Что такое выборка грунта

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:

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:

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:

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:

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

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

Расчет будет выглядеть так:

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:

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:

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:

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:

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.

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:

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:

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:

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:

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:

Пример сметы можно скачать здесь.

Примерная стоимость на разработку, засыпку, вывоз:

Пример расчета расценок на выемку:

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.

Источник

Земляные работы – это такой специфический вид занятий, который обязателен на первом этапе любого строительства. Этот процесс включает много последовательных этапов работ, начиная с планировки и заканчивая благоустройством территории. На этом этапе строительства, впрочем, как и на всех остальных, нужна ответственность. От качества выполнения таких работ напрямую зависит качество фундамента, а также проложенных под землей коммуникаций в виде труб.

Земляные работы проводят с целью проложить коммуникации либо установить фундамент.

Фундамент заливается в специально подготовленные в земле выемки. Выемки бывают трех видов:

Любой из видов выемки должен немного превышать габариты фундамента независимо от типа работ, будь то ямы, траншеи или котлованы, глубина сооружений должна превышать уровень промерзания грунта.

Проведение земляных работ

Почти любой участок должен пройти подготовительный этап перед началом таких работ. Для этого необходимо принять вынужденные меры:

Также необходимо продумать, как и с какой стороны будет подъезжать техника к объекту, чтобы она не застряла.

Если вам мешают деревья, самовольно их пилить нельзя, ведь для этого необходимо получить разрешение на земляные работы от экологической инспекции и других инстанций. Если гражданин будет проводить земляные работы без разрешения, то его могут обязать выплатить штраф.

Максимальная глубина котлованов и траншей может быть разной. Она зависит от типа почвы. Например, в супесях и песках этот показатель составляет 1-1,25 метра, а в глинистых и суглинистых грунтах 1,5-2 метра. Глубина указана без дополнительных креплений на стенках. С укреплением можно копать глубже (зависит от типа работ).

Разработка котлованов

Самым популярным производством земляных работ считается разработка котлованов. Их роют для разных видов фундамента или подземных сооружений. Для разработки пригодятся разные виды экскаваторов, а именно:

Если работа проводится любым из видов экскаваторов, то вырытая земля почти всегда вывозится на специальных самосвалах. Спецтехника работает наверху, если нужен котлован небольших размеров и глубины. Экскаватор помещают вовнутрь котлована только в том случае, если глубина больше, чем максимальный вылет стрелы ковша.

Выравнивание и планировка

Земляные работы – это такая работа, которая подразумевает выравнивание участков. Перед началом стройки 90 % участков нужно корректировать. Частично выровнять получится фронтальными ковшами. Проводится этот процесс в две стороны, то есть вдоль и в поперек. Таким образом, поверхность становится более ровной.

Планировка – это перенесение грунта с одного места в другое (преимущественно такие работы проводятся в разных частях одного участка). Но иногда приходится и довозить грунт, если его недостаточно для засыпки или других маневров. Иногда могут повышать уклон либо осуществлять отвод воды.

Выкопка траншей

Они необходимы для прокладки инженерных сетей или других схожих работ. В траншеях прокладывают:

Также фундамент под забор не обойдется без траншеи.

Мини-экскаваторы и экскаваторы-погрузчики выполняют роль копачей. Траншеи глубиной в несколько метров делают для проведения магистральных трубопроводов. Здесь подойдут крупногабаритные гусеничные экскаваторы. Конечно же, некоторые траншеи копаются лопатой, но это только в том случае, если у людей нет техники или она не может туда добраться.

Дорожные земляные работы

Вы, наверное, будете сильно удивлены, но производство земляных работ включает и некоторые виды дорожных работ. Во время строительства происходит выравнивание основания под новую дорогую. Для этой цели изымается лишний грунт либо подсыпается дополнительный слой земли, который дальше также выравнивается. Автогрейдеры применяют для максимального и полного выравнивания.

Также вдоль дорог проводится дренажная система. Ею служат канавы и кюветы. Также накладывание под асфальтом слоя щебня с песком относятся к земляным работам.

Перемещение грунта

Существует 3 вида перемещения грунта:

Малое осуществляется на несколько метров. Ковш обычного экскаватора без проблем справится с этим процессом без выполнения лишних движений, поскольку для этой деятельности хватит длины ковша.

Среднее проводится в пределах 20 метров, где грунт перевозят с помощью погрузчика.

Самосвалы разной грузоподъемности перемещают землю на большие расстояния.

Обратная засыпка

Иногда котлованы после разборки и строительства фундамента нуждаются в обратной засыпке, поскольку могут возникать проседания и пустоты. Также нужно засыпать траншеи, которые вырыты для прокладки коммуникаций. Самая эффективная техника, которая выполняет обратную засыпку, – это экскаватор-погрузчик.

Объем земляных работ

Чтобы оценить масштабы данного вида работ, не нужно обладать сверхъестественными навыками. Оценка объемов проводится достаточно просто. Чтобы правильно оценить длительность процесса, необходимо посчитать, сколько кубометров грунта придется перекопать на этом участке. Длительность также зависит от типа грунта, поскольку требуется разное количество времени на выкопку сыпучего или, например, песчаного грунта.

Если на участке нужно выкопать выемку сложной формы, то всю территорию можно разделить на несколько ровных или относительно ровных частей.

Объем работ можно посчитать с помощью проектирования чертежа, а уже на местности наглядно все измерить рулеткой.

Ручная разработка

Если масштабы небольшие, можно провести земляные работы вручную. Но такая работа не помешает и там, где нет возможности использовать технику. Вручную копают коммуникации, а также ямы и траншеи для свайного фундамента.

Заступы и лопаты также используются для ручной выемки. Вот такими инструментами можно повысить эффективность работ, производимых руками:

Эти инструменты эффективны для выкопки плотных грунтов. Такой дополнительный инвентарь идеально подходит для рыхлой почвы. Именно рыхление минимум в три раза повышает эффективность земляных работ.

Механическая разработка

Для большого объема работ используется специальная техника. Среди них стоит выделить:

Транспортируется земля специальными вспомогательными машинами. Также в процессе работ важно упорядочивать грунт, чтобы аккуратно складывался в насыпи:

Во избежание промерзания грунта фундамент необходимо засыпать до наступления холодов. Чтобы этого не произошло, желательно проводить работы летом и выделять запас в несколько недель в случае форс-мажора. Чтобы качество засыпки выемки было максимально эффективным, категорически противопоказано засыпать:

Если что-то такое попадет в фундамент, то это приведет к формированию пустот, где будет накапливаться вода, которая и разрушит фундамент со временем.

Перераспределение и вывоз лишнего грунта

Тот грунт, который остался, можно в дальнейшем использовать на участке. Можно сформировать террасы, пригорки и холмы. Таким образом отработанная земля станет элементом ландшафтного дизайна.

В случае необходимости лишнюю землю равномерно распределяют по участку с целью поднять общий уровень территории.

Если остались невостребованные кучи земли, то их нужно вывезти. Но простой загрузкой самосвала это не обойдется. Необходимо обратится в специальную инстанцию, которая выдаст ордер на земляные работы. Но так как это затяжной процесс, то проще и дешевле обратиться в специализированную фирму, которая имеет эти разрешения и все утилизирует с помощью собственного транспорта.

Земляные работы зимой

Зима не является помехой для земляных работ. Да, есть некоторые трудности, но это не критично. Правда, скорость и стоимость таких работ увеличивается, но качество от этого не страдает. Многое зависит от типа грунта. Рекомендуют рыть выемки и траншеи глубиной больше трех метров.

Для промерзшего грунта характерны такие черты:

Песчаные, крупнозернистые и гравийные почвы содержат мало воды и потому слабо промерзают. Это значит, что их можно разрабатывать в любое время года. Они не проседают весной и не пучатся.

Работы проводятся тремя методами:

Главная фишка зимней подготовки – почва должна немного оттаять перед началом работ. Помогает в этом:

Сам процесс трудоемкий и затратный, поэтому его стоит применять только в экстренных ситуациях. Например, провести аварийные работы либо фирма не вписывается в сроки строительства.

ЕНИР земляных работ

Это единые правила, которые разработаны для проведения механизированных и ручных земляных работ. В данном сборнике стоит выделить такие основные разделы:

В целом, этот сборник содержит нормы и расценки на механизированную и ручную работу, связанную с землей.

Эти правила земляных работ обязательны к выполнению.

Искусственное закрепление грунта

В закреплении нуждаются слабые грунты. Оно может быть временным или постоянным. Временное – это замораживание. А постоянные виды выглядят так:

Замораживание проводят с целью создания ледогрунтовой оболочки. Проводят в сильно водонасыщенных грунтах, которые именуются плывунами. Для этого в грунт опускают стальные колонки, которые выполняют функцию холодильных установок. После того, как грунт прошел длительное охлаждение, он замерзает. После этого проводят все необходимые работы.

Цементация и битумизация основаны на инъектировании соответственно цементного раствора или разогретого битума в пористые грунты с высоким коэффициентом фильтрации.

Полимеризацию и силикатизацию проводят с целью закрепить грунты и увеличить их прочность.

Источник