Котлован - это выемка в грунте, предназначенная для закладки фундамента под различные сооружения. Целесообразность использования котлована определяется видом и назначением будущего сооружения. Например, если фундаментом вашего дома будет монолитная железобетонная плита или вы предусматриваете цокольный этаж, то необходимо рытье котлована. В остальных же случаях лучше и дешевле использовать траншеи (под ленточный фундамент) или небольшие ямки (для столбчатого фундамента).
Для удобства выполнения работ по устройству фундамента котлован вырывается с запасом, то есть он должен быть шире на 600-800 мм по периметру от внешней границы будущего фундамента.
Ниже представлен калькулятор расчета объема земляных работ при устройстве котлована . С его помощью вы можете определить не только объем земляных работ, но и общую стоимость копания и вывоза грунта.
Инструкция
Для того, чтобы произвести расчет вы должны заполнить левую часть калькулятора (исходные данные):
Периметр котлована (Р) - определяется как сумма всех сторон котлована по его верху. К примеру на представленном рисунке P=P1+P2+P3+P4+Р5+P6.
Площадь котлована (S ) - имеется в виду площадь котлована по его дну.
Глубина котлована (H) - расстояние от поверхности земли до дна котлована.
Соотношение глубины котлована к длине откоса - это так называемая крутизна откоса котлована , которая в зависимости от вида грунта и глубины котлована имеет разные значения.
Стоимость копания и вывоза грунта - расценки подрядчиков в случаи их привлечения.
Подсчет объемов земляных работ по устройству выемок (котлованов, траншей) и насыпей включает определение формы сооружения, разбиение его на простые геометрические тела, определение их объема и суммирования.
Определение объемов котлованов. Уточнив по приведенным выше формулам размеры котлована понизу В к и L к, назначив крутизну откосов m и зная глубину котлована Н, определяют размеры котлована поверху В к в, L к в и затем вычисляют объем грунта, подлежащего разработке при устройстве котлована.
Объем котлована V к прямоугольной формы с откосами (рис. 4.4, а) определяют по формуле опрокинутой пирамиды (призматоида):
где В к и L к - ширина и длина котлована по дну, м; В к в и L к в - то же, поверху; Н - глубина котлована, м.
Объем котлована, имеющего форму многоугольника с откосами (рис. 4.4, б)
(4.13)
где F 1 и F 2 - площади дна и верха котлована, м 2 , F cp - площадь сечения по середине его высоты, м 2 .
Объем круглого в плане котлована с откосами (рис. 4.4, в) определяют по формуле опрокинутого усеченного конуса:
Рис. 4.4 – Схема для определения объемов земляных работ при устройстве котлованов различной формы, траншей и насыпей
а, б, в - котлованы прямоугольные, многоугольные и круглые, г - траншея с откосами, д - насыпь
(4.14)
где R и r - радиусы верхнего и нижнего оснований котлована.
Котлованы для сооружений, состоящих из цилиндрической и конической частей (радиальные отстойники, метантенки и др.), которые обычно возводятся группами, отрывают в два этапа: вначале устраивают общий прямоугольный котлован с размерами В к, L к понизу и В к в, L к в поверху от отметки заложения их цилиндрических частей, а затем делают углубления для конических частей сооружения. Соответственно и объемы земляных работ определяют в два этапа: вначале объем общего прямоугольного котлована по приведенным выше формулам, а затем объем конических углублений с использованием приведенной формулы усеченного конуса.
При расчетах объемов земляных работ следует также учитывать объемы въездных и выездных траншей:
где Н - глубина котлована в местах устройства траншей, м; b - ширина их понизу, принимаемая при одностороннем движении 4,5 м и при двухстороннем - 6 м; m - коэффициент заложения откоса котлована; m" - коэффициент откоса (уклона) въездной траншеи (от 1:10 до 1:15).
Общий объем котлована с учетом въездных и выездных траншей получают суммированием объема котлована для сооружения и объемом въездных траншей.
Из общего объема котлована следует выделить объем работ по срезке растительного слоя, которую обычно производят бульдозером или скрепером, а также объем работ по срезке недобора, который оставляют у дна котлована, разрабатываемого экскаватором, чтобы не нарушить целостность и прочность грунта у основания.
Объем срезки растительного слоя зависит от размеров котлована и толщины срезаемого слоя, принимаемой равной 0,15 – 0,20 м. Также добавляется площадь зоны необходимой для складирования материалов, конструкций и движения строительных машин, принимаемая равной 15 – 20 м вокруг котлована.
Объем работ по зачистке недобора по дну котлована зависит от размеров котлована по низу и величины недобора. Толщину недобора при отрывке котлованов одноковшовыми экскаваторами определяют в зависимости от вида рабочего оборудования экскаватора по табл. 4 СНиП 3.02.01.
Для определения объемов траншей продольный профиль траншеи делят на участки с одинаковыми уклонами, подсчитывают объемы грунта для каждого из них и суммируют.
Объем траншеи с вертикальными стенками
или 
(4.16) (4.17)
где В тр - ширина траншеи; Н 1 и Н 2 - глубина ее в двух крайних поперечных сечениях; F 1 и F 2 - площади этих сечений, L - расстояние между сечениями.
Объем траншеи с откосами (рис. 4.3, д) можно определить по вышеприведенной формуле, при этом площади поперечного сечения
Более точно объем траншеи с откосами можно определить по формуле Винклера
(4.19)
При отрыве траншей экскаваторами у дна их также оставляют необходимый недобор грунта и устраивают приямки, которые в основном разрабатывают вручную.
Объем земляных работ по зачистке дна траншеи определяют по формуле
(4.20)
где В тр - ширина траншеи по дну, м; L - общая длина траншеи, м; h н - толщина недобора.
Несущая способность труб в значительной мере зависит от характера опирания их на основание. Так, например, трубы, уложенные в грунтовое ложе с углом охвата 120°, выдерживают нагрузку на 30 - 40% большую, чем трубы, уложенные на плоское основание. Поэтому на дне траншеи перед укладкой труб целесообразно вручную или механизированным способом устраивать, специальное овальное углубление (ложе) с углом охвата труб до 120°. Объем земляных работ по устройству ложа или выкружки на дне траншеи для укладки труб может быть определен по формуле
где F л - площадь поперечного сечения ложа (выкружки), м 2 ; L - длина траншеи, м.
Площадь сечения ложа (выкружки) можно определить по геометрической формуле площади сегмента
(4.22)
где r - радиус трубопровода, т.е. D/2, м; φ - угол охвата трубы, град.
Объемы насыпей (рис. 4.4, д) можно определить по тем же формулами, что и выемок, учитывая форму насыпи. Потребное количество грунта для возведения насыпи в плотном теле определяют с учетом коэффициента остаточного разрыхления.
После возведения в котловане сооружения пустоты с боков его (пазухи), включая въездные и выездные траншеи, подлежат засыпке грунтом. Объем засыпки пазух котлована определяют разностью общего объема котлована, и объемом заглубленной части сооружения. Если сооружения выступают над поверхностью земли на 0,8 ... 1 м, вокруг них делают обсыпку грунтом (рис 4.5).
Подсчет объемов земляных работ выполняется в процессе проектирования и при производстве работ.
Земляное сооружение - выемку или насыпь - можно представить в виде геометрического тела, объем которого подсчитывается по известным правилам геометрии. Формулы для подсчета характерных земляных сооружений приводятся в справочниках по земляным работам. При обсчете объема земляного сооружения сложной конфигурации прибегают к его членению на простые геометрические фигуры и суммированию их объемов, либо пользуются приближенными методами подсчетов.
В практике промышленного и гражданского строительства приходится главным образом рассчитывать объемы линейно-протяженных сооружений (траншей), котлованов и работ по вертикальной планировке площадок.
Для определения объемов каждого вида земляных работ существуют различные методы и расчетные формулы. Целесообразность метода расчета выбирается в каждом конкретном случае с учетом рельефа местности, размеров, конфигурации и других особенностей сооружений, способов производства работ, а также исходя из требуемой точности подсчетов.
При производстве и подсчете объемов работ отметки поверхности имеют следующие наименования:
красная - проектная отметка, под которую необходимо спланировать площадку или земляное сооружение;
черная - фактическая отметка поверхности земли до начала производства работ;
рабочая - это разность между красной отметкой (проектной) и отметкой поверхности земли, рабочие отметки определяют глубину выемки или насыпи.
Основными исходными документами для подсчета объемов земляных работ служат продольные и поперечные профили сооружений, расположение отдельных фундаментов и зданий на плане с горизонталями.
Подсчитывая объемы земляных работ при прорывке траншей и котлованов, необходимо правильно определить их размеры.
Подсчет объемов сводится к определению объемов различных геометрических фигур, определяющих форму того или иного земляного сооружения. При этом делается допущение, что объем земли ограничен плоскостями, и отдельные неровности действительной поверхности грунта не влияют значительно на расчетный объем.
Объем протяженных земляных сооружений подсчитывается приближенным методом поперечных профилей, основанном на делении сооружения в характерных точках перелома продольного профиля или на пикетах вертикальными плоскостями на призматоиды. По площади поперечных сечений и расстоянию между ними определяются частные объемы каждого призматоида, которые затем суммируются. Для облегчения подсчетов существуют пособия, справочники, таблицы, номограммы.
Объем котлована с прямоугольными основаниями, имеющего откосы со всех четырех сторон, определяется, например, по преобразованной формуле:
V = (Н/6) (аb + cd + (а + с)(b + d)),
где Н - глубина котлована;
а и b - соответственно ширина и длина котлована по дну;
с и d - то же, поверху.
При производстве подсчетов объемов земляных работ при отрывке траншей и котлованов необходимо правильно определить их размеры в зависимости от условий производства работ. При разработке траншей под ленточные фундаменты ширина дна траншеи принимается равной ширине подошвы фундамента плюс 0,2 м с каждой стороны для устройства песчаной или бетонной подготовки. Если разработка траншеи ведется с креплением, то для его установки необходимо ширину по дну увеличить на 0,1 м при глубине до 2 м и на 0,2 м - при глубине до 3 м. Для устройства шпунтового ограждения уширение составляет уже 0,4 м при глубине до 3 м с добавлением по 0,2 м на каждый метр глубины свыше 3 м. При необходимости устройства вертикальной гидроизоляции фундаментов и стен подвалов для удобства работ необходимо также уширить выемку.
Ширина траншей по дну для укладки трубопроводов определяется в зависимости от размеров труб и способа их укладки.
При разработке грунта землеройными машинами наименьшая ширина траншей по дну должна соответствовать ширине режущей кромки рабочего органа машины плюс 0,15 м в песчаных и супесчаных грунтах, 0,1 м - в глинистых и суглинках.
Рабочая глубина котлована под фундаменты определяется разницей черной и красной отметок. Для учета характера рельефа местности в практических подсчетах достаточно принять усредненную черную отметку, равную средней арифметической нескольких отметок.
С целью предотвращения нарушения естественной структуры грунта при работе экскаватора предусматривается недобор грунта в пределах от 5 до 20 см. Рабочую высоту насыпи протяженного сооружения задают больше проектной величины с учетом последующей осадки грунта.
Исходным документом для подсчета объемов земляных работ при вертикальной планировке является картограмма земляных масс, представляющая собой план участка, на котором рельеф изображен горизонталями, с нанесенной сеткой квадратов и указанием черных, красных и рабочих отметок вершин квадратов, а также с изображением линии нулевых работ. Картограмма составляется при проектировании генерального плана геодезической службой проектно-изыскательской организации, однако перед началом планировочных работ производственникам часто приходится уточнять ее.
Средняя отметка планировки может быть задана в соответствии е потребностями строительства, но чаще всего она определяется из условия нулевого баланса, т. е. равенства земляных масс выемки и насыпи в пределах планируемой площадки.
Подсчет объемов земляных работ при вертикальной планировке на больших площадях может производиться по трехгранным или четырехгранным призмам. Для этого планируемый участок с нанесенными на нем горизонталями разбивают на ряд квадратов, которые затем разделяются диагоналями на прямоугольные треугольники. Сторона квадрата в зависимости от рельефа местности и точности подсчета принимается для пересеченного рельефа 10-50 м, а для спокойного рельефа - до 100 м. В углах каждого квадрата интерполяцией по горизонталям определяются и проставляются черные отметки - отметки от поверхности земли. Рабочие отметки со знаком (+) указывают на необходимость срезки грунта, т. е. на устройство выемки, а отметки со знаком (-) на необходимость устройства насыпи. Треугольники с рабочими отметками одинакового знака называют одноименными, а разных знаков - переходными.
Общий объем земляных работ при планировке площадок определяется как сумма всех частных объемов.
Объем необходимых земляных работ при отрывки траншей и котлованов а также и при планировке территорий производится по формулам объемной геометрии с учетом необходимого «угла естественного откоса» – который откладывается от горизонтали и зависит от свойств и характера грунта:
- для сухих глинистых грунтов он будет ~ 45°,
- для влажных глинистых грунтов ~ 35°;
- для сухих суглинистых грунтов он будет ~ 50°,
- для влажных суглинистых грунтов – 40°;
- для сухих песков он будет ~ 28°,
- для влажных песков ~ 35°.
Можно крутизну откоса задавать с помощью его уклона, т. е. отношения глубины выемки или высоты Насыпи «?» к их заложению «В»: например Н:В = 1: 1 (45°), 1:0,6 (?60°) – 1:0,57735 – (60°) и т. д., где знаменателем отношения является коэффициент естественного откоса Кот = В / Н
Обычные одноковшовые экскаваторы имеют объем. ковша от. ОДбм 3 до 2 м 3 (прямая и обратная лопаты до 1,5 m 3 ; драглайн – до 2 м 3). Самая большая глубина копания у грейфера – до 13 м. Максимальная емкость ковша скреперов составляет – 8 м 3 (для самоходных скреперов), а дальность перевозки – до 5 км. Бульдозеры обычно используются для срезки грунта с его перемещением на расстояние до 100 м.
При подсчете производительности землеройной техники также необходимо учитывать его разрыхляемость с помощью «коэффициента разрыхления» Кр, который зависит от характера грунта (см. выше).
При отсыпке насыпей и засыпке траншей, котлованов и пазух после устройства фундаментов и подвалов следует иметь ввиду, что разрыхленный грунт сразу не уплотняется. Поэтому тут Необходимо учитывать также «коэффициент остаточного разрыхления» Kop (см. выше).
Схемы определения объемов земляных работ
I. При разработке котлована
При отрывке траншеи
Схема разбивки участка на элементарные фигуры
Аксонометрия элементарной фигуры
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.
Расчет земляных работ калькулятор обновлено: Июнь 25, 2017 автором: zoomfund
