Тема: Підрахунок обємів земляних робіт
Мета роботи: засвоєння студентом засадами проектування технології розробки ґрунту при влаштуванні котловану під будівлю, крім того, студент повинен познайомитися з методикою розрахунку об’ємів земляних робіт.
Загальна частина
Обсяги земляних робіт підраховують багато разів: у процесі проектування - за кресленнями, при виконанні будівельних процесів - по натуральних вимірах.
До складу земляних робіт зазвичай входять: вертикальне планування майданчиків;
Вертикальне планування виконують для вирівнювання природного рельєфу майданчиків, відведених під будівництво різних будівель і споруд, а також для благоустрою територій. Земляні роботи з вертикального планування включають виїмку ґрунту на одних ділянках майданчика, переміщення, відсипання і ущільнення його на інших дільницях (у зоні насипу).
Вертикальне планування майданчиків на ділянці виїмок здійснюють до пристрою в них комунікацій і фундаментів, а на ділянці насипів - після влаштування цих споруд.
Обсяги робіт з вертикального планування майданчиків вимірюються квадратними метрами поверхні, розробка котлованів і траншей;
Підрахунок обсягів розробляється ґрунту зводиться до визначення обсягів різних геометричних фігур, що визначають форму того чи іншого земляної споруди. При цьому допускається, що об'єм ґрунту обмежений площинами, і окремі нерівності не впливають на точність розрахунку.
Об'єм ґрунту вимірюють кубічними метрами щільного тіла.
Обсяг котловану обчислюють за формулою:
Vк = Н/6 • [(2а + а1)-в + (2а 1 + а) • в1]
где Н — глибина котлована, м;
а, в- довжина сторони котловану біля основи, м;
а1,в1- довжина сторони котловану поверху
а1=а+2Нт; в1=в+2Нт;
т - коефіцієнт відкосу
При викопуванні ями під окремий фундамент іноді використовують формулу:
Vк=Н/3(Fн + Fв + ÖFн+Fв)
де Fн, Fв - відповідно площі котловану по дну і поверху, м .
При розрахунку об'ємів траншей та інших лінійно-протяжних споруд їх поздовжні профілі ділять на ділянки між точками перелому. Для кожної такої ділянки об'єм траншеї вираховують окремо, після чого їх сумують. Так об'єм траншеї на ділянці між ллнктами 1 і 2. :
V1-2 = [F ср + т(Н1-H2)2 /12] • L1-2
або
V1-2 = [F1/2 + F2/2-т*(Н1 – Н2)2/6] • L1-2
Рис.З Розріз котлована: С - споруда, О - зворотна засипка
Для визначення об'єм зворотної засипки пазух котлована (траншеї), коли об'єм його відомий, потрібно від об'єм котлована (траншеї) відняти об'єм підземної частини споруди (об'єм фундаменту):
Vз.з = Vк-а2в2Н,
де а2,в2 —розміри будівлі в плані.
Земляні роботи повинні виконуватися з комплексною механізацією всіх процесів і застосуванням раціональних способів виконання робіт. Вибір землерийних машин для виробництва земляних робіт залежить від виду ґрунту, рельєфу місцевості, обсягу і глибини земляних виробок, умов виконання роботи (у відвал, на транспорт), транспортних засобів і дальності переміщення ґрунтів.
До основних землерийних машин відносяться одноковшові і багатоковшеві екскаватори.
У будівництві завдяки високій продуктивності при розробці грунтів різних категорій найбільшого поширення набули одноковшові екскаватори. Залежно від виробничих умов в якості змінного обладнання екскаваторів застосовують прямі і зворотні лопати, драглайни, грейфери.
Завдання
Вихідні дані за варіантами включають в себе: номер варіанта для виконання практичної роботи, грунт, розміри котловану низом, глибину котловану .
Хід виконання роботи
І. Визначити обєм котловану.
Підрахунок обсягів робіт при розробці котлованів проводиться в наступному порядку.
Спочатку по додатку 1 для свого варіанту виписують вихідні дані: ширину котловану низом, м;
довжину котловану низом, м;
гунт.
Далі визначають: крутість укосу (1: m) (табл.4) відповідно до ґрунтів ;
Таблица 4. Крутизна укосів в залежності від виду грунту та глибини виїмки
| Крутизна укосів при глибині виїмки, м, не більше | |||
| Грунт | |||
| 1,5 | |||
| Насипний | |||
| неущільнений | 1:0,67 | 1:1 | 1:1,25 |
| Пісчаний і | |||
| гравійний | 1:0,5 | 1:1 | 1:1 |
| Супісок | 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 |
| Лес | 1:0 | 1:0,5 | 1:0,5 |
Примітка : При нашарування різних видів грунтів крутість укосів для всіх пластів слід призначати по найбільш слабкому ґрунті .
Ця частина проектної роботи повинна супроводжуватися викреслюванням плану котловану , поперечного і поздовжнього розрізів по котловану . Потім підраховують об'єм ґрунту , що підлягає розробці в котловані, об’єм зворотної засипки .
2. Трудомісткість виконання робіт.
Вибираємо механізм для розробки грунту в котловані.
Для розробки грунту в котлованах в якості ведучої машини застосовують екскаватори з обладнанням типу драглайн або пряма лопата , для широких траншей -пряма лопата чи зворотна лопата , для вузьких ( шириною низом до Зм ) траншей і ям під окремі фундаменти одноповерхових промислових будівель - зворотна лопата .
У залежності від обсягу грунту в котловані визначають ємність ковша екскаватора ( табл.5 )
По виду і категорії грунту вибирають тип ковша екскаватора. Наприклад , для пісків супісків вибирають ковші із суцільною ріжучої крайкою , а для глин і суглинків - з зубцями
Таблиця 5. Визначення об'єму ковша екскаватора
| Обєм грунту в котловані, м | Ємність ковша екскаватора, м3 |
| До 500 | 0,15 |
| 500... 1500 | 0,24 і 0,3 |
| 1500...5000 | 0,5 |
| 2000...8000 | 0,65 |
| 6000... 11000 | 0,8 |
| 11000... 15000 | 1,0 |
| 13000... 18000 | 1,25 |
| Более 15000 | 1,5 |
Для будівельного процесу на основі діючих норм ДБН складається калькуляція витрат праці .
Приклад
1 Визначаємо об'єм котловану.
Спочатку по додатку 1 для свого варіанту виписуємо вихідні дані :
ширина котловану низом - а = 19м;
довжина котловану низом - в = 47 м ;
глибина котловану - Н = 5 м ;
гунт - пісок.
Далі визначаємо:
крутість укосу (1 : m ) за таблицею 4 відповідно до ґрунтових умов (1 : m) =1:1
Рис.4
Н /А = 1 /т,
т — коефіцієнт закладання.
А= Н • т = 5 • 1= 5 м
Викреслюємо план котловану, розріз 1-1 та 2-2 по котловану та проставляємо всі умовні позначення (рис. 5).
а1 = а + 2Н т = 19 + 2*5*1 =29м
в1= в+2Нт = 47 + 2*5*1=57м
Vк = Н/6 • [(2а + а1)*в + (2а1 + а) • в1] = 5/6 • [(2*19 + 29) • 47 + (2*29 + 19) * 57] =5/6 • 1(38 + 29) • 47 + (58 + 19) • 57] = 5/6 • [67 -47+ 77- 57] = 5/6 • [3149 + 4389] =5/6 - 7538 = 6282 м3
Розраховуємо об’єм зворотної засипки котловану. Викреслюємо розріз 3-3
2.Трудоємність виконання робіт.
| \ |
Відповідно до отриманого обєму грунту - 6282 мЗ за табл . 5 визначаємо ємність :ковша екскаватора - 0,65 мЗ ; підбираємо екскаватор по додатку 2 ; ківш , для розробки піску , вибираємо із суцільною ріжучої крайкою ;
Додаток 1
Вихідні дані до практичної роботи №2
| Разміри котлована, м | ||||
| Ширина | Довжина | Глибина | ||
| № варіанта | котлована | котлована | котлована, м | Грунт |
| по дну | по дну | |||
| а | в | Н | ||
| 4,5 | пісок | |||
| 4,5 | супісок | |||
| 4,5 | суглинок | |||
| 4,5 | лес | |||
| 4,5 | глина | |||
| 5,0 | пісок | |||
| 5,0 | супісок | |||
| 5,0 | суглинок | |||
| 5,0 | лес | |||
| 5,0 | глина | |||
| 4,3 | пісок | |||
| 4,3 | супісок | |||
| ЗО | 4,3 | суглинок | ||
| 4,3 | лес | |||
| 4,3 | глина | |||
| 4,7 | пісок | |||
| 4,7 | супісок | |||
| 4,7 | суглинок | |||
| 4,7 | лес | |||
| 4,7 | глина | |||
| 3,9 | пісок | |||
| 3,9 | супісок | |||
| 3,9 | суглинок | |||
| 3,9 | лес | |||
| 3,9 | глина | |||
| 4,1 | пісок | |||
| 4,1 | супісок | |||
| 4,1 | суглинок | |||
| 4,1 | лес |
Додаток 2. Технічні характеристики землерийних машин
| Марка | Потужність, | Маса, т | Обєм | Найбільший | Габарити | Продук | |
| (тип | кВт | ковша, | розмір розробки, | (довж х | тивність | ||
| трак- | м3 | м | ширинах | м3/год | |||
| тора) | (розмір відвалу) | ширина | глибина (висота) | висота), м | |||
| Екскаватори | |||||||
| ЕО-2621А | 7,5x2,0 | ||||||
| 5,5 | 0,25 | 2.2 | х2,25 | ||||
| ЕО-3322 | 9,3x2,5 | ||||||
| 14,5 | 0,4..0,5 | 16,4 | 5л | хЗД | |||
| ЕО-3332 | 8,8x2,3 | ||||||
| 14,5 | 0,4 | 17,2 | 5,1 | хЗД | 25,5 | ||
| ЕО-5015А | 8,1x2,8 | ||||||
| 13,0 | 0,5 | 14,6 | 3,9 | х3,0 | |||
| ЕО-4321 | 9,1x3,0 | ||||||
| 19,2 | 0,65 | 18,0 | 5,6 | х4,5 | |||
| ЕО-4121 | 10,4x3,0 | ||||||
| 24,5 | 1,0 | 18,8 | 5,0 | хЗ,2 | |||
| ЕО-5122 | 13,0x3,1 | ||||||
| 35,8 | 1,25; 1,6 | 18,8 | 5,0 | х4,9 | |||
| ЕО-5123 | 13,0x3,1 | ||||||
| 37,0 | 2,0 | 20,4 | 5,5 | х4,9 | |||
| ЕО-6122 | 14,0x3,6 | ||||||
| 58,0 | 5,0 | 20,4 | 5,3 | х5,5 |