Выбор формы земляного сооружения

                               Выбор формы земляного сооружения.

      Для  возведения столбчатых фундаментов под каркас промышленного здания могут разрабатываться отдельные котлованы под каждый фундамент, траншеи по продольным осям, траншеи по наружным продольным осям и отдельные котлованы по внутренним при разном шаге колонн, общий котлован.

       При выборе формы земляной  выемки следует стремиться к  наименьшим объемам земляных работ, что способствует сокращению трудозатрат, продолжительности и стоимости строительства здания. В то же время необходимо обеспечить нормальные условия работы строительных машин и движения транспортных средств при производстве бетонных работ.

      Выбирая  форму земляных , сооружений, целесообразно рассматривать поочередно возможные варианты, начиная с варианта с наименьшими объемами земляных работ – отдельных котлованов под каждый фундамент. Для этого вычерчиваются разрезы по продольной и поперечной осям на участке двух смежных фундаментов.

      На  разрезе на отметке подошвы  фундаментов откладываются размеры  нижней ступени фундаментов, затем  по обе стороны – запас с=0,6 м, необходимый для производства  работ и регламентируемый СниП(7). Таким образом, размер котлованов по дну составит:

        По поперечной оси    а  = а₁ + 2с = 3,6 + 2*0,6 = 4,8 м              (1)

        По продольной оси   в = в₁ + 2с = 2,4 + 2*0,6 = 3,6 м               (2)

Где а₁ и в₁ – размеры нижней степени фундамента.

     Завершая  построение сечений котлованов, следует нанести откосы до  пересечения с поверхностью земли.  Отметка поверхности принимается  равной наибольшей отметке горизонталей, уменьшенной на толщину растительного  слоя, заложение откосов можно принять по таблице.

            Если в одном из направлений  вдоль или поперек здания обеспечивается  проезд автотранспорта, установка  крана, бетононасоса, т.е расстояние между бровками откосов составляет не менее 6 м, а в другом возможен безопасный проход людей – расстояние между бровками откосов не менее 1,0 м, проектируется разработка отдельных котлованов под каждый фундамент.  

           Если первое условие выполняется,  а второе нет, выбирается вариант с траншеями. Если не выполняется первое условие, разрабатывается общий котлован.

            Для одноэтажных зданий с разным  шагом колон по наружным и внутренним продольным осям следует вычертить и проанализировать два продольных разреза. При проектировании производства работ для однопролетного здания необходимо учитывать возможность проезда и размещения строительных машин с наружных сторон здания.

         Принятое решение по форме  земляной выемки оформляется в виде их плана и разрезов. Очертания откосов котлована или траншеи на плане получают путем построения заложения откосов а₃ в точках пересечения контура дна выемки с горизонталями и в углах.

                     а₃ = m*h, м                                           (3)

а₃ = 0,5 * 3,6 = 1,8 м.

где m – коэффициент заложения откоса;

        h – рабочая отметка , м, вычисляемая как разность отметки горизонтали (черной отметки) и отметки дна выемки (красной отметки). 

        Величины а₃ откладывают на перпендикулярах к контру дна выемки и полученные точки соединяют с отрезками прямой линии.

       Для общего котлована необходимо  предусмотреть и показать на  плане, съезд на дно котлована.  Размещение съезда, его форму  в плане, ширину и уклон проектируют  с учетом местных условий ( наличие дорог, строений, коммуникаций) и условий движения по съезду. В курсовом проекте следует принять прямолинейный съезд с пониженной стороны участка шириной 3,5 м с уклоном 10% (1:10).

                                            Состав работ.

           Сооружение фундаментов промышленного  здания с подготовкой временных  земляных выемок включает в  себя работы, перечисленные в  табл.2.

 

                                               Объемы земляных работ.

Объем работ по срезке растительного слоя Vрс составляет :

             Vрс = Fрс*hрс, м ,                                                      (4)

               где Fрс – площадь участка , с поверхности которого снимается растительный слой, м;

                h – толщина растительного слоя, м.

       Независимо от формы земляных  выемок растительный слой снимается  по всей площади будущего здания, а так же дополнительно с  участков вдоль здания  по всему  периметру, предназначенных для  устройства отмостки, постоянных и временных дорог, складских площадок и т.д. В курсовом проекте следует принять ширину этих участков по 15 м от наружных осей здания.

                      Fрс = (А +30)*(В+30), м²,                                                   (5)

Fрс = (36 + 30) * (108 + 30) = 9108 м²

              Здесь А и В размеры здания в осях, м.

Vрс = 9108 * 0,2 = 1821,6

        Определение объема грунта, подлежащего  разработке землеройными машинами, сводится к подсчету объема  земляных сооружений – котлованов, траншей. Геометрически эти сооружения  представляют собой сложные тела, ограниченные плоскостями дна  и откосов и криволинейной  поверхностью земли. Общим принципом определения их объемов является расчленение вертикальными плоскостями на участки – тела, у которых с достаточной для практических целей точностью поверхность земли можно считать плоскостью. Объемы полученных частей определяются по приведенным ниже формулам и суммируются. Выполняя расчеты выемки грунта, отметки горизонталей следует уменьшать на толщину ранее снимаемого растительного слоя.

                   В варианте отдельных котлованов  под фундаменты каждый котлован  вследствие сравнительно малых  размеров в плане можно рассматривать  как обелиск и определить его  объем по формуле:

    Vоб = , м³,                         (6)

Где h – высота обелиска (средняя глубина котлована), м

a, b, c, d – размеры обелиска (котлована) по дну и по верху.

Vоб = = 3,63*231,84/6 = 139,104 м³

          Среднюю глубину каждого котлована  – рабочую отметку в его  центре можно определить. Находя  черную отметку методом интерполяции  с использованием плана фундаментов.  Для сокращения расчетов в  курсовой работе допускается  разделить здание в плане на 2…4; участка с перепадом отметок не более 1м и принять для всех котлованов на участке общую черную отметку – среднюю для этого участка.

                    Для подсчета объема траншеи  используется ее план. Вертикальными плоскостями, перпендикулярными к оси траншеи (в плане – прямуми) , траншея делится на участки. Объем грунта Vi на таком участке можно определить по приближенной формуле :

                        Vi = li  , м                                                              (7)

где F₁,F₂ – площадь поперечных сечений по краям и в середине участка;

li – длина участка, м.

                Секущие плоскости проводятся  в начале, в конце траншеи и  в точках пересечения горизонталей  с осью траншеи. Неучтенными  объемами между крайними плоскостями  и торцевыми откосами для траншеи  – линейно-протяженного сооружения  можно пренебречь.

            Аналогичным методом поперечных  сечений можно воспользоваться  при подсчете объема прямоугольного  в плане котлована, ориентированного  поперек основных уклонов рельефа  (горизонтали пересекаются с осью  котлована под прямым или близким  к прямому углом). Котлован делится вертикальными плоскостями, перпендикулярными его оси, на участки.

              Плоскости (на плане котлована  – прямые линии) проводятся  через точки пересечения оси  котлована с горизонталями и  границами подошвы котлована.  Объемы грунта на участках  между плоскостями определяются  по формуле 7.

               В отличие от траншеи для  котлована – сосредоточенного  сооружения – необходимо учесть  объемы грунта между крайними  секущими плоскостями и торцевыми  откосами котлована. Для этого  у каждого края котлована определяются  объемы трех частей – средней (Vср) и двух угловых пирамид (V₁ и V₂). Объем средней части находится по формуле 7; объем угловых пирамид – по формуле

                   V_1,2 = ⅓ m²* h³, м,                                     (8)

здесь h – высота пирамиды – рабочая отметка в углу котлована, уменьшенная на толщину растительного слоя.

            При определении объема котлована,  разрабатываемого на участке  со сложным рельефом, применяется  универсальный метод квадратов.  Котлован делится по дну на  квадраты (могут получиться дробные  прямоугольники). В курсовом проекте  размер стороны квадрата следует  принимать в пределах 20…50 м, так,  чтобы сторону квадрата пересекало  не более двух горизонталей, проведенных - через 0,5 м.

            Вертикальные плоскости, проведенные  по всем сторонам квадратов,  делят котлован на участки-тела, для которых с достаточной точностью можно определить объемы, считая поверхность земли в пределах каждого участка плоскостью. Внутри контура дна котлована такие участки – призмы. Их объем определяется по формуле:

                            Vki = ,м³,                          (9)

                 где F – площадь основания призмы (квадрата или «дробного» прямоугольника), м;

                 - рабочие отметки в вершинах квадрата.

            Черные отметки в вершинах  квадратов находятся на плане  с нанесенными горизонталями  методом интерполяции.

              За пределами контура дна котлована  у откосов подсчитываются объемы  грунта на участках вдоль сторон  квадратов (Vо) – по формуле 7 и угловых пирамид – по формуле 8.

       Объем земляных работ при устройстве  съезда в котлован составляет :

     V = (3b +2*m*h)(m₁–m), м³,                           (10)

   здесь h – глубина котлована, М;

              b – ширина съезда по дну, м;

              m₁ - коэффициент заложения съезда. При уклоне 10% m₁=10;

              m – коэффициент заложения откосов съезда, принимаемый равным коэффициенту заложения откосов котлована.

       Объем зачистных работ после  разработки грунта землеройными  машинами V₃ определяется по формуле:

                V₃ = F₃ * d, м                                                     (11)

где F₃ - площадь участка на котором производится зачистка, м;

      d – толщина слоя грунта, снимаемого при зачистке, м.

      При  разработке отдельных котлованов  под каждый фундамент или траншей  зачистка дна выемки производится  вручную. Площадь зачищаемого  участка под каждый фундамент ₃ = (а₁ + 0,2)(в₁ + 0,2), м.

         В общем котловане производится  механизированная зачистка дна  по всей его площади.

       Толщина слоя грунта, снимаемого  при зачистке дна выемки, условно  принимается равной предельному  отклонению отметок дна выемки  от проектных, регламентируемому СНиП(7), приведенных в табл.3