Схема размещения фундаментов в котловане
Таблица 1. Варианты исходных данных.

варианта уклон Грунт Планировочная отметка площадки по оси Схема здания Глубина
котлована,
м Расстояние до карьера (отвала), км

i1 i2
А-А 1 -1

6 0 0,003 Суглинок 136,0 — 3 3,6 6,0
Таблица 2. Параметры здания в плане.
№ схемы Схема здания Размеры в осях

Б/б С/с
3 90/18 42/24

2 Характеристика площадки и возводимого объекта
Здание возводится на строительной площадке I, имеющей размеры 500×300 м, выданной в виде строительной сетки с шагом 100 м. Рабочие отметки в вершинах квадратов, конфигурация подземной части здания в плане, размеры по осям заданы по варианту 1.1 и строке 6 ( REF _Ref365910649 h Рис. 3).
Характеристика строительной площадки и основные конструктивные параметры строительных конструкций здания:
преобладающий грунт:суглинок;
средняя дальность транспортировки излишнего (привозного) грунта:
6,0 км;
толщина наружной стены: 500 мм, высота цоколя: 1,2 м.
Объект размещается в 4-ом и 5-ом квадратах. Привязка здания к строительной площадке показана на REF _Ref365910649 h Рис. 3.

Рис. 3. Строительная площадка по исходным данным.

2 Вертикальная планировка строительной площадки
2.1 Общие данные
Назначение вертикальнойпланировки строительной площадки –выравнивание территории по заданным проектной отметке и уклону после производства подготовительных работ (расчистки территории, срезки растительного слоя).
Трудоемкость выполнения основных планировочных процессов зависит от объемов земляных масс, а также от средней дальности перемещения грунта. Для определения объемов земляных масс нужно определить положение нулевой линии.
2.2 Определение черных отметок
Черные отметки определяются по интерполяции отметок двух горизонталей ( REF _Ref365457811 h Рис. 4). Черная отметка вершины квадрата определяется по формуле:
MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT (1)
где – отметка горизонтали, м;
– разность отметок горизонталей, м;
– кратчайшее расстояние между горизонталями в плане, выраженное в условных единицах, мм или см;
– расстояние от горизонтали до точки квадрата, выраженное в условных единицах, мм или см.

Рис. 4. Определение черных отметок.
Черные отметки находятся в точках вершин квадратов справа внизу ( REF _Ref365457811 h Рис. 4).
Полученные данные заносим в графу 6 таблицы ( REF _Ref365912055 h Таблица 3).
Таблица 3. Определение черных отметок.
№ i-той
вершины
квадрата , м , м , м , м Черная отметка,
м
1 2 3 4 5 6
1 138,0 — — — 138,00
2 138,0 137,5 82,03 38,08 137,77
3 137,5 137,0 93,37 56,05 137,20
4 137,0 136,5 106,63 62,68 136,71
5 136,5 136,0 100,66 56,06 136,22
6 136,0 — — — 136,00
7 138,0 137,5 88,99 2,37 137,99
8 138,0 137,5 86,43 69,68 137,60
9 137,5 137,0 90,55 75,55 137,08
10 137,0 136,5 103,53 71,67 136,65
11 136,5 136,0 106,22 66,52 136,19
12 136,0 135,5 169,08 113,31 135,66
13 137,5 137,0 113,44 6,08 137,47
14 137,5 137,0 88,41 45,76 137,24
15 137,0 136,5 128,1 34,42 136,87
16 137,0 136,5 130,41 123,37 136,53
17 136,5 136,0 89,83 81,66 136,05
18 135,5 — — — 135,50
19 137,0 — — — 137,00
20 137,0 — — — 137,00
21 137,0 136,5 108,46 98,3 136,55
22 136,5 136,0 111,94 46,74 136,29
23 136,0 136,5 83,21 30,91 136,19
24 135,5 — — — 135,50
2.3 Определение красных (проектных) и рабочих отметок
Определяя проектные отметки площадки, необходимоучитывать заданные уклоны, принимая такую величину их значения, которую добавляют или отнимают от проектной отметки, в зависимости от углов площадки.
Заданная проектная отметка составляет 136,00 м. Проектный уклон i1 = 0;i2 = 0,003. На основании этих данных вычисляются красные отметки. Рабочие отметки получаются как разность между красными и черными отметками. Результаты заносятся в таблицу ( REF _Ref365921019 h Таблица 4) и на REF _Ref365921034 h Рис. 6.

Таблица 4. Вычисление красных и рабочих отметок.
№ i-той
вершины
квадрата , м , м Краснаяотметка,м Чернаяотметка,м Рабочаяотметка,м
1 2 3 5 6 7 8
1 0,004 153,50 100 136,30 138,00 -1,70
2 0,004 153,50 100 136,30 137,77 -1,47
3 0,004 153,50 100 136,30 137,20 -0,90
4 0,004 153,50 100 136,30 136,71 -0,41
5 0,004 153,50 100 136,30 136,22 0,08
6 0,004 153,50 100 136,30 136,00 0,30
7 0,004 153,50 0 136,00 137,99 -1,99
8 0,004 153,50 0 136,00 137,60 -1,60
9 0,004 153,50 0 136,00 137,08 -1,08
10 0,004 153,50 0 136,00 136,65 -0,65
11 0,004 153,50 0 136,00 136,19 -0,19
12 0,004 153,50 0 136,00 135,66 0,34
13 0,004 153,50 -100 135,70 137,47 -1,77
14 0,004 153,50 -100 135,70 137,24 -1,54
15 0,004 153,50 -100 135,70 136,87 -1,17
16 0,004 153,50 -100 135,70 136,53 -0,83
17 0,004 153,50 -100 135,70 136,05 -0,35
18 0,004 153,50 -100 135,70 135,50 0,20
19 0,004 153,50 -200 135,40 137,00 -1,60
20 0,004 153,50 -200 135,40 137,00 -1,60
21 0,004 153,50 -200 135,40 136,55 -1,15
22 0,004 153,50 -200 135,40 136,29 -0,89
23 0,004 153,50 -200 135,40 136,19 -0,79
24 0,004 153,50 -200 135,40 135,50 -0,10
2.4 Определение положения линии нулевых работ

Рис. 5. Схема к определению положения линии нулевых работ:а) определение положения линии нулевых работ на стороне элементарного квадрата;б) общий вид положения линии нулевых работ на площадке
Осуществляется определение положения линии нулевых работ, которая проходит между теми смежными вершинами элементарных участков, рабочие отметки которых имеют противоположные знаки и на расстоянии от этих вершин прямо пропорциональны абсолютным вершинам этих отметок ( REF _Ref365715976 h Рис. 5,а). Линией нулевых работ площадка разделяется на части, т.е. выемкаотделяетсяот насыпи ( REF _Ref365715976 h Рис. 5, б).
После определения расположения линии нулевых работ, выемка заштриховывается. Положение линии нулевых работ определяется по формуле:
MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT (2)
где и – абсолютные значения рабочих отметок вершин, м;
– размер стороны квадрата, м;
= 0,410,41+0,08*100 = =0,41/(0,41+0,08)*100 # «0,00» 83,67 м; = 0,080,08+0,19*100 = =0,08/(0,08+0,19)*100 # «0,00» 29,63 м;
= 0,190,19+0,34*100 = =0,19/(0,19+0,34)*100 # «0,00» 35,85 м; = 0,350,35+0,20*100 = =0,35/(0,35+0,20)*100 # «0,00» 63,64 м;
= 0,200,20+0,10*100 = =0,20/(0,20+0,10)*100 # «0,00» 66,67 м;

Рис. 6. Строительная площадка со всеми отметками и линией нулевых работ.
2.5 Расчет объемов работ по вертикальной планировке площадки
Для подсчета объемов работ по планировке площадки использован метод четырехгранных призм, при котором объем насыпей и выемок, заключенный в отдельные квадраты или их части, отсекаемые линией нулевых работ, определяются по формуле:
, MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT (3)
где – средняя рабочая отметка участка;
– рабочие отметки вершин участка;
– количество вершин на рассматриваемом участке;
– площадь этого участка.
Полученные численные значения объемов насыпи (выемки) для каждого участка и заносим в ведомость ( REF _Ref365924896 h Таблица 5).
Подсчитывая потребность грунта для насыпи,следует не забывать, что укладываться будет разрыхленный грунт, который при уплотнении не достигнет состояния естественной плотности, сохраняя остаточное разрыхление. Следовательно, его понадобится меньше рассчитанного количества на величину Ко.р. – коэффициента остаточного разрыхления грунта:
= 100/(100+6,5) = =100/(100+6,5) # «0,0000» 0,9390,
где – показатель остаточного разрыхления грунта, %.
Согласно ЕНиР (Е2-1, приложение 2), показатель остаточного разрыхления суглинка принимаем =(8+5)/2 6,5% (как среднее между 5 и 8%).

Таблица 5. Ведомость вычислений объемов земляных работ.
Планировочная выемка (–) Планировочная насыпь (+)
№ кв. F, м2 hср, м Vi, м3 № кв. F, м2 hср, м Vi, м3 Vгр.i, м3
1 10000 =(1,9+1,47+1,6+1,99)/4 # «0,000» 1,740 17400 1 0 0 0 0
2 10000 =0,25*(1,47+0,9+1,08+1,6) # «0,000» 1,263 12630 2 0 0 0 0
3 10000 =0,25*(0,9+0,41+0,65+1,08) # «0,000» 0,760 7600 3 0 0 0 0
4 =10000-243 9757 =(0,41+0+0+0,19+0,65)/5 # «0,000» 0,250 2439 4 243 =(0+0,08+0)/3 # «0,000» 0,027 7 6
5 1261 =(0,19+0+0)/3 # «0,000» 0,063 79 5 =10000-1261 8739 =(0+0,08+0,3+0,34+0)/5 # «0,000» 0,144 1258 1182
6 10000 =0,25*(1,99+1,6+1,54+1,77) # «0,000» 1,725 17250 6 0 0 0 0
7 10000 =0,25*(1,6+1,08+1,17+1,54) # «0,000» 1,348 13480 7 0 0 0 0
8 10000 =0,25*(1,08+0,65+0,83+1,17) # «0,000» 0,933 9330 8 0 0 0 0
9 10000 =0,25*(0,65+0,19+0,35+0,83) # «0,000» 0,505 +0,25*(0,65+0,19+0,35+0,83) 5050 9 0 0 0 0
10 5025 =0,25*(0,19+0+0+0,35) # «0,000» 0,135 678 10 =10000-5025 4975 =0,25*(0+0,34+0,2+0) # «0,000» 0,135 672 631
11 10000 =0,25*(1,77+1,54+1,6+1,6) # «0,000» 1,628 +0,25*(1,77+1,54+1,6+1,6) 16280 11 0 0 0 0
12 10000 =0,25*(1,54+1,17+1,15+1,6) # «0,000» 1,365 13650 12 0 0 0 0
13 10000 =0,25*(1,17+0,83+0,89+1,15) # «0,000» 1,010 10100 13 0 0 0 0
14 10000 =0,25*(0,83+0,35+0,79+0,89) # «0,000» 0,715 7150 14 0 0 0 0
15 =10000-1179 8821 =0,2*(0,35+0+0+0,1+0,79) # «0,000» 0,248 2188 15 1179 =(0+0,2+0)/3 # «0,000» 0,067 79 74
Итого: =SUM(ABOVE) 134864 — 135305 Итого: =SUM(ABOVE) 15136 — 2016 1893

Проверка:
134864+15136= =134864+15136 150000 м2 – площадь строительной площадки.
= 135305м3> = 1893 м3.
Требуется вывоз излишнего грунта:
— = 135305-1893 = =135305-1893 133412 м3.
Объем излишнего грунта:
MACROBUTTON MTPlaceRef * MERGEFORMAT SEQ MTEqn h * MERGEFORMAT (4)
где – коэффициент первоначального разрыхления;
= (100+24)/100 = =(100+24)/100 1,24,
= 24% — показатель первоначального разрыхления (ЕНиР Е2-1,приложение 2);
= 133412*1,24 = =133412*1,24 # «0» 165431 м3.
В целях уменьшения затрат на перемещение грунта из зоны выемки в зону насыпи, выбирается некоторое количество относительно удаленных от линии нулевых работ квадратов планировочной выемки, откуда будем вывозить излишний грунт.
= 17400+12630+7600+2439+17250+13480+9330+5050+16280+13650+10100+7150+1053 = =17400+12630+7600+2439+17250+13480+9330+5050+16280+13650+10100+7150+1053 133412 м3.
Излишний грунт будем вывозить из следующих квадратов:
1; 2; 3; 4; 6; 7; 8; 9; 11; 12; 13; 14 и, частично, 15.
2.6 Определение средней дальности перемещения грунта и выбор технических средств
Основная работа по вертикальной планировке строительной площадки – это перемещение грунта из зоны планировочной выемки в зону планировочной насыпи. Критерием выбора землеройно-транспортной машины служит средняя дальность перемещения грунта.
Чтобы определить среднюю дальность перемещения грунта,используем метод статических моментов.В рамках этого метода вычислим координаты геометрических центров (центров тяжести) выемки и насыпи относительно прямоугольной системы координат. Оси направим по сторонам планируемой строительной площадки. Координаты геометрических центров фигур определим графически. ( REF _Ref365963296 h Рис. 7).

Рис. 7. Определение координат геометрических центров фигур.
Суммарные статические моменты относительно той или иной оси получаем как сумму статических моментов, найденных путем умножения объемов работ в каждом из элементарных участков на расстояние от геометрического центра этого участка до соответствующей оси координат:
Xi, Yi — координаты центра тяжести фигуры;
ХВ, YB — абсцисса и ордината геометрического центра выемки;
ХН, YH — абсцисса и ордината геометрического центра насыпи;
Vi — объем работ в каждом из элементарных участков, м3;
L — средняя дальность перемещения грунта, м.

Таблица6. Определение средней дальности перемещения грунта (методом статических моментов).
Планировочная выемка (–) Планировочная насыпь (+)
№ кв. Vi, м3 Xi, м Yi, м Vi*Xi, м4 Vi*Yi, м4 № кв. Viгр, м3 Xi, м Yi, м Viгр*Xi, м4 Viгр*Yi, м4
1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0
2 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0
3 0 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0
4 0 0 0 0 0 4 6 394,56 290,12 2367,4 1740,7
5 79 411,95 223,46 32544,1 17653,3 5 1182 455,49 253,83 538389,2 300027,1
6 0 0 0 0 0 6 0 0 0 0 0
7 0 0 0 0 0 7 0 0 0 0 0
8 0 0 0 0 0 8 0 0 0 0 0
9 0 0 0 0 0 9 0 0 0 0 0
10 678 425,81 145,23 288699,2 98465,9 10 631 474,43 154,82 299365,3 97691,4
11 0 0 0 0 0 11 0 0 0 0 0
12 0 0 0 0 0 12 0 0 0 0 0
13 0 0 0 0 0 13 0 0 0 0 0
14 0 0 0 0 0 14 0 0 0 0 0
15 1135 468,63 42,29 531895,1 47999,2 15 74 488,21 77,78 36127,5 5755,7
=SUM(ABOVE) 1892 — — =SUM(ABOVE) 853138,4 =SUM(ABOVE) 164118,4 =SUM(ABOVE) 1893 — — =SUM(ABOVE) 876249,4 =SUM(ABOVE) 405214,9
Координаты геометрических центров выемки и насыпи Хв= 450,92

Хн= 462,89

Yв= 86,74

Yн= 214,06
Средняя дальность перемещения грунта L, м 114,38

L = 450,92-462,892+86,74-214,06212 = =((450,92-462,89)^2+(86,74-214,06)^2)^(1/2) # «0,0» 127,9 м.
Итак, средняя дальность перемещения грунта L=127,9 м. В качестве землеройно-транспортной машины выбираем скрепер прицепной с объемом ковша Vковша 6 м3. Разрабатываемый грунт–суглинок, который для скреперов относится ко II группе в зависимости от трудности разработки(ЕНиР Е2-1, таблица 1).
2.7Определение состава и объема работ и выбор технологии их выполнения
Планировочные работы производятся в несколько этапов:
1). Срезка растительного (плодородного) слоя грунта, его перемещение и хранение.
Плодородный слой почвы, который подлежит снятию с застраиваемых площадей, срезается и перемещается посредством бульдозеров в специально выделенные места, где складируется для последующего использования.
Иногда плодородный грунт вывозят на другие площадки для озеленения. При работе с растительным слоем следует предохранять его от смешивания с нижележащим слоем от загрязнения, размыва и выветривания.
Состав работы:
приведение агрегата в рабочее положение;
срезка грунта;
подъем и опускание отвала;
возвращение порожняком.
При планировке площадки используем послойныйспособработ, т.к. он применим при небольших глубинах срезки. Выемки разрабатываем слоями на толщину снимаемой стружки за один проход бульдозера последовательно по всей площади выемки.
В тех случаях, когда дальность перемещения грунта превышает 40 м, применяется разработка с промежуточными валами, при этом находит применение спаренная работа двух бульдозеров или работа бульдозера с окрылками. При этом промежуточные валики необходимо образовывать через 20…30м.
Для срезки растительного слоя выбираем бульдозер ДЗ-18 на базе трактора Т-100. (ЕНиР Е2-1-5).
2) Перемещение грунта из планировочной выемки в планировочную насыпь.
Для выполнения данного вида планировочных работ используемскрепер прицепной с объемом ковша Vковша6м3(см. пункт 2.3.). Принимаем скрепер прицепной ДЗ-20 с объемом ковша 7м3 на базе трактораТ-100.(ЕНиРЕ2-1-21).
Состав работы:
приведение агрегата в рабочее положение;
набор грунта скрепером;
перемещение скрепера с грунтом;
разгрузка грунта с разравниванием и частичным уплотнением;
возвращение скрепера в забой порожняком.
Перемещение грунта осуществляется скрепером по эллиптической рабочей схеме.Она используется при нашем случае взаимного расположения выемки и насыпи, наиболее эффективна при разработке выемок и возведении невысоких насыпей на линейно-протяженных участках 50…100м.
3) Скучивание, погрузка и вывоз лишнего грунта.
Данный вид планировочных работ состоит в скучиваниигрунта бульдозером, его погрузки и вывоза за пределы строительной площадки. Дляскучивания лишнего грунта выбираем бульдозер Д3-53 на базе трактора Т-100(ЕНиР Е2-1-28). Для погрузки грунта используется экскаватор «прямая лопата» ЭО-7111 с объёмом ковша 2,5 м3. (ЕНиР Е2-1-7). Вывоз грунта осуществляется автомобилями-самосвалами.

4). Уплотнение грунта в планировочной насыпи.
Чтобы создавать устойчивые, надежные и прочные земляные сооружения, укладываемый грунт следует подвергнуть уплотнению. Насыпи возводятся горизонтальными слоями с последующим уплотнением. Для уплотнения суглинка применим способ укатки. Наибольшее распространение получило уплотнение грунта катками статического действия. Причины этого кроются в том, что при этом используются простые и надежные механизмы, производительность высока, а стоимость относительно невелика.
Уплотнение грунта происходит путем последовательных круговых проходок катка по всей площади насыпи, причем каждая последующая проходка должна перекрывать предыдущую на 0,2…0,3м. После завершения цикла укатки грунта на всей насыпи в такой же последовательности выполняют укатку в последующих циклах. Окончательное уплотнение насыпей выполняют при 6… 8 проходках по одному месту самоходными и прицепными катками.
Состав работы:
приведение агрегата в рабочее положение;
уплотнение грунта катком;
повороты катка и переходы на соседнюю полосу укатки.
Для уплотнения грунта в планировочной насыпи принимаем прицепной решетчатый каток ЗУР-25 на базе трактора Т-100. (ЕНиР Е2-1-30).
Таблица 7. Ведомость объемов планировочных работ.
№ Наименование этапа планировочной работы Единица измерения по ЕНиРу Количество работ Примечание
1 Срезка растительного слоя грунта м2 150000 Площадка 500х300 м
2 Перемещение грунта из ПВ в ПН м3 1893 REF _Ref412982944 h Таблица5
3 Скучивание, погрузка и вывоз лишнего грунта м3 165431 Пункт 2.5
4 Уплотнение грунта в ПН м2 =165431/0,4 # «0» 413578
3 Отрывка котлована под здание
3.1 Планировочное и конструктивное решение подземной части здания.
Возводится подземная часть одноэтажного промышленного многопролетного здания. Конструктивная система – железобетонный каркас. Толщина наружной стены – 500 мм;высота цоколя –1,2 м.
Основанием для наружных стен здания служит фундаментная плита.
Процесс возведения фундаментов из монолитного железобетона включает разбивку осей фундаментов, устройство опалубки, сборку и установку арматуры и бетонирование. Перед укладкой бетонной смеси необходимо тщательно подготовить грунтовое основание. Рыхлые и органические грунты должны быть удалены, места перекопки грунта следует заполнить уплотненным песком или щебнем.
Чтобы обеспечить монолитность железобетонных фундаментов, бетонирование следует производить непрерывно,не допускается образования швов. Бетонную смесь укладывают слоями толщиной 20…50 см, каждый последующий слой укладывают после уплотнения предыдущего и, как правило, до начала его схватывания.
3.2 Определение размеров котлована и расчет объемов его разработки.
3.2.1 Общие данные
Размеры котлована определяются, в основном, габаритами возводимого сооруженияи от технологии производства монтажно-укладочных работ (технологии возведения строительных конструкций). Для монтажа одноэтажных промышленных зданий будем использовать стреловой кран. Его подбирают для монтажа наиболее тяжелых элементов каркаса (колонна, подкрановая балка, подстропильная или стропильная ферма), которые могут монтироваться при минимальном вылете стрелы, и проверяют на возможность укладки относительно легких элементов (плиты перекрытий и покрытий), которые необходимо поднимать над фермами и укладывать на них, т.е. на значительно большем вылете стрелы.
3.2.2Проектирование котлована и определение его объема
Проектируя разработку котлована,предусматриваем наличие двух съездов с разных сторон котлована (их количество выбирается в зависимости от формы и размеров возводимого здания) шириной b = 4 м, крутизной съезда т’ =10 – принимается в пределах 8…15 (чем меньше величина т’, тем меньше габариты съезда в плане).
Расстояние в плане от наружного края фундамента здания до подошвы котлована:
при отсутствии съезда принимается 0,5 м;
со стороны съезда вычисляется по формуле с=1+2r+1(м) –монтажный пролет,
где r– радиус поворотной платформы крана, принимаемый по каталогам на краны.
Принимая r = 2,5 м, получим с=1+2*2,5+1=7м.
Определение основных размеров котлована.
Глубина котлована определяется заданием и составляетНк =3,6 м.
Крутизна откоса котлована определяется отношением его глубины к заложению:
т= 0,75 (согласно СНиП 12-04-2002 часть 2 для суглинка при глубине котлована от 3,0 до 5,0 м).
Размер заложения откоса котлована:
а=т*Нк= 0,75*3,6= =0,75*3,6 2,7 м.
Размеры котлована по верху определяются по формуле:

где и – соответственно,длина и ширина котлована по верху;
и – соответственно,длина и ширина котлована по низу.
Размеры котлована в плане показаны на REF _Ref366094446 h Рис. 8 (размеры в мм).

Рис. 8. Размеры котлована в плане.
Разобьем котлован на 4 части прямоугольной формы. Последовательно найдем объем каждой части котлована по формуле для усеченной пирамиды:

= 3,66*92,6*26,6+98,0*32,0+92,6+98,0*26,6+32,0 = =3,6/6*(92,6*26,6+98,0*32,0+(92,6+98,0)*(26,6+32,0)) # «0,0» 10061,0 м3;
= 3,66*20,6*19,1+26,0*24,5+20,6+26,0*19,1+24,5 = =3,6/6*(20,6*19,1+26,0*24,5+(20,6+26,0)*(19,1+24,5)) # «0,0» 1837,3 м3;
= 3,66*20,6*12,6+26,0*18,0+20,6+26,0*12,6+18,0 = =3,6/6*(20,6*12,6+26,0*18,0+(20,6+26,0)*(12,6+18,0)) # «0,0» 1292,1 м3.

Объем котлована равен:
= 10061,0+2*1837,3+1292,1 = =10061,0+2*1837,3+1292,1 # «0» 15028 м3.
3.2.3 Определение объема разработки грунта съезда
Объем разработки грунта одного съезда вычисляется по формуле:

где т = 0,75 – крутизна откоса котлована;
т’ = 10 – крутизна съезда;
b = 4,0 м – ширина съезда;
= 3,626*3*4+2*0,75*3,6*10-110*10-1 = =3,6^2/6*(3*4+2*0,75*3,6*(10-1)/10)*(10-1) # «0,0» 327,8 м3.
Объем грунта в двух съездах составит 2*327,8 = =2*327,8 655,6 м3.
3.2.4 Определение объема грунта обратной засыпки пазух
Объем грунта обратной засыпки пазух находим как разность объемов котлована и подземной части здания по наружным размерам:
= 15028-(18,8*19,6*3,6*3+24,8*91,6*3,6) = =15028-(18,8*19,6*3,6*3+24,8*91,6*3,6) # «0,0» 2870,4 м3.
В процессе разработки котлована объем грунта, который в дальнейшем применяется для засыпки пазух, поступает в отвалы, остальная часть разработанного грунта вывозится.
Таблица 8. Баланс земляных масс.
Выемка Насыпь
№ Месторазработ-ки грунта Объемразработкигрунта, м3 Место укладки грунта и его объем, м3 № Место устройства насыпи Геом. объем насыпи, м3 Потребность в грунте Vгр, м3
1 Котлован 15028 Отвал,
=3311*1,24 # «0» 4106 1 Обратная засыпка пазух 2870,4
=2870,4*0,939 # «0» 2695
2 Съезд 655,6 Транспортное средство
=(15684-3311)*1,24 # «0» 15343 2 Обратная засыпка съездов 655,6
=655,6*0,939 # «0» 616
=SUM(ABOVE) # «0» 15684 – =SUM(above) 3311
= =100/(100+6,5) # «0,0000» 0,9390– коэффициент остаточного разрыхления грунта;
= 1,24 – коэффициент первоначального разрыхления грунта.
3.3 Выбор технических средств для разработки котлована по техническим параметрам
Основной способ выполнения земляных работ – это, конечно же, механизированная переработка грунта. Грунт разрабатывают, перемещают, укладывают, разравнивают, уплотняют с помощью землеройных и землеройно-транспортных машин, которыеоснащаются соответствующим рабочим оборудованием.
Для разработки котлована под здание используем экскаватор. Главное назначение экскаваторов – разработка выемок, резервов, карьеров, траншей, котлованов с разгрузкой грунта в отвал или погрузкой в транспортные средства, располагаемые в непосредственной близости от землеройной машины (экскаватора).
3.3.1 Выбор экскаватора по техническим показателям

Рис. 9. Схема работы экскаватора-драглайн при отрывке котлована.
Рабочими (техническими) параметрами одноковшовых экскаваторов при разработке выемок являются ( REF _Ref366128408 h Рис. 9):
вместимость ковша Vковша;
глубина копания (резания) Нк, равная глубине котлована;
радиус резания Rp;
радиус выгрузки Rв.
Учитывая большие размеры котлована, выбираем экскаватор –драглайн. В зависимости от общего объема разработки грунта при разработке котлована ( = 15028 м3) принимаем оптимальную емкость ковша экскаватора Vковша = 1,0 м3.
Радиус резания Rp и радиус выгрузки Rв зависят от схемы работы экскаватора, от взаимного расположения экскаватора и отвалов грунта.
Глубина копания (резания) котлована составляет Нк = 3,6 м.
Средняя длина отвала:

=56,5+51,12+98,0+92,62 = =(56,5+51,1)/2+(98,0+92,6)/2 # «0,0» 149,1 м; Х = 3311,02*149,1*3,6 = =3311,0/(2*149,1*3,6) 3,08 м;
= 3,08*3,6*1,2412 = =(3,08*3,6*1,24)^(1/2) # «0,00» 3,71 м;
= 3,08+0,75*3,6+1+3,71 = =3,08+0,75*3,6+1+3,71 10,49м.
Радиус резания: Rр = 0,7B = 0,7*10,49 = =0,7*10,49 7,34 м.
Радиус выгрузки: Rв = 0,57В = 0,57*10,49 = =0,57*10,49 5,98 м.
Принимаем экскаватор-драглайн (ЕНиР Е2-1-10):
марки ЭО-6111 (Э-1251), ЭО-6112Б (Э-1252Б);
вместимость ковша с зубьями Vковша = 1,0 м3;
управление механическое;
длина стрелы 12,5 м;
наибольший радиус копания 12,9м;
наибольшая глубина копания: при боковом проходе 5,1м,
при концевом проходе 7,5м;
наибольший радиус выгрузки 10,4м;
наибольшая высота выгрузки 6,5м;
мощность 85кВт (116 л.с.);
масса экскаватора 39,75т.
Количество проходок п=1.
3.4 Расчет потребности в автосамосвалах для вывозки излишнего грунта
Для транспортировки излишнего грунта из выемки при отрывке котлована применяем автосамосвалы в количестве, необходимом для обеспечения бесперебойной работы ведущей машины – экскаватора.
Т.к. вместимость ковша экскаватора Vковша=1,0м3, средняя дальность транспортировки излишнего грунта Lтр.=6 км, выбираем автосамосвал грузоподъемностью Qавт.=12т.
Число ковшей с грунтом, выгружаемых экскаватором в одинавтосамосвал, определяется по формуле:

где = 1750 кг/м3 – средняя плотность в естественном залегании для суглинка без примесей, а так же с примесью гравия, гальки, щебня или строительного мусора до 10% по объему (ЕНиР Е2-1, таблица 1);
= 1,2/1,24 = =1,2/1,24 # «0,00» 0,97 (Кн = 1,1…1,4 – коэффициент действительного наполнения ковша экскаватора грунтом).
Получаем:
пковшей = 12000/1750/1,0/0,97 = =12000/1750/1,0/0,97 # «0,00» 7,07.
Принимаем количество ковшей с грунтом, выгружаемых в один автосамосвал п=7. Требуемый объем кузова автосамосвала (объем грунта вкузове) находим по формуле:
= 7*1,0*0,97 = =7*1,0*0,97 6,79 м3.
Число автосамосвалов, обеспечивающее бесперебойную работу экскаватора, определяется исходя из их технологического цикла работы. Технологический цикл работы автосамосвала:

= 0,4 мин – время установки автосамосвала под погрузку;
= 0,8 мин –время установки автосамосвала под разгрузку;
= 2 мин – времяразгрузки;
= 2мин –время маневрирования;
= 2*6*60/35 = =2*6*60/35 # «0,0» 20,6 (мин) – время пробега,
где Lтр.=6км (средняядальность транспортировки грунта – расстояние до отвала по заданию);
Vcp.авт.=35км/ч – средняя скоростьавтосамосвала;
= 0,6*6,79*1,5 = =0,6*6,79*1,5 # «0,0» 6,1(мин) – продолжительность погрузки,
где Vавт.=6,79м3– рассчитанный объем грунта в кузове автосамосвала;
= 1,5маш.-ч.–норма машинного времени работы экскаватора-драглайн с ковшом с зубьями Vковша=1,0м3 на 100 м3грунта с погрузкой в транспортные средства. (ЕНиР E2-1-10) (разрабатываемый грунт –суглинок, который для одноковшовых экскаваторов относится к I группе в зависимости от трудности разработки, ЕНиР Е2-1, таблица 1).
Имеем:
Тц=0,4+6,1+20,6+0,8+2,0+2,0= =0,4+6,1+20,6+0,8+2,0+2,0 31,9 (мин).
Находим необходимое количество автосамосвалов:
павт. = 31,9/6,1 = =31,9/6,1 # «0,0» 5,2.
Окончательно принимаем число автосамосвалов для транспортировкиизлишнего грунта: п’авт = 6.
3.5 Определение состава, технологии и объемов работ по отрывке котлована
При отрывке котлована под здание выделяется несколько этапов:
1). Разработка грунта экскаватором-драглайн с погрузкой в транспортные средства и навымет.
Состав работы:
установка экскаватора в забое;
разработка грунта с очисткой ковша;
передвижка экскаватора в процессе работы;
переходы экскаватора в пределах разработки;
очистка мест погрузки грунта.
Ковш экскаватора навешивается на канатах на удлиненную стрелу кранового типа. Забрасывая ковш в выемку на расстояние, несколько превышающее длину стрелы, ковш заполняют грунтом путем подтягивания по поверхности земли к стреле. Затем ковш поднимают в горизонтальное положение и поворотом машины перемещают к месту разгрузки. Опорожняется ковш при ослаблении натяжения тягового каната.
Драглайн обычно передвигается между очередными стоянками на 1/5 длины стрелы. В зависимости от ширины выемки, способа разгрузки грунта (в отвал или в транспортные средства) и особенностей земляного сооружения, в практике нашли применение челночные способы разработки грунта, т.к. конструктивное решение экскаватора позволяет применять такие схемы.
Поперечно-челночная схема дает возможность набирать грунт поочередно с каждой боковой стороны самосвала, подаваемого под погрузку по дну выемки, не прекращая поворота стрелы в момент выгрузки грунта.
При продольно-челночной схеме грунт набирают перед задней стенкой кузова и, подняв ковш, разгружают его над кузовом. В цикле работы экскаватора повороты занимают основное время, в этом плане челночные схемы сминимальным углом поворота для погрузки и выгрузки являются оптимальными. Благодаря уменьшению высоты подъема ковша и сокращению угла поворота экскаватора (при продольно-челночной схеме около 0°, а при поперечно-челночной схеме 9…20°) производительность экскаватора увеличивается в 1,5-2 раза.
Для разработки грунта при отрывке котлована применяем экскаватор-драглайн марки ЭО-6111 (ЕНиР Е2-1-10).
2). Зачистка дна котлована бульдозером и вручную.
При отрывке котлована экскаватор не доходит до проектной отметки на 0,2м, требуется зачистка дна котлована. Разработка недоборов грунта производится в два этапа:
зачистка дна котлована бульдозером на глубину 0,15м;
зачистка дна котлована вручную на глубину 0,05м.
Площадь дна котлована находим как:( REF _Ref366094446 h Рис. 8.):
= 20,6*24,5*2+18,0*20,6+26,6*92,6 = =20,6*24,5*2+18,0*20,6+26,6*92,6 3843,4 м2.
Объем работ по зачистке дна котлована бульдозером:
V = 3843,4*0,15 = =3843,4*0,15 # «0» 577(м3);
выбираем бульдозер ДЗ-18 на базе трактора Т-100. (ЕНиР Е2-1-22).
Объем работ по зачистке дна котлована вручную (ЕНиР Е2-1-47):
V = 3843,4*0,05 = =3843,4*0,05 # «0» 192 м3
Состав работы:
приведение агрегата в рабочее положение
разработка грунта с перемещением его и выгрузкой
возвращение бульдозера в забой порожняком
зачистка дна котлована вручную.
3). Обратная засыпка пазух и съездов.
Обратная засыпка съездов и пазух между стенами подвала (фундаментом) и откосами котлована выполняется после устройства перекрытия над подвалом игидроизоляции стен. Перемещение грунта производится бульдозером косым срезом.
При обратной засыпке пазух бульдозерами используют две основные схемы. При схеме прямой разработки бульдозер, двигаясь параллельно котловану, производит постоянно набор грунта и сдвигает его в сторону, осуществляя засыпку котлована небольшими порциями грунта. Возвращение в исходное положение осуществляется задним ходом. Следующая проходка параллельна предыдущей, но со смещением в сторону котлована на 0,3…0,5м.
Схема боковой разработки подразумевает движение бульдозера перпендикулярно или под углом к котловану. Набирается грунт, осуществляется движение вперед, перемещение грунта в котлован, разгрузка, движение назад в исходное положение задним ходом, смещение в сторону на ширину отвала, снова движение вперед с перемещением новой порции грунта.
Состав работы:
приведение агрегата в рабочее положение;
перемещение грунта с засыпкой котлована;
возвращение порожняком.
Для обратной засыпки пазух и съездов используем бульдозер ДЗ-18 на базе трактора Т-100. (ЕНиР Е2-1-34).
Таблица 9. Ведомость объемов работ по разработке котлована.
№ Наименование этапа работы Единица измерения по ЕНиР Объем работы Примечание
1 Разработка грунта экскаватором-драглайн с погрузкой в транспортные средства м3 12373
REF _Ref366137008 h Таблица 8
2 Разработка грунта экскаватором-драглайннавымет м3 3311
REF _Ref366137008 h Таблица 8
3 Зачистка дна котлована бульдозером м3 577 П. 3.5
4 Зачистка дна котлована вручную м3 192 П. 3.5
5 Обратная засыпка пазух и съездов м3 4106
REF _Ref366137008 h Таблица 8

4. Сводная ведомость объемов работ
Основные виды земляных работ, средства механизации, необходимые для их выполнения, а также объемы этих работ приведены в таблице ( REF _Ref366138081 h Таблица 10).
Таблица 10. Ведомость объемов работ.
Наименование процесса Ед. изм. по ЕНиР Объем работы Примечание
1 2 3 4
Снятие растительного слоя бульдозером м2 150000 500×300 м2
Разработка и перемещение грунта из ПВ в ПН скрепером м3 1893 REF _Ref365924896 h Таблица 5
Скучивание,погрузка и вывоз лишнего грунта м3 133412 п. 2.5
Уплотнение насыпи прицепным решетчатым катком м2 413578
Отрывка котлована экскаватором-драглайн (в транспортное средство)
Отрывка котлована экскаватором-драглайн (навымет) м3 12373
3311 REF _Ref366138637 h Таблица 9
Зачистка дна котлована:
а) бульдозером;
б) вручную м3 577
192 REF _Ref366138637 h Таблица 9
Засыпка пазух м3 4106 REF _Ref366138637 h Таблица 9

Таблица 11. Калькуляция трудозатрат и затрат машинного времени.
№ Наименование процессов Объем работ ЕНиР Норм.маш. врем.,маш.-ч. Затраты маш. труда Состав звена Норм.рабоч. врем.,чел.-ч. Затраты чел. труда

Ед.изм. Объемработ

маш.-ч. маш.-см.

чел.-ч. чел.-дн.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1 Срезка и перемещение растительного слоя бульдозером 1000 м2 150 Е2-1-5 1,5 225 28,12 Маш.6р – 1 1,5 225 28,12
2 Разработка и перемещение грунта из ПВ в ПН 100 м3 =1893/100 18,93 Е2-1-21 3,38 =18,93*3,38 63,98 =63,98/8 # «0,0» 8,0 Маш.6р – 1 3,38 63,98 8,0
3 Скучивание и погрузка и вывоз лишнего грунта 100 м3 =133412/100 1334,12 Е2-1-22 2,13 =1334,12*2,13 2841,68 =2841,68/8 # «0,0» 355,2 Маш.6р – 1 2,13 2841,68 355,2
4 Уплотнение грунта насыпи 1000 м2 =413578/1000 413,58 Е2-1-30 0,98 =413,58*0,98 405,31 =405,31/8 # «0,0» 50,7 Маш.6р – 1 0,98 405,31 50,7
5 Отрывка котлована (в транспортное средство) 100 м3 123,73 Е2-1-10 1,5 =123,73*1,5 185,6 =185,6/8 # «0,0» 23,2 Маш.6р – 1
пом.маш.5р. – 1 3 =123,73*3 371,19 =371,19/8 # «0,0» 46,4

Отрывка котлована (навымет) 100 м3 33,11 Е2-1-10 1,2 =33,11*1,2 39,73 =39,73/8 # «0,0» 5,0 Маш.6р – 1
пом.маш.5р. – 1 2,4 =33,11*2,4 79,46 =79,46/8 # «0,0» 9,9
6 Транспортирование лишнего грунта в отвал 100 м3 123,73 — 18,0 2227,14 278,4 Вод.IIIкл. – 1 =2227,14/123,73 # «0,0» 18,0 =371,19*6 2227,14 =46,4*6 278,4
7 Зачистка дна котлована бульдозером 100 м3 5,77 Е2-1-22 2,33 =5,77*2,33 13,44 =13,44/8 # «0,0» 1,7 Маш.6р – 1 2,33 13,44 1,7

Зачистка дна котлована вручную 1 м3 192 Е2-1-47 – – – Земл.2р – 1 0,85 =0,85*192 163,2 =163,2/8 # «0,0» 20,4
8 Засыпка пазух и съездов 100 м3 41,06 Е2-1-34 0,41 =41,06*0,41 16,83 =16,83/8 # «0,0» 2,1 Маш.6р – 1 0,41 16,83 2,1

Список литературы
ЕНиР Сб. Е2 Вып. 1 «Земляные работы».
ЕНиР Сб. Е4 Вып. 1 «Монтаж сборных и устройство монолитных железобетонных конструкций».
ЕНиР Сб. Е11 «Изоляционные работы».
СНиП 3.02.01–87 «Земляные сооружения, основания и фундаменты».
ГЭСН 2001–01 «Земляные работы».
ГЭСН 2001–06 «Бетонные и железобетонные конструкции монолитные».
Соколов Г.К. «Технология строительного производства», Москва, ACADEMiA 2006г.
Соколов Г.К. «Технология и организация строительства».
СНиП 12–03–2001. «Безопасность труда в строительстве. Часть 1 Общие требования».
СНиП 12–04–2002. «Безопасность труда в строительстве. Часть 2 Строительное производство»
СНиП 3.03.01–87. «Несущие и ограждающие конструкции».

Схема размещения фундаментов в котловане Таблица 1 Варианты исходных данных