Исходные данные для технологического проектирования
Студент получает задание на технологическое проектирование, в котором указаны размеры строительной площадки, наименование грунта, размеры и местоположение здания, схема размещения фундамента здания в котловане, глубина котлована, высота фундаментной плиты, высота бетонной подготовки, материал и высота подсыпки, расстояние до карьера.
После ознакомления с заданием студент вычерчивает план строительной площадки с разбивкой на квадраты со сторонами 100х100 м на миллиметровой бумаге формата А3 в масштабе 1:2000.
Также требуется показать положение котлована на строительной площадке.
Определение положения линии нулевых работ
На плане строительной площадки в вершинах квадратов указываются рабочие отметки (см. рис.1)
Рисунок 1. План строительной площадки с рабочими отметками.
Рабочие отметки принято указывать следующим образом:
Чёрные отметки являются отметками естественной поверхности земли, а красные отметки – это отметки проектной плоскости. Рабочие отметки находятся по формуле:
hi = Нкр - Нч.
Рабочие отметки с отрицательным знаком показывают зоны выемки (АКТИВ), а рабочие отметки с положительным знаком показывают зоны насыпи (ПАССИВ). Линия нулевых работ появляется в местах пересечения проектной плоскости с естественной поверхностью грунта.
Исходя из подобия треугольников ∆А и ∆В, можно составить уравнение:
h2: h1 = (100-х): х
Расчёты проводятся каждый раз, когда рабочие отметки в вершинах квадратов строительной сетки меняют знак. Линия нулевых работ наносится на план строительной площадки (см. рис.2).
Рисунок 2. План строительной площадки с рабочими отметками и линией нулевых работ, разделяющей зону выемки и зону насыпи.
3. Определение объёмов работ по вертикальной планировке
На плане строительной площадки следует указать номера фигур (см.рис.3). По имеющимся фигурам производится расчёт объёмов грунта. Результаты вычислений заносятся в ведомость (таблица 1).
Рисунок 3. Номера фигур строительной площадки.
Расчёт ведётся по методу четырёхгранных призм:
· Для целых квадратов по рабочим отметкам в каждом квадрате определяют объем четырехгранной призмы, основания которой лежат на естественной поверхности грунта и в проектной плоскости, а высота равна средней рабочей отметке:
где: V – объём грунта выемки или насыпи в естественном залегании, м3;
а - сторона квадрата сетки планировки, м;
h1, h2, h3, h4 — рабочие отметки углов квадрата, м.
· В квадратах, где выемка переходит в насыпь, объем вычисляется отдельно для участков насыпи и выемки:
где:
Vв (н) – объём грунта выемки или объём насыпи в естественном залегании, м3;
∑hв(н) - сумма рабочих отметок одного знака (выемки или насыпи);
∑h — сумма абсолютных значений всех рабочих отметок по углам квадрата.
Суммарный объём грунта в откосах выемки (насыпи), расположенных по периметру площадки, рассчитывается по формуле:
∑Vв (н) = (∑hв(н) / n)2 ∑ lв(н) m / 2, где:
∑Vв (н) – суммарный объём грунта в откосах выемки (насыпи), м3;
∑hв(н) – сумма всех рабочих отметок по периметру выемки (насыпи), м;
n – количество отметок;
∑ lв(н) – длина основания всех откосов выемки (насыпи), м;
m – величина заложения откосов для данного грунта (см. приложение 3)
Общий объём выемки (насыпи) определяют как сумму частных объёмов призм и их частей, лежащих в пределах участка выемки (насыпи).
Баланс земляных масс
Таблица 1 | ||||||||
АКТИВ (выемка) | ПАССИВ (насыпь) | |||||||
№ ф. | F, м2 | hср, м | Vг, м3 | № ф. | F, м2 | hср, м | Vг, м3 | Vн, м3 |
(расчёт по формуле) | (расчёт по формуле) | (расчёт по формуле) | (расчёт по формуле) | |||||
Σ | Σ | Σ | Σ | Σ |
Объём грунта насыпи Vн = Vг / kо.р.,
где kо.р. - коэффициент остаточного разрыхления грунта, принимается по приложению 2 ЕНиР 2 «Земляные работы»
По балансу земляных масс определяется количество грунта, которое необходимо вывозить или дополнительно привозить на стройплощадку.
Σ А [4] – Σ П [9] = «+» - вывоз грунта
Σ А [4] – Σ П [9] = «-» - привоз грунта
При расчёте объёма грунта в котловане требуется учитывать его расположение на строительной площадке.
Рисунок 4. Варианты расположения котлована.
Вариант 1. Если котлован расположен в пределах планировочной выемки, сначала производятся работы по вертикальной планировке строительной площадки, затем от отметки проектной плоскости отрывается грунт из котлована. Фактическая глубина котлована будет равна глубине котлована, указанной в задании.
Вариант 2. Если котлован пересечён линией нулевых работ, надо определить среднее арифметическое значение рабочих отметок по углам котлована. Знак преобладающих рабочих отметок покажет, куда относить котлован: к выемке или к насыпи.
Вариант 3. Если котлован расположен в пределах планировочной насыпи, то грунт из котлована будет отрываться от естественной поверхности. В этом случае фактическая глубина котлована рассчитывается как разность глубины котлована по заданию и рабочей отметки планировки для центра котлована.
Приложение 2
Показатели разрыхления грунтов и пород
Наименование грунта | Первоначальное увеличение объёма грунта, % | Остаточное разрыхление грунта, % | |
Глина ломовая | 28 – 32 | 6 – 9 | |
Глина мягкая жирная | 24 – 30 | 4 – 7 | |
Глина сланцевая | 28 – 32 | 6 – 9 | |
Песок | 10 – 15 | 2 – 5 | |
Суглинок лёгкий и лессовидный | 18 – 24 | 3 – 6 | |
Суглинок тяжёлый | 24 – 30 | 5 – 8 | |
Супесь | 12 – 17 | 3 – 5 | |
Растительный грунт | 20 – 25 | 3 – 4 |
k п.р. = (100 + Пп.р) / 100, где
Пп.р. – показатель первоначального увеличения объёма грунта, %
k о.р. = (100 + По.р.) / 100, где
По.р. – показатель остаточного разрыхления грунта, %
Приложение 3
Объем котлованов и траншей с откосами без креплений в нескальных грунтах выше уровня грунтовых вод (с учетом капиллярного поднятия) или в грунтах, осушенных с помощью искусственного водопонижения, следует определять при глубине выемки и крутизне откосов по таблице 1-10 ГЭСН-2001-01.
Отношение высоты откоса к его заложению
Виды грунтов | Крутизна откоса (отношение его высоты к заложению) при глубине выемки, м, не более | ||
1,5 | |||
Насыпные неуплотненные | 1:0,67 | 1:1 | 1:1,25 |
Песчаные и гравийные | 1:0,5 | 1:1 | 1:1 |
Супесь | 1:0,25 | 1:0,67 | 1:0,85 |
Суглинок | 1:0 | 1:0,5 | 1:0,75 |
Глина | 1:0 | 1:0,25 | 1:0,5 |
Лессы и лессовидные | 1:0 | 1:0,5 | 1:0,5 |