Как найти ширину откоса

Формулы для определения ширины основания насыпи (а), м

№№ рисунков	Общий вид насыпи	Ширина основания насыпи, м
	Насыпь расположена на площадке
	Насыпь на косогоре. Крутизна откосов постоянная
	Насыпь на косогоре. Крутизна откосов с одной стороны переменная
	Насыпь на косогоре. Крутизна откосов переменная с обеих сторон

Аналогично
определяется и ширина выемки поверху
с заменой «b»
на «B»,
равное сумме размеров основной площадки
и обоих кюветов поверху, т.е.

B = b + 0,4 + 1,2
m, (4.10)

где
m
– знаменатель показателя крутизны
откоса кювета.

После
определения объемов работ по снятию
растительного слоя (м³)
полученные данные заносят в таблицу
(приложение 1) в графы 14 (для насыпи и
резерва) со знаком «+» и 15 (для выемки)
со знаком «–».

4.2.7. Объем сливной
призмы (рис. 4.5) определяют по формуле

, (4.11)

и
полученные данные заносят в графу 12
таблицы (приложение 1) для насыпи со
знаком «+» и в графу 13 для выемки со
знаком «–».

1. По
   мере заполнения таблицы необходимо
   подводить итоги для каждого массива
   последовательно (в нулевых местах) и
   в целом по участку для каждой из граф.

Полный профильный
объем земляных работ определяется
суммированием данных по графам 4÷15 с
соответствующими знаками («+» или «–»)
и заносится в графы 16 и 17 таблицы
(приложение 1).

1. Распределение
   земляных масс

Распределение
земляных масс производится непосредственно
после составления графика попикетных
объемов работ.

При
выполнении этой части проекта следует
руководствоваться следующими основными
принципами:

а)
весь объем пригодного грунта в выемке
должен быть по возможности использован
для отсыпки насыпи, а при его излишке
избыточная часть подлежит перемещению
в отвал (рекультивация карьеров, засыпка
оврагов, промоин, ремонт землевозных и
подъездных автодорог и т.п.);

б)
при недостатке грунта в выемках или его
непригодности для возведения насыпи
следует предусмотреть доставку грунта
из действующих или вновь открываемых
карьеров, удаленных не более 3 км от
участка строительства;

в)
использование грунтов из резервов для
отсыпки насыпей, а также устройство
кавальеров (перемещение из выемок)
должно применяться в исключительных
случаях. Такое решение требует
дополнительного обоснования (отсутствие
условий для открытия карьеров, большие
затраты на строительство землевозных
дорог, нецелесообразность открытия
карьеров или строительства землевозных
автодорог к отвалам из-за незначительного
объема грунта, использование кавальеров
или резервов в качестве водоотводных
сооружений и т.д.), поскольку помимо
нанесения ущерба окружающей среде
возникают дополнительные затраты как
при подготовке территории строительства,
так и в процессе эксплуатации построенного
участка железной дороги. Как правило,
применение поперечной схемы при
сооружении земляного полотна может
рассматриваться при рабочих отметках
до 1,5 – 2,0 м.

После
принятия решения по распределению
земляных масс особое внимание следует
обратить на правильность определения
среднего расстояния между центрами их
тяжести при продольном перемещении
грунта (из выемок в насыпь).

Пример
(рис. 5.1.). На участке протяженностью 2,6
км необходимо переместить из выемки в
насыпь 6960 м³грунта.

Протяженность
насыпи 1400 м, выемки – 1200 м.

Центр
тяжести земляной массы выемки расположен
в месте, пикетное положение которого
(пк 14+70) соответствует половине объема
ее грунта (3480 м³) слева и справа от
нулевых мест. Аналогично определяется
это место и для насыпи (пк 31+40). Расстояние
между этими пикетными значениями и
будет средневзвешенным расстоянием
(1670 м) при половине протяженности всего
участка лишь 1300 м.

1. Выбор
   ведущих машин и назначение рабочих
   участков

В
зависимости от сосредоточенного объема
грунта в массиве, рабочих отметок
земляного полотна и принятой схемы
распределения земляных масс для
выполнения работ создаются экскаваторные,
скреперные или бульдозерные землеройные
комплексы.

Определяющим
является выбор ведущей машины, после
чего подбирается соответствующая
вспомогательная техника для выполнения
всего технологического комплекса
основных земляных работ (раздел 7).

Экскаватор
целесообразно применять в качестве
ведущей машины для разработки выемок
глубиной не менее 4 м или в карьерах для
погрузки грунта в самосвалы.

Самоходные
скреперы наиболее эффективны при
продольной схеме распределения земляных
масс без ограничений по величине рабочих
отметок.

Прицепные скреперы
лучше применять при небольших расстояниях
перемещения грунта, предпочтительнее
при поперечной схеме, с использованием
резервов и близлежащих карьеров или
при устройстве кавальеров.

Наиболее
ограничено применение в качестве ведущей
машины бульдозера. Как правило, это
целесообразно на участках с дальностью
перемещения грунта до 100 м при рабочих
отметках земляного полотна не более
1,0 м.

В
конкретной ситуации возможно возведение
земляного полотна бульдозером с
перемещением грунта из резерва в нижнюю
часть (высотой до 1 м) высокой насыпи
или, соответственно, разработка верхней
части выемки с перемещением в кавальер
или смежную насыпь с последующим
включением в работу другой ведущей
машины.

Протяженностью
фронта работ для подобранного типа
ведущей машины и определяются границы
рабочего участка (или его захваток).

6.1.
Разработка грунта экскаватором

Расчет
требуемой эксплуатационной
производительности экскаваторов и
выбор рациональной емкости ковша
производится для каждого рабочего
участка в следующем порядке:

а)
определяют минимально необходимую
суточную производительность, м³/сутки

, (6.1.)

где
V_раб– полный объем
грунта на рабочем участке,

Т_осн– продолжительность основного периода,
которую рекомендуется принимать в
размере 70-80% от заданного директивного
срока;

б)
определяют необходимую часовую
производительность (П_час) при
одно-, двух- и трехсменном режимах работы;

в)
по табл. 4.5 [1, c. 27] для
соответствующей группы грунта по
трудности разработки (приложение 1)
выбирают требуемое количество экскаваторов
с соответствующей емкостью ковша по
ближайшему значению производительности
с одновременным принятием решения по
количеству смен в сутки (n);

г)
уточняют расчетную продолжительность
работы (Т) каждого из выбранных экскаватора
(или комплекса в целом) по формуле

,
суток (6.2)

Пример.
Объем земляных работ – 100 тыс. м³.
Директивный срок – 60 суток. Грунт –
глина тугопластичная с примесью гравия
до 10%, что соответствуетIIгруппе грунта по трудности разработки
для экскаваторов.

Исходя
из
,
необходимая суточная производительность

м³/сутки, илим³/час при односменной,

м³/час при
двухсменной и, соответственно,м³/час при трехсменной работе.

Для
IIгруппы грунта при
погрузке в автотранспорт экскаватором
– прямой лопатой возможны варианты:

• при
  односменной работе – 3 экскаватора с
  емкостью ковша 1,25 м³(3х90,9=273
  м³/час). Продолжительность работысуток;

• при
  двухсменной работе – по одному экскаватору
  с емкостью ковша 0,8 м³и 1 м³(66,7+76,9=143,6 м³/час); продолжительность
  работысуток, или 88 смен.

• при
  трехсменной работе – один экскаватор
  с емкостью ковша 1,25 м³(90,9 м³/час).
  Продолжительность работысуток, или 91 смена.

6.2.
Разработка и транспортировка грунта
скреперами

Ведущая
машина скреперного землеройного
комплекса подбирается в последовательности;

а)
исходя из дальности возки по принятой
студентом схеме и типу скрепера [1,
табл. 4.10], назначается
его марка с соответствующей емкостью
ковша[1, прил. 4].

б)
определяется продолжительность цикла
работы выбранного марки скрепера [1,
c. 31]

(секунд)

При
усредненных значениях коэффициентов
наполнения ковша грунтом (к_н) и
разрыхления его в ковше (к_р) в
формуле

(6.3)

длину
набора грунта и пути его разгрузки
допускается принимать по таблице 6.1.В
числителе приведены данные для набора
грунта без толкача, в знаменателе с
толкачом.

Таблица
6.1

Длина
пути набора и разгрузки грунта

Показатели	Прицепные (ДЗ – )	Самоходные (ДЗ – )
-79	-77А-1	-149-5	-172.1	-357п	-87-1А	-13-Б
Емкость ковша, м3	15,0	8,8	8,8	8,8	9,0	4,5	16,0
Длина пути набора грунта, м – в сухих и рыхлых песках
– в супесях и средних суглинках
– в тяжелых суглинках и глинах
Длина пути разгрузки, м	12	8	9	10	10	6	17

Скорости
работы скреперов следует принимать по
их средним значениям, м/с

	Vн	Vг	Vр	Vп
Прицепные	0,43	1,15	1,51	2,22
Самоходные	1,18	2,82	1,25	4,58

При
подстановке данных в определении t_цсобратить внимание на соразмерность
величин протяженности путей и скоростей
по составляющим цикла.

в)
рассчитывается полная потребность
машино-смен

и необходимое
количество скреперов при количестве
рабочих смен (n) в сутках

Расчетная
продолжительность работы полученного
количества скреперов определяется по
формуле

(6.4.)

Пример.
Объем работ – 120 тыс. м³. Грунты –
супесь. Дальность транспортировки –
600 м. Принимается самоходный скрепер
ДЗ-357п с емкостью ковша 9 м³. Срок
выполнения работ – 30 суток.

(сек)

Потребность
машино-смен
(м-см)

Необходимое
количество скреперов при работе в две
смены

.
Принимается k=4.

Расчетная
продолжительность работы

дней.

1. Разработка
   и перемещение грунта бульдозером.

Ведущая
машина бульдозерного землеройного
комплекса подбирается в последовательности:

а)
назначается требуемая производительность
ведущего механизма

,
м³/ч (6.5.)

где V_гр– объем грунта, м³

Т_осн– продолжительность основного периода,

n– количество рабочих часов в сутках;

б)
определяется расчетное время
технологического цикла бульдозера
(t_цб)

, (6.6)

где
соответственно

S_ниV_н –
длина пути (м) и скорость (м/ч) набора
грунта;

S_гриV_гр– длина пути
и скорость перемещения с грузом;

S_пиV_п– длина пути и
скорость движения при порожнем ходе;

t_м– время маневров с отвалом и машиной
(≈ 60 секунд)

Поскольку
S_н+S_гр
= S_п
= S_б
и V_н=V_гр,
после подстановки усредненных скоростей[1, c. 32]получимt_цб= 0,85S_б+ 60 секунд, гдеS_б– средняя дальность
набора и перемещения грунта, м.

в)
из формулы для определения эксплуатационной
производительности бульдозера

[1, c. 32]

После
подстановки значений коэффициентов
использования бульдозера во времени
(k_р=1,2) иt_цбполучим объем призмы волочения

(6.7)

г)
подбирается требуемая марка одного или
нескольких бульдозеров по ближайшим
большим значениям таблицы 6.2.

Таблица
6.2.

Объемы
призмы волочения, м³

Род грунтов	Марки бульдозеров (ДЗ – )
-18	-101А	-104А	-53	-24А	-109ХЛ	-25	-385
Связные	1,9	2,57	3,00	3,69	4,41	4,52	5,10	8,73
Сыпучие	1,66	2,25	2,63	3,22	3,85	3,95	4,47	7,64

е)
из условия Q_э
= Q_бопределяется время работы
выбранной ведущей машины (сут.)

(6.8)

Пример.
Объем грунта 26 тыс. м³. Дальность
транспортировки 100 м. Т_осн = 20 суток
при двухсменной работе. Грунты связные.

Требуемая
производительность

м³/ч

Объем
призмы волочения

м³,

чему
соответствуют значения табл. 6.2. при
совместной работе ДЗ-18 и ДЗ-104А (1,9+3,0=4,9
м³).

Время
работы выбранных ведущих машин
дней, или 40 смен.

1. Подбор
   вспомогательных машин землеройных
   комплексов

В
каждый землеройный комплекс включаются
машины, обеспечивающие выполнение
технологически обязательных видов
работ.

7.1.
Экскаваторный комплекс.

В
его состав входят:

а)
автосамосвалы, количество которых (n)
зависит от производительности
экскаватора (П_э), вместительности
кузова выбранного самосвала (1, с. 47) и
продолжительности цикла его работы
(t_ца )
который состоит из времени погрузки
грунта экскаватором, времени груженого
и порожнего пробега, скорости которого
(V_а) можно принять
равными, и времени на выгрузку и
маневрирование (≈ 2 минуты)

,
сек. (7.1.)

,
шт. (7.2.)

При
подстановке данных обратить внимание
на их соразмерность.

Пример.
Погрузку грунта выполняет экскаватор
Э-652, производительность которого 47,6
м³/ч, или 380,8 м³/см. Дальность
возки – 2100 м. Принимаем автосамосвал
МАЗ-503 вместимостью кузова 4,5 м³со скоростью движения 16,7 км/ч, или 4,6
м/сек.

сек.(22 мин.)

Количество
таких циклов при 8-часовой смене
,
т.е. 1 самосвал может сделать 22 рейса,
или перевезти за смену 99 м³грунта.
Экскаватор же при своей производительности
может загрузить за смену 380,8 : 4,5 = 85 таких
самосвалов, т.е. необходимо 85:22=4 МАЗ-503.

Или
по формуле 7.2.

единицы.

Полученные
данные округляются в сторону увеличения
или производится выбор автосамосвала
другого типа.

б)
бульдозеры для разравнивания выгруженного
из автосамосвала грунта, марка и
количество которых подбирается по
методике, изложенной выше в п. 6.3.

Требуемая
производительность бульдозера
определяется по производительности
ведущей машины (экскаватора) с введением
коэффициента 0,6 на неполный объем работ

(7.3.)

Продолжительность
технологического цикла включает время
на перемещение грунта, движение холостым
ходом и на управление отвалом и машиной.

Поскольку
S_гр+S_п=S_б, то, приняв
усредненные значения скоростей и времениt_м[1, c.
32],после преобразования получим

t_цб= 0,87S_б+ 60,
сек. (7.4.)

Соответственно,
объем призмы волочения

,
м³(7.5.)

Пример.
Объем работ – 26 тыс. м³в сыпучих
грунтах. Режим работы – односменный.
Дальность перемещения грунта 40 м.
Продолжительность работы 20 дней.

м³/ч;

м³, чему
соответствует значение табл. 6.2 для
бульдозера ДЗ-24А.

в)
грунтоуплотняющие машины при отсыпке
насыпи, технические характеристики
которых приведены в таблицах [1,
c. 34, 36].

Необходимое
время работы этих машин для обеспечения
нормативного уплотнения грунтов
земляного полотна определяется по
формуле

,
часов, (7.6.)

где
А = Н(b+m₁H)
+ 12(m₂
– m₁)(H
– 3) для насыпей с переменной крутизной
откосов. При постоянной крутизне откосов
(т.е.m₁
= m₂ =
m)

A
= H(b + mH)

Все
обозначения конструктивов насыпи
приведены на рис. 4.2а. При этом величину
H следует принимать на
0,15 м больше рабочей отметки (толщина
сливной призмы) в среднем для отсыпаемого
участка;

k
– количество проходов машины по
одному следу;

L
– протяженность насыпи, м;

t
– толщина уплотняемого слоя, м;

c
– ширина рабочего органа машины,
м;

V_ср– средняя скорость движения механизма
(км/ч).

Пример.
Протяженность участка насыпи 1400 м.
Средняя рабочая отметка – 4,65 м, т.е. H_ср= 4,8 м. Ширина основной площадки земляного
полотна 7,6 м. Крутизна откосов 1:1,5. Грунт
– суглинок. Для уплотнения грунтов
насыпи выбран пневмокаток массой 25-30
тонн с шириной рабочего органа 2,2 м.

По
табл.4.13 [1, c. 36] находимt
= 0,35 м;k= 8, а также
скорости прохода послойно.

Определяем
среднюю скорость пневмокатка

км/ч

Подставляя
данные в формулы, получим:

А
= 4,8(7,6 ∙ 1,5
+ 4,8) = 77,8 м².

Фактически
это площадь поперечного сечения насыпи
(для ее средней высоты).

Необходимое
время работы в составе землеройного
комплекса

часов,
или около 40 смен.

Время
работы уплотнительных средств не может
быть меньше продолжительности работы
ведущей машины при возведении насыпи.
При необходимости их количество нужно
увеличить.

7.2.
Бульдозерный комплекс.

В
его состав входят:

а)
бульдозер (помимо ведущего), выбор марки
и количества которого ведется в
соответствии с изложенным в п. 7.1.б.

б)
грунтоуплотняющие машины, продолжительность
работы которых определяется по аналогу
с изложенным в п.7.1.в.

1. Скреперный
   комплекс.

Поскольку
скрепер самостоятельно разрабатывает
и доставляет грунт в тело земляного
полотна, в состав комплекса следует
включать в качестве вспомогательных
машин уплотнительную технику (подбор
и сроки работы по аналогу с изложенным
в п. 7.1.в.), а также бульдозер для подготовки
ей фронта работ.

Выполняется
действия по подбору бульдозера согласно
п. 7 б с введением коэффициента 0,4 в
формуле 7.3 вместо 0,6 на неполный объем
работ, т.е.

(7.7.)

1. Производство
   отделочных работ.

Отделка
земляного полотна ведется в
последовательности:

• в
  насыпях нарезается сливная призма с
  планировкой основной площадки, затем
  производится планировка откосов;

• в
  выемках вначале планируются откосы,
  после чего нарезаются сливная призма
  (с планировкой основной площадки) и
  кюветы.

8.1.
Объем работ по нарезке сливной призмы
(S_сп) вычисляют по
формуле:

S_сп=bL, м², (8.1.)

где b
– ширина основной площадки земляного
полотна,

L– протяженность насыпей и выемок, м.

Далее
определяют продолжительность работ и
трудозатраты в зависимости от
производительности автогрейдера в
грунтах соответствующей группы [1,
c. 43].Пример оформления данных
приведен в табл. 8.1.

Таблица
8.1.

Расчет
трудозатрат на устройство сливной
призмы (данные условные)

Протяженность участка, км	Объем работ, м2	Группа грунта	Производительность комплекса, м2/смена	Расчетное количество смен	Состав бригады, чел.	Затраты труда, чел-ч
0,5	3300	II	3640	0,91	Машинист 6р – 1
1,9	12540	III	3055	4,10	Землекопы 3р – 3
0,5	3960	I	3900	1,02	Рабочие на разбивке – 2
Итого:	19800			6,03	6	289 (36 ч-дн)

8.2.
Объем работ по планировке откосов
насыпей (S_н) определяют:

а)
при переменной крутизне откосов насыпей
по формуле:

,
м², (8.2)

где L
– протяженность участка, м

H_ср– средняя рабочая отметка насыпи в
массиве (между нулевыми местами), м

m₁
и m₂
– основания показателей крутизны
откосов насыпи (см. рис. 4.2)

б)
при постоянной крутизне откосов насыпи
(также как и для выемки), когда m₁
= m₂ =
m, расчет ведется по формуле:

(8.3.)

Объемы
планировки откосов земляного полотна
для целых значений H_срприведены в таблице 8.2.

Таблица
8.2.

Объемы
планировки откосов земляного полотна,
м²/м насыпи или выемки

Нср, м	Основания показателя крутизны
m1 = 1,75 m2 = 1,5	m1 = 2 m2 = 1,75	m = 1,5	m = 1,75	m = 2
1,0			3,6	4,0	4,5
2,0			7,2	8,1	8,9
3,0			10,8	12,1	13,4
4,0			14,4	16,1	17,9
5,0			18,0	20,2	22,4
6,0			21,6	24,2	22,4
7,0	25,7	28,7	25,2	28,2	31,3
8,0	29,7	33,2	28,8	32,2	35,8
9,0	33,8	37,7	32,4	36,3	40,2
10,0	37,8	42,2	36,1	40,3	44,7
11,0	41,9	46,7	39,7	44,3	49,2
12,0	45,9	50,8	43,3	48,4	53,7

Искомые
величины для промежуточных значений
следует принимать по методу интерполяции.

Трудозатраты
по планировке откосов и продолжительность
работ определяют по форме, принятой в
табл. 8.3.

Таблица 8.3.

Расчет
трудозатрат на планировку

откосов
насыпей и выемок (данные условные)

Протяженность участка, км	Объем работ, тыс. м2	Группа грунта	Производительность комплекса, м2/смена	Расчетное количество смен	Состав бригады, чел.	Затраты труда, чел-ч
0,3	3,54	III	0,8	4,4	Машинист автогрейдера 6р – 1
0,7	6,92	II	1,1	6,3	Помощник машиниста 5р – 1
0,25	2,83	II	1,1	2,6
1,3	14,85	I	1,1	13,5	Машинист экскаватора 6р – 1
0,35	5,70	III	0,8	7,1
Итого:	33,84			33,9	3	814 чел-ч (102 ч-дн) 68 м-см

1. Устройство
   кюветов следует вести в направлении
   повышения абсолютных отметок их дна
   (снизу вверх) для обеспечения стока
   воды в процессе производства работ.

Нарезка
кюветов может выполняться:

а)
многоковшовыми кюветокопателями с
последующим перемещением грунта
бульдозером или автосамосвалами.

Состав
бригады: машинист кюветокопателя (6
разряда) и его помощник (5 разряда) и
бульдозерист 6 разряда или 2 водителя
автосамосвалов.

Примеры
расчета трудозатрат и продолжительности
выполнения работ по вариантам схемы
работы и групп грунтов приведены в
таблице 8.4. Объем работ условно принят
5000 м³.

Таблица
8.4.

Расчет
затрат труда и продолжительности работ

вспомогательных
машин (данные условные)

Группа грунта	Средства перемещения грунта	Производительность м3/смену	Количество смен	Трудозатраты, чел-ч
I	Автосамосвалы	310	16,1
I	Бульдозер	360	13,9
II	Автосамосвал	240	20,8
III	Бульдозер	285	17,5

б)
экскаватором-планировщиком или обратной
лопатой с профилированным ковшом с
предварительной планировкой основной
площадки бульдозером.

Разработанный
грунт может перемещаться или бульдозером
(при работе экскаватора в отвал) или
автосамосвалами.

Состав
бригады: машинист (6 разряда) и помощник
машиниста (5 разряда) экскаватора и 2
водителя автосамосвала или машинист
бульдозера (при работе в отвал).

Пример
расчета трудозатрат и продолжительности
работ приведен в таблице 8.5. Объем работ
условно принят 5000 м³в грунтахI
иII группы.

Таблица 8.5.

Расчет
затрат труда и продолжительности работ

вспомогательных
машин (данные условные)

Средства перемещения грунта	Производительность м3/смену	Количество смен	Трудозатраты, чел-ч
Автосамосвалы	170	29,4
Бульдозер	200	25,0

1. Составление
   календарного графика

производства
работ. Сводные ведомости

потребности
машин и рабочей силы.

Календарный
график (располагается под графиком
попикетных объемов работ) составляется
на весь комплекс работ на заданном
участке. Его разработка ведется в
следующем порядке:

а)
выбирается принципиальная схема
организации работ основного периода
(одно-, двух- или многолучевая) как
определяющего последовательность
ведения работ подготовительного и
отделочного периодов;

б)
рабочие участки с выбранными землеройными
комплексами делятся на захватки
минимальной протяженности, что позволяет
равномерно готовить фронт для отделочных
работ с последующей передачей поэтапно
под укладку пути;

в)
работы подготовительного периода
(10-15% от установленного директивного
срока) планируются таким образом, чтобы
в возможно короткий срок обеспечить
фронт для землеройных комплексов.
Соответственно назначается необходимое
количество механизмов и рабочих бригад;

г)
отделочные работы во избежание размыва
земляного полотна (особенно в выемках)
должны вестись за выполнением основных
земляных работ (с отставанием не более
3-5 суток).

Сводные
ведомости потребности машин и рабочей
силы составляются раздельно с обязательным
указанием типа машин и разрядов рабочих.

Примеры
заполнения показаны в таблицах 9.1 и 9.2.

Таблица
9.1.

Сводная
потребность машин

на
сооружении участка земляного полотна

(пример
заполнения)

Наименование машин	Тип	Количество	Продолжительность работы, смен	Итого м-см
Подготовительный период 1. Корчеватель	222 кВт	2	8	16
2. Кусторез	117,6 кВт	1	12	12
3. Бульдозер	ДЗ-18	2	8	10
Итого		5		38
Основной период 1. Экскаватор	ЭО-711	1	72	72
2. Скрепер самоход.	ДЗ-79	6	54	324
Итого
Отделочный период 1. Автогрейдер	ДЗ-14	2	12	24
2. Бульдозер	ДЗ-18	2	12	24
Итого
Всего

Таблица 9.2.

Сводная
ведомость потребности рабочей силы

(пример
заполнения)

Наименование рабочих по профессиям	Разряд	Количество	Продолжительность работы, смен	Затраты труда, чел-ч
Подготовительный период 1. Машинист бульдозера	6	2	8	128
2. Рабочие	4	6	10	480
3. Машинист корчевателя	6	1	12	96
Итого			–
Основной период 1. Машинист экскаватора	6	2	80	1280
2. Помощник машиниста	5	2	80	1280
3. Машинист скрепера	6	6	20	960
Итого
Отделочный период 1. Машинист автогрейдера	6	2	10	160
2. Рабочие на разбивке	4	2	2	32
Итого
Всего

В
конце этого раздела необходимо привести
удельные показатели затрат труда и
машин на единицу физических объемов по
форме табл. 9.3.

Таблица 9.3.

Итоговые
показатели

(Пример
заполнения. Данные условные)

Наименование	Изм.	Кол-во	Трудозатраты, чел-дн	Затраты машин, маш-смен
всего	на изм.	на 1 км	всего	на изм.	на 1 км
Подготовительные работы	га	15	300	20	100	48	3,2	16
Работы основного периода	тыс. м3	60	800	13,3	267	2400	40	800
Отделочные работы	км	3,0	160	53,3	53,3	40	13,3	13,3
Итого:			1260	–	42	2488	–	829,1

1. Техника
   безопасности при производстве работ

В
этом разделе, основанном на требованиях
СниП III-4-80* «Техника
безопасности в строительстве», необходимо
отразить:

• непосредственно
  на объекте производителем работ должен
  быть проведен инструктаж (первичный –
  индивидуально с каждым работником,
  текущий – в случаях выдачи наряда-допуска
  и внеплановый – при изменениях условий
  труда, выявлении нарушений правил
  техники безопасности, а также при
  перерывах в работе на 30 и более суток);

• краткое
  содержание инструктажа, особенно
  касающееся контактов человек-механизм
  и механизм-механизм;

• меры
  по недопущению в зону строительства
  лиц и техники, не связанных с объектом;

• определение
  мест отдыха, приема пищи и других
  требований по обеспечению
  санитарно-гигиенических условий для
  работников;

• способы
  обеспечения освещения рабочих мест
  (при работе в темное время суток);

• назначение
  безопасного расположения механизмов
  при их нахождении вблизи выемок (табл.
  10.1).

Таблица
10.1

Минимально
допустимые расстояния

между
опорой механизма и откосом выемки, м

Глубина выемки, м	Род грунта
Песок	Супесь	Суглинок	Глина
1	1,5	1,25	1,0	1,0
2	3,0	2,4	2,0	1,5
3	4	3,6	3,25	1,7
4	5	4,4	4,0	3,0
5	6	5,3	4,75	3,5

1. Экологические
   требования при выполнении земляных
   работ

При
изложении этого раздела проекта
производства работ необходимо привести
конкретные меры по охране окружающей
среды.

При
назначении транспортной схемы
распределения земляных масс следует
стремиться к минимальному использованию
резервов и устройству кавальеров, т.е.
к более узкой ширине просеки. При этом
уменьшается и площадь снятия растительного
и плодородного слоя.

Для
складирования непригодного или излишнего
грунта из выемок следует использовать
ранее разработанные карьеры, размытые
участки (овраги, воронки и т.д.).

Заправка
и обслуживание механизмов должны
производиться вне зоны водных бассейнов
с мерами, не допускающими пролива
горюче-смазочных материалов.

Строго
определенные маршруты движения машин
и механизмов значительно сократят ущерб
наносимый растительному покрову земли.

При
проведении инструктажей следует
напоминать о сохранении растительности
и недопущению пожароопасных ситуаций.

Приложение 1

Ведомость
подсчета объемов земляных работ

(Пример
заполнения. Данные условные)

ПК, +	Раб. отм., м	Длина элемента, м	Основные объемы, м3	Дополнительные объемы, м3	Полные объемы
Поправка на косогорность	Уширение в кривых	Кюветы	Уширение на подходах к мостам	Сливная призма	Снятие растительного слоя
Н	В	Н	В	Н	В	В	Н	Н (+)	В(–)	Н(+)	В(–)	Н	В
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
6+00	2,5
		50	1700		150			20			30		150		2050
6+50	5,5
		50	2800		220			30			30		250		3330
7+00	4,8
		50	3100		270			20			30		300		3720
7+50	1,2
		50	1500		130			20			30		250		1930
8+00	0,0															7
		40		700		90	20		200			-25				985
8+40	3,5
		60		850		120	30		300			-40				1260
9+00	4,0
		80		950		170			400			-50		-300		1170
9+80	1,5
		20		400		50			100			-15		-150		385
10+00	0,0
		Итого	9100	2900	770	430	50	90	1000		120	-130	950	-450	11030	3800
		45	950		105						25		80		1160
10+45	3,5
. . . пк 36+00	5,8
	Всего	24600	17200	2700	2200	480	1000	1500	490	1800	1800	360	1200	30430	18900

Приложение
2

Типовые
поперечные профили земляного полотна

Приложение
3

Таблицы
для определения объемов насыпи

Приложение
4

Таблицы
для определения

увеличения
объемов насыпи

на
косогорных участках

Список литературы

1. Технология,
   механизация и автоматизация
   железнодорожного строительства
   (25/8/2), М. РГОТУПС, 2000.

2. СниП
   32-01-95. Железные дороги колеи 1520 мм.

3. СниП
   3.01.01-85*. Организация строительного
   производства.

4. Железнодорожное
   строительство. Технология и механизация/Под
   ред. Г.Н. Жинкина, И.В. Прокудина, М.: 2000.

5. Г.Н.
   Жинкин, С.Я. Луцкий, Э.С. Спиридонов.
   Строительство железных дорог, М,
   Транспорт. 1995.

6. СниП
   III-4-80*. Техника безопасности
   в строительстве.

7. Поперечные
   профили земляного полотна железных
   дорог колеи 1520 мм. Новые железные дороги.
   Инв. № 1223.: Мосгипротранс, 1979.

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.

Назначение калькулятора

Данный калькулятор будет полезен при подсчёте объёмов земляных работ следующих видов:

1. Объём траншеи с вертикальными стенками постоянной глубины;
2. Объём траншеи с вертикальными стенками переменной глубины;
3. Объём траншеи с откосами и постоянной глубиной;
4. Объём траншеи с откосами и переменной глубиной;
5. Объём котлована с вертикальными стенками и постоянной глубиной;
6. Объём котлована с вертикальными стенками и переменной глубиной;
7. Объём котлована с откосами и постоянной глубиной.

Основание для расчёта

В работе калькулятора используются следующие формулы:

1. Объём траншеи с вертикальными стенками постоянной глубины

Определяем площадь поперечника (S) и умножаем на длину траншеи (L):

S = a * H;
V = S * L;

a – ширина траншеи по дну;
H – глубина траншеи;
L – длина траншеи;
S – площадь поперечника;
V – объём траншеи.

2. Объём траншеи с вертикальными стенками переменной глубины;

Определяем площадь поперечника в начале (S1) и в конце (S2) траншеи. Далее среднее значение поперечника умножаем на длину траншеи:

S1 = a * H1;
S2 = a * H2;
Sср = (S1 + S2)/2;
V = Sср * L;

H1 – глубина траншеи в начале;
H2 – глубина траншеи в конце;
S1 – площадь поперечника в начале;
S2 – площадь поперечника в конце;
Sср – средняя площадь поперечника;
L – длина траншеи;
V – объём траншеи.

3. Объём траншеи с откосами и постоянной глубиной

Определяем площадь поперечника (S). Можно сразу задать ширину верха траншеи (a1), либо ввести значение заложения откоса (m), тогда ширина верха траншеи будет определена на основании глубины траншеи и заложения откоса.

3.1 Если задана ширина верха траншеи:

S = (a + a1)/2 * H;
V = S * L;

a – ширина траншеи по дну;
a1 – ширина траншеи по верху;
H – глубина траншеи;
S – площадь поперечника;
L – длина траншеи;
V – объём траншеи.

3.2 Если задано заложение откоса (m)

Данные введённые в поле «ширина траншеи по верху a1» не учитываются

Определяем значение верха траншеи:

a1 = a + 2 * H * m;

Далее расчёт выполняется по формулам из п. 3.1.

4. Объём траншеи с откосами и переменной глубиной

Определяем площадь поперечника в начале (S1) и в конце (S2) траншеи. Можно сразу задать ширину верха траншеи (a1 и a2), либо ввести значение заложения откоса (m), тогда ширина верха в начале и в конце траншеи будет определена на основании глубины траншеи и заложения откоса.

4.1 Если задана ширина верха траншеи:

S1 = (a + a1)/2 * H1;
S2 = (a + a2)/2 * H2;
Sср = (S1 + S2) / 2
V = Sср * L;

a – ширина дна траншеи;
a1 – ширина верха траншеи в начале;
a2 – ширина верха траншеи в конце;
H1 – глубина траншеи в начале;
H2 – глубина траншеи в конце;
S1 – площадь поперечника в начале;
S2 – площадь поперечника в конце;
Sср – среднее значение площади поперечника;
L – длина траншеи;
V – объём траншеи.

4.2 Если задано заложение откоса (m)

Данные введённые в поле «ширина траншеи по верху a1» и «ширина траншеи по верху a2» не учитываются

Определяем значение верха траншеи в начале и конце участка:

a1 = a + 2 * H1 * m;
a2 = a + 2 * H2 * m;

Далее расчёт выполняется по формулам из п. 4.1.

5. Объём котлована с вертикальными стенками и постоянной глубиной

Определяем площадь дна котлована (S) и умножаем данное значение на глубину котлована (H).

S = L1 * L2;
V = S * H;

L1 – длина котлована;
L2 – ширина котлована;
S – площадь дна (в данном случае и верха) котлована;
H – глубина котлована;
V – объём котлована.

6. Объём котлована с вертикальными стенками и переменной глубиной

Определяем площадь дна котлована (S) и умножаем данное значение на среднюю глубину котлована (Hср).

S = L1 * L2;
Hср = (H1 + H2 +H3 +H4) / 4;
V = S * Hср;

L1 – длина котлована;
L2 – ширина котлована;
S – площадь дна (в данном случае и верха) котлована;
H1–H4 – глубина котлована по углам;
Hср – среднее значение глубины котлована;
V – объём котлована.

7. Объём котлована с откосами и постоянной глубиной

В данном случае также можно задать длину и ширину котлована по верху, либо задать значение заложения откоса (m) и тогда размеры верха котлована будут определены по расчёту.

7.1 Если заданы длина и ширина верха котлована:

S1 = L1 * L2;
S2 = L3 * L4;
V = 1/3 * H * (S1 + S2 + √ (S1*S2));

L1 – длина котлована по дну;
L2 – ширина котлована по дну;
L3 – длина котлована по верху;
L4 – ширина котлована по верху;
S1 – площадь дна котлована;
S2 – площадь верха котлована;
V – объём котлована.

7.2 Если задано заложение откоса

Данные введённые в поле «длина котлована по верху L3» и «ширина котлована по верху L4» не учитываются

Определяем значение длины и ширины верха котлована:

L3 = L1 + 2 * H * m;
L4 = L2 + 2 * H * m;

Далее расчёт выполняется по формулам из п. 7.1.

Расчет объема траншеи

• Длина – зависит от назначения траншеи.
• Ширина. Этот параметр измеряют внизу и наверху, если делается расширение ближе к поверхности. В последнем случае говорят о траншее с откосами и используют формулы, позволяющие учесть эту особенность.

Определить ширину и длину траншеи для вычисления ее объема можно самостоятельно с помощью специальных формул. Зачастую особая точность в этом процессе не нужна. Но если необходимость в точных расчетах присутствует, удобно пользоваться строительными калькуляторами. Достаточно указать известные данные: длину и ширину траншеи у поверхности, длину и ширину по дну, глубину выемки.

Без откосов

Для расчета объема траншеи нужно знать длину, ширину и глубину выемки, которые обозначаются так:

Объем траншеи вычисляется по формуле V=a×H×L, т.е. если ширина траншеи равна 1 м, глубина – 1,5 м, а длина 12 м, то V=1×1,5×12=18 м³.

Другой вариант траншеи – с вертикальными стенками и перепадом высот. В этом случае необходимо знать помимо ширины и длины глубину траншеи – H1 и глубину траншеи H2.

Формула для вычисления объема следующая: V=a×(H1+H2)/2×L.

Пусть H1=1,3 м, H2=1,6 м, a=1 м, L=12 м, тогда V=1×(1,3+1,6)/2×12=17,4 м³.

С откосами

• L – длина траншеи, м;
• H – глубина траншеи, м;
• a1 – ширина основания, м;
• a2 – ширина верха, м.

От типа почвы зависит коэффициент (m), который подставляется в формулу, поскольку ширина верха траншеи определяется этим параметром. В таблице представлены коэффициенты для разных грунтов.

Тип грунта	Коэффициент m
Насыпной неуплотненный	1
Песчаный и гравийный	1
Супесь	0,67
Суглинок	0,5
Глина	0,25
Лессы и лессовидные	0,5

Чтобы рассчитать ширину верха выемки, нужно воспользоваться формулой a2=H×m+a1+H×m.

Пусть a1=1 м, высота траншеи H=1,5 м, а грунт – глина, тогда a2=1,5×0,25+1+1,5×0,25=1,75 м

Далее объем траншеи, вырытой на ровной местности, вычисляется по формуле V=(a1+a2)/2×H×L

Если принять, к примеру, L=12 м, получится V=(1+1,75)/2×1,5×12=24,75 м³

Наиболее сложные вычисления потребуются для расчета объема траншеи с откосами на местности с перепадом высот. Вводятся обозначения:

• a1 – ширина основания выемки, м;
• a2 – ширина верха в низшей точке, м;
• a3 – ширина верха в наивысшей точке, м.

Параметры a2 и a3 рассчитываются по уже известной формуле. Но нужно также знать высоту H1 и H2, соответственно. H1 пусть будет 1,5 м, а H2=2,5, a1=1 м, грунт – глина. Сначала определяется a2, а затем a3:

Помимо прочего, для вычисления объема нужно рассчитать площадь поперечного сечения выемки для низменного участка и высотного – F1 и F2, соответственно.

Примем L=12 м, возьмем коэффициент грунта для глины m=0,25 и подсчитаем объем выемки, учитывая вычисленные параметры:

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.

Сложности

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.

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.

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:

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

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

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:

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.

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:

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:

Для котлована, с конфигурацией многоугольника:

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:

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.

Инструкция по расчету объема грунта траншеи

Для начала, необходимо заполнить исходные данные онлайн калькулятора в метрах:

L – это длина траншеи, зависит от назначения, например, для устройства фундамента, прокладки коммуникаций (водопровод, канализация,  газопровод, силовые или слаботочные кабеля).

A – ширина верхней части траншеи, определяется возможностью работы в траншее работников обустраивающих коммуникации.

При устройстве ленточного фундамента ширину траншеи рекомендуется увеличить на 600 мм больше ширины основания фундамента (для возможности монтажа опалубки, перемещения рабочих).

B – ширина нижняя (дна), поскольку часто траншею роют с откосами, препятствующими осыпанию грунта, то ее размеры вверху и снизу могут отличаться. Разница между шириной верха и дна определяет крутизну откосов.

Если откосы не делаются и ширина постоянна вверху и внизу траншеи – введите одинаковые значения параметров А и В

H – глубина траншеи, зависит от ее целевого назначения, например для ленточного фундамента 0,5-2,5 м, согласно СНиП 3.02.01-87. Для газопровода не менее 0,8 метров до верхней точки трубы с учетом СП 62.13330.2011 (СНиП 42-01-2002), глубина прокладки водопроводных труб регламентируется СНиП 2.04.02-84 (к фактической глубине промерзания грунта необходимо прибавить минимум 0,5 метра). Минимальная глубина заложения канализации для регионов с теплым климатом составляет 0,7-0,8 м, а если зимы суровые – глубже. Для прокладки кабелей, как правило, роются траншеи глубиной порядка 0,7 м.

Стоит отметить, что иногда проще и экономичнее утеплить трубу, применить комбинированный способ устройства фундамента, (т.е. засыпка песчано-гравийной подушки, утепление и организация дренажа) и вырыть неглубокую траншею экономя время, силы и деньги за выемку, укрепление стенок и перемещение грунта.

Также укажите стоимость рытья в Вашем регионе (за 1 кубический метр) и  вывоза грунта (тоже за 1 м2) после чего нажмите «Рассчитать».

Расчет объема траншеи с откосами

Калькулятор рассчитает площадь траншеи (пригодится при определении необходимого количества материала для укрепления откосов), объём траншеи даст представление, сколько грунта необходимо вынуть и переместить и подобрать оптимальный способ рытья для получения ожидаемого результата в краткий срок. Если ширина верха и дна траншеи разные, то дополнительно будут рассчитаны объемы: полезный C и откосов D. Если Вы ввели расценки подрядчиков на копку и вывоз грунта, калькулятор выдаст стоимость копания траншеи, цену перемещения грунта и общие затраты на сооружение траншеи, что позволит принять взвешенное решение – обратиться к профессионалам или копать самому.

Глубина и ширина

При прокладке подземным способом делаются траншеи на протяжении всей трассы без разрывов. Предварительно стоит рассчитать глубину и ширину ямы.

На какой глубине должен располагаься кабель? Стандартной глубиной считается показатель 70-90 см. Если не получается зарыться на данный уровень, то можно уменьшить, но лучше провода прокладывать в трубы или в защитную оболочку.

В качестве оболочки может использоваться гофрошланг или специальные трубы, внешняя поверхность которых изготовлена из полипропилена с жесткой структурой, а внутренняя область – из мягкого полиэтилена.

Как указывалось выше, глубина зависит от типа местности. На местах с газонами ее показатель может быть стандартным – не больше 90 см. А вот в зонах под дорожными покрытиями, лучше выкапывать глубже, чтобы в дальнейшем дорога не провалилась.

Помимо глубины, стоит правильно рассчитать ширину. Для одного кабеля она должна быть в пределах 25-30 см. Если прокладывается две и более линии, то между ними должно быть расстояние 10 см. От кабелей до стенки должно быть расстояние не меньше 15 см.

Определение глубины в зависимости от мощности

При выполнении расчетов глубины траншеи рекомендуется учитывать показатели  мощности. Все параметры указаны в таблице ниже:

Мощность	Показатель глубины
На вводах в сооружения, при наличии пересечения с конструкциями под землей	50 см
20-35 кВ	70 см
От 35 до 110 кВ, на всех пересечениях улиц, на проездах, установка в местностях с пахотной почвой	1 метр
От 110 кВ и более (маслонаполненные линии)	1,5 метра