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.

Определение объемов и обмер земляных работ

Работа землекопов оплачивается в зависимости от количества выработанного ими грунта, подсчитанного в кубических метрах. Рассмотрим несколько примеров простейших вычислений объемов работ.

Расчет объемов рытья траншеи

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

1. В месте начала работ 3*5= 15 кв.м;

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

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

(15+2)/2=13,5 кв. м;

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

13,5*15= 202,5 куб. м.

Это и будет искомый объем проделанной бригадой работы за день.

Расчет объема выемки

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

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

6+(4*2)*2=22 м,

а в другом конце:

6+(5*2)*2=26 м.

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

(6+22)/2*4=56 кв.м,

а в другом: (6+26)/2*5=80 кв.м.

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

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

(56+80)/2=68 кв.м.

Если помножить эту среднюю площадь на длину выемки получим:

68*20 = 1360 куб. м.

Это и есть объем выемки.

Расчет объема насыпи

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

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

а площадь поперечного сечения:

в начале: (10+14)/2*2=24 кв. м,

в конце: (10+18)/2*4=56 кв. м.

Средняя площадь поперечного сечения насыпи будет:

(24+56)/2=40 кв. м,

а объем: 40*50=2000 куб. м.

 

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

Расчет объема котлована под здание

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

[10+2*(1,25*2,0)]х[5+2*(1,25*2,0)]=15х10=150 кв. м.

Средняя площадь котлована равна:

(150+50)/2=100 кв. м,

а объем равен:

100*2=200 куб. м.

Расчет объема круглого котлована

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

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

(10х10х3,14)/4=314/4=78,5 кв. м,

а объем котлована будет равен:

78,5х5=392,5 куб. м.

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

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

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

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

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

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

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

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

Расчеты склонов, материал почвы и заполнения

Используйте это меню, чтобы найти больше советов по повседневной математике

Руководство для единой временной маркировки подземных помещений

Система -Повреждение в одну кал. Перед земляными работами необходимо связаться с системой предотвращения.

Предлагаемые раскопки – Используйте белые метки, чтобы указать местоположение, маршрут или границы предполагаемых раскопок. Отметки на проезжей части не превышают 1,5 дюйма на 18 дюймов (40 мм на 450 мм). Цвет объекта и личность владельца объекта могут быть добавлены к белым флажкам или кольям.

Использование временной маркировки – Используйте цветные метки на поверхности (например, краской или мелом) для обозначения местоположения или маршрута активных и неработающих подземных линий. Чтобы улучшить видимость, вертикальные маркеры с цветовой кодировкой (т. е. вехи или флажки) должны дополнять метки на поверхности. Знаки и маркеры указывают название, инициалы или логотип компании, которая владеет линией или управляет ею, а также ширину объекта, если она превышает 2 дюйма (50 мм). идентификационные данные назначающей фирмы. Несколько линий в объединенной траншеи отмечены в тандеме. Если поверхность над заглубленной линией должна быть удалена, используются дополнительные смещенные маркировки. определенное расстояние

Зона допуска – Любые раскопки в пределах зоны допуска выполняются с помощью ручных инструментов без привода или неинвазивным методом до тех пор, пока не будет открыт отмеченный объект. Ширина зоны допуска может быть указана в законе или кодексе. В противном случае рекомендуется зона допуска, включающая ширину объекта плюс 18 дюймов (450 мм), измеренную по горизонтали с каждой стороны объекта.

Принять Единый цветовой код – APWA рекомендует государственным учреждениям, коммунальным предприятиям, подрядчикам, другим ассоциациям, производителям и всем другим лицам, участвующим в земляных работах, принять Единый цветовой код APWA, используя безопасные цвета стандарта ANSI 2535.1 для временной маркировки и идентификатора объекта.

Оценка материала

1. Рассчитайте объем (в кубических футах – Д x Ш x Г) области, для которой вам нужен заполняющий материал.
   
2. Если материал заказывается в ярдах, разделите CF на 27.
   
3. Если материал заказывается в тоннах, определите вес на CF материала и умножьте его. Затем разделите на 2000, чтобы перевести вес в тонны.
   
4. Вам нужно добавить процент для учета зыби, если вам нужно заполнить раскопки.
   

Использование таблицы

Пример: Сколько тонн гравия потребуется для участка шириной 20 футов и длиной 100 футов с глубиной 2 дюйма?
2

0 = 2000 SF

Глубина 2 дюйма, 1 тонна покроет 120 SF (см. таблицу)

2000 ÷ 120 = 16,67 тонн

ПРИМЕЧАНИЕ. Гравий может иметь разную плотность (вес) 20 6 : 09 90 90 основан на общем “совокупном” весе 100 фунтов на CF

Оценка материала насыпи

ПРИМЕЧАНИЕ. Вы должны добавить процент к площади раскопок, чтобы учесть «зыбь». Количество зависит от типа почвы.

Рассчитайте коэффициент набухания

1. Определите объем грунта, который необходимо выкопать.
   
2. Определите тип почвы.
   
3. Если не предоставлен инженером, выберите более высокий диапазон предоставленного коэффициента набухания.
   
4. Добавьте процент к чистому грунту, подлежащему выемке.
   

Пример: Какой общий объем грунта нужно вывезти, если выкопать 200 кубических ярдов мокрого гравия?

1. 200 Cys
   
2. Влажный гравий
   
3. 30%
   
4. 200 + 30% = 260 кубических ярдов
   

Факторы раздувания

Примечание: Sweel Factor не рассматривался в этом.

Пример: Рассчитайте количество циклов грязи, которое необходимо удалить из котлована размером 20 на 35 футов. Тип почвы A.

1. Если средняя глубина 12 футов; уклон должен простираться на 75% наружу от начала 12 футов. (на основе наклона диаграммы 3/4:1) 75% от 12 = 8.
   
2. Добавьте длину в верхней части выемки к длине в нижней части выемки и разделите на 2, чтобы получить среднюю длину. Сделайте то же самое для ширины.
   
3. Умножьте среднюю длину на среднюю ширину на среднюю глубину и разделите на 27.
   

Расчет земляных работ

ПРИМЕЧАНИЕ. Требуемые уклоны основаны на типе почвы и регулируются OSHA. Прежде чем рассчитать грунт, который необходимо выкопать, необходимо определить тип грунта и определить требуемый уклон.

Откос котлована

Пример: В этом примере показан котлован со средней глубиной 10 футов. Уклон 1/2:1 означает, что выемка должна иметь уклон 1/2 единицы на каждую 1 единицу глубины. При глубине 10 футов склон будет простираться в пределах 5 футов от края котлована. Требуемый уклон 1:1 с уклоном до 10 футов от края, где начинается средняя глубина.

Virginia Class a builder lic# 2705158280

COMMITTED TO SERVING HAMPTON ROADS  NORFOLK – VIRGINIA BEACH – CHESAPEAKE – SUFFOLK – PORTSMOUTH – HAMPTON – NEWPORT NEWS

Soil Classification and Excavation Safety

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 имеем дело 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 раскопках, 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, подразумевающая, что у вас угол наклона 3/4:1, что означает, что на каждый фут глубины, стороны котлована будут отклоняться 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 довольно устойчивый. Угол наклона для котлована типа B составляет 1:1 или угол 45 градусов. На каждый фут глубины стороны котлована должны отклоняться назад 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 уровне 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 наверху.

Как видите, ширина в верхней части выемки существенно различается, поэтому правильная классификация почвы является обязательным условием для защиты сотрудников 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, возможно использование подпорок. 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.
• Сотрудник 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 инцидентов.