Определение размеров и объема траншей и котлованов

Для определения технологических параметров работы экскаваторов необходимо предварительно рассчитать размеры и объемы выемок (ширину понизу и поверху, крутизну откосов, глубину).

При отрывке траншеи с вертикальными стенками и последующим их креплением (рис. 4.6,а) ее ширина по дну (Ь) для трубопроводов с наружным диаметром Д принимается b = А + 2о, где о — толщина крепления; величина А определяется по справочным данным.

Для возведения каких-либо сооружений в траншеях размер последних по дну назначается с учетом толщины крепления и расстояния в свету между ним и боковой поверхностью сооружения, равного 0,7 м.

При разработке траншей с откосами (рис. 4.6, б) в грунтах, расположенных выше уровня грунтовых вод, ширина траншей по дну должна быть не менее Д + 0,5 м — при укладке трубопроводов из отдельных труб и Д + 0,3 м — при укладке плетями; в грунтах ниже уровня грунтовых вод, разрабатываемых с открытым водоотливом, ширину дна траншеи определяют с учетом размещения водосборных устройств.

Ширина дна траншеи и котлованов с откосами при монтаже в них сборных ленточных или отдельно стоящих фундаментов назначается с учетом просвета b1, равного 0,2 м, между основанием откоса и фундаментом (рис. 4.6, в). При устройстве монолитных конструкций или выполнении защитных покрытий и других работ, требующих прохода рабочих, ширина просвета b1 принимается не менее 0,7 м.

Рис. 4.6. Схемы траншей и котлованов для определения размеров и объема
а — траншеи с вертикальными стенками и креплением; б — траншеи с откосами; в — размеры траншей и котлованов при устройстве в них сооружений: I — разрез поперечный; II — разрез продольный; г — схема линейного сооружения: I — продольный профиль выемки; II — призматоид, расположенный между вертикальными плоскостями А—А и Б—Б; 1 — рельеф местности; 2 — уровень дна; д — схема котлована круглой  формы в плане

В случае совмещенной прокладки в одной траншее различных по назначению и диаметру трубопроводов необходимо учитывать минимально допустимые расстояния между ними и условия расположения их по вертикали с разницей отметок до 0,4 м.

При большей разнице в отметках расстояние между трубопроводами увеличивается с учетом угла естественного откоса грунта.

Ширина траншей и котлованов по верху (B) определяется с учетом размера по дну и заложения откоса (m). Величина т зависит от крутизны откоса и глубины его заложения, вида и состояния увлажнения грунта. При отрывке траншей и котлованов, расположенных выше уровня грунтовых вод, и в грунтах, осушенных с помощью искусственного водопонижения, наибольшая крутизна откосов принимается по табл. 4.4.

При напластовании различных видов грунтов (кроме растительного) крутизну откоса для всех пластов назначают по более слабому грунту (с меньшей крутизной).

Для отрывки выемок глубиной более 5 м крутизна откоса устанавливается по расчету исходя из значений угла внутреннего трения (ф) и удельного сцепления грунта (с) с учетом нагрузки на берме откоса. Ориентировочно крутизну откоса таких выемок в непереувлажненных грунтах для средних значений Ф и с можно принять по табл. 4.5. При отрывке выемок ниже уровня грунтовых вод крутизну откосов принимают по табл. 4.6.

Определение объемов линейных сооружений (траншеи, каналы, насыпи) и котлованов производят по эмпирическим зависимостям или тригонометрическим формулам. Для этого линейные земляные сооружения предварительно разбивают вертикальными плоскостями по характерным местам продольного профиля на отдельные призматоиды (рис. 4.6, г). Тогда объем призматоида (Vi), расположенного между плоскостями 1—1 и 2—2, будет Vi=L(F1 +F2 + 4Fcp)/6,

где F1, F2 и Fcp — площади соответственно в сечениях 1—1, 2—2 и в середине призматоида.

Объем котлована прямоугольной формы с откосами (рис. 4.6, в) определяется по формуле для опрокинутой усеченной пирамиды:
Vк = hp[ab + cd+ (а + с) (b + d)]/6;
объем квадратного котлована с откосами будет: Vк = hp(F1 + F2 + корень изFlF2)/3.

Для сооружений цилиндрической или конической формы устраивают круглые в плане котлованы с откосами (рис. 4.6, д):
Vк=1,щ5hp/(R2 + r2 + Rr).

Объемы насыпей вычисляются по тем же формулам, что и для выемок, с учетом их формы. При значительной неровности рельефа местности или сложной геометрической форме земляного сооружения объем разбивают на более простые геометрические формы.

4.4. Подсчет объемов земляных работ

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):

(4.12)

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 F₁ и F₂ – площади дна и верха котлована, м², F_cp – площадь сечения по середине его высоты, м².

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:

(4.15)

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; Н₁ и Н₂ – глубина ее в двух крайних поперечных сечениях; F₁ и F₂ – 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

(4.18)

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

(4.21)

где F_л – площадь поперечного сечения ложа (выкружки), м²; 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).

а)

б)

Рис. 4.5 – Схемы к подсчету объемов вертикальной планировки, засыпки и обсыпки сооружений

а – план котлована и его продольное сечение для определения объема засыпки и обсыпки после возведения сооружений, б – то же, для сооружения с покрытиями

Общий объем грунта, укладываемого в резерв на берме котлована, должен включать объем грунта для обратной засыпки пазух, обсыпки со­оружений и устройства насыпи над ними. Излишек грунта подлежит вывоз­ке.

Объем грунта, необходимый для частичной засыпки труб и обрат­ной засыпки траншеи (V₀) с учетом коэффициента остаточного разрыхления (К_ор) определяется по формуле

(4. 23)

где К_ор определяется по справочным данным; V_т– объем грунта, вытесня­емый трубопроводом и вывозимый за пределы площадки.

Распределение грунта на основе баланса земляных масс. Срав­нение объемов земляных работ по устройству выемок и насыпей на строи­тельной площадке представляет собой баланс земляных масс, кото­рый может быть активным, если объем выемок превышает объем насы­пей, и пассивным, если объем выемок меньше объема насыпей. В пер­вом случае излишний грунт вывозят со строительной площадки в отвалы, во втором – недостающий для устройства насыпей грунт завозят со стороны.

Поскольку вывозка грунта за пределы площадки нежелательна, так как она увеличивает сроки и повышает стоимость строительства, следует стремиться к тому, чтобы весь грунт из выемок укладывался без остатка в насыпи, т.е. соблюдался нулевой баланс. Определив баланс земляных масс, составляют схемы потоков перемещения грунта из выемок в насыпи или в резервы.

Классификация почв и безопасность земляных работ

Написано Лестером Эпли, CHST, CUSP, , 12 февраля 2013 г., . Опубликовано в темах задней двери.

Земляные работы – создание искусственных выемок, углублений, траншей или углублений в земной поверхности – являются одним из самых опасных видов деятельности, с которыми мы сталкиваемся в строительстве. Этот Tailgate прольет свет на правильную классификацию почвы, расчеты угла наклона и простое правило, которое поможет вашим сотрудникам принимать безопасные решения при раскопках.

Четыре типа грунта
Рабочие, работающие на земляных работах, должны быть обучены четырем классификациям грунта: устойчивая порода, тип A, тип B и тип C. оставив нам следующие три типа почвы для оценки наших раскопок.

Тип A: Это самая стабильная из классификаций грунта и подразумевает, что у вас есть угол наклона в соотношении 3/4:1, что означает, что на каждый фут глубины стороны котлована будут наклоняться назад. три четверти фута или угол 53 градуса. Грунты типа А являются связными с неограниченной прочностью на сжатие 1,5 тонны на квадратный фут (тс) или выше. Примеры включают глину, илистую глину, песчаную глину и суглинок. Почва типа А также может быть «уложена» или установлена ​​под определенным углом для защиты сотрудников. Скамья создает ступенчатое состояние; почва поднимается на 5 футов по вертикали от дна котлована и отступает на 4 фута по горизонтали на 9Углы 0 градусов по бокам. Это повторяется до вершины раскопок.

Тип B: Этот грунт менее стабилен, чем грунт типа A, но очень связный и все еще достаточно устойчивый. Угол наклона для котлована типа B составляет 1:1 или угол 45 градусов. На каждый фут глубины стороны котлована должны отклоняться на 1 фут. Грунт типа B является связным с прочностью на сжатие без ограничений более 0,5 тс, но менее 1,5 тс. Другие примеры включают зернистые несвязные грунты, такие как угловатый гравий, похожий на щебень; ил; пылеватый суглинок; супесь; ранее нарушенные почвы, за исключением тех, которые в противном случае были бы отнесены к почве типа С; грунт, отвечающий требованиям прочности на сжатие или цементации без ограничения для типа А, но имеющий трещины или подверженный вибрации; и сухая порода, которая не является стабильной. Почва типа B также может иметь уступ, поднимающийся на 4 фута по вертикали от дна котлована и на 4 фута по горизонтали на высоте 9Углы 0 градусов по бокам, повторяющиеся до вершины котлована.

Тип C: Из всех типов грунта этот является наименее стабильным и наиболее опасным и должен иметь уклон в соотношении 1-1/2:1 или под углом 34 градуса. В зависимости от водонасыщенности или просачивания углы могут быть больше 34 градусов для безопасности сотрудников. Грунт типа C является связным с прочностью на сжатие без ограничений 0,5 тс или менее. Примеры включают зернистые почвы, такие как гравий, песок и суглинистый песок; затопленный грунт или грунт, из которого свободно просачивается вода; и затопленная порода, которая не является стабильной. Почва типа С для скамейки неприемлема и не должна выполняться.

Расчет угла наклона
Определение угла наклона не представляет сложности; на самом деле, вам даже не нужен транспортир. Это простое уравнение подскажет вам правильную ширину раскрытия: (глубина х 2) х коэффициент наклона типа + ширина исходного котлована = ширина верха. В качестве примера давайте рассчитаем угол наклона простой траншеи глубиной 6 футов и шириной 2 фута с учетом типа почвы.
• Тип A: (6 футов x 2) x 0,75 + 2 фута = ширина в верхней части 11 футов.
• Тип B (6 футов x 2) x 1 + 2 фута = ширина в верхней части 14 футов.
• Тип C (6 футов x 2) x 1,5 + 2 фута = 20 футов в ширину в верхней части.

Как видите, ширина в верхней части выемки значительно различается, поэтому правильная классификация почвы является обязательным условием для защиты работников при использовании техники наклона или уступа. Помните, что при классификации почвы необходимо провести как минимум один визуальный и один физический тест. Физические тесты могут включать тест с лентой или большим пальцем или использование пенетрометра для определения типа почвы.

В зависимости от ситуации целесообразным вариантом может стать подпорка. Он может быть переносным или постоянным, но все крепления должны быть спроектированы профессиональным инженером и сопровождаться табличными данными, в которых указано, сколько тонн на квадратный фут выдержит щит. Это означает, что вы не можете пойти в местный скобяной магазин и купить фанеру и брус — инженер должен просчитать прочность установленного щита. Система крепления может быть установлена ​​квалифицированным лицом, которое по опыту или степени признает опасность земляных работ и находится под наблюдением компетентного лица. При установке систем подпорки учитывайте как концы, так и стороны котлованов.

Простое правило
В дополнение к надлежащему обучению классификации грунта правило «от 2 до 5 и 25» поможет вашим сотрудникам принимать правильные и безопасные решения в ситуации земляных работ. Вот основы правила:
• Держите инструменты, материалы, оборудование и добычу на расстоянии 2 футов от края раскопок.
• Лестница на три фута должна выступать над краем котлована для правильного входа/выхода.
• На глубине 4 фута требуется лестница или другие средства входа/выхода.
• На глубине 5 футов и более должны использоваться надлежащие методы крепления или уклона.
• Работник не должен перемещаться вбок дальше, чем на 25 футов, чтобы добраться до лестницы.

Раскопки чрезвычайно опасны и могут даже привести к гибели людей. Тем не менее, сотрудники, прошедшие надлежащее обучение перед назначением на земляные работы, будут иметь инструменты, необходимые им для обеспечения безопасности и предотвращения несчастных случаев.

Об авторе: Лестер Эпли, CHST, CUSP, является координатором по безопасности в компании Pike Electric, где он проработал почти 30 лет. Работая в Pike, он занимал различные должности, включая землекопа, оператора, мастера URD, инструктора программы ученичества и обходчика. Эпли уже 27 лет не имеет травм.

Расчет уклона дренажной трубы | Simpson Plumbing LLC

(обновлено 22 ноября 2021 г.)

Ничто не испортит день быстрее, чем обнаружение того, что дренажные трубы не сливаются. Будь то в душе или в кухонной раковине, стоячая вода является признаком того, что что-то не так. Обычно это признак того, что в системе есть какая-то блокировка, но виновата может быть и сама сантехника.

Трубы должны иметь небольшой уклон вниз для правильного дренажа. Стандартный уклон составляет от ¼ дюйма до 3 дюймов на фут в зависимости от использования. Для исправной работы сантехники необходим точный расчет. Труба с недостаточным уклоном не будет стекать, в то время как труба со слишком большим уклоном сливает воду слишком быстро, оставляя после себя твердые частицы.

И если твердые частицы не сливаются, рано или поздно вы можете оказаться с засором. Если вы устанавливаете водосточную трубу, вот простой способ рассчитать уклон водосточной трубы. Однако, в зависимости от масштаба проекта, определить уклон намного проще, чем выполнить работу.

Укладка дренажных труб — это работа для профессионалов, но домашние мастера могут попробовать свои силы и в менее масштабных дренажных системах.

Не откусывай больше, чем сможешь прожевать

Прокладка дренажной трубы для водопровода — работа для профессионалов. Это довольно обширная и важная часть сантехники дома. Работа усложняется, если вы связаны с муниципальной системой. Неправильная дренажная работа может вызвать множество проблем с вашей собственностью, включая повреждение фундамента и ландшафта.

Например, если водосточные трубы расположены неправильно, они будут сливать воду в сторону вашего дома. Избыток воды может ослабить фундамент и привести к его наклону или проседанию со временем. Точно так же чрезмерный полив газона из-за плохого дренажа может вызвать проблемы с растениями, такие как грибки и болезни. Должная осмотрительность необходима перед началом любого проекта.

Большинство городов и ассоциаций домовладельцев не будут благосклонно относиться к обширным проектам земляных работ, проводимым своими руками. Тем не менее, хорошо понимать процесс, если вашему сантехнику когда-нибудь понадобится установить новую трубу. Simpson Plumbing может помочь с установкой труб.

Расчет уклона для стока дождевой воды

Более разумным проектом для домашнего мастера является установка водосточной трубы, чтобы избавиться от воды где-нибудь во дворе. Тихоокеанский северо-запад известен тем, что здесь выпадают дожди в течение нескольких месяцев. Живете ли вы на юго-западе Вашингтона или от Портленда до Бенда, ваша собственность нуждается в хорошем дренаже. Это предотвратит сырость во дворе или, что еще хуже, под домом.

Возможно, вы уже пытались решить проблему. Иногда все, что нужно, это более длинный водосточный желоб, чтобы отвести воду от дома. Если ваш двор имеет уклон в сторону от дома, достаточно желоба, который выходит на расстоянии трех футов от фундамента.

Бочка для дождевой воды — простое решение для сбора лишней воды, но иногда для работы требуется дренажная труба.

Если все, что вы пробовали, не сработало, возможно, вы задумались об установке трубы или системы французского слива. Если вы планируете использовать любое из этих решений, вам нужно знать, как рассчитать уклон дренажной трубы.

Прежде чем копать глубже 12 дюймов, обязательно позвоните в Центр уведомлений коммунальных служб, чтобы помочь найти подземные линии. Жители Вашингтона и Орегона могут звонить по одному и тому же номеру: 811. Звоните как минимум за два рабочих дня до раскопок. Они отправят кого-нибудь, чтобы отметить места, где копать небезопасно.

Еще одно: не сливайте туда, где не положено или что создает проблемы соседям. Дайте воде из водосточных желобов или других мокрых мест стечь в сухое место во дворе. Если вы сомневаетесь, проверьте коды вашего региона.

1. Измерьте и спланируйте
Первый шаг необходим для определения уклона: Измерьте расстояние дренажной линии. Для того, чтобы сделать точные расчеты, вам необходимо знать точную длину, по которой должна пройти труба. Чтобы найти это, спланируйте маршрут слива, взяв кратчайшее возможное расстояние.

Чем длиннее маршрут трубы, тем более уязвима она к засорению. Запишите любые изгибы и повороты, для которых потребуются определенные детали. Если вы устанавливаете простую дренажную трубу, вам, вероятно, не придется беспокоиться о слишком большом количестве углов.

2. Приобретение труб и материалов
После того, как вы определили маршрут линии, вы можете вычислить длину труб. Когда вы покупаете трубу и необходимые материалы для ее сборки, всегда давайте себе немного больше для работы. Не забудьте включить все соединители труб, чтобы получить правильную конфигурацию.

3. Расчет уклона
Перед укладкой трубы используйте эту формулу для определения уклона и создайте следующую диаграмму уклона канализационной трубы:

• Умножьте количество футов вашей трубы (X) на дюймы вы планируете наклонить линию (Y).
• Это даст вам разницу в высоте (Z) между началом и концом трубы: (X) x (Y) = (Z).
• Пример 1: Если у вас есть 10 футов трубы, и вы хотите наклонить ее на ½ дюйма на фут, ваше уравнение будет 10 x ½ = 5 дюймов. Это означает, что вам нужно будет убедиться, что разница в высоте между началом и концом составляет 5 дюймов.
• Пример 2: Если вам нужен минимальный уклон (¼ дюйма на фут), ваше уравнение будет следующим: 10 x ¼ = 2 ½ дюйма.