Устройство нулевого цикла здания

1.3. Характеристика выемок.

Выемки в зависимости от шага колонн, ширины пролетов, глубины заложения фундаментов и их размеров  проектируются под отдельные котлованы для каждого фундамента, под ряд фундаментов, расположенных на одной оси (траншеи) или сплошной котлован под все здание. Рекомендуется при пролетах более 12 м и шаге колонн 12 м отрывать отдельный котлован под каждый фундамент; при шаге колонн 6 м – траншеи под ряд фундаментов и при сетке 6х6 или 6х9 м общий котлован под все здание.

Согласно планировочному решению здания шаг колонн составляет 12 м, ширина пролета  30 м. Таким образом, необходимо устраивать отдельные котлованы под каждый фундамент.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Производство  земляных работ

 

 

2.1. Технологическая структура комплексного  процесса производства земляных  работ.

Производство  земляных работ связано с переработкой грунта, который в полном объеме или частично разрабатывается, перемещается, укладывается, планируется, уплотняется. Выполнение всего необходимого набора работ происходит в результате осуществления комплексного технологического процесса. Этот процесс состоит из нескольких простых операций, выполняемых в определенной технологической последовательности, определяемой пространственной формой земляного сооружения, условиями производства работ, техническими и технологическими параметрами используемых землеройных и землеройно-транспортных машин [3].

К основным процессам  относятся:

• разбивка площадки под фундаменты;
• разработка грунта в земляных сооружениях типа "выемка" (отрывка котлованов и траншей);
• погрузка грунта, перемещение грунта в пределах строительной площадки;
• транспортировка излишнего грунта за пределы объекта;
• послойное разравнивание и уплотнение грунта;
• планировка грунта;
• обратная засыпка пазух котлованов и траншей с уплотнением.

 

 

2.2. Определение объемов земляных  работ.

Согласно планировочному решению здания устраиваем котлованы под отдельно стоящие фундаменты. В соответствии с маркировочным планом фундаментов (рис. 1.1) для фундаментов торцевого фахверка будут разработаны траншеи.

 

 

1. Определение геометрических размеров выемок.

Определим объем  фундаментов всех марок, приведенных  в задании, а также фундаментов  температурных швов, по внешним геометрическим размерам и приведем все расчеты в табличную форму [1].

V_ф=(авН_ст+а₁в₁Н_ст1+а₂в₂Н_ст2+а_nв_nН_n)

где: (аа₁…а_n) – длина ступеней фундамента и подколонника, м; (вв₁…в_n) – ширина ступеней фундамента и подколонника, м; (Н_ст Н_ст1…Н_n) – высота ступеней фундамента и подколонника, м.

Для двухступенчатого монолитного железобетонного фундамента марки ФВ-9 (рис. 2.1):

V_ф=авН_ст+а₁в₁Н_ст1+ а_nв_nН_n

V_ф=3,3*2,4*0,3+2,7*1,8*0,3+1,5*1,2*0,9=5,454 м³

Рисунок 2.1. Эскиз монолитного железобетонного фундамента марки ФВ-9.

Для трехступенчатого монолитного железобетонного фундамента марки ФВ-16 (рис. 2.2):

V_ф=авН_ст+а₁в₁Н_ст1+ а₂в₂Н_ст2+а_nв_nН_n

V_ф=3,6*2,4*0,3+2,7*1,8*0,3+2,1*1,8*0,3+1,5*1,2*0,6=6,264 м³

Рисунок 2.2. Эскиз монолитного железобетонного фундамента марки ФВ-16.

 

Для одноступенчатого монолитного железобетонного фундамента марки ФА-5 (рис. 2.3):

V_ф=авН_ст+а_nв_nН_n

V_ф=1,8*1,5*0,3+0,9*0,9*1,2=1,782 м³

Рисунок 2.3. Эскиз монолитного железобетонного фундамента марки ФА-5.

 

Для двухступенчатого монолитного железобетонного фундамента температурного шва марки ФВ-9_т (рис. 2.4):

V_ф=авН_ст+а₁в₁Н_ст1+ а_nв_nН_n

V_ф=3,3*3,4*0,3+2,7*2,8*0,3+1,5*2,2*0,9=8,604 м³

Рисунок 2.4. Эскиз монолитного железобетонного фундамента температурного шва марки ФВ-9_т.

Для трехступенчатого монолитного железобетонного фундамента температурного шва марки ФВ-16_т (рис. 2.5):

V_ф=авН_ст+а₁в₁Н_ст1+ а₂в₂Н_ст2+а_nв_nН_n

V_ф=3,6*3,4*0,3+2,7*2,8*0,3+2,1*2,8*0,3+1,5*2,2*0,6=9,684 м³

Рисунок 2.5. Эскиз монолитного железобетонного фундамента температурного шва марки ФВ-16_т.

 

Таблица 2.1. Объемы монолитных железобетонных фундаментов.

Марка фундамента	Формула подсчета объема фундамента	Объем одного ф-та, м3	Кол-во шт.	Общий объем фундаментов при объеме каждого, м3
				До 3 м3	До 5 м3	До 10 м3	Свыше 10 м3
1	2	3	4	5	6	7	8
ФВ-9	Vф=авНс+а1в1Нс+апвпНп	5,454	28			152,712
ФВ-16	Vф=авНс+а1в1Нс+а2в2Нс+апвпНп	6,264	42			263,088
ФА-5	Vф=авНс+апвпНп	1,782	32	57,024
ФВ-9Т	Vф=авНс+а1в1Нс+апвпНп	8,604	4			34,416
ФВ-16Т	Vф=авНс+а1в1Нс+а2в2Нс+апвпНп	9,684	6			58,104

 

 

2.2.2. Определение объемов разрабатываемого грунта.

Определим объем  траншеи под фундаменты торцевого  фахверка ФВ-16 (рис. 2.6) [1]:

V_T=[(c+d)/2]H_TL_T

с=в+0,5=2,4+0,5=2,9 м

Н_т=Н_ф+0,15=1,5+0,15=1,65 м

d=2Н_тm+с=2*1,65*0,39+2,9=4,2 м

где: с –  ширина траншеи по дну, принимается  на 0,5 м больше длины нижней ступени фундамента в, (с=в+0,5 м); Н_ф – высота фундамента, 1,5 м; Н_т – глубина траншеи, м (принимается на 0,15 м больше высоты фундамента); d – ширина траншеи по верху, (м) при коэффициенте откоса грунта m в зависимости от заданного вида грунта (грунт супесчаный) и глубины траншеи (Н_т=1,65 м) равного 0,39; L_т – длина траншеи, м (принимается в зависимости длины и количества пролетов) 120 м.

V_T=[(2,9+4,2)/2]1,65x120=702,9 м³

Рисунок 2.6. Определение объема траншеи ФВ-16. Разрез.

 

Определим объем котлованов под отдельно стоящие фундаменты по формуле [1]:

V_K=(H_K/6)[ce+df+(c+d)(e+f)]

H_к=H_Ф+0,15

с=а+1

е=в+1

d=c+2mH_к

f=e+2mH_к

где: H_к – глубина котлована, м (принимается на 0,15 м больше высоты фундамента); Н_Ф – высота фундамента, 1,5 м; с и е – ширина и длина котлована по дну, принимаются на 1 м больше соответствующих размеров нижней ступени фундамента; d и f- ширина и длина котлована по верху, м; m – коэффициент откоса грунта, принимаемый в зависимости от заданного вида грунта (грунт супесчаный) и глубины котлована (Н_к=1,65 м) равного 0,39.

Для котлована  под фундамент марки ФВ-9 (крайний ряд) (рис. 2.7):

H_к=1,5+0,15=1,65 м

с=3,3+1=4,3 м

е=2,4+1=3,4 м

d=4,3+2*0,39*1,65=5,6 м

f=3,4+2*0,39*1,65=4,7 м

V_K=(1,65/6)[4,3x3,4+5,6x4,7+(4,3+5,6)(3,4+4,7)]=33,311 м³

Рисунок 2.7. Определение объема котлована ФВ-9. Разрез.

Для котлована  под фундамент марки ФВ-16 (средний  ряд) (рис. 2.8):

H_к=1,5+0,15=1,65 м

с=3,6+1=4,6 м

е=2,4+1=3,4 м

d=4,6+2*0,39*1,65=5,9 м

f=3,4+2*0,39*1,65=4,7 м

V_K=(1,65/6)[4,6x3,4+5,9x4,7+(4,6+5,9)(3,4+4,7)]=35,316 м³

Рисунок 2.8. Определение объема котлована ФВ-16. Разрез.

 

Для котлована под фундамент  марки ФА-5 (торцевой фагверк) (рис. 2.9):

H_к=1,5+0,15=1,65 м

с=1,8+1=2,8 м

е=1,5+1=2,5 м

d=2,8+2*0,39*1,65=4,1 м

f=2,5+2*0,39*1,65=3,8 м

V_K=(1,65/6)[2,8x2,5+4,1x3,8+(2,8+4,1)(2,5+3,8)]=18,164 м³

Рисунок 2.9. Определение объема котлована торцевого фагверка ФА-5. Разрез.

Для котлована  под фундамент температурного шва марки ФВ-9_т (крайний ряд) (рис. 2.10):

H_к=1,5+0,15=1,65 м

с=3,3+1=4,3 м

е=3,4+1=4,4 м

d=4,3+2*0,39*1,65=5,6 м

f=4,4+2*0,39*1,65=5,7 м

V_K=(1,65/6)[4,3x4,4+5,6x5,7+(4,3+5,6)(4,4+5,7)]=38,668 м³

Рисунок 2.10. Определение объема котлована температурного шва ФВ-9_т. Разрез.

 

Для котлована  под фундамент температурного шва марки ФВ-16_т (средний ряд) (рис. 2.11):

H_к=1,5+0,15=1,65 м

с=3,6+1=4,6 м

е=3,4+1=4,4 м

d=4,6+2*0,39*1,65=5,9 м

f=4,4+2*0,39*1,65=5,7 м

V_K=(1,65/6)[4,6x4,4+5,9x5,7+(4,6+5,9)(4,4+5,7)]=43,978 м³

Рисунок 2.11. Определение объема котлована температурного шва ФВ-16_т. Разрез.

 

Все расчеты сведем в таблицу 2.2.

Таблица 2.2. Ведомость подсчета объема выемок.

№	Тип котл. или траншеи	Кол-во тр. и котл.	Коэф. от-коса, m	Параметры фундаментов, м			Параметры траншей или котлованов, м					Объем грунта, м3 Vв
				а	в	Нф	с	d	е	f	Lтр	на 1 котл. или транш.	всего
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
1	ФВ-9	24	0,39	3,3	2,4	1,5	4,3	5,6	3,4	4,7		33,311	799,464
2	ФВ-16	36	0,39	3,6	2,4	1,5	4,6	5,9	3,4	4,7		35,316	1271,376
3	ФА-5		0,39	1,8	1,5	1,5	2,8	4,1	2,5	3,8		18,164
4	ФВ-9Т	4	0,39	3,3	3,4	1,5	4,3	5,6	4,4	5,7		38,668	154,672
5	ФВ-16Т	6	0,39	3,6	3,4	1,5	4,6	5,9	4,4	5,7		43,978	263,868
6	ФВ-16	2	0,39	3,6	2,4	1,5	2,9	4,2			120	702,9	1405,8

 

Определим объем  грунта, оставляемый на стройплощадке  для обратной засыпки пазух после  устройства фундаментов [1]:

V_ОЗ=[

(V_K+V_T)- V_Ф]/ К_ор

где: (V_K+V_T) - суммарный объем всех котлованов и траншей под фундаменты здания (V_в=3895,18), м³; V_Ф - суммарный объем всех фундаментов здания ( V_Ф =565,344), м³; К_ор – коэффициент остаточного разрыхления грунта, принимаемый в зависимости от вида грунта (грунт супесчаный) равный 1,04.

V_ОЗ=(3895,18-565,344)/1,04=3201,765 м³

Определим объем  излишнего грунта подлежащего вывозу со строительной площадки автосамосвалами [1]:

V_ИЗЛ=

(V_K+V_T)K_n-V_ОЗ

где: (V_K+V_T) - суммарный объем всех котлованов и траншей под фундаменты здания (V_в=3895,18), м³; V_оз - объем грунта, оставляемый на стройплощадке для обратной засыпки пазух (V_оз=3201,765) , м³; К_п – коэффициент первоначального разрыхления грунта, принимаемый в зависимости от вида грунта (грунт супесчаный) равный 1,15.

V_ИЗЛ=3895,18x1,15-3201,765=1277,692 м³

 

Все расчеты  сведем в таблицу 2.3.

Таблица 2.3. Баланс земляных масс.

№ п/п	Наименование  работ	Условные  обозначения	Формула подсчета	Объем всего грунта, м3
1	2	3	4	5
1	Объем грунта выемки	Vв	Vв=Vт+Vк	3895,18
2	Объем грунта выемки с учетом коэф. первоначального  разрыхления Кп=1,15	Vвп	Vвп= Vв*Кп	4479,457
3	Объем фундаментов	Vф	По  геометрическим размерам	565,344
4	Объем грунта обратной засыпки с коэф. остаточного разрыхления Кор=1,04	Vоз	Vоз=[ (Vк+ Vт)- Vф]/Кор	3201,765
5	Объем грунта, подлежащего вывозу	Vизл	Vизл= Vвп- Vоз	1277,692