Методы расчета обратной засыпки фундамента: пошаговое руководство

Чтобы посчитать объем обратной засыпки фундамента, сначала нужно определить размеры фундамента: длину, ширину и глубину. Измерив эти параметры, можно вычислить общий объем фундамента, а затем учесть толщину стенок, если они таковы. Обратная засыпка представляет собой пространство, которое нужно заполнить вокруг фундамента, и ее объем можно получить, вычитая из общего объема фундамента объем, занятый самим фундаментом.

После того как вы определили этот объем, нужно учитывать тип засыпки (например, песок, гравий или щебень), так как разные материалы имеют разные плотности. Умножив объем засыпки на плотность выбранного материала, можно рассчитать его вес. Это поможет точно определить количество необходимого материала для качественной обратной засыпки.

Расчет объемов земельных работ по обратной засыпке выемок сбоку от периметра фундаментов

Объем земляных работ по обратной засыпке выемок (засыпка пазух) при послойном уплотнении грунта равен геометрическому объему полостей засыпки. Геометрический объем определяется по формулам известным из геометрии. Объемы сложных геометрических фигур при расчетах разбивают на более простые, которые по окончанию вычислений суммируются в общий объем.

Рис.1. Схемы определения объемов земляных работ и расположения элементов строящегося здания в котловане

1- откос котлована, 2- дно котлована, 3- условная линия границы верхней плоскости грунта недобора, 4- свая, 5- монолитный ростверк, 6- стена подвала

В промышленном и гражданском строительстве приходится в основном рассчитывать объемы котлованов, траншей, выемок и насыпей при вертикальной планировке площадок.

Объёмы земляных масс подсчитывают многократно: в процессе проектирования – по чертежам, при выполнении строительных процессов – по натуральным замерам.

В состав земляных работ обычно входят: вертикальная планировка площадок;

Вертикальную планировку выполняют для выравнивания естественного рельефа площадок, отведённых под строительство различных зданий и сооружений, а также для благоустройства территорий. Земляные работы по вертикальной планировке включают выемку грунта на одних участках площадки, перемещение, отсыпку и уплотнение его на других участках (в зоне насыпи).

Вертикальную планировку площадок на участке выемок осуществляют до устройства в них коммуникаций и фундаментов, а на участке насыпей – после устройства этих сооружений.

Объёмы работ по вертикальной планировке площадок измеряются квадратными метрами поверхности.

Подсчёт объёмов разрабатываемого грунта сводится к определению объёмов различных геометрических фигур, определяющих форму того или иного земляного сооружения. При этом допускается, что объём грунта ограничен плоскостями, и отдельные неровности не влияют на точность расчёта.

Объём грунта измеряют кубическими метрами плотного тела.

Объём котлована вычисляют по формуле:

Vк = Н/6 ∙ [(2а + а1) ∙ b + (2a1 + а) ∙ b1],(17)

где Н – глубина котлована, м;

а, b – длины сторон котлована у основания, м;

а1, b1 – длины сторон котлована поверху (а1=а+2Нm; b1=b+2Нm);

m – коэффициент откоса.

а1 = а + 2Н ∙ m = 32 + 2∙2∙0,25 = 33 м

b1= b + 2Н ∙ m = 47 + 2∙2∙0,25 = 48 м

Vк = Н/6 ∙ [(2а + а1) ∙ b + (2a1 + а) ∙ b1] = 2/6 ∙ [(2∙32 + 33) ∙ 48 + (2∙33 + 32) ∙ 47] =2/6 ∙ [(64 + 33) ∙ 48 + (66 + 32) ∙47] = 2/6 ∙ [97 ∙ 48 + 98 ∙ 47] =

2/6 ∙ [4656 + 4606] =2/6 ∙ 9262 = 3056 м3

Рис.3 Геометрическая схема определения объёма котлована

При отрывке ям под отдельно стоящие фундаменты иногда используют формулу:

Vк = Н/3 (Fн + Fв + √Fн+Fв),(18)

где Fн и Fв – соответственно площади котлована по дну и поверху, м2.

При расчёте объёмов траншей и других линейно протяжённых сооружений их продольные профили делят на участки между точками перелома. Для каждого такого участка объём траншеи вычисляют отдельно, после чего их суммируют. Так, объём траншеи на участке между пунктами 1 и 2:

V1 – 2 = [Fср + m (H1 – H2)2/12] ∙ L1-2

V1 – 2 = [F1/2 + F2/2 – m ∙ (H1 – H2)2/6] ∙ L1-2

Рис.4 Геометрическая схема определения объёма траншеи

Рис.5 Разрез котлована: обратная засыпка грунта

С – сооружение, О – обратная засыпка

Для определения объёма обратной засыпки пазух котлована (траншеи), когда объём его (её) известен, нужно из объёма котлована (траншеи) вычесть объём подземной части сооружения (объём фундамента):

Vоб.з = Vк – а2 ∙ b2 ∙ H,(20)

где а2, b2 – размеры здания в плане.

Vоб.з = 2775- 45*30*2 = 75 м3

Земляные работы должны выполняться с комплексной механизацией всех процессов и применением рациональных способов производства работ. Выбор землеройных машин для производства земляных работ зависит от вида грунта, рельефа местности, объёма и глубины земляных выработок, условий выполнения работы (в отвал, на транспорт), транспортных средств и дальности перемещения грунтов.

К основным землеройным машинам относятся одноковшовые и многоковшовые экскаваторы.

В строительстве благодаря высокой производительности при разработке грунтов различных категорий наибольшее распространение получили одноковшовые экскаваторы. В зависимости от производственных условий в качестве сменного оборудования экскаваторов применяют прямые и обратные лопаты, драглайны, грейферы.

Подсчет объема работ по обратной засыпке пазух котлована (траншей) с уплотнением

Подсчет объема обратной засыпки производят на основании рабочей схемы земляного сооружения (рис.6).

Рис. 6. Схема для подсчета объема грунта обратной засыпки

Объем грунта обратной засыпки подсчитывается по следующей формуле:

где Vобщ. к – общий объем разработанного грунта в котловане (траншеях), м 3 ; Vс – объем здания, м 3 ; Vбет – общий объем фундаментов (ростверков), м 3 ; k о.р – коэффициент остаточного разрыхления грунта, который определяется по формуле или по табл. 3 настоящих указаний.

где Р – показатель разрыхления грунта, % (принимать по ЕНиР, сб. Е2, вып. 1, с. 206).

Таким же образом можно подсчитать объем обратной засыпки пазух траншей при устройстве одиночных или ленточных фундаментов, а также при возведении подвальной части здания.

Иногда для обратной засыпки необходимо завозить весь грунт или часть его объема. Это бывает в тех случаях, когда местные грунты не пригодны для обратной засыпки (мерзлые, с примесями снега; глины, обладающие свойством пучения и др.), что необходимо учесть при определении потребности в транспорте, а также при составлении календарного графика производства работ.

Объем работ по уплотнению обратной засыпки может быть вычислен либо в квадратных метрах, либо в кубических, в зависимости от того, каким способом будут производиться работы: механизировано или вручную, с учетом выбранных машин для уплотнения и их параметров. Уплотнение обратной засыпки необходимо производить послойно.

При подсчете работ по уплотнению грунта необходимо сначала выбрать машину или механизм для уплотнения грунта и установить толщину слоя уплотнения данной машиной.

Объем грунта, подлежащего уплотнению, равен объему обратной засыпки и находится по формуле (24)

В случае, когда объем работ по уплотнению грунта измеряется в м 2 , суммарная площадь уплотняемого грунта определяется по формуле

где h у – толщина уплотняемого слоя, м.

Полученные в разделе 2 результаты по расчету объемов работ вносятся в табл. 4.

Сводная ведомость объемов работ

ПОДБОР СРЕДСТВ ВОДООТЛИВА

Для организации стока атмосферных и талых вод сразу же после срезки растительного слоя необходимо выполнить вертикальную планировку, обеспечив соответствующие уклоны площадки (не менее 0,02), а также устроить с нагорной стороны площадки обвалования и нагорные канавы.

Для осушения котлованов (траншей) в процессе производства работ в грунтах с малым притоком грунтовых вод применяется открытый водоотлив, для чего по периметру котлована устраиваются водосборные канавы (глубиной 0,5-0,7 м) с уклоном в сторону приямков (зумпфов). На дно канав укладывается слой крупнозернистого песка, гравия или щебня толщиной 10-15 см. Из приямков собранная вода откачивается насосными установками. При этом насосная установка открытого водоотлива должна быть оборудована резервными насосами. Количество насосов определяется исходя из притока грунтовых вод со всей площади дна котлована и откосов, расположенных ниже

отметки уровня грунтовых вод, и часовой производительности насоса по формуле:

где Fд и Fотк — площадь сбора грунтовых вод со дна котлована (тран­шеи) и откосов, расположенных ниже отметки уровня грунтовых вод, м 2 ; а — коэффициент удельного притока грунтовых вод с 1 м 2 площади котлована, м 3 /ч; К = 1,5-2,0 — коэффициент запаса (на случай обильных дождей или неисправности насосов); Пн — часо­вая производительность выбранного насоса, 8-40 м 3 /ч.

Значения коэффициента удельного притока грунтовых вод для различных грунтов: а = 0,3 м 3 /ч — для песка, а = 0,16 м 3 /ч — для супеси, а = 0,1 м 3 /ч — для суглинка, а = 0,01 м 3 /ч — для глины.

Рекомендуется при глубине выемок до 7 м применять диафрагмовые насосы, а при большей глубине — напорные центробежные. При большой площади котлована или протяженности траншей ре­комендуется выбирать насосы небольшой производительности. Это позволит равномерно расставить их по периметру котлована, пос­ледовательно включая в работу по мере откачки. Кроме того, это облегчит подвод воды к зумпфам.

При откачке воды из небольших котлованов под одиночные фундаменты удобно использовать насосы, установленные на авто­мобиле или передвижной тележке.

Насосы должны работать круглосуточно, независимо от смен­ности работ. В небольших котлованах под отдельно стоящие фун­даменты водоотлив производится при отрывке котлованов и за­тем прекращается. Вторично водоотлив осуществляется перед мон­тажом фундаментов и продолжается до окончания обратной засып­ки и уплотнения грунта в пазухах. Обслуживание насосов, наблю­дение за их работой и состоянием зумпфов и уклонов дна выпол­няет звено в составе слесаря 4-го разряда — 1 чел., землекопа 2-го разряда — 1 чел. При малом притоке вод насосы могут включаться периодически.