездов

V_c
= 2 • [3
• 4
+

2 • 1 • 2,4 • (10
–1)
/ 10]
• (10
–1)
•
2,4²
/
6= 282 м³

Объем
обратной засыпки пазух сооружения:

V_п.с.
=
V_к
–
V_пчс
+
V_c
,
м³

где:
V_пчс
–
объем подземной части здания (сооружения),
м³

V_пчс=78∙15∙2∙2,4=
5616

V_п.с.
=
19451–
5616+ 282=
14117

Потребность
в грунте для обратной засыпки пазух
сооружений находится с учетом

коэффициента
остаточного разрыхления К_о.р.
, т.е.

V_гр.п.c.
=
V_п.с.
•
К_о.р.
,
м³

К_о.р.=
100/(100 + П_о.р.),

где
П_о.р.
— показатель
остаточного разрыхления грунта, %,
принимаемый по данным

ЕНиР
Е2-1. П_о.р.=
4%

К_о.р.=
100/(100 + 4)= 0,96

V_гр.п.c.
=
14117∙0,96=13552

Полученные
результаты сведем в таблицу балансов
земляных масс таб.3.

Баланс
земляных масс

Таблица
3

Выемка	Насыпь
№ п/п	Место Разработки грунта	Объем разработки грунта	Место укладки грунта и его объем	№ п/п	Место устройства насыпи	Геом. объем насыпи	Потребность в грунте
1	Котлован	19451	Отвал-15897	1	Обратная засыпка пазух	14117	13552
2	2 съезда	282	Транспт. средство- 5910	2	Обратная засыпка съездов	282	271
		19733					13823

коэффициент
остаточного разрыхления грунта;

коэффициент
первоначального разрыхления грунта

Выбор
технических средств.

Технологическое
проектирование включает обоснованный
выбор механизмов для производства
основных видов земляных процессов,
определение состава этих процессов с
подсчетом их трудоемкости.

Обосновываем
выбор следующих основных механизмов:

—
машин для разработки котлована;

—
машин для отвозки грунта из котлована.

Расчет
технических параметров и выбор
экскаваторов:

При
выборе экскаватора учитываются два
основных критерия- разрабатываемое
сооружение и предполагаемый тип
экскаватора. В зависимости от объема
грунта в котловане подбирается емкость
ковша экскаватора, а затем его марка.

Так
как экскаватор используется для отрыва
котлована, а котлован имеет значительные
размеры, то для таких работ предпочтительнее
использовать экскаватор тс рабочим
органом драглайн. В зависимости от
общего объема разработки грунта
∑Vв=19733м³
для отрыва котлована согласно рекомендациям
принимаем емкость ковша экскаватора
1,6 м³.

Глубина
котлована 4,0 м.

.
Схема
работы экскаватора-драглайна при отрывке
котлована

Требуемые
значения R_к
и R_в

рассчитываются
по проходке, при которой экскаватор
работает

навымет.
Они определяются из условия, что

R_к
+ R_в
≥
В_з
/ 0,8 ,

где
В_з
–
ширина
крайнего расчетного забоя, м.

Учитывая
также, что R_к
экскаватора в среднем на 15…25 % больше
R_в
, ориентировочно получаем:

R_к
=
0,7
•
В_з
,
м и R_в
= 0,57
• В_з
, м

Ширина
крайнего забоя В_з

складывается
из ширины зоны разработки грунта
навымет b_з
,
заложения откоса m
• H_к
,
половины ширины отвала грунта на берме
b_отв

и допустимого расстояния b

(принимаемого не менее 1
м) от подошвы отвала до бровки котлована:

В_з
=
b_з
+
m
• H_к
+
b
+ b_отв
,
м

При
расположении отвалов грунта вдоль
всех четырех сторон
котлована значения b_отв

и b_з
определяются
по формулам:

b_отв
=
√(
b_з
•
H_к
• К_п.р.),
м

b_з
=
V_отв
/
(ℓ_з.•
H_к),
м

где
ℓ_з

принимается
ориентировочно равной полусумме
периметров котлована по его

дну
и верху (ℓ_з
= L_к^н

+ В_к^н
+
L_к^в
+ В_к^в).

ℓ_з
= 163,3

+ 46,5 +
168,1
+ 51,3 = 429,2 м.

b_з
=
13823
/
(429,2
•
2,4)
= 13,4 м.

b_отв
=
√(
13,4
•
2,4
• 1,15)
= 6 – половина ширины отвала

В_з
=
13,4
+
1 • 2,4
+
1 + 6 = 22,8 м.

Радиус
резания R_к
=
0,7∙22,8 = 15,96 м.

Радиус
выгрузки R_в
=
0,57∙22,8 = 13 м.

Согласно
значениям из таблицы ЕНиРа, принимаем
экскаватор с рабочим органом драглайн:
марки ЭО-7111 (Э-2503), ЭО-7111С, (Э-2505); вместимостью
ковша с зубьями 1,5 м³; управление
электрическое; длина стрелы 25м; наибольший
радиус копания 27,4м; наибольшая глубина
копания: при боковом проходе 14 м, при
концевом проходе 20,5 м; наибольший радиус
выгрузки 23,8м; наибольшая высота выгрузки
15,9м; мощность 160 кВт (218л.с.); масса
экскаватора 94т; нормы времени на 100 м³
грунта с погрузкой в ТС 0,78 и на выем
0,67.

Расчет
потребности в автосамосвалах для вывоза
излишнего грунта

Для
транспортировки излишнего грунта из
выемки при отрывке котлована применяем
автосамосвалы
в
количестве,
необходимом для обеспечения бесперебойной
работы ведущей машины — экскаватора.

Т.к.
вместимость
ковша экскаватора
,
средняядальность
транспортировки излишнего грунта
,выбираем
автосамосвал грузоподъемностью

Определим
потребное количество
автосамосвалов
N_авт
исходя из условия, как указывалось
выше, обеспечения бесперебойной работы
экскаватора, т.е.:

N_авт
= Т_ц
/ τ_п
,

где:
Т_ц
— продолжительность рабочего цикла
одного автосамосвала, мин;

τ_п
— продолжительность
загрузки грунта экскаватором в кузов
одного самосвала,

мин.

Длительность
рабочего цикла автосамосвала складывается
из продолжительности установки его под
погрузку τ_уп
,
продолжительности загрузки грунта в
кузов τ_п
,
продолжительности пробега до места
разгрузки и обратного холостого пробега
τ_пр.
,
продолжительности установки под
разгрузку τ_ур
,

продолжительности разгрузки τ_р
и
продолжительности технологических
перерывов в течение рейса (маневрирование,
пропуск встречного транспорта на
разъезде и др.) τ_м
,
т.е.:

Т_ц
= τ_уп
+ τ_п
+ τ_пр
+ τ_ур
+ τ_р
+ τ_м
,
мин

(При
выполнении расчетов следует принять:
τ_уп
=
0,3…0,5
мин;

τ_ур
=
0,5…1,0 мин;

τ_р
= 1,0…2,0 мин и τ_м
=
1,0…3,0 мин.)

Принимаем:

τ_уп
= 0,5 мин;

τ_ур
=
1 мин;

τ_р
= 2 мин;

τ_м
=
3 мин.

Продолжительность
пробега
автосамосвала до места разгрузки и
обратно ориентировочно может быть
определена по формулам:

τ_пр
=
2 • L_тр
•
60 / υ_ср
,
мин, или τ_пр
=
L_тр
•
60 / υ_гр
+
L_тр
•
60 / υ_хол
,
мин,

где:

L_тр

— дальность
транспортирования грунта, км;

υ_ср
,

υ_гр

и
υ_хол

— скорости
автосамосвала соответственно средняя,
в груженном

состоянии
и при холостом пробеге, км/ч.

(В
расчетах можно принять:
υ_ср
=
35…40 км/ч; υ_гр
=
30…35 км/ч и
υ_хол
=
45
…50
км/ч.)

υ_ср
=
40 км/ч;

υ_гр
=
30 км/ч;

υ_хол
=
50
км/ч.

τ_пр
=
2 • 1,5
•
60 / 40=4,5

Продолжительность
работы экскаватора по загрузке грунта
в кузов одного

автосамосвала
определяется
по формуле:

τ_п
=
0,6 • V_авт
• Н_маш.вр
,
мин,

где:
V_авт

— объем
грунта в кузове загруженного автосамосвала,
м³
;

Н_маш.вр

— норма машинного времени на разработку
100 м³
грунта
с погрузкой в

транспортное
средство, маш·ч (принимается по ЕНиР
Е2-1-7 в зависимости от

вида
используемого экскаватора, емкости его
ковша и группы трудности

разработки
грунта).
Н_маш.вр

= 0,84

Объем
грунта, загружаемого в кузов одного
автосамосвала, определяется по

формуле:

V_авт

= V_ковша
•
n_эк.к
•
К_н

/ К_п.р.
,
м³
,

где:
n_эк.к
– количество
целых экскаваторных ковшей грунта,
загружаемых в кузов

одного
автосамосвала;

К_н

— коэффициент
действительного наполнения экскаваторного
ковша

разрыхленным
грунтом (принимается равным 1,1…1,4).
Примем К_н=1,4

Количество
целых экскаваторных ковшей грунта,
загружаемых в кузов одного

автосамосвала,
находится по формуле (с округлением до
ближайшего целого числа):

n_эк.к
=
Q_авт
/
(V_ковша
•
γ_гр.
•
К_н
/
К_п.р.
),

где
γ_гр
–
плотность
грунта, т/м³
(принимается
по данным табл.1 ЕНиР [3] или по

любым
другим справочным данным). Примем для
песка γ_гр=2,65
т/м³

n_эк.к
=
12
/
(1,5
•2,65_.
•
1,4/
1,15)=3

V_авт

= 1,6
•
3
•
1,4

/ 1,15
= 5,84 м³.

τ_п
=
0,6 • 5,84• 0,84 = 2,9 мин.

Т_ц
= 0,5+
2,9
+4,5+ 1
+ 2
+ 3=
13,9 мин

n_авт.
≥
Т_ц/
τ_пр=13,9/4,5=
3,1

Принимаем
количество автосамосвалов nавт=4

Определение
состава, технологии и объемов работ по
отрывке котлована

При
разработке котлована экскаватором до
проектной отметки доходить нельзя,
чтобы не разрушить дно котлована. Недобор
грунта составляет 20 см, следовательно,
требуется зачистка дна котлов.

Эта
зачистка проводится в 2 этапа: зачистка
на глубину 0,15 м бульдозером, и на 0,05 м
вручную землекопами.

1. Площадь
   дна котлована S_д=3125м²,
   значит объем работ по зачистке бульдозером
   V=2241,28∙0,15=336,2
   м³.
   Принимаем бульдозер ДЗ-28(Д-533) на базе
   трактора Т-130 (ЕНиР Е2-1-22).

2. Объем
   работ по зачистке землекопами:
   V=2241,28∙0,05=112,1
   м³(ЕНиР
   Е2-1-47).