1.1.10. Расчет объема работ по рытью котлована под здание

Если не применяются специальные работы по укреплению откосов котлована, то при его разработке устраиваются наклонные откосы, равные углу естественного откоса, - в зависимости от вида грунта и глубины котлована согласно ограничительным параметрам Таблицы 4. При этом,чем глубже котлован, тем более пологими должны быть его откосы.

HН – глубина котлована, А – заложение откоса

А

Коэффициент заложения откосаm = A :H

Таблица 4

Рекомендуемая крутизнаоткосов в зависимости от вида грунта и глубины выемки

Наименования грунтов	Крутизна откосаi= 1: m (отношение глубины выемки или высоты насыпи H к заложению А) при глубине выемки, м, не более:
	1,5м	3м	5м
Насыпной неуплотненный	1:0,67	1:1	1:1,25
Песчаный и гравийный	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

В нашем примере основным грунтом является суглинок с включениями супесей, а глубина котлована составляет H=1,5м. Следовательно, согласно Таблице 4, при глубине выемки до 3 м для суглинков с включениями супесей крутизна откоса (i),- как отношение глубины выемки (H) к заложению (A), -составит: i 1: 0,5=2. Отсюда заложение откоса А=H : i = 1,5 : 2 = 0,75м.

В прямоугольном котловане имеются 4 откоса в виде бокового призматоида и 4 откоса в виде перевернутых пирамид- четырехгранных или трёхгранных, либо в виде четвертинки перевернутого конуса (это зависит от принятой схемы, однако на практике чаще всего – в виде четырехгранной пирамиды).

При необходимости, для обеспечения въезда в котлован экскаватору, автомобилям, сваебойной машине либо бурильному агрегату и др. устраивается пандус - обычно шириной 3,5м с уклоном не более 10% . – Тогда рассчитывается и соответствующий объем земляных работ (фигура призматоид) для экскаватора либо бульдозера (скрепера).

Схема 6. Расчетные схемы для котлована с откосами

В общем виде откос в виде призматоида при разной глубине котлована в углах (Н₁и Н₂) вычисляется по формуле:

(16)

ЕслиН₁=Н_{2 ,} . (17) Если Н₂=0, то . (18)

Таблица 5

Формулы для расчета объема откосов

Элементы откосов	Расчетная формула
- угловой (в виде четырехгранной пирамиды)	(19)
- боковой (в виде призматоида)	(20)
- боковой (в виде трехгранной пирамиды)	(21)

(Для квадратных в плане угловых откосов котлована объем , где A², ноA= m*Н; - отсюда

Общая формула объема котлована с откосами имеет следующий вид:

(22)

В нашем примере:

Н=1,5м, а=13м, в=25м (это - стороны В и Г дна котлована).

а₁=а+∆а, где ∆а=2 m ∙Н=2∙0,5∙1,5=1,5 м, - отсюда а₁=13+1,5=14,5 м.

в₁=в+∆в, где ∆в=2 m ∙Н=2∙0,5∙1,5=1,5 м, - отсюда в₁=25+1,5=26,5 м.

Следовательно, объем работ по котловану с учетом устройства откосов составит:

м³

( в том числе откосы - 45 м³).

Таким образом, в результате расчетов графоаналитическим методом в нашем примере получены следующие данные:

- объем работ по отрывке котлована -532 м³;

- срезка (выемка) грунта - 208 м³;

- распределение грунта по площадке (в том числе из котлована за минусом вывоза) и уплотнение(насыпь) -651 м³.

Объемы срезаемого и насыпного грунта по площадке рассчитаны в разрезе сетки квадратов (и их составных частей в виде треугольников, трапеций, пятиугольников).

Эта информация служит исходной базой для разработки технологии земляных работ и выбора соответствующих машин и механизмов.